JPH11211761A - 電源電圧変動検出回路 - Google Patents

電源電圧変動検出回路

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JPH11211761A
JPH11211761A JP10013635A JP1363598A JPH11211761A JP H11211761 A JPH11211761 A JP H11211761A JP 10013635 A JP10013635 A JP 10013635A JP 1363598 A JP1363598 A JP 1363598A JP H11211761 A JPH11211761 A JP H11211761A
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JP
Japan
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circuit
voltage
reference voltage
battery
output
Prior art date
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Pending
Application number
JP10013635A
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English (en)
Inventor
Hideo Nagahama
英雄 長浜
多津彦 ▲松▼本
Tatsuhiko Matsumoto
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】電源電圧の低下を確実に検出することができる
電源電圧変動検出回路を提供する。 【解決手段】電源電圧変動検出回路6は、基準電圧回路
6aと、検知回路6bとで構成される。基準電圧回路6
aは、図示しない昇圧回路の出力端の高電位側に一端が
接続される抵抗R3 と、抵抗R3 の他端と昇圧回路3の
出力端の低電位側との間に接続される抵抗R4 と抵抗R
5 との直列回路と、抵抗R3 と前記直列回路との接続点
にカソードが接続され昇圧回路の出力端の低電位側にア
ノードが接続されるツェナダイオードZD1 とで構成さ
れる。抵抗R5 の両端電圧が基準電圧Vrとして検知回
路6bのコンパレータCPの非反転端子に入力される。
コンパレータCPの反転端子には、図示しない電池EB
の電圧Vbが抵抗R1 を介して入力される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電池よりなる電源
の電圧変動を検出する電源電圧変動検出回路に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来より、図3に示すように、電池EB
を電源としてモータMを駆動する駆動回路1を備えたモ
ータ駆動装置が提案されている。ここで、駆動回路1は
例えばMOSFETよりなるスイッチ要素を具備し、ス
イッチ要素のオンオフに基づいてモータMと電池EB
の間の通電・遮断を制御する機能を有している。なお、
電池EB としては例えば蓄電池が用いられる。
【0003】この種のモータ駆動装置は、例えば電動ド
ライバや電動ドリルのような電動式回転工具に内蔵され
るものであって、駆動回路1のスイッチ要素のゲート・
ソース間への制御入力を制御する制御回路2を有し、制
御回路2の出力によって駆動回路1により駆動されるモ
ータMの状態などを制御している。制御回路2の電源
は、電池EB の電圧を昇圧回路3によって昇圧すること
により得ている。ここで、昇圧回路3は、例えば電動式
回転工具のドライバやドリルなどの先端部を受側の相手
部材に押し付けたときに発生するリードスイッチからの
スタート信号STがスタート回路4に入力されたとき
に、スタート回路4を介して電池EB の電圧が供給さ
れ、電池EB の電圧の昇圧を開始する。ここで、昇圧回
路3は、インダクタ、コンデンサ、トランジスタなどに
より構成され、前記トランジスタのオン・オフにより上
記インダクタに逆起電力を発生させ、その逆起電力を上
記コンデンサに蓄積することにより昇圧を行っている。
なお、スタート回路4は、スイッチング素子を有し、該
スイッチング素子は通常はオフ状態となっており、上記
スタート信号STが入力されたときにオン状態となり、
