(57)【要約】【課題】回生電力発生の検出を容易にし、かつ回生電力消費制御を簡素にし、バッテリの劣化を抑制、または、直流電源使用時には直流電源やモータドライバを構成する回路素子の破壊を防止する。【解決手段】電源線路Ｌ１にダイオード２を備え、回生電力が発生した時、電源線路Ｌ１の電圧を上昇させ、半導体スイッチ３のソース（Ｓ）とドレイン（Ｄ）間を導通させる。回生電力吸収部５はキャパシタＣ１と抵抗Ｒ１を備え、回生電力を一旦キャパシタＣ１に蓄積する。回生状態が解消した時、電源線路Ｌ１の電圧が下降し、半導体スイッチ３のソース（Ｓ）とドレイン（Ｄ）間を非導通にする。この時、抵抗Ｒ１にて回生電力を消費する。【選択図】図５
2019126242.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータと、このモータに電気的に接続されるモータドライバと、このモータドライバに電流を供給するバッテリまたは直流電源からなるモータ駆動回路において、前記バッテリまたは直流電源の一方の極に順方向となるようにダイオードの一端を接続し、前記バッテリまたは直流電源の他方の極に、抵抗とこの抵抗に並列に接続されたキャパシタとからなる回生電力吸収部の一端を接続し、この回生電力吸収部の他端を、半導体スイッチを介して前記ダイオードの他端に接続するとともに、前記ダイオードの他端を前記モータドライバの一端に接続し、前記モータドライバの他端を前記バッテリまたは直流電源の他方の極に接続したモータ駆動回路。
【請求項２】
前記半導体スイッチは、前記ダイオードの他端の電圧が所定の値以上になると電気的に導通状態となり、前記ダイオードの他端の電圧が前記所定の値より小さくなると非導通状態とな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】
前記半導体スイッチは、ソース端子あるいはエミッタ端子に相当する第１端子とドレイン端子あるいはコレクタ端子に相当する第２端子とゲート端子あるいはベース端子に相当する第３端子の３つの端子を備え、前記第１端子を前記ダイオードの他端に接続し、前記第２端子を前記回生電力吸収部の他端に接続し、前記第３端子に所定の電圧を印加してなり、前記モータが駆動状態では、前記半導体スイッチの前記第１端子と前記第２端子とは非導通となり、前記モータが回生状態では、前記モータドライバの一端から逆流する回生電流により、前記第１端子の電圧が前記第３端子にあらかじめ印加された電圧に対して、所定の電圧以上になると、前記半導体スイッチの前記第１端子と前記第２端子とが導通して、前記回生電流が前記回生電力吸収部の前記キャパシタに流入することを特徴とする請求項２記載のモータ駆動回路。
【請求項４】
前記半導体スイッチは、ソース端子あるいはエミッタ端子に相当する第１端子とドレイン端子あるいはコレクタ端子に相当する第２端子とゲート端子あるいはベース端子に相当する第３端子の３つの端子を備え、前記第１端子を前記ダイオードの他端に接続し、前記第２端子を前記回生電力吸収部の他端に接続し、前記第３端子に定電圧発生部の一端を接続し、前記定電圧発生部の他端を前記バッテリまたは直流電源の一方の極に接続してなり、前記モータが駆動状態では、前記半導体スイッチの前記第１端子と前記第２端子とは非導通となり、前記モータが回生状態では、前記モータドライバの一端から逆流する回生電流により、前記第１端子の電圧が前記第３端子にあらかじめ印加された電圧に対して、所定の電圧以上になると、前記半導体スイッチの前記第１端子と前記第２端子とが導通して、前記回生電流が前記回生電力吸収部の前記キャパシタに流入することを特徴とする請求項２記載のモータ駆動回路。
【請求項５】
前記回生電力吸収部に流入する前記回生電流は周波数成分を有し、この周波数成分に対する前記キャパシタのインピーダンス値は、前記抵抗のインピーダンス値より小さいことを特徴とする請求項３または４のいずれか一項に記載のモータ駆動回路。
