(57)【要約】      （修正有）【課題】制御回路のための供給電圧の値を変更することなくモータ駆動回路の双方向交流スイッチに関する駆動電流を大きくするモータ駆動回路を提供する。【解決手段】モータ駆動回路は、外部交流電源ＡＣの２つの端子の両端でモータＭと直列に接続され、第１のノードと第２のノードとの間に接続される双方向交流スイッチ１００と、第１の入力端子及び第２の入力端子を有する整流回路２００と、整流回路の第１の入力端子と第１のノードとの間に直列に接続された第１の電圧降下回路３１０及び第２の電圧降下回路３２０であって、第１の電圧降下回路と第２の電圧降下回路との間に第３のノードがあり、第１の電圧降下回路は、第１のノードと第３のノードとの間に接続される、第１の電圧降下回路及び第２の電圧降下回路と、第３のノードと電流スイッチの制御端子との間に接続された切換回路６００であって、第１の端子、第２の端子、制御端子、及び第１端子と第２の端子との間に配置されたスイッチを備える切換回路と、を含む。【選択図】図１Ａ
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
モータ駆動回路であって、
電源の２つの端子の両端でモータと直列に接続され、第１のノードと第２のノードとの間に接続される電流スイッチと、
第１の入力端子及び第２の入力端子を有する整流回路と、
前記整流回路の前記第１の入力端子と前記第の１ノードとの間に直列に接続された、第１の電圧降下回路及び第２の電圧降下回路であって、該第１電圧降下回路と該第２の電圧降下回路との間に第３のノードがあり、該第１の電圧降下回路は、前記第１のノードと前記第３のノードとの間に接続される、第１の電圧降下回路及び第２の電圧降下回路と、
前記第３のノードと前記電流スイッチの制御端子との間に接続された切換回路であって、該切換回路は、第１の端子、第２の端子、制御端子、及び前記第１端子と前記第２の端子との間に設けられちゃスイッチを備える切換回路と、
を備える、モータ駆動回路。
【請求項２】
前記モータの回転子の磁界を検出して対応する磁気誘導信号を出力するように構成された磁気センサと、
前記切換回路の前記制御端子と前記磁気センサの出力端子との間に接続された切換制御回路と、
をさらに備える、請求項１に記載のモータ駆動回路。
【請求項３】
前記電源は交流電源であり、前記切換制御回路は、
前記交流電源が正の半周期にありかつ前記回転子の前記磁界が所定の第１の極性である場合、又は前記交流電源が負の半周期にありかつ前記回転子の前記磁界が前記第１の極性とは反対の第２の極性である場合、前記切換回路の前記第１の端子と前記切換回路の前記第２の端子との間の電流路をオンにしかつ前記電流スイッチをオンにするように構成され、
前記交流電源が負の半周期にありかつ前記回転子が前記第１の極性である場合、又は前記交流電源が正の半周期にありかつ前記回転子が前記第２の極性である場合、前記切換回路の前記第１の端子と前記切換回路の前記第２の端子との間の前記電流路をオフにしかつ前記電流スイッチをオフにするように構成される、請求項２に記載のモータ駆動回路。
【請求項４】
前記切換回路は、選択的にオンになる第１の電流路及び第２の電流路を備え、前記第１の電流路及び前記第２の電流路は、前記切換回路の前記第１の端子と前記切換回路の前記第２の端子との間に設けられ、前記第１の電流路は、前記交流電源が正の半周期にありかつ前記回転子の前記磁界が前記第１の極性である場合にオンになり、前記第２の電流路は、前記交流電源が負の半周期にありかつ前記回転子の前記磁界が前記第１の極性とは反対の前記第２の極性である場合にオンになる、請求項３に記載のモータ駆動回路。
【請求項５】
前記電源は交流電源であり、前記モータ駆動回路は、
