(57)【要約】【課題】マイコンの指令によって特定の制御系への電源供給を遮断するモータ駆動装置を提供する。【解決手段】モータ駆動回路６５には、モータ用電源Ｖｐｐ、及び制御用電源Ｖａが供給される。モータ用電源Ｖｐｐはインバータ回路６５ａに接続され、制御用電源Ｖａはモータ駆動ＩＣに接続されている。遮断回路６６は、マイコン６１からデューティ比制御信号とは別のオン・オフ指令信号を受けて、制御用電源Ｖａからモータ駆動ＩＣへの電源供給を遮断する。その結果、待機時、モータ駆動ＩＣでの電力消費が防止される。【選択図】図４
2010063303.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ（５０）を回転および停止させるための回転数指令信号に基づいて前記モータ（５０）の起動、停止および回転数制御を行うモータ駆動装置であって、
前記回転数指令信号を送るマイコン（６１）と、
前記マイコン（６１）から前記回転数指令信号とは別の指令信号を受けて前記モータ（５０）への電源供給を遮断する遮断回路（６６）を備えた、
モータ駆動装置。
【請求項２】
前記モータ（５０）に駆動電圧を入力するモータ駆動回路（６５）をさらに備え、
前記モータ駆動回路（６５）には、前記駆動電圧の源となるモータ用電源（Ｖｐｐ）、及び前記モータ駆動回路（６５）をオンさせる制御用電源（Ｖａ）が供給され、
前記遮断回路（６６）は、前記制御用電源（Ｖａ）の供給を遮断する、
請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項３】
レギュレータ（６４）が、前記モータ駆動回路（６５）と前記遮断回路（６６）との間に接続されている、
請求項２に記載のモータ駆動装置。
【請求項４】
前記遮断回路（６６）が、半導体素子である、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のモータ駆動装置。
【請求項５】
前記遮断回路（６６）と前記マイコン（６１）の信号とは、フォトカプラ（６６ｂ）で絶縁されている、
請求項４に記載のモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータへの電源供給を制御するモータ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータなどの機器を駆動する駆動回路として、電源回路にスイッチ動作機構を設けて、機器への電源供給を遮断する方法（例えば、特許文献１参照）が周知である。特許文献１に記載の駆動回路では、電源回路からの電源供給が遮断されると、駆動系および制御系への電源供給が遮断されるので、待機電力の消費はほぼ０と考えてよい。但し、近年の機器の多機能化によって、多種の制御を実行するうえで電源供給を遮断する前の状態を記憶しておく必要があるため、制御系全体への電源供給を遮断することは不可能になっている。
【０００３】
例えば、待機時のモータ駆動装置において、マイコンへは電源供給するが、他の制御系には電源供給する必要がない場合などは、電源供給の必要がない制御系への電源供給を遮断すれば、待機時の電力消費を抑えることができる。
【特許文献１】特開昭６３−２１１００６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の課題は、マイコンの指令によって特定の制御系への電源供給を遮断することができるモータ駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１発明に係るモータ駆動装置は、モータを回転および停止させるための回転数指令信号に基づいてモータの起動、停止および回転数制御を行うモータ駆動装置であって、マイコンと、遮断回路とを備えている。マイコンは、回転数指令信号を送る。遮断回路は、マイコンから回転数指令信号とは別の指令信号を受けてモータへの電源供給を遮断する。