電池EB の電圧を昇圧回路3へ供給する経路を構成す
る。
【0004】ところで、電池EB の電圧を駆動回路1の
スイッチ要素のゲート・ソース間に印加するか否かによ
って上記スイッチ要素をオンオフすることも考えられる
が、この種のモータ駆動装置に使用される電池EB の電
圧は通常は1.0〜3.6V程度であって、上記スイッ
チ要素のオン抵抗が高くその値も不安定となるので、昇
圧回路3により電池EB の電圧を昇圧して16V程度の
電圧を上記スイッチ要素のゲート・ソース間に印加する
ことが望ましい。上記スイッチ要素は、16V程度の電
圧がゲート・ソース間に印加された場合には、ゲート・
ソース間が1.0〜3.6V程度の場合に比べてオン抵
抗が十分に小さくその値も安定している。
【0005】また、上記モータ駆動装置を採用した電動
式回転工具では、モータMから電動式回転工具の出力軸
(図示せず)へ動力を伝達・遮断するクラッチ7の状態
を検出するためのフォトインタラプタ、リードスイッチ
などのセンサ8を有し、該センサ8はモータMへの過負
荷の有無に応じて出力が変化する。すなわち、上記電動
式回転工具ではモータMに過負荷がかかったときにクラ
ッチ7が滑り出すのをセンサ8により検出しており、セ
ンサ8の出力Vinに基づいてモータMに過負荷がかかっ
ているか否かを検知する過負荷検知回路5を備えてい
る。制御回路2は、過負荷検知回路5により過負荷が検
出されたときには、駆動回路1の上記スイッチ要素をす
べてオフさせてモータMへの電流の供給を停止させるよ
うになっている。
【0006】また、上記従来構成では、電池EB の電圧
が徐々に低下して昇圧回路3の出力電圧が低下すると、
駆動回路1の上記スイッチ要素のオン抵抗が高くなって
上記スイッチ要素の発熱量が多くなり、モータMがロッ
クしたときに、上記スイッチ要素の発熱量がさらに多く
なり、上記スイッチ要素が熱破壊されてしまう恐れがあ
るので、電池EB の電圧低下を検出する電源電圧変動検
出回路6を備えており、制御回路2は、電源電圧変動検
出回路6により電池EB の電圧Vbが後述の基準電圧V
rよりも低下したときに駆動回路1によるモータMの回
転を停止させる機能(ブレーキ機能)を備えている。
【0007】ここで、上記電源電圧変動検出回路6は図
4に示すように、基準電圧Vrを作成する基準電圧発生
回路6aと、基準電圧発生回路6aで発生した基準電圧
Vrと蓄電池EB の電圧Vbとを比較するコンパレータ
CP、抵抗R1 、抵抗R2 、コンパレータCPの出力を
保持して出力する保持回路9を備えた検知回路6bとで
構成される。基準電圧発生回路6aは、昇圧回路3の出
力電圧Vupを抵抗R 6 ,R7 により分圧して基準電圧
Vrを得ており、この基準電圧Vrは検知回路6bのコ
ンパレータCPの非反転端子に入力される。一方、コン
パレータCPの反転端子には、電池EB の電圧Vbが抵
抗R1 を介して入力される。
【0008】検知回路6bでは、電池EB の電圧が図5
(a)に示すように徐々に低下してコンパレータCPの
反転端子に入力される電圧が基準電圧Vr以下になる
と、コンパレータCPの出力が高電位出力(ハイレベ
ル)に移行し、保持回路9の出力Voutは図5(c)
に示すように低電位出力から高電位出力へ移行し高電位
出力を保持するようになっている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の基準
電圧Vrは、モータの回転に必要な電流の大きさや駆動
回路1の上記スイッチ要素のオン抵抗などに応じて適宜
設定されるが、蓄電池E B の1回の充電で使用できる使
用時間を長くするには、基準電圧Vrをできるだけ低い
値に設定することが望ましい。一方、電池EB の電圧V
bが図5(a)に示すように徐々に低下した場合、昇圧
回路3のインダクタ(エネルギ蓄積手段)に蓄積される
エネルギが低下する一方で制御回路2で消費される電力
は変化しないので、略一定値に保たれていた昇圧回路3
の出力電圧Vupが昇圧回路3を構成するインダクタや
コンデンサなどの定数で決まる一定時間後に低下しはじ
めるが、出力電圧Vupが不安定になる不安定領域Aが
存在する。上記従来構成では、昇圧回路3の出力電圧V
upを抵抗R6 ,抵抗R7 により分圧して基準電圧Vr
を得ているので、昇圧回路3の出力電圧Vupが不安定
となる不安定領域Aでは、基準電圧Vrも不安定とな
り、保持回路9の出力Vout の変化点がばらつき、電池