前記交流電源が正の半周期で作動しかつ前記回転子の前記磁界が所定の第１の極性である場合、又は前記交流電源が負の半周期で作動しかつ前記回転子の前記磁界が前記第１の極性とは反対の第２の極性である場合に、電流が、前記第１の電圧降下回路及び前記第２の電圧降下回路を通過した後、前記切換回路の前記制御端子を通過して前記切換回路の前記第１の端子と前記切換回路の前記第２の端子との間の電流路をオンにし、その後、前記第１の電圧降下回路及び前記電流路を通過した後、前記電流スイッチの前記制御端子を通過する、
ように構成される、請求項１に記載のモータ駆動回路。
【請求項６】
前記第１の電圧降下回路の等価抵抗は、前記第２の電圧降下回路の等価抵抗よりも小さい、請求項１に記載のモータ駆動回路。
【請求項７】
前記切換制御回路は、前記磁界誘電信号及び前記電源の極性に基づいて、前記切換回路の前記第１の端子と前記切換回路の前記第２の端子との間の電流路をオン又はオフにするように構成される、請求項２に記載のモータ駆動回路。
【請求項８】
前記切換制御回路の入力端子は、前記整流回路の高電圧出力端子に接続され、前記切換制御回路の出力端子は、前記切換回路の前記制御端子に接続され、前記磁気センサの電源入力端子は、前記整流回路の高電圧出力端子に接続され、前記磁気センサの接地端子は、前記整流回路の低電圧出力端子に接続され、前記磁気センサの前記出力端子は、前記切換制御回路の制御端子に接続される、請求項２に記載のモータ駆動回路。
【請求項９】
前記電源は交流電源であり、前記磁気センサは、
前記交流電源が正の半周期で作動しかつ前記回転子の磁界の極性が前記第２の極性である場合、又は前記交流電源が負の半周期で作動しかつ前記回転子の磁界の極性が前記第１の極性である場合に、前記磁気センサの電源入力端子と前記磁気センサの前記接地端子との間に経路を形成するように構成され、
前記交流電源が負の半周期で作動しかつ前記回転子の磁界の極性が第２の極性である場合に、前記磁気センサの制御端子と前記磁気センサの前記接地端子との間に経路を形成しるように構成される、請求項８に記載のモータ駆動回路。
【請求項１０】
モータと、請求項１から９のいずれかに記載のモータ駆動回路とを備え、前記モータは固定子及び回転子を備え、前記固定子は、固定子鉄心と、該固定子鉄心に巻回された単相巻線とを備える、モータ構成要素。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、モータ駆動技術に関し、より具体的には、モータ駆動回路及びモータ構成要素に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のモータ駆動回路は、双方向交流スイッチ及び関連する制御回路を含む。制御回路の入力端子には電圧降下回路が設けられており、制御回路に低い供給電圧を供給するようになっている。双方向交流スイッチの制御端子に関する駆動電流は、電圧降下回路によって制御される。
【考案の概要】
【０００３】
本開示の実施形態によれば、制御回路のための供給電圧の値を変更することなく、モータ駆動回路の双方向交流スイッチに関する駆動電流を大きくするための解決策が提供される。
【０００４】
上記目的を達成するために、本開示の実施形態によれば、以下の技術的解決策が提供される。
【０００５】
モータ駆動回路が提供される。モータ駆動回路は、
電源の２つの端子の両端でモータと直列に接続され、第１のノードと第２のノードとの間に接続される電流スイッチと、
第１の入力端子及び第２の入力端子を有する整流回路と、
整流回路の第１の入力端子と第の１ノードとの間に直列に接続された第１の電圧降下回路及び第２の電圧降下回路であって、第１の電圧降下回路と第２の電圧降下回路との間に第３のノードがあり、第１の電圧降下回路は、第１のノードと第３のノードとの間に接続される、第１の電圧降下回路及び第２の電圧降下回路と、
第３のノードと電流スイッチの制御端子との間に接続された切換回路であって、第１の端子、第２の端子、制御端子、及び第１端子と第２の端子との間に配置されたスイッチを備える切換回路と、
を含む。
【０００６】
好ましくは、上記モータ駆動回路において、
モータの回転子の磁界を検出して対応する磁気誘導信号を出力するように構成された磁気センサと、