【０００６】
このモータ駆動装置では、モータが待機状態のとき、遮断回路によってモータへの電源供給を遮断することができるので、待機状態での電力消費が低減される。
【０００７】
第２発明に係るモータ駆動装置は、第１発明に係るモータ駆動装置であって、モータに駆動電圧を入力するモータ駆動回路をさらに備えている。モータ駆動回路には、駆動電圧の源となるモータ用電源、及びモータ駆動回路をオンさせる制御用電源が供給される。遮断回路は、制御用電源の供給を遮断する。
【０００８】
このモータ駆動装置では、一般にモータ用電源よりも制御用電源のほうが低いので、遮断回路を構成する部品の定格が小さい。その結果、低定格の半導体素子を使用することが可能となり、部品コストの増大が抑制される。また、低電圧の回路を遮断する方が、信頼性が高く、ノイズも低くなる。
【０００９】
第３発明に係るモータ駆動装置は、第２発明に係るモータ駆動装置であって、レギュレータが、モータ駆動回路と遮断回路との間に接続されている。このモータ駆動装置では、レギュレータでの電力消費が抑制される。
【００１０】
第４発明に係るモータ駆動装置は、第１発明から第３発明のいずれか１つに係るモータ駆動装置であって、遮断回路が半導体素子である。このモータ駆動装置では、遮断回路の耐久性が向上し、信頼性が高まる。
【００１１】
第５発明に係るモータ駆動装置は、第４発明に係るモータ駆動装置であって、遮断回路とマイコンの信号とがフォトカプラで絶縁されている。このモータ駆動装置では、いわゆる１次側（遮断回路側）と２次側（マイコン信号側）とが絶縁されるので、安全性が向上し、耐ノイズ性も向上する。
【発明の効果】
【００１２】
第１発明に係るモータ駆動装置では、モータが待機状態のとき、遮断回路によってモータへの電源供給を遮断することができるので、待機状態での電力消費が低減される。
【００１３】
第２発明に係るモータ駆動装置では、低定格の半導体素子を使用することが可能となり、部品コストの増大が抑制される。また、低電圧の回路を遮断する方が、信頼性が高く、ノイズも低くなる。
【００１４】
第３発明に係るモータ駆動装置では、レギュレータでの電力消費が抑制される。
【００１５】
第４発明に係るモータ駆動装置では、遮断回路の耐久性が向上し、信頼性が高まる。
【００１６】
第５発明に係るモータ駆動装置では、いわゆる１次側（遮断回路側）と２次側（マイコン信号側）とが絶縁されるので、安全性が向上し、耐ノイズ性も向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は、本発明の具体例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１８】
＜空気調和機＞
図１は、本発明の一実施形態に係るモータ駆動装置を備えた空気調和機の斜視図である。図１において、空気調和機１では、空気清浄ユニット２、除湿ユニット３、加湿ユニット４、送風機５及び制御部６が、本体１０に収納されている。本実施形態では、ユーザーが容易に空気調和機１を移動させることができるように、本体１０の側面上部には取っ手７が設けられ、本体１０の下面（室内の床面と対向する面）に、キャスター８が設けられている。
【００１９】
送風機５は、本体１０に対して空気清浄ユニット２と反対側に位置しており、空気清浄ユニット２側から視たとき、空気清浄ユニット２、除湿ユニット３、加湿ユニット４、送風機５の順で並んでいる。送風機５が稼働しているとき、空気が空気清浄ユニット２側から吸い込まれて、除湿ユニット３を通過した後に加湿ユニット４を通過し送風機５に至る空気風路Ａが形成される。
【００２０】
図２は、空気調和機の本体上部の斜視図である。図２において、本体１０の上部には吹出口１１が設けられており、空気流路Ａを経て浄化され調湿された空気が吹出口１１から吹き出される。空気の吹き出し方向は、吹出口１１の開口部に設置されたルーバー１２によって変更することができる。
