JPH1080187A - モータ駆動回路 - Google Patents
モータ駆動回路Info
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- JPH1080187A JPH1080187A JP8236041A JP23604196A JPH1080187A JP H1080187 A JPH1080187 A JP H1080187A JP 8236041 A JP8236041 A JP 8236041A JP 23604196 A JP23604196 A JP 23604196A JP H1080187 A JPH1080187 A JP H1080187A
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Landscapes
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 部品の入手が容易で、しかも、製品コストを
抑えることができる高電圧電源に使用可能なモータ駆動
回路を提供すること。 【解決手段】 正の半波の状態でパルス幅変調回路10
からハイ出力されると、電界効果トランジスタQ1
(「Q1」と称す)がオンされ、矢印A方向に電流が流
れる。回路10の出力がロウに替わると、Q1はオフさ
れ電流Aの流れが止まり、交流モータ52に起電力が生
じるが、電界効果トランジスタQ3(「Q3」と称す)
はオンされており、交流モータ52、ダイオードD2
0、Q3の環流回路に矢印A’方向の電流が流れる。一
方、負の半波の状態で回路10からハイ出力されると、
Q1がオンされ、矢印B方向の電流が流れる。回路10
の出力がロウに替わると、Q1はオフされ電流Bの流れ
が止まる。すると、電界効果トランジスタQ2(「Q
2」と称す)がオンされ、交流モータ52、ダイオード
D19、Q2の環流回路に矢印B’方向の電流が流れ
る。
抑えることができる高電圧電源に使用可能なモータ駆動
回路を提供すること。 【解決手段】 正の半波の状態でパルス幅変調回路10
からハイ出力されると、電界効果トランジスタQ1
(「Q1」と称す)がオンされ、矢印A方向に電流が流
れる。回路10の出力がロウに替わると、Q1はオフさ
れ電流Aの流れが止まり、交流モータ52に起電力が生
じるが、電界効果トランジスタQ3(「Q3」と称す)
はオンされており、交流モータ52、ダイオードD2
0、Q3の環流回路に矢印A’方向の電流が流れる。一
方、負の半波の状態で回路10からハイ出力されると、
Q1がオンされ、矢印B方向の電流が流れる。回路10
の出力がロウに替わると、Q1はオフされ電流Bの流れ
が止まる。すると、電界効果トランジスタQ2(「Q
2」と称す)がオンされ、交流モータ52、ダイオード
D19、Q2の環流回路に矢印B’方向の電流が流れ
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】 本発明は、チョッパ制御に
よりファンモータ等の可変速制御を行うモータ駆動回路
に関し、特に、部品の入手が容易で、しかも、製品コス
トを抑えることができる高電圧電源に使用可能なモータ
駆動回路に関するものである。
よりファンモータ等の可変速制御を行うモータ駆動回路
に関し、特に、部品の入手が容易で、しかも、製品コス
トを抑えることができる高電圧電源に使用可能なモータ
駆動回路に関するものである。
【0002】
【従来の技術】 近年の家電機器に対する市場ニーズ
は、日増しに高機能化の傾向を強めている。特に、エア
コンのファンモータ等に代表されるモータ応用分野にお
いては、モータの可変速運転への要望が増している。
は、日増しに高機能化の傾向を強めている。特に、エア
コンのファンモータ等に代表されるモータ応用分野にお
いては、モータの可変速運転への要望が増している。
【0003】図6は、かかるモータの可変速運転(制
御)を行うためのモータ駆動回路の回路図である。この
モータ駆動回路70は、チョッパ制御によって、交流モ
ータ72に供給される電圧の実効値を変化させて、その
交流モータ72の可変速制御を行うものである。
御)を行うためのモータ駆動回路の回路図である。この
モータ駆動回路70は、チョッパ制御によって、交流モ
ータ72に供給される電圧の実効値を変化させて、その
交流モータ72の可変速制御を行うものである。
【0004】モータ駆動回路70の100ボルト交流電
源(AC電源)71の一端には、ダイオードブリッジD
71〜D74が接続され、そのダイオードブリッジD7
1〜D74の出力端には交流モータ72が接続され、交
流モータ72の他端にはAC電源71が接続されてい
る。ダイオードブリッジD71〜D74の直流出力端
(ダイオードD71,D72のカソード)には、NPN
型のトランジスタQ71のコレクタが接続され、そのト
ランジスタQ71のエミッタには、ダイオードブリッジ
D71〜D74の直流入力端(ダイオードD73,D7
4のアノード)が接続されている。
源(AC電源)71の一端には、ダイオードブリッジD
71〜D74が接続され、そのダイオードブリッジD7
1〜D74の出力端には交流モータ72が接続され、交
流モータ72の他端にはAC電源71が接続されてい
る。ダイオードブリッジD71〜D74の直流出力端
(ダイオードD71,D72のカソード)には、NPN
型のトランジスタQ71のコレクタが接続され、そのト
ランジスタQ71のエミッタには、ダイオードブリッジ
D71〜D74の直流入力端(ダイオードD73,D7
4のアノード)が接続されている。
【0005】また、トランジスタQ71のエミッタ・ベ
ース間には、ダイオードD75がそのカソードをトラン
ジスタQ71のベースに向けて接続され、そのダイオー
ドD75と並列にパルストランスPTが接続されてい
る。このパルストランスPTは、トランジスタQ71を
オンオフさせる信号を発振するスイッチング電源用コン
トロールIC(以下「コントロールIC」と称す)73
に接続されており、このコントロールIC73には、可
変抵抗VR7が接続されている。可変抵抗VR7は、ユ
ーザーにより操作される部品であり、感電防止のために
プラスティックにより覆われて絶縁されている。この可
変抵抗VR7の抵抗値を大小することにより、交流モー
タ72の回転速度が変化される。
ース間には、ダイオードD75がそのカソードをトラン
ジスタQ71のベースに向けて接続され、そのダイオー
ドD75と並列にパルストランスPTが接続されてい
る。このパルストランスPTは、トランジスタQ71を
オンオフさせる信号を発振するスイッチング電源用コン
トロールIC(以下「コントロールIC」と称す)73
に接続されており、このコントロールIC73には、可
変抵抗VR7が接続されている。可変抵抗VR7は、ユ
ーザーにより操作される部品であり、感電防止のために
プラスティックにより覆われて絶縁されている。この可
変抵抗VR7の抵抗値を大小することにより、交流モー
タ72の回転速度が変化される。
【0006】コントロールIC73を駆動する駆動電圧
Vccは、補助電源回路80により生成される。この補
助電源回路80は、AC電源71にトランスTを介して
接続されており、そのトランスTの2次側巻線両端はダ
イオードブリッジD81〜D84の交流端子にそれぞれ
接続されている。このダイオードブリッジD81〜D8
4の直流入力端(ダイオードD81,D84のアノー
ド)はグランドGNDに、直流出力端(ダイオードD8
2,D83のカソード)は定電圧IC81の入力端子
に、それぞれ接続されている。定電圧IC81の入力端
子及び出力端子とグランドGNDとの間には、電解コン
デンサC81,C82がそれぞれ接続されており、この
定電圧IC81からコントロールIC73を駆動する駆
動電圧Vccが出力される。
Vccは、補助電源回路80により生成される。この補
助電源回路80は、AC電源71にトランスTを介して
接続されており、そのトランスTの2次側巻線両端はダ
イオードブリッジD81〜D84の交流端子にそれぞれ
接続されている。このダイオードブリッジD81〜D8
4の直流入力端(ダイオードD81,D84のアノー
ド)はグランドGNDに、直流出力端(ダイオードD8
2,D83のカソード)は定電圧IC81の入力端子
に、それぞれ接続されている。定電圧IC81の入力端
子及び出力端子とグランドGNDとの間には、電解コン
デンサC81,C82がそれぞれ接続されており、この
定電圧IC81からコントロールIC73を駆動する駆
動電圧Vccが出力される。
【0007】モータ駆動回路70は、更に、チョッパ制
御による過大電圧(スパイク電圧)の発生を抑えるため
に、2つの還流(フリーホイール)回路を備えている。
還流回路の1つは、交流モータ72と、ダイオードD7
6、トランジスタQ72で構成され、他の1つは、交流
モータ72と、トランジスタQ73、ダイオードD78
で構成されている。前の回路は、ダイオードD77及び
抵抗R71を経てトランジスタQ72のベースに、エミ
ッタより高い電圧が印加されることにより閉じられる。
一方、後の回路は、ダイオードD79及び抵抗R72を
経てトランジスタQ73のベースに、エミッタより低い
電圧が印加されることにより閉じられる。
御による過大電圧(スパイク電圧)の発生を抑えるため
に、2つの還流(フリーホイール)回路を備えている。
還流回路の1つは、交流モータ72と、ダイオードD7
6、トランジスタQ72で構成され、他の1つは、交流
モータ72と、トランジスタQ73、ダイオードD78
で構成されている。前の回路は、ダイオードD77及び
抵抗R71を経てトランジスタQ72のベースに、エミ
ッタより高い電圧が印加されることにより閉じられる。
一方、後の回路は、ダイオードD79及び抵抗R72を
経てトランジスタQ73のベースに、エミッタより低い
電圧が印加されることにより閉じられる。
【0008】次に、このように構成されたモータ駆動回
路70の動作について説明する。AC電源71から正の
半波が流されている状態で、コントロールIC73から
ハイ電圧が出力されると、トランジスタQ71がオンさ
れる。すると、モータ駆動回路70には、AC電源71
からダイオードD71、トランジスタQ71、ダイオー
ドD73、交流モータ72、AC電源71の順に電流が
流される。
路70の動作について説明する。AC電源71から正の
半波が流されている状態で、コントロールIC73から
ハイ電圧が出力されると、トランジスタQ71がオンさ
れる。すると、モータ駆動回路70には、AC電源71
からダイオードD71、トランジスタQ71、ダイオー
ドD73、交流モータ72、AC電源71の順に電流が
流される。
【0009】この状態でコントロールIC73の出力が
ロウ電圧に切り替わると、トランジスタQ71はオフさ
れ、かかる電流の流れが止まる。このとき交流モータ7
2の両端には同一方向電流を持続しようとする起電力が
生じるが、トランジスタQ71のオフによりトランジス
タQ72がオンされて、交流モータ72、ダイオードD
76、トランジスタQ72の還流回路が閉じられて電流
ループが確保され、過大電圧(スパイク電圧)が抑えら
れる。そして、再び、コントロールIC73からハイ電
圧が出力されると、トランジスタQ71がオンされて、
モータ駆動回路70に上記と同方向の電流が流されると