【請求項６】
前記回生電力吸収部の前記キャパシタの容量は、前記キャパシタに流入する前記回生電流により発生する前記ダイオードの他端の電圧値が、前記ダイオードの逆耐圧値を超えない容量とすることを特徴とする請求項３から５までのいずれか一項に記載のモータ駆動回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明はモータと、このモータに電気的に接続されるモータドライバと、このモータドライバに電流を供給するバッテリまたは直流電源からなるモータ駆動回路に係り、モータが回生状態の時、回生電力を抵抗で消費する一般的な回生電力消費回路に加えて、回生電力の電荷を一旦キャパシタに蓄積し、その後、抵抗で回生電力を消費することで、回生電力を消費する抵抗にかかる電圧を監視、制御することなしに回生電力を吸収、消費することができるモータ駆動回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  人の力をアシストするロボット制御などにモータとその動力源としてバッテリまたは直流電源を使用する駆動機構が採用される例があるが、人から入力される力は不規則であり、モータが急減速する場合が多々ある。この時、回生電力が発生する。バッテリを用いた場合には、回生電力はバッテリにより吸収されるが、急激な回生電力を吸収する能力には限界があり、バッテリを劣化させる原因となりうる。また、直流電源を用いた場合には、直流電源の出力電圧が上昇し、直流電源やモータドライバを構成する回路素子の耐圧を越え、回路素子を破壊してしまう恐れがある。例えば特許文献１、特許文献２で回生電力を吸収、消費させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５１９７０４１号公報（段落番号００４３〜００４５、図３、図９）
【特許文献２】特開２０１３−９６１０９（段落番号００３４、００３９、００４０、００４１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】  しかしながら、文献１では回生電力を直接抵抗で消費しているため、インバータ直流電圧に［抵抗値×回生電流］分の電圧降下が発生する。この時、インバータ直流電圧が降下または上昇しすぎないよう常に監視し、トランジスタをオンオフすることによりインバータ直流電圧を許容範囲に収める方式を取ることで制御が複雑になっている。【０００５】  文献２ではバッテリとインバータを直接接続し、インバータの正極負極間の電圧を検出してスイッチをオンオフしている。しかしながら、バッテリは容量が大きいため、回生電力が生じても電圧上昇は微小であり、電圧検出のためには精度の高い高価な回路構成となることが予想される。【０００６】  また、インダクタとキャパシタが直列に接続されているため、発生する回生電力波形の周波数成分により共振点を境にＶ字型に合成インピーダンスが大きく変化し、一旦ＬＣ直列回路に回生電力を蓄積するという本来意図した動作が出来ない恐れがある。【０００７】  また、ＬＣ直列回路に回生電力を蓄積するスイッチの制御をマイクロコンピュータで行っているため、その制御信号は矩形波となり、高い周波数成分を含む。このため、キャパシタは低インピーダンスになり、急峻な突入電流が流れ、瞬間的なバッテリ電圧降下も発生する。この突入電流を抑制するためにインダクタを取り付ける必要があり、コストアップの要因となっている。