【００２１】
ルーバー１２は、仕切羽根１２０と、第１風向調整羽根１２１と、第２風向調整羽根１２２とを有している。第１風向調整羽根１２１及び第２風向調整羽根１２２は、仕切羽根１２０と交差し、且つ鉛直方向に対して傾斜自在に仕切羽根１２０に支持されている。ルーバー１２は、ステッピングモータ１９によって駆動される。図１では、ルーバー１２が閉じた状態であるが、運転を開始するとステッピングモータ１９によって自動的に真上に開く。
【００２２】
さらに、本体１０の上部には操作パネル６０（図１参照）が設けられており、カバー１３によって保護されている。その操作パネル６０の下方に制御部６（図１参照）が位置しており、操作パネル６０から入力される信号に基づいて、空気清浄ユニット２、除湿ユニット３、加湿ユニット４、送風機５及びルーバー１２が制御される。運転モードは、操作パネル６０上の運転切換ボタンによって切り替えられる。
【００２３】
＜操作パネル６０＞
図３は、操作パネルの斜視図である。図３において、操作パネル６０上には、運転入／切ボタン６０１、運転切換ボタン６０２、風量選択ボタン６０３、湿度選択ボタン６０４、コース選択ボタン６０５、タイマー選択ボタン６０６、オートルーバーボタン６０７、及びおすすめボタン６０８が設けられており、各ボタンを押すことによって、押されたボタンに対応した信号が、操作パネル６０の下方に配置された制御部６に入力される。なお、制御部６は、マイコンとメモリを内蔵している。
【００２４】
例えば、運転入／切ボタン６０１は、空気調和機１への電源供給をオン・オフするボタンであり、電源プラグをコンセントに差し込んだ後、押されると運転を開始し、再度押されると運転を停止する。また、運転切換ボタン６０２は、運転モードを選択するボタンであり、「空気清浄」、「加湿」及び「除湿」のいずれか１つを選択することができる。
【００２５】
＜モータ駆動装置＞
図４は、モータ駆動装置の回路図である。図４において、モータ５０は、送風機５を回転させるブラシレスＤＣモータであり、駆動コイルを内蔵する固定子と、固定子に対向するマグネットを有する回転子とから成る。モータ５０の固定子側には、３つのホール素子５００が組み込まれており、そのホール素子５００を介してモータ５０の回転子の回転数を検出することができる。
【００２６】
制御部６は、モータ５０の回転数を制御するために、マイコン６１、電源回路６２、及びモータ駆動回路６５を備えている。マイコン６１は、ＣＰＵとメモリを内蔵し、３つのホール素子５００の検出信号を監視しながら、モータ５０が所定の回転数になるように、電源回路６２及びモータ駆動回路６５を制御する。
【００２７】
電源回路６２は、ダイオードから成るブリッジ回路６２ａ及び電解コンデンサー６２ｂを有し、交流電源１００から直流のモータ用電源Ｖｐｐ及び制御用電源Ｖａを生成する。モータ用電源Ｖｐｐは、モータ５０の駆動電圧の源である。制御用電源Ｖａは、モータ駆動回路６５をオンさせるための電源である。また、電源回路６２では、変圧器６２ｃを介して第２直流電源Ｖｂ及び第３直流電源Ｖｃが生成される。
【００２８】
モータ駆動回路６５は、インバータ回路６５ａとモータ駆動ＩＣ６５ｂとを有している。インバータ回路６５ａは、６つのトランジスタからなるブリッジ回路であり、モータ用電源Ｖｐｐが供給される。モータ駆動ＩＣ６５ｂは、インバータ回路６５ａの各トランジスタへ駆動信号を入力するＩＣであり、制御用電源Ｖａが供給される。
【００２９】
制御用電源Ｖａとモータ駆動ＩＣ６５ｂとの間には、レギュレータ６４が接続されており、制御用電源Ｖａの電圧は、レギュレータ６４によってモータ駆動ＩＣ６５ｂに適した電圧に変換される。また、制御用電源Ｖａとレギュレータ６４との間には、遮断回路６６が接続されている。
【００３０】