ともに、トランジスタQ72がオフされ還流回路が開放
される。
ロウ電圧に切り替わると、トランジスタQ71はオフさ
れ、かかる電流の流れが止まる。このとき交流モータ7
2の両端には同一方向電流を持続しようとする起電力が
生じるが、トランジスタQ71のオフによりトランジス
タQ72がオンされて、交流モータ72、ダイオードD
76、トランジスタQ72の還流回路が閉じられて電流
ループが確保され、過大電圧(スパイク電圧)が抑えら
れる。そして、再び、コントロールIC73からハイ電
圧が出力されると、トランジスタQ71がオンされて、
モータ駆動回路70に上記と同方向の電流が流されると
ともに、トランジスタQ72がオフされ還流回路が開放
される。
【0010】一方、AC電源71から負の半波が流され
ている状態で、コントロールIC73からハイ電圧が出
力されると、トランジスタQ71がオンされる。する
と、モータ駆動回路70には、AC電源71から交流モ
ータ72、ダイオードD72、トランジスタQ71、ダ
イオードD74、AC電源71の順に電流が流される。
ている状態で、コントロールIC73からハイ電圧が出
力されると、トランジスタQ71がオンされる。する
と、モータ駆動回路70には、AC電源71から交流モ
ータ72、ダイオードD72、トランジスタQ71、ダ
イオードD74、AC電源71の順に電流が流される。
【0011】この状態でコントロールIC73の出力が
ロウ電圧に切り替わると、トランジスタQ71はオフさ
れ、かかる電流の流れが止まる。このとき交流モータ7
2の両端には同一方向電流を持続しようとする起電力が
生じるが、トランジスタQ71のオフによりトランジス
タQ73がオンされて、交流モータ72、トランジスタ
Q73、ダイオードD78の還流回路が閉じられて電流
ループが確保され、過大電圧(スパイク電圧)が抑えら
れる。そして、再び、コントロールIC73からハイ電
圧が出力されると、トランジスタQ71がオンされて、
モータ駆動回路70に上記と同方向の電流が流されると
ともに、トランジスタQ73がオフされ還流回路が開放
される。
ロウ電圧に切り替わると、トランジスタQ71はオフさ
れ、かかる電流の流れが止まる。このとき交流モータ7
2の両端には同一方向電流を持続しようとする起電力が
生じるが、トランジスタQ71のオフによりトランジス
タQ73がオンされて、交流モータ72、トランジスタ
Q73、ダイオードD78の還流回路が閉じられて電流
ループが確保され、過大電圧(スパイク電圧)が抑えら
れる。そして、再び、コントロールIC73からハイ電
圧が出力されると、トランジスタQ71がオンされて、
モータ駆動回路70に上記と同方向の電流が流されると
ともに、トランジスタQ73がオフされ還流回路が開放
される。
【0012】このように交流モータ72は、コントロー
ルIC73から出力されるパルスのハイロウに応じてオ
ンオフされる。よって、交流モータ72に供給される電
圧の実効値は、コントロールIC73から出力されるオ
ンオフパルスのデューティ比により変化されるので、こ
のオンオフパルスのデューティ比を変化させることによ
り、交流モータ72の可変速制御が行われる。オンオフ
パルスのデューティ比は、コントロールIC73に接続
された可変抵抗VR7を操作することにより変えられ
る。
ルIC73から出力されるパルスのハイロウに応じてオ
ンオフされる。よって、交流モータ72に供給される電
圧の実効値は、コントロールIC73から出力されるオ
ンオフパルスのデューティ比により変化されるので、こ
のオンオフパルスのデューティ比を変化させることによ
り、交流モータ72の可変速制御が行われる。オンオフ
パルスのデューティ比は、コントロールIC73に接続
された可変抵抗VR7を操作することにより変えられ
る。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】 AC電源71から負
の半波電流が流されている状態でトランジスタQ71が
オフされた場合に閉じられる還流回路は、交流モータ7
2と、トランジスタQ73と、ダイオードD78とで構
成されている。このトランジスタQ73は、PNP形の
トランジスタである。PNP形トランジスタの高耐圧大
電流品は、歩留まりが悪く製造困難であるので部品コス
トが高い。また、市場のニーズも少ないので殆ど市場に
提供されていない。よって、上述したモータ駆動回路7
0を高電圧電源、例えば、200ボルトの交流電源に使
用するためには、PNP形トランジスタの高耐圧大電流
品が必要になる。しかし、かかるトランジスタは市場で
の数量が僅少であるので入手が困難であるとともに、高
価であるので、該トランジスタを使用することにより、
製品コストを上げてしまうという問題点があった。
の半波電流が流されている状態でトランジスタQ71が
オフされた場合に閉じられる還流回路は、交流モータ7
2と、トランジスタQ73と、ダイオードD78とで構
成されている。このトランジスタQ73は、PNP形の
トランジスタである。PNP形トランジスタの高耐圧大
電流品は、歩留まりが悪く製造困難であるので部品コス
トが高い。また、市場のニーズも少ないので殆ど市場に
提供されていない。よって、上述したモータ駆動回路7
0を高電圧電源、例えば、200ボルトの交流電源に使
用するためには、PNP形トランジスタの高耐圧大電流
品が必要になる。しかし、かかるトランジスタは市場で
の数量が僅少であるので入手が困難であるとともに、高
価であるので、該トランジスタを使用することにより、
製品コストを上げてしまうという問題点があった。
【0014】本発明は上述した問題点を解決するために
なされたものであり、部品の入手が容易で、しかも、製
品コストを抑えることができる高電圧電源に使用可能な
モータ駆動回路を提供することを目的としている。
なされたものであり、部品の入手が容易で、しかも、製
品コストを抑えることができる高電圧電源に使用可能な
モータ駆動回路を提供することを目的としている。
【0015】
【課題を解決するための手段】 この目的を達成するた
めに請求項1記載のモータ駆動回路は、交流電源により
駆動される交流モータと、その交流モータへモータ駆動
電圧をチョッパ制御により印加する制御回路と、その制
御回路によるチョッパ制御により前記交流モータに生じ
る起電力を還流させる還流回路とを備え、前記還流回路
をオン又はオフさせるスイッチ素子には、NPN形のト
ランジスタ又はN形の電界効果トランジスタが用いられ
ている。
めに請求項1記載のモータ駆動回路は、交流電源により
駆動される交流モータと、その交流モータへモータ駆動
電圧をチョッパ制御により印加する制御回路と、その制
御回路によるチョッパ制御により前記交流モータに生じ
る起電力を還流させる還流回路とを備え、前記還流回路
をオン又はオフさせるスイッチ素子には、NPN形のト
ランジスタ又はN形の電界効果トランジスタが用いられ
ている。
【0016】この請求項1記載のモータ駆動回路によれ
ば、制御回路によるチョッパ制御により、モータ駆動電
圧は交流モータにオンオフを繰り返して印加される。交
流モータへのモータ駆動電圧の印加が制御回路によりオ
フされると、交流モータにはオフ前と同方向の電流を流
そうとする起電力が生じる。この起電力による電流は還
流回路に還流されるが、その還流回路には瞬時に高電圧
が印加され大電流が流れる。このモータ駆動回路では、
かかる還流回路をオンオフさせるスイッチ素子に、安価
な高耐圧大電流品が多く市販されているNPN形のトラ
ンジスタ又はN形の電界効果トランジスタを用いてい
る。
ば、制御回路によるチョッパ制御により、モータ駆動電
圧は交流モータにオンオフを繰り返して印加される。交
流モータへのモータ駆動電圧の印加が制御回路によりオ
フされると、交流モータにはオフ前と同方向の電流を流
そうとする起電力が生じる。この起電力による電流は還
流回路に還流されるが、その還流回路には瞬時に高電圧
が印加され大電流が流れる。このモータ駆動回路では、
かかる還流回路をオンオフさせるスイッチ素子に、安価
な高耐圧大電流品が多く市販されているNPN形のトラ
ンジスタ又はN形の電界効果トランジスタを用いてい
る。
【0017】請求項2記載のモータ駆動回路は、請求項
1記載のモータ駆動回路において、更に、前記還流回路
は、前記交流電源により正の半波電流が前記交流モータ
に流されている状態で前記制御回路がオフされた場合に
前記交流モータに生じる起電力を還流させる第1還流回
路と、前記交流電源により負の半波電流が前記交流モー
タに流されている状態で前記制御回路がオフされた場合
に前記交流モータに生じる起電力を還流させる第2還流
回路とを備え、前記制御回路に設けられ、前記交流モー
タへモータ駆動電圧の印加をオン又はオフするスイッチ
回路と、そのスイッチ回路が前記交流電源のホットライ
ン側にある場合には、前記交流電源により前記交流モー
タへ負の半波電流が流されている状態で前記スイッチ回
路がオフされた場合に、前記第2還流回路のスイッチ素
子であるNPN形トランジスタのベース端子又はN形電
界効果トランジスタのゲート端子にドライブ電圧を印加
し、一方、前記スイッチ回路が前記交流電源のコールド
ライン側にある場合には、前記交流電源により前記交流
モータへ正の半波電流が流されている状態で前記スイッ
チ回路がオフされた場合に、前記第1還流回路のスイッ
チ素子であるNPN形トランジスタのベース端子又はN
形電界効果トランジスタのゲート端子にドライブ電圧を
印加するドライブ回路とを備えている。
1記載のモータ駆動回路において、更に、前記還流回路
は、前記交流電源により正の半波電流が前記交流モータ
に流されている状態で前記制御回路がオフされた場合に
前記交流モータに生じる起電力を還流させる第1還流回
路と、前記交流電源により負の半波電流が前記交流モー
タに流されている状態で前記制御回路がオフされた場合
に前記交流モータに生じる起電力を還流させる第2還流
回路とを備え、前記制御回路に設けられ、前記交流モー
タへモータ駆動電圧の印加をオン又はオフするスイッチ
回路と、そのスイッチ回路が前記交流電源のホットライ
ン側にある場合には、前記交流電源により前記交流モー
タへ負の半波電流が流されている状態で前記スイッチ回
路がオフされた場合に、前記第2還流回路のスイッチ素
子であるNPN形トランジスタのベース端子又はN形電
界効果トランジスタのゲート端子にドライブ電圧を印加
し、一方、前記スイッチ回路が前記交流電源のコールド
ライン側にある場合には、前記交流電源により前記交流
モータへ正の半波電流が流されている状態で前記スイッ
チ回路がオフされた場合に、前記第1還流回路のスイッ
チ素子であるNPN形トランジスタのベース端子又はN
形電界効果トランジスタのゲート端子にドライブ電圧を
印加するドライブ回路とを備えている。
【0018】請求項3記載のモータ駆動回路は、請求項
1又は2に記載のモータ駆動回路において、前記制御回
路は、前記交流モータへモータ駆動電圧の印加をオン又
はオフするスイッチ回路と、そのスイッチ回路をオン又
はオフさせる信号を発生するオンオフ回路とを備え、前
記スイッチ回路及び還流回路の各スイッチ素子はいずれ
もN形の電界効果トランジスタで構成され、前記オンオ
フ回路のオンオフ信号を出力する出力端子は、前記スイ
ッチ回路の電界効果トランジスタのゲート端子に接続さ
