(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ起動時に発生するピーク電流を低減させる起動装置であって、
前記モータと電気的に接続され、前記モータの回転速度に応じて第１信号を生成する信号発生器と、
前記信号発生器と電気的に接続され、前記第１信号および参照信号に基づいて制御信号を生成する比較回路と、
前記比較回路および前記モータに電気的に接続され、前記制御信号を受信し、前記制御信号に応じて前記モータに入力される電流を次第に増加させていくことにより前記モータ起動時に生じるピーク電流を低減する制御装置とを有し、
前記参照信号は、前記比較器と必要な電圧を前記モータに供給する電圧源との間に電気的に接続される充電回路により提供されることを特徴とする起動装置。
【請求項２】
前記信号発生器は周波数生成器であることを特徴とする請求項１に記載の起動装置。
【請求項３】
前記第一信号は周期的な方形波信号であり、前記モーターの回転速度に比例する周波数を有することを特徴とする請求項１に記載の起動装置。
【請求項４】
前記比較回路は、
前記第一信号を前記第二信号に変換する信号変換器と、
前記信号変換器と前記制御装置とに電気的に接続され、前記第二信号と前記参照信号とを比較して前記制御信号を出力することを特徴とする請求項３に記載の起動装置。
【請求項５】
前記信号変換器は前記方形波信号を三角波信号と鋸歯状信号のうちの一つに変換する三角波生成回路であることを特徴とする請求項４に記載の起動装置。
【請求項６】
前記制御信号は前記モーターの回転速度を制御するパルス幅変調（ＰＷＭ）信号であることを特徴とする請求項１に記載の起動装置。
【請求項７】
前記制御装置は前記ＰＷＭ信号に対応する前記モータに入力された前記電流を次第に増加させる電子スイッチであることを特徴とする請求項６に記載の起動装置。
【請求項８】
前記モータと前記信号発生器との間に電気的に接続され、前記モータを駆動する駆動回路を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の起動装置。
【請求項９】
誘導回路が作動する時生じるピーク電流を低減する方法であって、
前記誘導回路により出力された信号に対応する第一信号を提供する工程（ａ）と、
前記第一信号を第二信号に変換し、参照信号と比較して、制御信号を形成する工程（ｂ）と、
前記制御信号に対応する前記誘導回路を貫流する電流を増加する工程（ｃ）と、からなり、
前記参照信号は、前記比較器と必要な電圧を前記モータに供給する電圧源との間に電気的に接続される充電回路により提供され、前記誘導回路が作動する時生じるピーク電流を低減することを特徴とする起動方法。
【請求項１０】
前記誘導回路はモーター又はＤＣモーターのどちらかであることを特徴とする請求項９に記載の起動方法。
【請求項１１】
前記第一信号は周期的な方形波信号であり、前記モーターの回転速度に比例する周波を備えることを特徴とする請求項９に記載の起動方法。
【請求項１２】
前記工程（ｂ）において、三角波生成回路により、前記方形波信号を三角波信号と鋸歯状信号のうちの一つに変換することを特徴とする請求項１１に記載の起動方法。
【請求項１３】
前記制御信号は前記モーターの回転速度を制御するパルス幅変調信号であることを特徴とする請求項１０に記載の起動方法。
【請求項１４】
工程（ａ）及び工程（ｃ）を繰り返す工程を更に備え、前記モーターがフルスピードで回転するまで前記モーターの回転速度を増加することを特徴とする請求項１３に記載の起動方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ピーク電流を低減する起動装置及び方法に関するものであって、特に、DCモーター等の誘導回路に適用される起動装置とその方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、モーターの構造は、ブラシと整流子の機械接点を備え、モーターが起動する時、常にモーターにピーク電流が生じる。この現象は電線の不適当な配線と電源自身の性能の欠陥が起因である。公知の設計ではピーク電流の発生を防ぐバッファ回路がなく、モーターは静止状態から突然起動して、モーター内に過大な機械的ショックをもたらし、モーターにダメージを与える。
【０００３】