【０００８】  本発明の目的は回生電力の検出を容易にし、かつ、回生電力消費制御を簡素にし、かつ、バッテリの劣化を抑制する、または直流電源やモータドライバを構成する回路素子の破壊を防止するモータ駆動回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  モータと、このモータに電気的に接続されるモータドライバと、このモータドライバに電流を供給するバッテリまたは直流電源からなるモータ駆動回路において、前記バッテリまたは直流電源の一方の極に順方向となるようにダイオードの一端を接続し、前記バッテリまたは直流電源の他方の極に、抵抗とこの抵抗に並列に接続されたキャパシタとからなる回生電力吸収部の一端を接続し、この回生電力吸収部の他端を、半導体スイッチを介して前記ダイオードの他端に接続するとともに、前記ダイオードの他端を前記モータドライバの一端に接続し、前記モータドライバの他端を前記バッテリまたは直流電源の他方の極に接続することにより前記課題を解決したものである。【００１０】  また、前記半導体スイッチは、前記ダイオードの他端の電圧が所定の値以上になると電気的に導通状態となり、前記ダイオードの他端の電圧が前記所定の値より小さくなると非導通状態となることにより前記課題を解決したものである。【００１１】  また、前記半導体スイッチは，ソース端子あるいはエミッタ端子に相当する第１端子とドレイン端子あるいはコレクタ端子に相当する第２端子とゲート端子あるいはベース端子に相当する第３端子の３つの端子を備え、前記第１端子を前記ダイオードの他端に接続し、前記第２端子を前記回生電力吸収部の他端に接続し、前記第３端子に所定の電圧を印加してなり、前記モータが駆動状態では、前記半導体スイッチの前記第１端子と前記第２端子とは非導通となり、前記モータが回生状態では、前記モータドライバの一端から逆流する回生電流により、前記第１端子の電圧が前記第３端子にあらかじめ印加された電圧に対して、所定の電圧以上になると、前記半導体スイッチの前記第１端子と前記第２端子とが導通して、前記回生電流が前記回生電力吸収部の前記キャパシタに流入することにより前記課題を解決したものである。【００１２】  また、前記半導体スイッチは、ソース端子あるいはエミッタ端子に相当する第１端子とドレイン端子あるいはコレクタ端子に相当する第２端子とゲート端子あるいはベース端子に相当する第３端子の３つの端子を備え、前記第１端子を前記ダイオードの他端に接続し、前記第２端子を前記回生電力吸収部の他端に接続し、前記第３端子に定電圧発生部の一端を接続し、前記定電圧発生部の他端を前記バッテリまたは直流電源の一方の極に接続してなり、前記モータが駆動状態では、前記半導体スイッチの前記第１端子と前記第２端子とは非導通となり、前記モータが回生状態では、前記モータドライバの一端から逆流する回生電流により、前記第１端子の電圧が前記第３端子にあらかじめ印加された電圧に対して、所定の電圧以上になると、前記半導体スイッチの前記第１端子と前記第２端子とが導通して、前記回生電流が前記回生電力吸収部の前記キャパシタに流入することにより前記課題を解決したものである。【００１３】  前記回生電力吸収部に流入する前記回生電流は周波数成分を有し、この周波数成分に対する前記キャパシタのインピーダンス値は、前記抵抗のインピーダンス値より小さいことにより前記課題を解決したものである。【００１４】  前記回生電力吸収部の前記キャパシタの容量は、前記キャパシタに流入する前記回生電流により発生する前記ダイオードの他端の電圧値が、前記ダイオードの逆耐圧値を超えない容量とすることにより前記課題を解決したものである。
【発明の効果】
【００１５】  本発明によれば、電圧検出用にＡ／Ｄコンバータなどを使わずに回生電力の発生を容易に検出することが出来る。また、マイクロコンピュータなどによるトランジスタの制御なしに回生電力を吸収、消費することが出来る。【００１６】  また、動力源としてバッテリを使用する場合には、バッテリに回生電力を戻さないことにより、バッテリの劣化を抑制することが出来る。動力源として直流電源を使用する場合には、直流電源の出力電圧の上昇による回路素子の破壊を防止することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】半導体スイッチのゲート端子あるいはベース端子に相当する第３端子に所定の電圧を印加した場合の本発明のモータ駆動回路の一実施形態を説明する回路構成である。