れており、前記スイッチ回路の電界効果トランジスタの
ソース端子と前記交流電源の一端とに接続され、前記ソ
ース端子を回路グランドとして前記オンオフ回路の駆動
電圧を生成する半波整流回路を備えている。
1又は2に記載のモータ駆動回路において、前記制御回
路は、前記交流モータへモータ駆動電圧の印加をオン又
はオフするスイッチ回路と、そのスイッチ回路をオン又
はオフさせる信号を発生するオンオフ回路とを備え、前
記スイッチ回路及び還流回路の各スイッチ素子はいずれ
もN形の電界効果トランジスタで構成され、前記オンオ
フ回路のオンオフ信号を出力する出力端子は、前記スイ
ッチ回路の電界効果トランジスタのゲート端子に接続さ
れており、前記スイッチ回路の電界効果トランジスタの
ソース端子と前記交流電源の一端とに接続され、前記ソ
ース端子を回路グランドとして前記オンオフ回路の駆動
電圧を生成する半波整流回路を備えている。
【0019】この請求項3記載のモータ駆動回路によれ
ば、請求項1又は2に記載のモータ駆動回路と同様に作
用する上、オンオフ回路は半波整流回路により生成され
た駆動電圧により駆動され、その駆動によりオンオフ回
路から出力されるオンオフ信号によって、スイッチ回路
がオンオフされて、交流モータのチョッパ制御が行われ
る。このモータ駆動回路では、スイッチ回路のスイッチ
素子として電界効果トランジスタが使用され、オンオフ
回路の出力端子は、その電界効果トランジスタのゲート
端子に接続されているので、パルストランスを用いずに
オンオフ回路を構成することができる。また、オンオフ
回路にパルストランスを用いないので、オンオフ回路に
必要な電流を少量とすることができ、その結果、オンオ
フ回路の駆動電圧もトランスを用いずに生成することが
できる。更に、スイッチ回路に加え、還流回路のスイッ
チ素子も電界効果トランジスタを用いているので、モー
タ駆動回路全体の消費電力を大幅に低減することができ
る。
ば、請求項1又は2に記載のモータ駆動回路と同様に作
用する上、オンオフ回路は半波整流回路により生成され
た駆動電圧により駆動され、その駆動によりオンオフ回
路から出力されるオンオフ信号によって、スイッチ回路
がオンオフされて、交流モータのチョッパ制御が行われ
る。このモータ駆動回路では、スイッチ回路のスイッチ
素子として電界効果トランジスタが使用され、オンオフ
回路の出力端子は、その電界効果トランジスタのゲート
端子に接続されているので、パルストランスを用いずに
オンオフ回路を構成することができる。また、オンオフ
回路にパルストランスを用いないので、オンオフ回路に
必要な電流を少量とすることができ、その結果、オンオ
フ回路の駆動電圧もトランスを用いずに生成することが
できる。更に、スイッチ回路に加え、還流回路のスイッ
チ素子も電界効果トランジスタを用いているので、モー
タ駆動回路全体の消費電力を大幅に低減することができ
る。
【0020】請求項4記載のモータ駆動回路は、請求項
1から3のいずれかに記載のモータ駆動回路において、
前記制御回路によるチョッパ制御のオンオフ周波数は、
可聴周波数を超えたものである。この請求項4記載のモ
ータ駆動回路によれば、請求項1から3のいずれかに記
載のモータ駆動回路と同様に作用する上、制御回路によ
るチョッパ制御は可聴周波数を超えてオンオフされるの
で、チョッパ制御により交流モータに与えられる振動の
周波数は、可聴周波数を超えたものとなる。
1から3のいずれかに記載のモータ駆動回路において、
前記制御回路によるチョッパ制御のオンオフ周波数は、
可聴周波数を超えたものである。この請求項4記載のモ
ータ駆動回路によれば、請求項1から3のいずれかに記
載のモータ駆動回路と同様に作用する上、制御回路によ
るチョッパ制御は可聴周波数を超えてオンオフされるの
で、チョッパ制御により交流モータに与えられる振動の
周波数は、可聴周波数を超えたものとなる。
【0021】
【発明の実施の形態】 以下、本発明の好ましい実施例
について、添付図面を参照して説明する。図1は、本実
施例のモータ駆動回路50の回路図である。このモータ
駆動回路50は、交流200ボルトの高電圧電源に接続
されて、エアコンなどのファンモータやミシンモータの
可変速運転(制御)に使用されるものである。
について、添付図面を参照して説明する。図1は、本実
施例のモータ駆動回路50の回路図である。このモータ
駆動回路50は、交流200ボルトの高電圧電源に接続
されて、エアコンなどのファンモータやミシンモータの
可変速運転(制御)に使用されるものである。
【0022】モータ駆動回路50は、主に、交流モータ
52へ駆動電圧の印加をオンオフさせるスイッチ回路1
2と、そのスイッチ回路12をオンオフさせるパルス幅
変調回路10と、そのパルス幅変調回路10の駆動電圧
を生成する半波整流回路11と、交流モータ52へ駆動
電圧の印加をオンオフさせることによりその交流モータ
52の両端に生じる起電力を還流させて、過大電圧(ス
パイク電圧)の発生を抑制し、かつ、モータ電流を持続
させて交流モータ52を円滑に回転させる還流回路とを
備えている。
52へ駆動電圧の印加をオンオフさせるスイッチ回路1
2と、そのスイッチ回路12をオンオフさせるパルス幅
変調回路10と、そのパルス幅変調回路10の駆動電圧
を生成する半波整流回路11と、交流モータ52へ駆動
電圧の印加をオンオフさせることによりその交流モータ
52の両端に生じる起電力を還流させて、過大電圧(ス
パイク電圧)の発生を抑制し、かつ、モータ電流を持続
させて交流モータ52を円滑に回転させる還流回路とを
備えている。
【0023】モータ駆動回路50の200ボルト交流電
源(AC電源)51のホットライン51hには、ダイオ
ードブリッジD11〜D14が接続されている。ダイオ
ードブリッジD11〜D14の他端には交流モータ52
が接続され、交流モータ52の他端はAC電源51のコ
ールドライン51cに接続されている。ダイオードブリ
ッジD11〜D14の直流出力端(ダイオードD11,
D12のカソード)には、N形の電界効果トランジスタ
Q1のドレイン端子が接続され、その電界効果トランジ
スタQ1のソース端子には、ダイオードブリッジD11
〜D14の直流入力端(ダイオードD13,D14のア
ノード)が接続されている。電界効果トランジスタQ1
のソース・ゲート間には、プルダウン抵抗R16が接続
されている。
源(AC電源)51のホットライン51hには、ダイオ
ードブリッジD11〜D14が接続されている。ダイオ
ードブリッジD11〜D14の他端には交流モータ52
が接続され、交流モータ52の他端はAC電源51のコ
ールドライン51cに接続されている。ダイオードブリ
ッジD11〜D14の直流出力端(ダイオードD11,
D12のカソード)には、N形の電界効果トランジスタ
Q1のドレイン端子が接続され、その電界効果トランジ
スタQ1のソース端子には、ダイオードブリッジD11
〜D14の直流入力端(ダイオードD13,D14のア
ノード)が接続されている。電界効果トランジスタQ1
のソース・ゲート間には、プルダウン抵抗R16が接続
されている。
【0024】また、200ボルトの高電圧AC電源51
を使用するため、回路50の内外で発生するサージ電圧
による電界効果トランジスタQ1の破壊や誤動作を防ぐ
目的で、そのソース・ドレイン間には、スナバ回路が接
続されている。このスナバ回路は、抵抗R15と、コン
デンサC4と、ダイオードD17とから構成されてお
り、電界効果トランジスタQ1のドレイン端子には、抵
抗R15の一端とダイオードD17のアノードとが接続
されている。ダイオードD17のカソードには、抵抗R
15の他端とコンデンサC4の一端とが接続され、コン
デンサC4の他端は電界効果トランジスタQ1のソース
端子に接続されている。電界効果トランジスタQ1のオ
フ時に生じるサージ電圧は、ダイオードD17を介して
直接コンデンサC4に充電され吸収される。コンデンサ
C4に充電されたサージエネルギーは、電界効果トラン
ジスタQ1のオン時に抵抗R15によって熱消費され
る。
を使用するため、回路50の内外で発生するサージ電圧
による電界効果トランジスタQ1の破壊や誤動作を防ぐ
目的で、そのソース・ドレイン間には、スナバ回路が接
続されている。このスナバ回路は、抵抗R15と、コン
デンサC4と、ダイオードD17とから構成されてお
り、電界効果トランジスタQ1のドレイン端子には、抵
抗R15の一端とダイオードD17のアノードとが接続
されている。ダイオードD17のカソードには、抵抗R
15の他端とコンデンサC4の一端とが接続され、コン
デンサC4の他端は電界効果トランジスタQ1のソース
端子に接続されている。電界効果トランジスタQ1のオ
フ時に生じるサージ電圧は、ダイオードD17を介して
直接コンデンサC4に充電され吸収される。コンデンサ
C4に充電されたサージエネルギーは、電界効果トラン
ジスタQ1のオン時に抵抗R15によって熱消費され
る。
【0025】この電界効果トランジスタQ1、プルダウ
ン抵抗R16、スナバ回路R15,C4,D17、及
び、ダイオードブリッジD11〜D14により、スイッ
チ回路12が構成されている。即ち、本実施例のスイッ
チ回路12は、AC電源51のホットライン51h側に
設けられている。
ン抵抗R16、スナバ回路R15,C4,D17、及
び、ダイオードブリッジD11〜D14により、スイッ
チ回路12が構成されている。即ち、本実施例のスイッ
チ回路12は、AC電源51のホットライン51h側に
設けられている。
【0026】電界効果トランジスタQ1のソース端子に
は、電解コンデンサC3の負電極とツェナーダイオード
ZD2のアノードが接続されている。この電解コンデン
サC3の正電極とツェナーダイオードZD2のカソード
には抵抗R14の一端が接続され、その抵抗R14の他
端にはダイオードD16のカソードが接続されている。
ダイオードD16のアノードはAC電源51のコールド
ライン51cに接続されている。これらのダイオードD
16、抵抗R14、ツェナーダイオードZD2、及び、
電解コンデンサC3により、電界効果トランジスタQ1
のソースを回路グランドGNDとして、安価な半波整流
回路11が形成されている。この半波整流回路11によ
り、後述するパルス幅変調回路10の駆動電圧Vccが
生成される。
は、電解コンデンサC3の負電極とツェナーダイオード
ZD2のアノードが接続されている。この電解コンデン
サC3の正電極とツェナーダイオードZD2のカソード
には抵抗R14の一端が接続され、その抵抗R14の他
端にはダイオードD16のカソードが接続されている。
ダイオードD16のアノードはAC電源51のコールド
ライン51cに接続されている。これらのダイオードD
16、抵抗R14、ツェナーダイオードZD2、及び、
電解コンデンサC3により、電界効果トランジスタQ1
のソースを回路グランドGNDとして、安価な半波整流
回路11が形成されている。この半波整流回路11によ
り、後述するパルス幅変調回路10の駆動電圧Vccが
生成される。
【0027】モータ駆動回路50はパルス幅変調回路1
0から出力される矩形波によりチョッパ制御される。こ
のため交流モータ52の両端には、スイッチ回路12の
オフ時に、交流モータ52のリアクタンスに蓄積された
電磁エネルギーの放出作用に伴うスパイク電圧が生じ