この現象を防止する幾つかの方法が提案されているが、そのうちの一つは、コンデンサ又は抵抗器のような保護回路を用いるもので、ピーク電流が発生した後、モーターの電源の近くに配置し、モーターを保護する。しかし、この保護回路も長期使用には適さない。もう一つの方法は、複雑で高価な回路によりモーターを段階的に起動するもので、例えば、複数のフィルターを備える回路を用いて、パルス幅変調（PWM)信号を形成することにより、モーターを起動してトランジスタに出力する。トランジスタのスイッチング間隔はPWMのデューティサイクルの変化に応じて変化する。これにより、モーターを貫流する平均電流を変化させてモーターの回転スピードを更に制御する。しかし、モーターを段階的に起動するこのような方法は、複雑で高価な回路が必要である。更にこのPWM回路は、モーターが起動する間、電気音響音を生じ、多数に渡る衝撃下で、内部電子パーツの信頼性も影響を受ける。
【０００４】
これにより、簡易化され経済的な起動装置及び上述の公知技術の欠点を改善する方法を提供する必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は起動装置を提供し、モーターやDCモーター等の誘導回路が作動する時生じるピーク回路を低減することを目的とする。
【０００６】
本発明は簡潔且つ安価な起動装置を提供し、導電回路が起動する時生じるピーク電流を内部の電子パーツの信頼性に影響を与えることなく低減することをもう一つの目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によると、起動装置は、誘導回路に電気的に接続し、誘導回路により出力される信号に対応する第一信号を生成する信号発生器と、信号発生器に電気的に接続し、第一信号を第二信号に変換して参照信号と比較し、制御信号を生成する比較回路と、誘導回路と比較回路とに電気的に接続し、制御信号を受信すると共に、制御信号に対応する誘導回路に入力する電流を増加する制御装置とからなり、これにより誘導回路が起動したとき生じるピーク電流を低減する。
【０００８】
好ましくは、信号発生器は周波数生成器で、第一信号はモーターの回転速度に比例する周波数を備える周期的な方形波信号である。
【０００９】
本発明によると、比較回路は、信号発生器に電気的に接続し、第一信号を第二信号に変換する信号変換器と、信号変換器に電気的に接続し、第二信号と参照信号とを比較して制御信号又はPWM信号を出力する比較器とを備える。
【００１０】
信号変換器は三角波生成回路になることが出来、方形波信号を三角波信号又は鋸歯状信号に変換し、参照信号と比較する。
【００１１】
更に、起動装置は比較器と必要電圧を誘導回路に供給する電圧源との間に電気的に接続される充電回路又は抵抗コンデンサ回路を更に備え、参照信号を提供する。
【００１２】
本発明のもう一つの具体例で、起動装置は誘導回路と信号発生器との間に電気的に接続する駆動回路を更に備え、誘導回路を駆動する。
【００１３】
制御装置は電子スイッチ又はトランジスタになることが出来、制御信号に対応する誘導回路を貫流する電流を徐々に増加する。
【００１４】
本発明は起動装置を提供し、誘導回路が作動する時生じるピーク電流を低減することをもう一つの目的とする。
【００１５】
本起動方法は、
（ａ）誘導回路により出力される信号に対応する第一信号を提供する工程と、
（ｂ）第一信号を第二信号に変換して参照信号と比較し、制御信号を生成する工程と、
（ｃ）制御信号に対応する誘導回路を貫流する電流を徐々に増加する工程とからなり、誘導回路が作動する時生じるピーク電流を低減する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
上述した本発明の目的、特徴、及び長所をより一層明瞭にするため、以下に本発明の好ましい実施の形態を挙げ、図を参照しながらさらに詳しく説明する。
【００１７】
本発明は起動装置を提供し、モーター又はＤＣモーター等の誘導回路が作動した時に生じるピーク電流を低減する。誘導回路はＤＣモーターにより例示される。図１は本発明の起動装置の好ましい具体例を示す図である。起動装置は、
モーター１１に電気的に接続し、モーター１１により出力される信号に対応する第一信号を生成する信号発生器１２と、
信号発生器１２に電気的に接続し、第一信号を第二信号に変換して参照信号と比較し、制御信号を生成する比較回路と、
モーター１１と比較回路とに電気的に接続し、制御信号を受信すると共に、制御信号に対応するモーターを貫流する電流を徐々に増加する制御装置１６と、