遮断回路６６は、制御用電源Ｖａとレギュレータ６４との間の電気的接続を開閉する回路であり、トランジスタ６６ａとフォトカプラ６６ｂとから成る。トランジスタ６６ａは、制御用電源Ｖａとレギュレータ６４との間に接続される。フォトカプラ６６ｂは、トランジスタ６６ａのベースに接続されている。
【００３１】
フォトカプラ６６ｂは、フォトトランジスタ６６１と発光ダイオード６６２を内蔵しており、実際には、フォトトランジスタ６６１がトランジスタ６６ａのベースに接続されている。発光ダイオード６６２は、第２制御用電源Ｖｂとマイコン６１との間に接続されている。
【００３２】
例えば、マイコン６１が発光ダイオード６６２の信号ラインをオンさせると、発光ダイオード６６２が発光してフォトトランジスタ６６１が導通し、トランジスタ６６ａも導通するので、制御用電源Ｖａがレギュレータ６４に供給され、適正な電圧がモータ駆動ＩＣ６５ｂに入力される。
【００３３】
逆に、マイコン６１が発光ダイオード６６２の信号ラインをオフさせると、発光ダイオード６６２が発光しないので、フォトトランジスタ６６１は導通せずトランジスタ６６ａも導通しない。その結果、制御用電源Ｖａがレギュレータ６４に供給されず、モータ駆動ＩＣ６５ｂにも電圧が入力されない。
【００３４】
なお、本実施形態では、遮断回路６６にフォトカプラ６６ｂを使用してトランジスタ６６ａにスイッチ動作をさせているが、これに限定されるものではなく、マイコン６１からトランジスタ６６ａのベースに直接信号を入力してスイッチ動作をさせてもよい。
【００３５】
本実施形態に係るモータ駆動装置では、マイコン６１は、モータ５０の回転数をパルス幅変調（ＰＷＭ）方式で変更することができる。ＰＷＭ方式は、モータ５０へ入力する駆動電圧のオン時間とオフ時間との比率（以後、デューティ比とよぶ）を変更して回転数を変更する方式である。マイコン６１は、モータ駆動ＩＣ６５ｂにデューティ比を制御する制御信号（以後、デューティ比制御信号とよぶ）を入力する。
【００３６】
マイコン６１のデューティ比制御信号は、第２フォトカプラ６７を介してモータ駆動ＩＣ６５ｂに入力される。第２フォトカプラ６７は、フォトトランジスタ６７１と発光ダイオード６７２を内蔵している。フォトトランジスタ６７１はモータ駆動ＩＣ６５ｂとアースとの間に接続され、発光ダイオード６７２は、第２制御用電源Ｖｂとマイコン６１との間に接続されている。
【００３７】
例えば、マイコン６１が発光ダイオード６７２の信号ラインをオンさせると、発光ダイオード６７２が発光しフォトトランジスタ６７１が導通する。このフォトトランジスタ６７１が導通している間、モータ駆動ＩＣ６５ｂには制御信号が入力される。
【００３８】
逆に、マイコン６１が発光ダイオード６７２の信号ラインをオフさせると、発光ダイオード６７２が発光しないので、フォトトランジスタ６７１は導通しない。このフォトトランジスタ６７１が導通していない間、トランジスタ６６ａも導通しない。その結果、制御用電源Ｖａがレギュレータ６４に供給されず、モータ駆動ＩＣ６５ｂには制御信号が入力されない。このようにして、デューティ比がマイコン６１によって制御される。
【００３９】
なお、マイコン６１は、デューティ比が狙いの値になっているか否かを監視するために、モータ駆動ＩＣ６５ｂからインバータ回路６５ａに入力される信号をフィードバック信号としてマイコン６１自身に入力させている。
【００４０】
フィードバック信号は、第３フォトカプラ６８を介してマイコン６１に入力される。第３フォトカプラ６８は、フォトトランジスタ６８１と発光ダイオード６８２を内蔵している。フォトトランジスタ６８１はマイコン６１とアースとの間に接続され、発光ダイオード６８２は、モータ駆動ＩＣ６５ｂから出で再びモータ駆動ＩＣ６５ｂに戻る信号ラインの途中に接続されている。
【００４１】