る。このスパイク電圧は非常に高い電圧であり、回路5
0の各素子を破壊する恐れがある。よって、モータ駆動
回路50には、このスパイク電圧を抑えるために、2つ
の還流(フリーホイール)回路が設けられている。還流
回路の1つは、交流モータ52と、N形の電界効果トラ
ンジスタQ3と、ダイオードD20とで構成され(第1
還流回路)、他の1つは、交流モータ52と、ダイオー
ドD19と、N形の電界効果トランジスタQ2とで構成
されている(第2還流回路)。
0から出力される矩形波によりチョッパ制御される。こ
のため交流モータ52の両端には、スイッチ回路12の
オフ時に、交流モータ52のリアクタンスに蓄積された
電磁エネルギーの放出作用に伴うスパイク電圧が生じ
る。このスパイク電圧は非常に高い電圧であり、回路5
0の各素子を破壊する恐れがある。よって、モータ駆動
回路50には、このスパイク電圧を抑えるために、2つ
の還流(フリーホイール)回路が設けられている。還流
回路の1つは、交流モータ52と、N形の電界効果トラ
ンジスタQ3と、ダイオードD20とで構成され(第1
還流回路)、他の1つは、交流モータ52と、ダイオー
ドD19と、N形の電界効果トランジスタQ2とで構成
されている(第2還流回路)。
【0028】第1還流回路は、AC電源51から正の半
波電流が流されている状態でスイッチ回路12がオフさ
れた場合に、交流モータ52の両端に生じる起電力を還
流させる回路である。第1還流回路のスイッチ素子であ
る電界効果トランジスタQ3のソース端子には、ツェナ
ーダイオードZD3のアノードと抵抗R19の一端が接
続されており、そのツェナーダイオードZD3のカソー
ドと抵抗R19の他端は、共に、電界効果トランジスタ
Q3のゲート端子に接続されている。このゲート端子
は、また、抵抗R11を介してAC電源51のホットラ
イン51hに接続されており、ツェナーダイオードZD
3と抵抗R19とにより、電界効果トランジスタQ3を
オンオフさせる安価なドライブ回路が構成さている。
波電流が流されている状態でスイッチ回路12がオフさ
れた場合に、交流モータ52の両端に生じる起電力を還
流させる回路である。第1還流回路のスイッチ素子であ
る電界効果トランジスタQ3のソース端子には、ツェナ
ーダイオードZD3のアノードと抵抗R19の一端が接
続されており、そのツェナーダイオードZD3のカソー
ドと抵抗R19の他端は、共に、電界効果トランジスタ
Q3のゲート端子に接続されている。このゲート端子
は、また、抵抗R11を介してAC電源51のホットラ
イン51hに接続されており、ツェナーダイオードZD
3と抵抗R19とにより、電界効果トランジスタQ3を
オンオフさせる安価なドライブ回路が構成さている。
【0029】第2還流回路は、AC電源51から負の半
波電流が流されている状態でスイッチ回路12がオフさ
れた場合に、交流モータ52の両端に生じる起電力を還
流させる回路である。第2還流回路のスイッチ素子であ
る電界効果トランジスタQ2をオンさせるドライブ回路
は、フォトカプラPCと、そのフォトカプラPCにドラ
イブ電圧(コレクタ電流)を供給する半波整流回路13
とを備えている。
波電流が流されている状態でスイッチ回路12がオフさ
れた場合に、交流モータ52の両端に生じる起電力を還
流させる回路である。第2還流回路のスイッチ素子であ
る電界効果トランジスタQ2をオンさせるドライブ回路
は、フォトカプラPCと、そのフォトカプラPCにドラ
イブ電圧(コレクタ電流)を供給する半波整流回路13
とを備えている。
【0030】フォトカプラPCの発光ダイオードLED
には、高周波バイパスコンデンサC5が並列に接続され
ており、ノイズ電圧により発光ダイオードLEDが誤発
光することを防止している。また、ダイオードD18が
並列且つ逆方向に接続されており、発光ダイオードLE
Dに逆方向の高電圧が印加されないようにして、発光ダ
イオードLEDの逆電圧破壊を防止している。この発光
ダイオードLEDは、抵抗R12を介して、AC電源5
1のホットライン51hに接続されている。
には、高周波バイパスコンデンサC5が並列に接続され
ており、ノイズ電圧により発光ダイオードLEDが誤発
光することを防止している。また、ダイオードD18が
並列且つ逆方向に接続されており、発光ダイオードLE
Dに逆方向の高電圧が印加されないようにして、発光ダ
イオードLEDの逆電圧破壊を防止している。この発光
ダイオードLEDは、抵抗R12を介して、AC電源5
1のホットライン51hに接続されている。
【0031】なお、抵抗R12の抵抗値は10kΩ以
上、例えば、100kΩであり、交流モータ52の抵抗
値は100Ω以下、例えば、50Ωであるので、その抵
抗値の差は極めて大きくなっている。よって、AC電源
51から正の半波が出力されている状態でスイッチ回路
12がオフされても、AC電源51からダイオードD1
8、交流モータ52、AC電源51の経路で電流が流れ
ることはない。
上、例えば、100kΩであり、交流モータ52の抵抗
値は100Ω以下、例えば、50Ωであるので、その抵
抗値の差は極めて大きくなっている。よって、AC電源
51から正の半波が出力されている状態でスイッチ回路
12がオフされても、AC電源51からダイオードD1
8、交流モータ52、AC電源51の経路で電流が流れ
ることはない。
【0032】フォトカプラPCの出力側のフォトトラン
ジスタTCのコレクタ端子は、半波整流回路13に接続
されている。この半波整流回路13により該フォトトラ
ンジスタTCのコレクタ電流が供給される。フォトトラ
ンジスタTCのエミッタ端子は、抵抗R17を介して、
電界効果トランジスタQ2のゲート端子に接続されてお
り、そのゲート端子は、半波整流回路13の基準電位点
であるAC電源51のコールドライン51cと抵抗R1
8を介して接続されている。
ジスタTCのコレクタ端子は、半波整流回路13に接続
されている。この半波整流回路13により該フォトトラ
ンジスタTCのコレクタ電流が供給される。フォトトラ
ンジスタTCのエミッタ端子は、抵抗R17を介して、
電界効果トランジスタQ2のゲート端子に接続されてお
り、そのゲート端子は、半波整流回路13の基準電位点
であるAC電源51のコールドライン51cと抵抗R1
8を介して接続されている。
【0033】半波整流回路13は、トランスレスで構成
されており、ダイオードD15と、抵抗R13と、電解
コンデンサC2と、ツェナーダイオードZD1とを備え
ている。AC電源51のホットライン51hには、ダイ
オードD15のアノードが接続され、ダイオードD15
のカソードには抵抗R13の一端が接続されている。抵
抗R13の他端には、電解コンデンサC2の正電極とツ
ェナーダイオードZD1のカソードとが接続されてお
り、この端子からフォトトランジスタTCにコレクタ電
流が供給される。電解コンデンサC2の負電極とツェナ
ーダイオードZD1のアノードは、共に、AC電源51
のコールドライン51cに接続されている。
されており、ダイオードD15と、抵抗R13と、電解
コンデンサC2と、ツェナーダイオードZD1とを備え
ている。AC電源51のホットライン51hには、ダイ
オードD15のアノードが接続され、ダイオードD15
のカソードには抵抗R13の一端が接続されている。抵
抗R13の他端には、電解コンデンサC2の正電極とツ
ェナーダイオードZD1のカソードとが接続されてお
り、この端子からフォトトランジスタTCにコレクタ電
流が供給される。電解コンデンサC2の負電極とツェナ
ーダイオードZD1のアノードは、共に、AC電源51
のコールドライン51cに接続されている。
【0034】次に、スイッチ回路12をオンオフさせる
矩形波を発生するパルス幅変調回路10について説明す
る。パルス幅変調回路10は、鋸歯状波発振回路1と、
比較電圧生成回路2と、電圧比較回路3とを備えてお
り、半波整流回路11により生成された駆動電圧Vcc
により駆動される。半波整流回路11は、前述したよう
に、トランスレスで構成されているので、出力電流を大
きく取ることはできない。しかし、パルス幅変調回路1
0は、スイッチング用のICを使用することなく、専用
回路によって高抵抗設計され、低消費電流回路に構成さ
れている。しかも、この回路10の出力波によりオンオ
フされるスイッチ回路12のスイッチ素子として、ドラ
イブ電流の小さな電界効果トランジスタQ1が使用され
ている。よって、出力電流を大きく取ることのできない
半波整流回路11であっても、モータ駆動回路50を確
実に動作させることができる。
矩形波を発生するパルス幅変調回路10について説明す
る。パルス幅変調回路10は、鋸歯状波発振回路1と、
比較電圧生成回路2と、電圧比較回路3とを備えてお
り、半波整流回路11により生成された駆動電圧Vcc
により駆動される。半波整流回路11は、前述したよう
に、トランスレスで構成されているので、出力電流を大
きく取ることはできない。しかし、パルス幅変調回路1
0は、スイッチング用のICを使用することなく、専用
回路によって高抵抗設計され、低消費電流回路に構成さ
れている。しかも、この回路10の出力波によりオンオ
フされるスイッチ回路12のスイッチ素子として、ドラ
イブ電流の小さな電界効果トランジスタQ1が使用され
ている。よって、出力電流を大きく取ることのできない
半波整流回路11であっても、モータ駆動回路50を確
実に動作させることができる。
【0035】パルス幅変調回路10の鋸歯状波発振回路
1は、オープンコレクタ出力のコンパレータCP1を備
えており、このコンパレータCP1の非反転入力端子に
は、2つの抵抗R1,R2の一端とダイオードD1のア
ノードとがそれぞれ接続されている。抵抗R1の他端は
回路10の駆動電圧Vccに、抵抗R2の他端はグラン
ドGNDに、ダイオードD1のカソードはコンパレータ
CP1の出力端子に、それぞれ接続されている。
1は、オープンコレクタ出力のコンパレータCP1を備
えており、このコンパレータCP1の非反転入力端子に
は、2つの抵抗R1,R2の一端とダイオードD1のア
ノードとがそれぞれ接続されている。抵抗R1の他端は
回路10の駆動電圧Vccに、抵抗R2の他端はグラン
ドGNDに、ダイオードD1のカソードはコンパレータ
CP1の出力端子に、それぞれ接続されている。
【0036】コンパレータCP1の出力端子には、ダイ
オードD1の他に、2つの抵抗R3,Rtの一端とダイ
オードD2のカソードとがそれぞれ接続されている。抵
抗R3の他端は回路10の駆動電圧Vccに、抵抗Rt
の他端とダイオードD2のアノードはコンパレータCP
1の反転入力端子に、それぞれ接続されている。コンパ
レータCP1の反転入力端子には、抵抗Rt及びダイオ
ードD2の他に、タイミングコンデンサCtの一端が接
続されており、このタイミングコンデンサCtの他端は
グランドGNDに接続されている。
オードD1の他に、2つの抵抗R3,Rtの一端とダイ
オードD2のカソードとがそれぞれ接続されている。抵
抗R3の他端は回路10の駆動電圧Vccに、抵抗Rt
の他端とダイオードD2のアノードはコンパレータCP
1の反転入力端子に、それぞれ接続されている。コンパ
レータCP1の反転入力端子には、抵抗Rt及びダイオ
ードD2の他に、タイミングコンデンサCtの一端が接
続されており、このタイミングコンデンサCtの他端は
グランドGNDに接続されている。