切換回路の制御端子と磁気センサの出力端子との間に接続された切換制御回路と、
をさらに備える。
【０００７】
好ましくは、上記モータ駆動回路において、電源は交流電源であり、切換制御回路は、
交流電源が正の半周期にありかつ回転子の磁界が所定の第１の極性である場合、又は交流電源が負の半周期にありかつ回転子の磁界が第１の極性とは反対の第２の極性である場合、切換回路の第１の端子と切換回路の第２の端子との間の電流路をオンにしかつ電流スイッチをオンにするように構成され、
交流電源が負の半周期にありかつ回転子が第１の極性である場合、又は交流電源が正の半周期にありかつ回転子が第２の極性である場合、切換回路の第１の端子と切換回路の第２の端子との間の電流路をオフにしかつ電流スイッチをオフにするように構成される。
【０００８】
好ましくは、上記モータ駆動回路において、切換回路は、選択的にオンになる第１の電流路及び第２の電流路を備え、第１の電流路及び第２の電流路は、切換回路の第１の端子と切換回路の第２の端子との間に設けられ、第１の電流路は、交流電源が正の半周期にありかつ回転子の磁界が第１の極性である場合にオンになり、第２の電流路は、交流電源が負の半周期にありかつ回転子の磁界が第１の極性とは反対の第２の極性である場合にオンになる。
【０００９】
好ましくは、上記モータ駆動回路において、第１の電流路は、該第１の電流路をオン又はオフにするための第１のスイッチを備え、第２の電流路は、該第２の電流路をオン又はオフにするために第２のスイッチを備え、第１のスイッチの制御端子は、第２のスイッチの制御端子に接続され、切換回路の制御端子を形成する。
【００１０】
好ましくは、上記モータ駆動回路において、第１のスイッチ及び第２のスイッチは、一対の相補型半導体スイッチである。
【００１１】
好ましくは、上記モータ駆動回路において、電源は交流電源であり、モータ駆動回路は、交流電源が正の半周期で作動しかつ回転子の磁界が所定の第１の極性である場合、又は交流電源が負の半周期で作動しかつ回転子の磁界が第１の極性とは反対の第２の極性である場合、電流が、第１の電圧降下回路及び第２の電圧降下回路中を通過した後、切換回路の制御端子を通過して切換回路の第１の端子と切換回路の第２の端子との間の電流路をオンにし、その後、第１の電圧降下回路及び電流路を通過した後、電流スイッチの制御端子を通過する、ように構成される。
【００１２】
好ましくは、上記モータ駆動回路において、第１の電圧降下回路の等価抵抗は、第２の電圧降下回路の等価抵抗よりも小さい。
【００１３】
好ましくは、上記モータ駆動回路において、切換回路の第１の端子と切換回路の第２の端子との間の電流路がオンになっている場合に第１の電圧降下回路を流れる電流は、電流スイッチがオフになっている場合に第１の電圧降下回路を流れる電流よりも大きい。
【００１４】
好ましくは、上記モータ駆動回路において、切換制御回路は、磁界誘電信号及び交流電源の極性に基づいて、切換回路の第１の端子と切換回路の第２の端子との間の電流路をオン又はオフにするように構成される。
【００１５】
好ましくは、上記モータ駆動回路において、切換制御回路は第３のスイッチ及び第４のスイッチを含み、
第３のスイッチは第３の電流路に接続され、第３の電流路は、切換回路の制御端子と整流回路の高電圧出力端子との間に設けられ、
第４のスイッチは第４の電流路に接続され、第４の電流路は、切換回路の制御端子と整流回路の低電圧出力端子との間に設けられる。
【００１６】
好ましくは、上記モータ駆動回路において、切換制御回路は、電流が切換回路の制御端子に流れる第１の電流路と、電流が切換回路の制御端子から流れる第２の電流路と、第１の電流路及び第２の電流路の一方に接続されたスイッチとを含み、スイッチは、磁気誘導信号によって制御され、第１の電流路及び第２の電流路を選択的にオンにする。
【００１７】
好ましくは、上記モータ駆動回路において、第１の電流路及び第２の電流路の他方にはスイッチがない。
【００１８】