例えば、発光ダイオード６８２には、インバータ回路６５ａに入力される駆動信号と同じ信号が入力されるので、その駆動信号のオン時間に相当する時間、発光ダイオード６８２が発光し、フォトトランジスタ６８１はその駆動信号のオン時間に相当する時間分導通する。その結果、マイコン６１には、その駆動信号のオン時間に相当する時間分だけフィードバック信号が入力される。
【００４２】
＜空気調和機の動作＞
図３において、空気調和機１では、電源プラグがコンセントに差し込まれている限り、運転入／切ボタン６０１が押されると運転を開始し、再度押されると運転を停止する。運転モードは停止前の運転モードを制御部６が記憶しているので、運転が再開されると、運転切換ボタン６０２で新たに運転モードを選択するまでは、停止前の運転モードを実行する。空気調和機１は、「空気清浄」、「加湿」及び「除湿」のいずれの運転モードであっても、送風機５は動作させる必要があるので、制御部６は、モータ駆動回路６５を介してモータ５０を回転制御する。
【００４３】
＜待機時の消費電力低減＞
モータ駆動回路６５は、モータ用電源Ｖｐｐ及び制御用電源Ｖａが供給されているので、電源プラグをコンセントから抜かない限り、運転停止時にも電力が消費される。本実施形態では、電源プラグがコンセントに差し込まれた状態で運転が停止しているとき、いわゆる待機時の電力消費を抑えるために、モータ駆動ＩＣ６５ｂへの電源供給を遮断している。
【００４４】
制御部６は、運転状態から運転入／切ボタン６０１が押されると、マイコン６１は、フォトカプラ６７を介してデューティ比を０にするデューティ比制御信号をモータ駆動ＩＣ６５ｂに送りモータ５０を停止させる。その後、マイコン６１は、遮断回路６６の発光ダイオード６６２の信号ラインをオフさせる。発光ダイオード６６２が発光しないので、フォトトランジスタ６６１は導通せずトランジスタ６６ａも導通しない。その結果、制御用電源Ｖａがレギュレータ６４に供給されず、モータ駆動ＩＣ６５ｂにも電圧が入力されないので、レギュレータ６４及びモータ駆動ＩＣ６５ｂでの電力消費が防止される。
【００４５】
なお、モータ用電源Ｖｐｐの供給を遮断して電力消費を防止する方法も考えられる。但し、一般にモータ用電源Ｖｐｐは制御用電源Ｖａに比べて大きいので、モータ用電源Ｖｐｐの供給を遮断する遮断回路には、制御用電源Ｖａの供給を遮断する遮断回路６６に使用されるトランジスタ６６ａ及びフォトカプラ６６ｂよりも容量が大きいトランジスタ及びフォトカプラを使用することになる、という点に注意しなければならない。
【００４６】
＜特徴＞
モータ駆動回路６５には、モータ用電源Ｖｐｐ、及び制御用電源Ｖａが供給される。モータ用電源Ｖｐｐはインバータ回路６５ａに接続され、制御用電源Ｖａはモータ駆動ＩＣに接続されている。遮断回路６６は、マイコン６１からデューティ比制御信号とは別のオン・オフ指令信号を受けて、モータ駆動ＩＣへの制御用電源Ｖａの供給を遮断する。その結果、待機時、モータ駆動ＩＣでの電力消費が防止される。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
以上のように、本発明によれば、待機時のモータ駆動回路の消費電力を抑えることができるので、空気調和装置の室外機及び室内機のファンモータ、又はヒートポンプ給湯機の室外ユニットのファンモータに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施形態に係るモータ駆動装置を備えた空気調和機の斜視図。
【図２】空気調和機の本体上部の斜視図。
【図３】操作パネルの斜視図。
【図４】モータ駆動装置の回路図。
【符号の説明】
【００４９】
５０  モータ
６１  マイコン
６４  レギュレータ
６５  モータ駆動回路
６６  遮断回路
【図１】
2010063303.tif 000003
【図２】
2010063303.tif 000004
【図３】
2010063303.tif 000005
【図４】
2010063303.tif 000006