【0037】この鋸歯状波発振回路1からは鋸歯状の電
圧が発振されるが、その発振電圧の最大値と最小値は、
コンパレータCP1の非反転入力端子に入力されるヒス
テリシス電圧VHSにより定まる。即ち、次式(1)
(2)に示されるように、コンパレータCP1の非反転
入力端子には、コンパレータCP1のハイ出力時にはV
SHボルトの電圧が印加され、コンパレータCP1のロウ
出力時にはVSLボルトの電圧が印加される。なお、式
(2)におけるVFDは、ダイオードD1の順方向電圧降
下であり、通常0.5〜0.7ボルトである。
圧が発振されるが、その発振電圧の最大値と最小値は、
コンパレータCP1の非反転入力端子に入力されるヒス
テリシス電圧VHSにより定まる。即ち、次式(1)
(2)に示されるように、コンパレータCP1の非反転
入力端子には、コンパレータCP1のハイ出力時にはV
SHボルトの電圧が印加され、コンパレータCP1のロウ
出力時にはVSLボルトの電圧が印加される。なお、式
(2)におけるVFDは、ダイオードD1の順方向電圧降
下であり、通常0.5〜0.7ボルトである。
【0038】
【数1】 このように、この鋸歯状波発振回路1では、VSHとVSL
とを別個に設定することができるので、発振電圧の最大
値と最小値とを自由に設定することができ、回路設計の
自由度を増すことができる。また、ダイオードD1によ
り、VSLを0ボルトに等しくなく、且つ、0ボルトより
若干大きな値に設定することができる。よって、ヒステ
リシス電圧VHSの下限をより0ボルトに近づけることが
できるので、ヒステリシス電圧VHSの幅を下方に大きく
とることができる。即ち、VSL=0ボルトであると、タ
イミングコンデンサCtが完全に放電し、その端子間電
圧が0ボルトとなった場合に、コンパレータCP1の出
力は不定となってしまう。しかし、VSL≒VFD=0.5
〜0.7≠0ボルトであるので、かかる不具合を生じる
ことなく、ヒステリシス電圧VHSの幅を大きくとること
ができるのである。
とを別個に設定することができるので、発振電圧の最大
値と最小値とを自由に設定することができ、回路設計の
自由度を増すことができる。また、ダイオードD1によ
り、VSLを0ボルトに等しくなく、且つ、0ボルトより
若干大きな値に設定することができる。よって、ヒステ
リシス電圧VHSの下限をより0ボルトに近づけることが
できるので、ヒステリシス電圧VHSの幅を下方に大きく
とることができる。即ち、VSL=0ボルトであると、タ
イミングコンデンサCtが完全に放電し、その端子間電
圧が0ボルトとなった場合に、コンパレータCP1の出
力は不定となってしまう。しかし、VSL≒VFD=0.5
〜0.7≠0ボルトであるので、かかる不具合を生じる
ことなく、ヒステリシス電圧VHSの幅を大きくとること
ができるのである。
【0039】ここで、図2及び図3を参照して、この鋸
歯状波発振回路1の発振動作を説明する。コンパレータ
CP1のハイ出力時には、タイミングコンデンサCtは
プルアップ抵抗R3と抵抗Rtを介して充電され、徐々
に、その端子間電圧が上昇する(21)。このときコン
パレータCP1の非反転入力端子にはVSHの電圧が印加
されているので(22)、充電によりタイミングコンデ
ンサCtの端子間電圧がVSHを越えるまでは、コンパレ
ータCP1はハイ出力を維持する(23)。そして、タ
イミングコンデンサCtの端子間電圧がVSHを越えると
(24)、コンパレータCP1の出力はハイからロウに
反転する(25)。
歯状波発振回路1の発振動作を説明する。コンパレータ
CP1のハイ出力時には、タイミングコンデンサCtは
プルアップ抵抗R3と抵抗Rtを介して充電され、徐々
に、その端子間電圧が上昇する(21)。このときコン
パレータCP1の非反転入力端子にはVSHの電圧が印加
されているので(22)、充電によりタイミングコンデ
ンサCtの端子間電圧がVSHを越えるまでは、コンパレ
ータCP1はハイ出力を維持する(23)。そして、タ
イミングコンデンサCtの端子間電圧がVSHを越えると
(24)、コンパレータCP1の出力はハイからロウに
反転する(25)。
【0040】コンパレータCP1の出力がロウになると
(26)、コンパレータCP1の非反転入力端子にはV
SLの電圧が印加されるとともに(27)、タイミングコ
ンデンサCtの放電が開始される(28)。この放電は
ダイオードD2とコンパレータCP1を介して行われる
が、ダイオードD2の動作抵抗は抵抗Rtと比較して極
めて小さいので(数オーム以下)、その放電は急速に行
われる(28)。これは、図3(a)におけるタイミン
グコンデンサCtの放電時間(28)が充電時間(2
1)と比べて、極めて短いことから認識することができ
る。コンパレータCP1のロウ出力は(26)、タイミ
ングコンデンサCtの端子間電圧が放電によってVSLよ
り低くなるまで維持される。そして、その端子間電圧が
VSLより低くなると(29)、コンパレータCP1の出
力はロウからハイに反転し(30)、再び、タイミング
コンデンサCtの充電が開始される(21)。
(26)、コンパレータCP1の非反転入力端子にはV
SLの電圧が印加されるとともに(27)、タイミングコ
ンデンサCtの放電が開始される(28)。この放電は
ダイオードD2とコンパレータCP1を介して行われる
が、ダイオードD2の動作抵抗は抵抗Rtと比較して極
めて小さいので(数オーム以下)、その放電は急速に行
われる(28)。これは、図3(a)におけるタイミン
グコンデンサCtの放電時間(28)が充電時間(2
1)と比べて、極めて短いことから認識することができ
る。コンパレータCP1のロウ出力は(26)、タイミ
ングコンデンサCtの端子間電圧が放電によってVSLよ
り低くなるまで維持される。そして、その端子間電圧が
VSLより低くなると(29)、コンパレータCP1の出
力はロウからハイに反転し(30)、再び、タイミング
コンデンサCtの充電が開始される(21)。
【0041】このようにタイミングコンデンサCtは一
定の周期で充放電を繰り返し、図3(a)に示すよう
に、その端子間には鋸歯状の電圧波が生じる。この電圧
波の周波数は、タイミングコンデンサCtの放電をダイ
オードD2により急速に行うことによって高周波化さ
れ、可聴周波数の範囲を超えた20kHz以上の周波数
となる。
定の周期で充放電を繰り返し、図3(a)に示すよう
に、その端子間には鋸歯状の電圧波が生じる。この電圧
波の周波数は、タイミングコンデンサCtの放電をダイ
オードD2により急速に行うことによって高周波化さ
れ、可聴周波数の範囲を超えた20kHz以上の周波数
となる。
【0042】次に、パルス幅変調回路10の比較電圧生
成回路2と電圧比較回路3について説明する。比較電圧
生成回路2は、駆動電圧VccとグランドGND間に接
続された可変抵抗VRと、その可変抵抗VRから出力さ
れる出力電圧を安定させるコンデンサC1とを備えてい
る。可変抵抗VRは、ユーザーにより操作される部品で
あり、プラスティックなどにより完全に絶縁されてい
る。よって、ユーザーは、トランスレスに構成されたモ
ータ駆動回路50の可変抵抗VRを操作しても感電する
ことがない。可変抵抗VRの摺動子がユーザーにより操
作されて移動される(例えば、上下される)と、比較電
圧生成回路2から出力される比較電圧の値も変化する
(例えば、上下する)。即ち、可変抵抗VRの摺動子が
Vcc側に移動される(上げられる)と比較電圧値は上
昇し、可変抵抗VRの摺動子がGND側に移動される
(下げられる)と比較電圧値は下降するのである。
成回路2と電圧比較回路3について説明する。比較電圧
生成回路2は、駆動電圧VccとグランドGND間に接
続された可変抵抗VRと、その可変抵抗VRから出力さ
れる出力電圧を安定させるコンデンサC1とを備えてい
る。可変抵抗VRは、ユーザーにより操作される部品で
あり、プラスティックなどにより完全に絶縁されてい
る。よって、ユーザーは、トランスレスに構成されたモ
ータ駆動回路50の可変抵抗VRを操作しても感電する
ことがない。可変抵抗VRの摺動子がユーザーにより操
作されて移動される(例えば、上下される)と、比較電
圧生成回路2から出力される比較電圧の値も変化する
(例えば、上下する)。即ち、可変抵抗VRの摺動子が
Vcc側に移動される(上げられる)と比較電圧値は上
昇し、可変抵抗VRの摺動子がGND側に移動される
(下げられる)と比較電圧値は下降するのである。
【0043】電圧比較回路3は、オープンコレクタ出力
のコンパレータCP2と、そのコンパレータCP2の反
転入力端子に接続された抵抗R5と、コンパレータCP
2のプルアップ抵抗R4とを備えている。コンパレータ
CP2の反転入力端子には、鋸歯状波発振回路1の出力
電圧が抵抗R5を介して印加され、非反転入力端子には
比較電圧生成回路2の比較電圧が印加される。よって、
比較電圧生成回路2の比較電圧が鋸歯状波発振回路1の
出力電圧より高い場合には、電圧比較回路3の出力端子
であるPWM(Pulse Width Modulation)端子からハイ
出力が行われ、逆に、低い場合にはロウ出力が行われ
る。PWM端子は、抵抗R6を介して、電界効果トラン
ジスタQ1のゲート端子に直接接続されており、コンパ
レータCP2の出力は、パルス幅変調回路10の出力と
して、電界効果トランジスタQ1のゲート端子に印加さ
れる。
のコンパレータCP2と、そのコンパレータCP2の反
転入力端子に接続された抵抗R5と、コンパレータCP
2のプルアップ抵抗R4とを備えている。コンパレータ
CP2の反転入力端子には、鋸歯状波発振回路1の出力
電圧が抵抗R5を介して印加され、非反転入力端子には
比較電圧生成回路2の比較電圧が印加される。よって、
比較電圧生成回路2の比較電圧が鋸歯状波発振回路1の
出力電圧より高い場合には、電圧比較回路3の出力端子
であるPWM(Pulse Width Modulation)端子からハイ
出力が行われ、逆に、低い場合にはロウ出力が行われ
る。PWM端子は、抵抗R6を介して、電界効果トラン
ジスタQ1のゲート端子に直接接続されており、コンパ
レータCP2の出力は、パルス幅変調回路10の出力と
して、電界効果トランジスタQ1のゲート端子に印加さ
れる。
【0044】次に、図4を参照して、鋸歯状波発振回路
1、比較電圧生成回路2、電圧比較回路3の3回路から
構成されるパルス幅変調回路10の動作について説明す
る。図4(a)は、鋸歯状波発振回路1から出力される
鋸歯状の出力電圧41と、比較電圧生成回路2から出力
される比較電圧42とを図示している。鋸歯状の出力電
圧41は、電圧比較回路3のコンパレータCP2の反転
入力端子に印加され、比較電圧42は、コンパレータC
P2の非反転入力端子に印加される。よって、図4
(b)に示すように、比較電圧42が出力電圧41より
高い場合には、電圧比較回路3のPWM端子からハイ出
力が行われ(43)、逆に、低い場合にはロウ出力が行
われる(44)。
1、比較電圧生成回路2、電圧比較回路3の3回路から
構成されるパルス幅変調回路10の動作について説明す
る。図4(a)は、鋸歯状波発振回路1から出力される
鋸歯状の出力電圧41と、比較電圧生成回路2から出力
される比較電圧42とを図示している。鋸歯状の出力電
圧41は、電圧比較回路3のコンパレータCP2の反転
入力端子に印加され、比較電圧42は、コンパレータC