好ましくは、上記モータ駆動回路において、切換制御回路の入力端子は、整流回路の高電圧出力端子に接続され、切換制御回路の出力端子は、切換回路の制御端子に接続され、磁気センサの電源入力端子は、整流回路の高電圧出力端子に接続され、磁気センサの接地端子は、整流回路の低電圧出力端子に接続され、磁気センサの出力端子は、切換制御回路の制御端子に接続される。
【００１９】
好ましくは、上記モータ駆動回路において、電源は交流電源であり、磁気センサは、交流電源が正の半周期で作動しかつ回転子の磁界の極性が前記第２の極性である場合、又は交流電源が負の半周期で作動しかつ回転子の磁界の極性が第１の極性である場合に、磁気センサの電源入力端子と磁気センサの接地端子との間に経路を形成するように構成され、交流電源が負の半周期で作動しかつ回転子の磁界の極性が第２の極性である場合に、磁気センサの制御端子と磁気センサの接地端子との間に経路を形成するように構成される。
【００２０】
好ましくは、上記モータ駆動回路において、電源は交流電源であり、切換制御回路は、交流電源が正の半周期で作動しかつ回転子の磁界の極性が第１の極性である場合に、切換制御回路の入力端子と切換制御回路の出力端子との間に経路を形成するように構成され、交流電源が負の半周期で作動しかつ回転子の磁界の極性が第２の極性である場合に、切換制御回路の出力端子と切換制御回の制御端子との間に経路が形成されるように構成される。
【００２１】
好ましくは、上記モータ駆動回路において、モータは、第１のノードと第２のノードとの間で交流電源と直列に接続される。
【００２２】
好ましくは、上記モータ駆動回路において、モータは、第１のノードと第２のノードとの間で交流スイッチと直列に接続される。
【００２３】
モータ構成要素が提供される。モータ構成要素は、モータと、上記の実施形態のいずれかによるモータ駆動回路とを含む。
【００２４】
好ましくは、上記モータ駆動回路において、モータは、固定子及び回転子を備え、固定子は、固定子鉄心と、固定子鉄心に巻回した単相巻線とを備える。
【００２５】
本開示の実施形態による又は従来技術による技術的解決策がより明らかになるように、以下、本開示の実施形態による図面を簡単に説明する。明らかに、図面は、本開示の単に幾つかの実施形態であり、当業者であれば、これらの図面から創造的作業を伴わずに他の図面を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１Ａ】本開示の実施形態によるモータ駆動回路の構造的概略図である。
【図１Ｂ】本開示の別の実施形態によるモータ駆動回路の構造的概略図である。
【図２】本開示のさらに別の実施形態によるモータ駆動回路の切換回路の構造的概略図である。
【図３】本開示の実施形態によるモータ駆動回路の切換制御回路の構造的概略図である。
【図４】本開示の別の実施形態によるモータ駆動回路の切換制御回路の構造的概略図である。
【図５Ａ】本開示のさらに別の実施形態によるモータ駆動回路の切換制御回路の構造的概略図である。
【図５Ｂ】本開示のさらに別の実施形態によるモータ駆動回路の切換制御回路の構造的概略図である。
【図６】本開示の実施形態によるモータ駆動回路の整流回路の構造的概略図である。
【図７】本開示の実施形態によるモータ駆動回路の磁気センサの構造的概略図である。
【図８】本開示の実施形態によるモータ構成要素に関するモータの構造的概略図である。
【図９Ａ】本開示の実施形態による、電源の或る極性及び磁界の或る極性に関するモータ駆動回路の電流路の概略図である。
【図９Ｂ】本開示の実施形態による、電源の或る極性及び磁界の或る極性に関するモータ駆動回路の電流路の概略図である。
【図９Ｃ】本本開示の実施形態による、電源の或る極性及び磁界の或る極性に関するモータ駆動回路の電流路の概略図である。
【図９Ｄ】本開示の実施形態による、電源の或る極性及び磁界の或る極性に関するモータ駆動回路の電流路の概略図である。
【図９Ｅ】本開示の実施形態による、電源の或る極性及び磁界の或る極性に関するモータ駆動回路の電流路の概略図である。