B の電圧Vbが駆動回路1の動作に必要な動作電圧以
下になるまでに出力電圧Vout が変化せず誤動作が発生
してしまう恐れがあった。
【0010】本発明は上記事由に鑑みて為されたもので
あり、その目的は、電源電圧の低下を確実に検出するこ
とができる電源電圧変動検出回路を提供することにあ
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、上記
目的を達成するために、モータと電池との間に挿入され
るMOSFETよりなるスイッチ要素を具備しスイッチ
要素のオンオフに基づいてモータの状態を変化させる駆
動回路と、上記スイッチ要素のオンオフを制御する制御
回路と、上記電池の電圧を昇圧して制御回路の電源を得
る昇圧回路とを備えたモータ駆動装置に用いられ、上記
電池の電圧が基準電圧よりも低下したことを検出したと
きに電池とモータとの間が遮断されるようにスイッチ要
素を制御するための信号を制御回路へ出力する電源電圧
変動検出回路であって、昇圧回路の出力電圧に基づいて
基準電圧を発生する基準電圧回路と、該基準電圧回路か
ら出力される基準電圧と蓄電池の電圧とを比較するコン
パレータとを備え、基準電圧回路は、昇圧回路の出力端
間に接続される抵抗とツェナダイオードとの直列回路を
有し、ツェナダイオードの両端電圧を用いて上記基準電
圧を発生することを特徴とするものであり、電池の電圧
が徐々に低下して昇圧回路の出力電圧が減少しはじめる
不安定領域においても基準電圧はツェナダイオードのツ
ェナ電圧を基準とした一定値に保持されるから、昇圧回
路の出力電圧が不安定となる領域でも安定した基準電圧
を得ることができ、電池の電圧が基準電圧よりも低下す
る点を安定して検出することができ、電池の電圧が低下
した場合に略一定の電圧で電池とモータとの間が遮断さ
れるようにスイッチ要素を制御することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図1を
参照して説明する。本実施形態の電源電圧変動検出回路
6の基本構成は従来構成と略同じであり、基準電圧回路
6aの構成に特徴があるので、従来構成と同様の構成要
素には同一の符号を付し説明を省略する。なお、本実施
形態の電源電圧変動検出回路6は、従来例と同様に例え
ば図3に示すモータ駆動装置に使用される。また、電池
Bとして蓄電池を用いているが、蓄電池に限定される
ものではない。
【0013】基準電圧回路6aは、昇圧回路3(図3参
照)の出力端の高電位側に一端が接続される抵抗R
3 と、抵抗R3 の他端と昇圧回路3の出力端の低電位側
との間に接続される抵抗R4 と抵抗R5 との直列回路
と、抵抗R3 と前記直列回路との接続点にカソードが接
続され昇圧回路3の出力端の低電位側にアノードが接続
されるツェナダイオードZD1 とで構成され、抵抗R4
と抵抗R5 との接続点がコンパレータCPの非反転端子
に接続されている。すなわち、本実施形態では、抵抗R
5 の両端電圧を基準電圧Vrとしている。なお、コンパ
レータCPの反転端子には、図4に示した従来構成と同
様に電池EB の電圧Vbが抵抗R1 を介して入力され
る。なお、基準電圧Vrの値が大きい場合には、ツェナ
ダイオードZD1の両端電圧を分圧せずにツェナダイオ
ードZD1 の両端電圧を基準電圧Vrとしてもよい。
【0014】以下、上記電源電圧変動検出回路6の動作
を図2を参照して説明する。検知回路6bでは、電池E
B の電圧が図2(a)に示すように徐々に低下してコン
パレータCPの反転端子に入力される電圧が基準電圧V
r以下になると、コンパレータCPの出力が高電位出力
(ハイレベル)に移行し、保持回路9の出力Voutは
図2(d)に示すように低電位出力から高電位出力へ移
行し高電位出力を保持するようになっている。ここで、
基準電圧Vrは、抵抗R3 とツェナダイオードZD1
決定される電圧Vzd(図2(c)参照)を、抵抗
4 ,R5により分圧して得た電圧である。電圧Vzd
は、昇圧回路3の出力電圧Vupが図2(b)に示す不
安定領域Aにおいても、図2(c)に示すように一定値
を維持しているので、基準電圧Vrも一定値を維持す
る。しかして、昇圧回路3の出力電圧Vupが不安定に
なる不安定領域でも基準電圧Vrが一定電圧となるの
で、安定して電池EB の電圧低下を検知することができ
る。その結果、駆動回路1のスイッチ要素のオン抵抗が
高くなりすぎるのを防止することができ、上記スイッチ