からなり、モーターが作動する時生じるピーク電流を低減する。
【００１８】
信号発生器１２は好ましくは周波数生成器であり、モーターの回転速度に従って周期的な方形波信号（即ち第一信号）を生成する。この周期的な方形波信号の周波数はモーターの回転速度に比例する。
【００１９】
比較回路は信号変換器１３と比較器１４とを備える。信号変換器１３は信号発生器１２に電気的に接続し、方形波信号を三角波信号又は鋸歯状信号に変換し、参照信号Verf（又はターゲット電圧と呼ばれる）と比較する三角波生成回路になることが出来る。比較器１４は信号変換器１３と電気的に接続し、三角波信号又は鋸歯状信号と参照信号を比較してPWM信号（制御信号）を出力する。参照信号は比較器１４と電圧源Vccとの間に電気的に接続する充電回路又は抵抗コンデンサ１５により提供され、モーターが必要とする電圧を提供する。
【００２０】
制御装置は電子スイッチ、好ましくは、トランジスタ１６になることが出来、PWM信号を受信した後、モーター１１を貫流する電流を徐々に増加する。これにより、モーター１１が作動する時生じるピーク電流を低減し、モーターの回転速度を制御することが出来る。
【００２１】
図２において、本発明の起動装置中のモーターの、信号の変換と形成された信号の変化と回転スピードの関係を詳述する。周波数生成器１２により生成されたFG信号は（ａ）で示されるように、モーターの回転速度に周波比例する方形波信号である。周期的な方形波信号が、三角波生成回路１３によって、（ｂ）で示される三角波信号又は鋸歯状信号に変換された後、三角波信号は比較器１４に入力されて、抵抗コンデンサ回路１５により提供される参照信号Vrefと比較される。
【００２２】
比較の結果、比較器１４はPWM信号（（ｃ）で示される）をトランジスタ１６に出力する。ＰＷＭ信号がトランジスタ１６によって受信される時、モーター１１は回転をスタートさせる。入力したＰＷＭ信号が消失する間（即ちＰＷＭ信号の状態が高電位から低電位に変わる）、トランジスタは閉鎖状態に切り換わるが、慣性により、モーターは一定の時間継続的に回転する。トランジスタのスイッチングはモーターに提供する電流を制御するのに用いることが出来て、モーターがフルスピードで回転するまで、モーターの回転速度は増加する（図２の（ｄ）で示される）。このような簡潔な回路設計により、モーターが作動する時生じるピーク電流は効果的に低減することが出来る。
【００２３】
更に、図３は、本発明による起動装置のもう一つの好ましい具体例を示すもので、起動装置はモーター１１と信号発生器１２との間に電気的に接続する駆動回路１７を更に備え、モーター１１を駆動する。
【００２４】
起動装置はモーター１１と信号発生器１２との間に電気的に接続する駆動回路を備えることを除いては、その構造は図１の構造と同様である。
【００２５】
総括すると、本発明は起動装置の簡潔で安価な回路設計を提供し、モーターが作動する時生じるピーク電流を低減して、モーターに提供される電流が制御され、起動時のモーターの回転速度は徐々に増加し、これにより、ピーク電流の発生を低減してモーターの内部装置又は、モーターに接続する装置をダメージから守る。
【００２６】
本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない範囲内で各種の変動や潤色を加えることができる。
【００２７】
【発明の効果】
起動装置を提供し、モーターやＤＣモーター等の誘導回路が作動する時生じるピーク回路を低減し、さらには導電回路が起動する時生じるピーク電流を内部の電子パーツの信頼性に影響を与えず低減する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による起動装置の好ましい具体例を示す図である。
【図２】本発明の起動装置中、変換器と形成した信号のバリエーションとモーターの回転速度の関係を示した図である。
【図３】本発明による起動装置のもう一つの好ましい具体例を示す図である。
【符号の説明】
１１  モーター
１２  信号発生器
１３  信号変換器
１４  比較器
１５  抵抗コンデンサ
１６  制御装置
Ｖｃｃ  電圧源
Ｖｒｅｆ  参照信号
１７  駆動装置
【図１】
0003701899.tif 000002
【図２】
0003701899.tif 000003
【図３】
0003701899.tif 000004