【図２】半導体スイッチのゲート端子あるいはベース端子に相当する第３端子に所定の電圧を印加した場合のモータが駆動状態の電流の流れを示す図である。
【図３】半導体スイッチのゲート端子あるいはベース端子に相当する第３端子に所定の電圧を印加した場合の回生電力が発生した直後の電流の流れを示す図である。
【図４】半導体スイッチのゲート端子あるいはベース端子に相当する第３端子に所定の電圧を印加した場合の回生状態が解消し、再度モータ駆動状態になった時の電流の流れを示す図である。
【図５】半導体スイッチのゲート端子あるいはベース端子に相当する第３端子とバッテリまたは直流電源の正極との間に定電圧発生部を接続した場合の本発明のモータ駆動回路の一実施形態を説明する回路構成である。
【図６】半導体スイッチのゲート端子あるいはベース端子に相当する第３端子とバッテリまたは直流電源の正極との間に定電圧発生部を接続した場合のモータが駆動状態の電流の流れを示す図である。
【図７】半導体スイッチのゲート端子あるいはベース端子に相当する第３端子とバッテリまたは直流電源の正極との間に定電圧発生部を接続した場合の回生電力が発生した直後の電流の流れを示す図である。
【図８】半導体スイッチのゲート端子あるいはベース端子に相当する第３端子とバッテリまたは直流電源の正極との間に定電圧発生部を接続した場合の回生状態が解消し、再度モータ駆動状態になった時の電流の流れを示す図である。
【図９】モータ駆動回路を構成する各部の電圧あるいは電流波形を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】  図１は半導体スイッチのゲート端子あるいはベース端子に相当する第３端子に所定の電圧を印加した場合の本発明のモータ駆動回路の一実施形態を説明する図である。図１に示すモータ駆動回路はバッテリ１、ダイオード２、半導体スイッチ３、定電圧発生部４、回生電力吸収部５、モータドライバ６、モータ７を備えている。
【００１９】  バッテリ１は例えばリチウムイオン蓄電池、ニッケルカドミウム蓄電池、ニッケル水素蓄電池、鉛蓄電池で構成される。バッテリ１はモータドライバ６に電力を供給し、モータ７を駆動する。
【００２０】  半導体スイッチ３は、例えばバイポーラトランジスタ、または、電界効果トランジスタで構成される。ここでは、電界効果トランジスタを使用した場合について述べる。定電圧発生部４は例えばＤＣ−ＤＣコンバータで構成され、半導体スイッチ３のゲート（Ｇ）に一定の電圧を与える。
【００２１】  回生電力吸収部５はキャパシタＣ１と抵抗Ｒ１で構成され、回生電力を吸収、消費する。具体的にはキャパシタＣ１と抵抗Ｒ１は並列に接続され、一端はバッテリｌのマイナスの極に、他端は半導体スイッチ３のドレイン（Ｄ）に接続される。
【００２２】  次に図１に示すモータ駆動回路の動作について説明する。モータ駆動状態では、図２に示すように、バッテリｌからモータドライバ６へ電流が供給され、モータ７が駆動される。この時、バッテリ１の電圧からダイオード２の順方向電圧降下分を差し引いた電圧がダイオード２のカソード、半導体スイッチ３のソース（Ｓ）及びモータドライバ６の一端へ印加される。以下、この線路を電源線路Ｌ１と称する。
【００２３】  半導体スイッチ３のゲート（Ｇ）は電源線路Ｌ１の電圧では半導体スイッチ３のソース（Ｓ）、ドレイン（Ｄ）間が導通しない電圧に設定されている。このため、バッテリ１の電力はすべてモータドライバ６とモータ７に供給される。