要素が熱破壊されてしまうのを防止することができる。
また、昇圧回路3の出力電圧Vupが不安定になる不安
定領域Aが存在する期間においても基準電圧Vrが一定
電圧となることにより、保持回路9の出力Vout の変化
点のばらつきを小さくすることができ、電池EB の電圧
Vbが駆動回路1の動作に必要な動作電圧以下になるま
でに出力電圧Vout が変化せずに誤動作が発生してしま
うというような不具合の発生を防止することができる。
【0015】
【発明の効果】請求項1の発明は、モータと電池との間
に挿入されるMOSFETよりなるスイッチ要素を具備
しスイッチ要素のオンオフに基づいてモータの状態を変
化させる駆動回路と、上記スイッチ要素のオンオフを制
御する制御回路と、上記電池の電圧を昇圧して制御回路
の電源を得る昇圧回路とを備えたモータ駆動装置に用い
られ、上記電池の電圧が基準電圧よりも低下したことを
検出したときに電池とモータとの間が遮断されるように
スイッチ要素を制御するための信号を制御回路へ出力す
る電源電圧変動検出回路であって、昇圧回路の出力電圧
に基づいて基準電圧を発生する基準電圧回路と、該基準
電圧回路から出力される基準電圧と蓄電池の電圧とを比
較するコンパレータとを備え、基準電圧回路は、昇圧回
路の出力端間に接続される抵抗とツェナダイオードとの
直列回路を有し、ツェナダイオードの両端電圧を用いて
上記基準電圧を発生するので、電池の電圧が徐々に低下
して昇圧回路の出力電圧が減少しはじめる不安定領域に
おいても基準電圧はツェナダイオードのツェナ電圧を基
準とした一定値に保持され、昇圧回路の出力電圧が不安
定となる領域でも安定した基準電圧を得ることができ、
電池の電圧が基準電圧よりも低下する点を安定して検出
することができ、電池の電圧が低下した場合に略一定の
電圧で電池とモータとの間が遮断されるようにスイッチ
要素を制御することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態を示す回路図である。
【図2】同上の動作説明図である。
【図3】モータ駆動装置のブロック図である。
【図4】従来例を示す回路図である。
【図5】同上の動作説明図である。
【符号の説明】
6 電源電圧変動検出回路 6a 基準電圧回路 6b 検知回路 9 保持回路 R1 〜R5 抵抗 ZD ツェナダイオード CP コンパレータ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モータと電池との間に挿入されるMOS
    FETよりなるスイッチ要素を具備しスイッチ要素のオ
    ンオフに基づいてモータの状態を変化させる駆動回路
    と、上記スイッチ要素のオンオフを制御する制御回路
    と、上記電池の電圧を昇圧して制御回路の電源を得る昇
    圧回路とを備えたモータ駆動装置に用いられ、上記電池
    の電圧が基準電圧よりも低下したことを検出したときに
    電池とモータとの間が遮断されるようにスイッチ要素を
    制御するための信号を制御回路へ出力する電源電圧変動
    検出回路であって、昇圧回路の出力電圧に基づいて基準
    電圧を発生する基準電圧回路と、該基準電圧回路から出
    力される基準電圧と蓄電池の電圧とを比較するコンパレ
    ータとを備え、基準電圧回路は、昇圧回路の出力端間に
    接続される抵抗とツェナダイオードとの直列回路を有
    し、ツェナダイオードの両端電圧を用いて上記基準電圧
    を発生することを特徴とする電源電圧変動検出回路。
JP10013635A 1998-01-27 1998-01-27 電源電圧変動検出回路 Pending JPH11211761A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100421328C (zh) * 2002-07-13 2008-09-24 艾默生网络能源有限公司 防止误启动的开关电源欠压保护电路及欠压保护方法
US10151800B2 (en) 2016-01-12 2018-12-11 Alpine Electronics, Inc. Supply-voltage-fluctuation detecting apparatus and processing system

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20030610