P2の非反転入力端子に印加される。よって、図4
(b)に示すように、比較電圧42が出力電圧41より
高い場合には、電圧比較回路3のPWM端子からハイ出
力が行われ(43)、逆に、低い場合にはロウ出力が行
われる(44)。
【0045】図4(b)に示すように、この電圧比較回
路3のPWM端子から出力される電圧波45はハイ又は
ロウの矩形波となり、その周波数は鋸歯状波発振回路1
の出力電圧41の周波数と一致する。鋸歯状波発振回路
1の出力電圧41の周波数は、可聴周波数を超えた20
kHz以上の周波数であるので、電圧比較回路3のPW
M端子から出力される電圧波45、即ち、パルス幅変調
回路10の出力として電界効果トランジスタQ1に印加
される矩形波45の周波数は、可聴周波数を超えた20
kHz以上の周波数となる。
路3のPWM端子から出力される電圧波45はハイ又は
ロウの矩形波となり、その周波数は鋸歯状波発振回路1
の出力電圧41の周波数と一致する。鋸歯状波発振回路
1の出力電圧41の周波数は、可聴周波数を超えた20
kHz以上の周波数であるので、電圧比較回路3のPW
M端子から出力される電圧波45、即ち、パルス幅変調
回路10の出力として電界効果トランジスタQ1に印加
される矩形波45の周波数は、可聴周波数を超えた20
kHz以上の周波数となる。
【0046】また、かかる電圧波45のデューティ比
は、比較電圧生成回路2により生成される比較電圧42
を上下することにより変更される。即ち、図4(a)及
び(b)に示されるように、比較電圧42を上げると、
電圧波45のデューティ比は大きくなり、逆に、比較電
圧42を下げると、電圧波45のデューティ比は小さく
なるのである。
は、比較電圧生成回路2により生成される比較電圧42
を上下することにより変更される。即ち、図4(a)及
び(b)に示されるように、比較電圧42を上げると、
電圧波45のデューティ比は大きくなり、逆に、比較電
圧42を下げると、電圧波45のデューティ比は小さく
なるのである。
【0047】次に、上記のように構成されたモータ駆動
回路50の動作について説明する。まず、AC電源51
から正の半波電流が流されている状態で、パルス幅変調
回路10からハイ電圧43(図4(b)参照)が出力さ
れると、電界効果トランジスタQ1がオンされ、モータ
駆動回路50に矢印A方向の電流が流れる。即ち、この
電流は、AC電源51からダイオードD11、電界効果
トランジスタQ1、ダイオードD13、交流モータ5
2、AC電源51の順に流される。このとき第1還流回
路Q3,D20では、ツェナーダイオードZD3に十分
な逆方向電流(ツェナー電流)が流れているので、電界
効果トランジスタQ3はオンされているが、ダイオード
D20により、第1還流回路の電流が止められている。
一方、第2還流回路Q2,D19では、フォトカプラP
Cの発光ダイオードLEDに逆方向電圧が印加されてい
るのでフォトカプラPCのフォトトランジスタTCがオ
ンせず、電界効果トランジスタQ2はオフされている。
よって、第2還流回路は開放されている。
回路50の動作について説明する。まず、AC電源51
から正の半波電流が流されている状態で、パルス幅変調
回路10からハイ電圧43(図4(b)参照)が出力さ
れると、電界効果トランジスタQ1がオンされ、モータ
駆動回路50に矢印A方向の電流が流れる。即ち、この
電流は、AC電源51からダイオードD11、電界効果
トランジスタQ1、ダイオードD13、交流モータ5
2、AC電源51の順に流される。このとき第1還流回
路Q3,D20では、ツェナーダイオードZD3に十分
な逆方向電流(ツェナー電流)が流れているので、電界
効果トランジスタQ3はオンされているが、ダイオード
D20により、第1還流回路の電流が止められている。
一方、第2還流回路Q2,D19では、フォトカプラP
Cの発光ダイオードLEDに逆方向電圧が印加されてい
るのでフォトカプラPCのフォトトランジスタTCがオ
ンせず、電界効果トランジスタQ2はオフされている。
よって、第2還流回路は開放されている。
【0048】この状態でパルス幅変調回路10の出力が
ロウ電圧44に切り替わると、電界効果トランジスタQ
1はオフされ、電流Aの流れが止まる。すると、交流モ
ータ52の両端には矢印A’方向に起電力が生じ、電界
効果トランジスタQ2のドレイン端子の電位がソース端
子の電位より高くなり、かつ、ダイオードD20に順方
向電圧が印加される。前述の通り、AC電源51から正
の半波電流が流されている場合には、電界効果トランジ
スタQ3は既にオンされているので、第1還流回路に矢
印A’方向の電流が流れる。これにより、過大電圧(ス
パイク電圧)の発生が抑えられて、モータ駆動回路50
の各素子の破壊が抑制される。また、この第1還流電流
により、正の半波時におけるチョッパ制御のオフ時にあ
っても、交流モータ52に同一方向の電流を持続して流
すことができる。よって、交流モータ52に流される電
流を連続的なものとすることができ、交流モータ52を
円滑に回転させることができる。
ロウ電圧44に切り替わると、電界効果トランジスタQ
1はオフされ、電流Aの流れが止まる。すると、交流モ
ータ52の両端には矢印A’方向に起電力が生じ、電界
効果トランジスタQ2のドレイン端子の電位がソース端
子の電位より高くなり、かつ、ダイオードD20に順方
向電圧が印加される。前述の通り、AC電源51から正
の半波電流が流されている場合には、電界効果トランジ
スタQ3は既にオンされているので、第1還流回路に矢
印A’方向の電流が流れる。これにより、過大電圧(ス
パイク電圧)の発生が抑えられて、モータ駆動回路50
の各素子の破壊が抑制される。また、この第1還流電流
により、正の半波時におけるチョッパ制御のオフ時にあ
っても、交流モータ52に同一方向の電流を持続して流
すことができる。よって、交流モータ52に流される電
流を連続的なものとすることができ、交流モータ52を
円滑に回転させることができる。
【0049】再び、パルス幅変調回路10からハイ電圧
43が出力されると、電界効果トランジスタQ1がオン
され、モータ駆動回路50に矢印A方向の電流が流され
るとともに、ダイオードD20には逆方向電圧が印加さ
れるので、第1還流回路における矢印A’方向の電流の
流れが止まる。即ち、第1還流回路はオフ状態となる。
43が出力されると、電界効果トランジスタQ1がオン
され、モータ駆動回路50に矢印A方向の電流が流され
るとともに、ダイオードD20には逆方向電圧が印加さ
れるので、第1還流回路における矢印A’方向の電流の
流れが止まる。即ち、第1還流回路はオフ状態となる。
【0050】一方、AC電源51から負の半波電流が流
されている状態で、パルス幅変調回路10からハイ電圧
43が出力されると、電界効果トランジスタQ1がオン
され、モータ駆動回路50に矢印B方向の電流が流れ
る。この電流は、AC電源51から交流モータ52、ダ
イオードD12、電界効果トランジスタQ1、ダイオー
ドD14、AC電源51の順に流される。このとき第1
還流回路Q3,D20では、ツェナーダイオードZD3
に順方向電流が流されているので、その端子間電圧は
0.5〜0.7ボルトとなる。この電圧は電界効果トラ
ンジスタQ3をオンするために必要な電圧以下であるの
で、電界効果トランジスタQ3はオフされて、第1還流
回路は開放されている。一方、第2還流回路Q2,D1
9では、発光ダイオードLEDの端子間電圧は、スイッ
チ回路12のオンによって、略0ボルトとなるので、フ
ォトカプラPCのフォトトランジスタTCがオンせず、
電界効果トランジスタQ2はオフされており、第2還流
回路は開放されている。
されている状態で、パルス幅変調回路10からハイ電圧
43が出力されると、電界効果トランジスタQ1がオン
され、モータ駆動回路50に矢印B方向の電流が流れ
る。この電流は、AC電源51から交流モータ52、ダ
イオードD12、電界効果トランジスタQ1、ダイオー
ドD14、AC電源51の順に流される。このとき第1
還流回路Q3,D20では、ツェナーダイオードZD3
に順方向電流が流されているので、その端子間電圧は
0.5〜0.7ボルトとなる。この電圧は電界効果トラ
ンジスタQ3をオンするために必要な電圧以下であるの
で、電界効果トランジスタQ3はオフされて、第1還流
回路は開放されている。一方、第2還流回路Q2,D1
9では、発光ダイオードLEDの端子間電圧は、スイッ
チ回路12のオンによって、略0ボルトとなるので、フ
ォトカプラPCのフォトトランジスタTCがオンせず、
電界効果トランジスタQ2はオフされており、第2還流
回路は開放されている。
【0051】この状態でパルス幅変調回路10の出力が
ロウ電圧44に切り替わると、電界効果トランジスタQ
1はオフされ、電流Bの流れが止まる。すると、交流モ
ータ52の両端には矢印B’方向に起電力が生じ、フォ
トカプラPCの発光ダイオードLEDに電流が流れ、発
光する。発光ダイオードLEDの発光により、フォトカ
プラPCのフォトトランジスタTCのベース端子に光電
流が流れ、該フォトトランジスタTCがオンする。する
と、N形の電界効果トランジスタQ2のゲート端子に
は、半波整流回路13から出力された電圧が抵抗R17
を介して印加されるので、電界効果トランジスタQ2が
オンされて、第2還流回路が閉じられる。よって、第2
還流回路に矢印B’方向の電流が流れてるので、過大電
圧(スパイク電圧)の発生が抑えられ、モータ駆動回路
50の各素子の破壊が抑制される。また、第2還流電流
により、負の半波時におけるチョッパ制御のオフ時にあ
っても、交流モータ52に同一方向の電流を持続して流
すことができる。よって、交流モータ52に流される電
流を連続的なものとすることができ、交流モータ52を
円滑に回転させることができる。
ロウ電圧44に切り替わると、電界効果トランジスタQ
1はオフされ、電流Bの流れが止まる。すると、交流モ
ータ52の両端には矢印B’方向に起電力が生じ、フォ
トカプラPCの発光ダイオードLEDに電流が流れ、発
光する。発光ダイオードLEDの発光により、フォトカ
プラPCのフォトトランジスタTCのベース端子に光電
流が流れ、該フォトトランジスタTCがオンする。する
と、N形の電界効果トランジスタQ2のゲート端子に
は、半波整流回路13から出力された電圧が抵抗R17
を介して印加されるので、電界効果トランジスタQ2が
オンされて、第2還流回路が閉じられる。よって、第2
還流回路に矢印B’方向の電流が流れてるので、過大電
圧(スパイク電圧)の発生が抑えられ、モータ駆動回路
50の各素子の破壊が抑制される。また、第2還流電流
により、負の半波時におけるチョッパ制御のオフ時にあ
っても、交流モータ52に同一方向の電流を持続して流
すことができる。よって、交流モータ52に流される電
流を連続的なものとすることができ、交流モータ52を
円滑に回転させることができる。
【0052】再び、パルス幅変調回路10からハイ電圧
43が出力されると、電界効果トランジスタQ1がオン
され、発光ダイオードLEDの電流の流れが止まり、フ
ォトカプラPCのフォトトランジスタTCがオフされ
る。すると、電界効果トランジスタQ2がオフされ、第
2還流回路が開放されて、矢印B’方向の電流が止ま
る。そして、モータ駆動回路50には、スイッチ回路1