【００２４】  回生状態になると図３に示すように、モータ７からモータドライバ６を通してバッテリ１方向へ電源線路Ｌ１上を回生電流が流れる。しかしながら、電源線路Ｌ１にはダイオード２が挿入されており、回生電流は行き場を失う。その結果として電源線路Ｌ１の電圧が上昇する。
【００２５】  電源線路Ｌ１の電圧と半導体スイッチ３のゲート（Ｇ）電圧との差が半導体スイッチ３のゲートしきい値電圧Ｖｔｈ以上になると、半導体スイッチ３のソース（Ｓ）、ドレイン（Ｄ）間が導通し、回生電力吸収部５に回生電流が流れ込む。
【００２６】  回生電流波形の周波数成分に対する回生電力吸収部５のキャパシタＣ１のインピーダンス値は抵抗Ｒ１のインピーダンス値より小さいため、この回生電流の多くはキャパシタＣ１に流れ込み、蓄積される。また、キャパシタＣ１は回生電流に対して十分大きな容量のものを使用しているため、回生状態でも電源線路Ｌ１の電圧がダイオード２の逆耐圧を超えて上昇する恐れはない。
【００２７】  この時、回生電流によりキャパシタＣ１の電圧は時間経過とともに上昇するが、半導体スイッチ３のソース（Ｓ）とドレイン（Ｄ）間が自動的に印加電圧を調整するため、電源線路Ｌ１の電圧が降下することはなく一定に保たれる。このため、電源線路Ｌ１の電圧を検出し、半導体スイッチ３のソース（Ｓ）、ドレイン（Ｄ）間をオンオフし、所定の電圧幅に収める制御の必要はない。
【００２８】  図４に示すように回生状態が解消し再びモータ駆動状態になると電源線路Ｌ１の電圧が下降する。電源線路Ｌ１電圧と半導体スイッチ３のゲート（Ｇ）電圧との差が半導体スイッチ３のゲートしきい値電圧Ｖｔｈを下回ると半導体スイッチ３のソース（Ｓ）とドレイン（Ｄ）間が非導通となる。この時、キャパシタＣ１に蓄積された回生電力は抵抗Ｒ１を通して消費される。
【００２９】  図５は半導体スイッチのゲート端子あるいはベース端子に相当する第３端子とバッテリまたは直流電源の正極との間に定電圧発生部を接続した場合の本発明のモータ駆動回路の一実施形態を説明する図である。図５に示すモータ駆動回路はバッテリまたは直流電源２１、ダイオード２、半導体スイッチ３、定電圧発生部２４、回生電力吸収部５、モータドライバ６、モータ７を備えている。
【００３０】  バッテリまたは直流電源２１は例えばリチウムイオン蓄電池、ニッケルカドミウム蓄電池、ニッケル水素蓄電池、鉛蓄電池、または直流電源で構成される。バッテリまたは直流電源２１はモータドライバ６に電力を供給し、モータ７を駆動する。
【００３１】  半導体スイッチ３は、例えばバイポーラトランジスタ、または、電界効果トランジスタで構成される。ここでは、電界効果トランジスタを使用した場合について述べる。定電圧発生部２４は例えばツェナーダイオード、または、ダイオードを含む素子で構成され、半導体スイッチ３のゲート（Ｇ）にバッテリまたは直流電源２ｌの電圧から定電圧発生部２４で発生する電圧を減じた電圧を与える。
【００３２】  回生電力吸収部５はキャパシタＣ１と抵抗Ｒ１で構成され、回生電力を吸収、消費する。具体的にはキャパシタＣ１と抵抗Ｒ１は並列に接続され、一端はバッテリまたは直流電源２ｌのマイナスの極に、他端は半導体スイッチ３のドレイン（Ｄ）に接続される。
【００３３】  次に図５に示すモータ駆動回路の動作について説明する。モータ駆動状態では、図６に示すように、バッテリまたは直流電源２ｌからモータドライバ６へ電流が供給され、モータ７が駆動される。この時、バッテリまたは直流電源電圧２１からダイオード２の順方向電圧降下分を差し引いた電圧がダイオード２のカソード、半導体スイッチ３のソース（Ｓ）及びモータドライバ６の一端へ印加される。以下、この線路を図１の場合と同様に電源線路Ｌ１と称する。
【００３４】  電源線路Ｌ１の電圧はバッテリまたは直流電源２１の電圧からダイオード２の順方向電圧降下分を差し引いた電圧となる。他方、半導体スイッチ３のゲート（Ｇ）電圧はバッテリまたは直流電源２１の電圧から定電圧発生部２４の電圧を差し引いた電圧となる。従って、電源線路Ｌ１と半導体スイッチ３のゲート（Ｇ）との間の電圧は定電圧発生部２４の電圧からダイオード２の順方向電圧降下分を差し引いた電圧であり、一定の電圧値を取り、バッテリまたは直流電源２１の電圧に無関係になる。この電圧は半導体スイッチ３のソース（Ｓ）、ドレイン（Ｄ）間が導通しないように決定されている。
【００３５】  このため、バッテリまたは直流電源２１の電力はすべてモータドライバ６とモータ７に供給される。電源線路Ｌ１と半導体スイッチ３のゲート（Ｇ）との間の電圧はバッテリまたは直流電源２１の電圧に無関係のため、バッテリの種類を例えばニッケル水素蓄電池からリチウムイオン蓄電池に変更したことにより電源電圧が変わったとしても、あるいは直流電源で電源電圧を変えたとしても、何の素子も調整することなしに図５に示すモータ駆動回路が使用できるという特徴を持つ。
【００３６】  バッテリまたは直流電源２１を変更した場合の電源線路Ｌ１と半導体スイッチ３のゲート（Ｇ）電圧との関係を具体的に例示する。ダイオード２の順方向電圧降下を０．７Ｖ、定電圧発生部２４の電圧を２．０Ｖ、半導体スイッチ３のゲートしきい値電圧Ｖｔｈを２．５Ｖとする。
【００３７】  バッテリまたは直流電源２１に２４．０Ｖのニッケル水素蓄電池を使用した場合、電源線路Ｌ１の電圧は
２４．０Ｖ−０．７Ｖ＝２３．３Ｖとなる。
また、半導体スイッチ３のゲート（Ｇ）電圧は
２４．０Ｖ−２．０Ｖ＝２２．０Ｖとなる。
従って、電源線路Ｌ１と半導体スイッチ３のゲート（Ｇ）との電圧差は
２３．３Ｖ−２２．０Ｖ＝１．３Ｖとなる。
これは、定電圧発生部２４の電圧２．０Ｖからダイオード２の順方向電圧降下分０．７Ｖを差し引いた電圧と等しい。
【００３８】  バッテリまたは直流電源２１を２６．６Ｖのリチウムイオン蓄電池に変更した場合、電源線路Ｌ１の電圧は
２６．６Ｖ−０．７Ｖ＝２５．９Ｖとなる。
また、半導体スイッチ３のゲート（Ｇ）電圧は
２６．６Ｖ−２．０Ｖ＝２４．６Ｖとなる。
従って、電源線路Ｌ１と半導体スイッチ３のゲート（Ｇ）との電圧差は
２５．９Ｖ−２４．６Ｖ＝１．３Ｖとなる。
これは、定電圧発生部２４の電圧２．０Ｖからダイオード２の順方向電圧降下分０．７Ｖを差し引いた電圧と等しい。
【００３９】  以上のように、バッテリまたは直流電源２１を電圧の違うニッケル水素蓄電池からリチウムイオン蓄電池に変更したとしても、電源線路Ｌ１と半導体スイッチ３のゲート（Ｇ）との電圧差は１．３Ｖと一定であり、また、半導体スイッチ３のゲートしきい値電圧Ｖｔｈの２．５Ｖよりも小さいため、半導体スイッチ３のソース（Ｓ）、ドレイン（Ｄ）間が導通することはない。
【００４０】  次に回生状態を図７に示す。モータ７からモータドライバ６を通してバッテリまたは直流電源２１方向へ電源線路Ｌ１上を回生電流が流れる。しかしながら、電源線路Ｌ１にはダイオード２が挿入されており、回生電流は行き場を失う。その結果として電源線路Ｌ１の電圧が上昇する。
【００４１】  電源線路Ｌ１の電圧と半導体スイッチ３のゲート（Ｇ）電圧との差が半導体スイッチ３のゲートしきい値電圧Ｖｔｈ以上になると、半導体スイッチ３のソース（Ｓ）、ドレイン（Ｄ）間が導通し、回生電力吸収部５に回生電流が流れ込む。
【００４２】  回生電流波形の周波数成分に対する回生電力吸収部５のキャパシタＣ１のインピーダンス値は抵抗Ｒ１のインピーダンス値より小さいため、この回生電流の多くはキャパシタＣ１に流れ込み、蓄積される。また、キャパシタＣ１は回生電流に対して十分大きな容量のものを使用しているため、回生状態でも電源線路Ｌ１の電圧がダイオード２の逆耐圧を超えて上昇する恐れはない。