2のオンによって、矢印B方向の電流が流される。
43が出力されると、電界効果トランジスタQ1がオン
され、発光ダイオードLEDの電流の流れが止まり、フ
ォトカプラPCのフォトトランジスタTCがオフされ
る。すると、電界効果トランジスタQ2がオフされ、第
2還流回路が開放されて、矢印B’方向の電流が止ま
る。そして、モータ駆動回路50には、スイッチ回路1
2のオンによって、矢印B方向の電流が流される。
【0053】このように交流モータ52は、パルス幅変
調回路10から出力される矩形波のハイロウに応じてオ
ンオフされ、チョッパ制御される。交流モータ52に供
給される電圧の実効値は、パルス幅変調回路10から出
力される矩形波のオンオフパルスのデューティ比により
変化される。図5は、かかるAC電源51からの入力電
圧61と交流モータ52へ印加される印加電圧62との
関係を図示している。
調回路10から出力される矩形波のハイロウに応じてオ
ンオフされ、チョッパ制御される。交流モータ52に供
給される電圧の実効値は、パルス幅変調回路10から出
力される矩形波のオンオフパルスのデューティ比により
変化される。図5は、かかるAC電源51からの入力電
圧61と交流モータ52へ印加される印加電圧62との
関係を図示している。
【0054】図5に示されるように、交流モータ52へ
の印加電圧62がオンオフされることにより、オフの
分、交流モータ52の実効電圧63は、AC入力電圧6
1より小さくなっている。印加電圧62のオンオフのデ
ューティ比は、パルス幅変調回路10の比較電圧生成回
路2で生成される比較電圧42(図4(a)参照)の値
により可変される。よって、比較電圧42を変化させる
ことにより、交流モータ52に供給される電圧の実効値
63が可変され、交流モータ52の可変速運転(制御)
が行われる。具体的には、ユーザーの操作により可変抵
抗VRの摺動子がVcc側に移動されると、比較電圧生
成回路2により生成される比較電圧42が大きくなっ
て、交流モータ52の印加電圧の実効値が大きくなり、
交流モータ52の回転速度が速くなる。一方、可変抵抗
VRの摺動子がGND側に移動されると、比較電圧42
が小さくなって、交流モータ52の印加電圧の実効値が
小さくなり、交流モータ52の回転速度が遅くなるので
ある。
の印加電圧62がオンオフされることにより、オフの
分、交流モータ52の実効電圧63は、AC入力電圧6
1より小さくなっている。印加電圧62のオンオフのデ
ューティ比は、パルス幅変調回路10の比較電圧生成回
路2で生成される比較電圧42(図4(a)参照)の値
により可変される。よって、比較電圧42を変化させる
ことにより、交流モータ52に供給される電圧の実効値
63が可変され、交流モータ52の可変速運転(制御)
が行われる。具体的には、ユーザーの操作により可変抵
抗VRの摺動子がVcc側に移動されると、比較電圧生
成回路2により生成される比較電圧42が大きくなっ
て、交流モータ52の印加電圧の実効値が大きくなり、
交流モータ52の回転速度が速くなる。一方、可変抵抗
VRの摺動子がGND側に移動されると、比較電圧42
が小さくなって、交流モータ52の印加電圧の実効値が
小さくなり、交流モータ52の回転速度が遅くなるので
ある。
【0055】以上説明したことから明らかなように、本
実施例のモータ駆動回路50は、スイッチ回路12、第
1還流回路Q3,D20、及び、第2還流回路Q2,D
19のスイッチ素子として、N形の電界効果トランジス
タQ1,Q2,Q3を使用しているので、高電圧電源、
例えば、200ボルトの交流電源に使用する場合にも、
高耐圧大電流品を容易に、しかも、安価に入手すること
ができる。よって、モータ駆動回路50の製品コストを
下げることができる。
実施例のモータ駆動回路50は、スイッチ回路12、第
1還流回路Q3,D20、及び、第2還流回路Q2,D
19のスイッチ素子として、N形の電界効果トランジス
タQ1,Q2,Q3を使用しているので、高電圧電源、
例えば、200ボルトの交流電源に使用する場合にも、
高耐圧大電流品を容易に、しかも、安価に入手すること
ができる。よって、モータ駆動回路50の製品コストを
下げることができる。
【0056】また、モータ駆動回路50は、トランスを
一切用いることなく構成されているので、回路全体を軽
量、小型かつ低コストに設計することができる。なお、
実用上、このトランスレス化により回路に供給される電
流は制約(減少)されてしまう。しかし、スイッチ回路
12、第1還流回路Q3,D20、及び、第2還流回路
Q2,D19のスイッチ素子として、電界効果トランジ
スタQ1,Q2,Q3を用い、パルス幅変調回路10を
スイッチング電源用コントロールICを用いずに高抵抗
かつ低消費電力設計の専用回路で構成したので、トラン
スレス化による小電流であっても回路50を正常に動作
させることができる。この結果、回路50全体の消費電
力をも小さくすることができる。
一切用いることなく構成されているので、回路全体を軽
量、小型かつ低コストに設計することができる。なお、
実用上、このトランスレス化により回路に供給される電
流は制約(減少)されてしまう。しかし、スイッチ回路
12、第1還流回路Q3,D20、及び、第2還流回路
Q2,D19のスイッチ素子として、電界効果トランジ
スタQ1,Q2,Q3を用い、パルス幅変調回路10を
スイッチング電源用コントロールICを用いずに高抵抗
かつ低消費電力設計の専用回路で構成したので、トラン
スレス化による小電流であっても回路50を正常に動作
させることができる。この結果、回路50全体の消費電
力をも小さくすることができる。
【0057】また、本実施例のパルス幅変調回路10で
は、ダイオードD1により、鋸歯状波発振回路1の発振
電圧の最大値VSHと最小値VSLを別個に設定することが
でき、回路設計の自由度を増すことができる。また、ダ
イオードD2を挿入することにより、タイミングコンデ
ンサCtの放電を高速に行うことができるので、安価な
構成で、鋸歯状波発振回路1から出力される発振電圧4
1の周波数を可聴周波数の範囲を超えて上げることがで
きる。よって、パルス幅変調回路10から出力される矩
形波45の周波数も可聴周波数の範囲を超えて20kH
z以上とされるので、このパルス幅変調回路10を用い
ることにより、低騒音でモータの可変速制御を行うこと
ができる。
は、ダイオードD1により、鋸歯状波発振回路1の発振
電圧の最大値VSHと最小値VSLを別個に設定することが
でき、回路設計の自由度を増すことができる。また、ダ
イオードD2を挿入することにより、タイミングコンデ
ンサCtの放電を高速に行うことができるので、安価な
構成で、鋸歯状波発振回路1から出力される発振電圧4
1の周波数を可聴周波数の範囲を超えて上げることがで
きる。よって、パルス幅変調回路10から出力される矩
形波45の周波数も可聴周波数の範囲を超えて20kH
z以上とされるので、このパルス幅変調回路10を用い
ることにより、低騒音でモータの可変速制御を行うこと
ができる。
【0058】以上、実施例に基づき本発明を説明した
が、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではな
く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形
が可能であることは容易に推察できるものである。
が、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではな
く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形
が可能であることは容易に推察できるものである。
【0059】例えば、本実施例のモータ駆動回路50
は、エアコンのファンモータやミシンモータ以外の他の
モータの可変速制御に使用することも可能である。本実
施例のスイッチ回路12は、AC電源51のホットライ
ン51h側に設けられたが、これをAC電源51のコー
ルドライン51c側に設けるようにしても良い。この場
合には、第1還流回路のドライブ回路にフォトカプラP
Cや半波整流回路13を接続する。
は、エアコンのファンモータやミシンモータ以外の他の
モータの可変速制御に使用することも可能である。本実
施例のスイッチ回路12は、AC電源51のホットライ
ン51h側に設けられたが、これをAC電源51のコー
ルドライン51c側に設けるようにしても良い。この場
合には、第1還流回路のドライブ回路にフォトカプラP
Cや半波整流回路13を接続する。
【0060】また、本実施例の鋸歯状波発振回路1に挿
入されるダイオードD2を逆方向に挿入するようにして
も良い。この場合、タイミングコンデンサCtの充電
は、抵抗R3と、図1の逆方向に挿入されたダイオード
D2を介して行われるので、図1のように2つの抵抗R
3,Rxにより充電される場合に比べて高速に行われ
る。よって、かかる場合にも、鋸歯状波発振回路1の出
力電圧の周波数を上げることができる。このように、図
1の逆方向にダイオードD2を挿入した場合には、タイ
ミングコンデンサCtの放電は、抵抗Rtとコンパレー
タCP1を介して行われる。
入されるダイオードD2を逆方向に挿入するようにして
も良い。この場合、タイミングコンデンサCtの充電
は、抵抗R3と、図1の逆方向に挿入されたダイオード
D2を介して行われるので、図1のように2つの抵抗R
3,Rxにより充電される場合に比べて高速に行われ
る。よって、かかる場合にも、鋸歯状波発振回路1の出
力電圧の周波数を上げることができる。このように、図
1の逆方向にダイオードD2を挿入した場合には、タイ
ミングコンデンサCtの放電は、抵抗Rtとコンパレー
タCP1を介して行われる。
【0061】なお、図1のようにダイオードD2を挿入
した場合の方が、前述のように、その逆方向にダイオー
ドD2を挿入した場合に比べて、鋸歯状波発振回路1の
出力電圧の周波数を高くすることができる。これは、図
1ではタイミングコンデンサCtの放電は抵抗を介さず
に行えるのに対し、図1の逆方向にダイオードD2を挿
入した場合では、タイミングコンデンサCtの充電は抵
抗R3を介して行われるからである。
した場合の方が、前述のように、その逆方向にダイオー
ドD2を挿入した場合に比べて、鋸歯状波発振回路1の
出力電圧の周波数を高くすることができる。これは、図
1ではタイミングコンデンサCtの放電は抵抗を介さず
に行えるのに対し、図1の逆方向にダイオードD2を挿
入した場合では、タイミングコンデンサCtの充電は抵
抗R3を介して行われるからである。
【0062】本実施例の比較電圧生成回路2では、ユー
ザーが可変抵抗VRの値を操作することによって比較電
圧42の大きさを変化させた。しかし、これを交流モー
タ52の速度をフィードバックさせて制御するようにし
ても良い。具体的には、交流モータ52のシャフトにマ
グネットを、交流モータ52のケースにホール素子をそ
れぞれ取り付けて、交流モータ52の回転周波数を検出
する。この回転周波数を周波数電圧変換回路(FV変換
回路)に入力し、FV変換回路によって、交流モータ5
2の速度電圧を生成する。そして、生成された速度電圧
を速度コントローラに入力し、その速度コントローラに
よって、可変抵抗VRによる設定値と速度電圧とを比較
演算して、その速度誤差電圧を電圧比較回路3へ出力す
るのである。
ザーが可変抵抗VRの値を操作することによって比較電
圧42の大きさを変化させた。しかし、これを交流モー
タ52の速度をフィードバックさせて制御するようにし
ても良い。具体的には、交流モータ52のシャフトにマ
グネットを、交流モータ52のケースにホール素子をそ
れぞれ取り付けて、交流モータ52の回転周波数を検出
する。この回転周波数を周波数電圧変換回路(FV変換
回路)に入力し、FV変換回路によって、交流モータ5
2の速度電圧を生成する。そして、生成された速度電圧
を速度コントローラに入力し、その速度コントローラに
よって、可変抵抗VRによる設定値と速度電圧とを比較
演算して、その速度誤差電圧を電圧比較回路3へ出力す
るのである。
【0063】
【発明の効果】 請求項1記載のモータ駆動回路は、還
流回路をオンオフさせるスイッチ素子に、安価な高耐圧
大電流品が多く市販されているNPN形のトランジスタ
又はN形の電界効果トランジスタを用いている。よっ
て、このモータ駆動回路を高電圧の交流電源に使用する
場合にも、部品の入手を容易とし、かつ、製品コストを
抑えることができるという効果がある。
流回路をオンオフさせるスイッチ素子に、安価な高耐圧
大電流品が多く市販されているNPN形のトランジスタ
又はN形の電界効果トランジスタを用いている。よっ
て、このモータ駆動回路を高電圧の交流電源に使用する
場合にも、部品の入手を容易とし、かつ、製品コストを
抑えることができるという効果がある。
【0064】請求項2記載のモータ駆動回路は、請求項
1記載のモータ駆動回路の奏する効果に加え、NPN形
のトランジスタ又はN形の電界効果トランジスタにドラ
イブ電圧を印加するドライブ回路を備えているので、こ
れらのトランジスタを確実にオンさせることができると
いう効果がある。
1記載のモータ駆動回路の奏する効果に加え、NPN形
のトランジスタ又はN形の電界効果トランジスタにドラ
イブ電圧を印加するドライブ回路を備えているので、こ
れらのトランジスタを確実にオンさせることができると
いう効果がある。
【0065】請求項3記載のモータ駆動回路は、請求項
1又は2に記載のモータ駆動回路の奏する効果に加え、
パルストランスやトランスを用いずに構成することがで
きるので、回路を軽量、小型(小スペース)、かつ、低
コストで作製することができるという効果がある。ま
た、スイッチ回路及び還流回路のスイッチ素子に電界効
果トランジスタを用いているので、モータ駆動回路全体
の消費電力を大幅に低減することができるという効果が
ある。
1又は2に記載のモータ駆動回路の奏する効果に加え、
パルストランスやトランスを用いずに構成することがで
きるので、回路を軽量、小型(小スペース)、かつ、低
コストで作製することができるという効果がある。ま
た、スイッチ回路及び還流回路のスイッチ素子に電界効
果トランジスタを用いているので、モータ駆動回路全体
の消費電力を大幅に低減することができるという効果が
ある。
【0066】請求項4記載のモータ駆動回路によれば、
請求項1から3のいずれかに記載のモータ駆動回路の奏
する効果に加え、チョッパ制御により交流モータに与え
られる振動の周波数は可聴周波数を超えているので、可
聴周波数の範囲内での交流モータの振動が抑えられる。
その結果、交流モータを低騒音で駆動することができる
という効果がある。
請求項1から3のいずれかに記載のモータ駆動回路の奏
する効果に加え、チョッパ制御により交流モータに与え
られる振動の周波数は可聴周波数を超えているので、可
聴周波数の範囲内での交流モータの振動が抑えられる。
その結果、交流モータを低騒音で駆動することができる
という効果がある。
【図1】 本発明の一実施例であるモータ駆動回路の回
路図である。
路図である。
【図2】 鋸歯状波発振回路のコンパレータのヒステリ
シス動作を表したグラフである。
シス動作を表したグラフである。
【図3】 (a)は、タイミングコンデンサの端子間電
圧を表したグラフであり、(b)は、鋸歯状波発振回路
のコンパレータの非反転入力端子への印加電圧を表した
グラフであり、(c)は、そのコンパレータの出力電圧
を表したグラフである。
圧を表したグラフであり、(b)は、鋸歯状波発振回路
のコンパレータの非反転入力端子への印加電圧を表した
グラフであり、(c)は、そのコンパレータの出力電圧
を表したグラフである。
【図4】 (a)は、鋸歯状波発振回路の出力電圧と比
較電圧生成回路の比較電圧とを表したグラフであり、
(b)は、パルス幅変調回路の出力矩形波を表したグラ
フである。
較電圧生成回路の比較電圧とを表したグラフであり、
(b)は、パルス幅変調回路の出力矩形波を表したグラ
フである。
【図5】 (a)は、交流電源の入力電圧を表したグラ
フであり、(b)は、交流モータへ印加される印加電圧
を表したグラフである。
フであり、(b)は、交流モータへ印加される印加電圧
を表したグラフである。
【図6】 従来技術におけるモータ駆動回路の回路図で
ある。
ある。
10 パルス幅変調回路
(オンオフ回路) 11,13 半波整流回路 12 スイッチ回路 50 モータ駆動回路 51 交流電源 52 交流モータ LED 発光ダイオード PC フォトカプラ Q1,Q2,Q3 N形の電界効果トラ
ンジスタ TC フォトトランジスタ
(オンオフ回路) 11,13 半波整流回路 12 スイッチ回路 50 モータ駆動回路 51 交流電源 52 交流モータ LED 発光ダイオード PC フォトカプラ Q1,Q2,Q3 N形の電界効果トラ
ンジスタ TC フォトトランジスタ
Claims (4)
- 【請求項1】 交流電源により駆動される交流モータ
と、その交流モータへモータ駆動電圧をチョッパ制御に
より印加する制御回路と、その制御回路によるチョッパ
制御により前記交流モータに生じる起電力を還流させる
還流回路とを備えたモータ駆動回路において、 前記還流回路をオン又はオフさせるスイッチ素子には、
NPN形のトランジスタ又はN形の電界効果トランジス
タが用いられていることを特徴とするモータ駆動回路。 - 【請求項2】 前記還流回路は、前記交流電源により正
の半波電流が前記交流モータに流されている状態で前記
制御回路がオフされた場合に前記交流モータに生じる起
電力を還流させる第1還流回路と、前記交流電源により
負の半波電流が前記交流モータに流されている状態で前
記制御回路がオフされた場合に前記交流モータに生じる
起電力を還流させる第2還流回路とを備え、 前記制御回路に設けられ、前記交流モータへモータ駆動
電圧の印加をオン又はオフするスイッチ回路と、 そのスイッチ回路が前記交流電源のホットライン側にあ
る場合には、前記交流電源により前記交流モータへ負の
半波電流が流されている状態で前記スイッチ回路がオフ
された場合に、前記第2還流回路のスイッチ素子である
NPN形トランジスタのベース端子又はN形電界効果ト
ランジスタのゲート端子にドライブ電圧を印加し、一
方、前記スイッチ回路が前記交流電源のコールドライン
側にある場合には、前記交流電源により前記交流モータ
へ正の半波電流が流されている状態で前記スイッチ回路
がオフされた場合に、前記第1還流回路のスイッチ素子
であるNPN形トランジスタのベース端子又はN形電界
効果トランジスタのゲート端子にドライブ電圧を印加す
るドライブ回路とを備えていることを特徴とする請求項
1記載のモータ駆動回路。 - 【請求項3】 前記制御回路は、前記交流モータへモー
タ駆動電圧の印加をオン又はオフするスイッチ回路と、
そのスイッチ回路をオン又はオフさせる信号を発生する
オンオフ回路とを備え、 前記スイッチ回路及び還流回路の各スイッチ素子はいず
れもN形の電界効果トランジスタで構成され、 前記オンオフ回路のオンオフ信号を出力する出力端子
は、前記スイッチ回路の電界効果トランジスタのゲート
端子に接続されており、 前記スイッチ回路の電界効果トランジスタのソース端子
と前記交流電源の一端とに接続され、前記ソース端子を
回路グランドとして前記オンオフ回路の駆動電圧を生成
する半波整流回路を備えていることを特徴とする請求項
1または2に記載のモータ駆動回路。 - 【請求項4】 前記制御回路によるチョッパ制御のオン
オフ周波数は、可聴周波数を超えたものであることを特
徴とする請求項1から3のいずれかに記載のモータ駆動
回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8236041A JPH1080187A (ja) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | モータ駆動回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8236041A JPH1080187A (ja) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | モータ駆動回路 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1080187A true JPH1080187A (ja) | 1998-03-24 |
Family
ID=16994893
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8236041A Pending JPH1080187A (ja) | 1996-09-06 | 1996-09-06 | モータ駆動回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1080187A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001249261A (ja) * | 2000-03-03 | 2001-09-14 | Canon Inc | 光学装置 |
| US20180070109A1 (en) * | 2015-02-19 | 2018-03-08 | Orange | Encoding of images by vector quantization |
| CN107976629A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-05-01 | 深圳市巴丁微电子有限公司 | 一种电机电流流向的检测方法及装置 |
-
1996
- 1996-09-06 JP JP8236041A patent/JPH1080187A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001249261A (ja) * | 2000-03-03 | 2001-09-14 | Canon Inc | 光学装置 |
| US20180070109A1 (en) * | 2015-02-19 | 2018-03-08 | Orange | Encoding of images by vector quantization |
| CN107976629A (zh) * | 2017-12-25 | 2018-05-01 | 深圳市巴丁微电子有限公司 | 一种电机电流流向的检测方法及装置 |
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