【００４３】  この時、回生電流によりキャパシタＣ１の電圧は時間経過とともに上昇するが、半導体スイッチ３のソース（Ｓ）とドレイン（Ｄ）間が自動的に印加電圧を調整するため、電源線路Ｌ１の電圧が降下することはなく一定に保たれる。このため、電源線路Ｌ１の電圧を検出し、半導体スイッチ３のソース（Ｓ）、ドレイン（Ｄ）間をオンオフし、所定の電圧幅に収める制御の必要はない。
【００４４】  図８に示すように回生状態が解消し再びモータ駆動状態になると電源線路Ｌ１の電圧が下降する。電源線路Ｌ１電圧と半導体スイッチ３のゲート（Ｇ）電圧との差が半導体スイッチ３のゲートしきい値電圧Ｖｔｈを下回ると半導体スイッチ３のソース（Ｓ）とドレイン（Ｄ）間が非導通となる。この時、キャパシタＣ１に蓄積された回生電力は抵抗Ｒ１を通して消費される。
【００４５】  図１あるいは図５に示すモータ駆動回路の動作において、電源線路Ｌ１の電圧が上昇することにより、半導体スイッチ３のソース（Ｓ）、ドレイン（Ｄ）間が導通するので、半導体スイッチ３のスイッチング動作は緩やかであり、マイクロコンピュータを使い、急峻な矩形波でスイッチングする時のような突入電流は流れない。従って、突入電流抑制用にインダクタをキャパシタと直列に挿入する必要はない。
【００４６】  回生電力による残電荷の蓄積によりキャパシタＣ１の電圧が上昇しないように、時定数［τ＝Ｃ１×Ｒ１］は回生電力が発生する時間間隔に対して小さく設定し、モータ駆動状態時にキャパシタＣ１の電荷が十分放電されるようにすることが望ましい。
【００４７】  このようにして、モータ駆動機器急減速時に発生する回生電力をバッテリあるいは直流電源に戻すことなく回生電力吸収部で吸収、消費することにより、バッテリを用いた場合にはバッテリの劣化を抑制することが出来る。また、直流電源を用いた場合には、出力電圧上昇による直流電源やモータドライバを構成する回路素子の破壊を防止することが出来る。
【００４８】  図９に図１あるいは図５の動作波形を示す。ｔ１は回生状態が発生し始める時刻である。それ以前はモータ駆動状態である。バッテリ電圧からダイオード２の順方向電圧降下分を差し引いた電圧が電源線路Ｌ１へ印加されている。半導体スイッチ３のソース（Ｓ）とドレイン（Ｄ）間は非導通となっている。
【００４９】  ｔ２は回生電力により、電源線路Ｌ１の電圧と半導体スイッチ３のゲート（Ｇ）電圧との差が半導体スイッチ３のゲートしきい値電圧Ｖｔｈ以上になる時刻である。電源線路Ｌ１の電圧が上昇し、半導体スイッチ３のソース（Ｓ）とドレイン（Ｄ）間が導通すると、電源線路Ｌ１の電圧はそれ以上上昇せず、半導体スイッチ３のゲート（Ｇ）電圧にゲートしきい値電圧Ｖｔｈを加えた値で一定に保たれる。この間に回生電流が半導体スイッチ３のドレイン（Ｄ）を通してキャパシタＣ１に流れ込む。
【００５０】  ｔ２からｔ３の間、回生電力により、キャパシタＣ１に電荷が蓄積され、キャパシタＣ１の電圧が上昇するが、その電圧に比例した電流が並列に接続された抵抗Ｒ１に流れる。
【００５１】  ｔ３は回生状態が解消する時刻である。回生電流はゼロになり、電源線路Ｌ１の電圧は下降し、半導体スイッチ３のソース（Ｓ）とドレイン（Ｄ）間は非導通となる。電源線路Ｌ１の電圧は、その後ｔ１より前の状態と同じとなる。キャパシタＣ１に蓄積された回生電力による電荷は抵抗Ｒ１を通して消費される。
【符号の説明】
【００５２】  １  バッテリ
２  ダイオード
３  半導体スイッチ
４  定電圧発生部
５  回生電力吸収部
６  モータドライバ
７  モータ
２１  バッテリまたは直流電源
２４  定電圧発生部
【図１】
2019126242.tif 000003
【図２】
2019126242.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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