【図９Ｆ】本開示の実施形態による、電源の或る極性及び磁界の或る極性に関するモータ駆動回路の電流路の概略図である。
【考案を実施するための形態】
【００２７】
本開示の実施形態による技術的解決策は、以下に本開示の実施形態における図面と併せて明確かつ完全に説明される。説明された実施形態は、本開示の実施形態の全てではなく一部あることが明らかである。本開示の実施形態に基づいて、当業者が創作的作業を行うことなく得ることができる全ての他の実施形態は、本開示の保護の範囲に属する。
【００２８】
本開示について十分に理解するために、具体的な詳細が以下の説明に記述されるが、本開示は、本明細書に説明された方法と異なる他の方法でさらに実施することができる。本開示の精神から逸脱することなく同様の拡張が当業者によってなされ得るので、本開示は、以下に説明する特定の実施形態に限定されない。
【００２９】
以下、本開示の実施形態によるモータ駆動回路は、モータに適用されるモータ駆動回路を取り上げることで例示される。
【００３０】
図１Ａ及び図１Ｂに示すように、本開示の実施形態によるモータ駆動回路が提供される。モータ駆動回路は、双方向交流スイッチ１００、整流回路２００、磁気センサ５００、電圧降下回路３００、切換回路６００、及び切換制御回路４００を含む。
【００３１】
双方向交流スイッチ１００は、外部交流電源ＡＣの２つの端子の両端でモータＭと直列に接続される。双方向交流スイッチ１００はトライアック（ＴＲＩＡＣ）とすることができ、双方向交流スイッチ１００は第１のノードＡと第２のノードＢとの間に接続される。随意的に、図１Ａに示すように、モータＭは、第１のノードＡと第２のノードＢとの間で交流電源ＡＣと直列に接続される、又は、図１Ｂに示すように、モータＭは、第１のノードＡと第２のノードＢとの間で双方向交流スイッチ１００と直列に接続される。双方向交流スイッチ１００は電子スイッチを含むことができ、電子スイッチは、電流を２つの方向に流すことができ、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ、シリコン制御直流−交流変換回路、双方向トライオードサイリスタ、絶縁ゲート双極トランジスタ、双極接合トランジスタ、サイリスタ、及び光カプラの１又は２以上から構成されることを理解されたい。例えば、２つの金属酸化膜型半導体電界効果トランジスタは、制御可能な双方向交流スイッチを構成することができ、２つのシリコン制御直流−交流変換回路は、制御可能な双方向交流スイッチを構成することができ、２つの絶縁ゲート双極トランジスタは、制御可能な双方向交流スイッチを構成することができ、２つの双極接合トランジスタは、制御可能な双方向交流スイッチを構成することができる。
【００３２】
整流回路２００は、第１の入力端子及び第２の入力端子を備える。整流回路２００は、交流電源ＡＣから出力される交流を直流へ変換した後に直流を後続の回路に出力するように構成される。
【００３３】
磁気センサ５００は、モータの回転子の磁界を検出して対応する磁気誘導信号を出力するように構成される。磁気センサ５００は、回転子の磁界の変動をより正確に感知するために、モータＭの回転子の近くに位置決めされる。
【００３４】
第１の電圧降下回路３００は、整流回路２００の第１の入力端子と第１のノードＡとの間に接続される。電圧降下回路３００は、整流回路２００の第１の入力端子と第１のノードＡとの間に直列に接続された第１の電圧降下回路３１０及び第２の電圧降下回路３２０を含む。第１の電圧降下回路３１０と第２の電圧降下回路３２０との間に第３のノードが設けられる。第１の電圧降下回路３１０は、第１のノードと第３のノードとの間に接続される。第１の電圧降下回路３１０及び第２の電圧降下回路３２０は、モータ駆動回路が必要とする電圧降下を引き起こし、第１の電圧降下回路３１０の等価抵抗及び第２の電圧降下回路３２０の等価抵抗の大きさは、回路要件に基づいて設定することができる。例えば、本開示の実施形態に開示した技術的解決策では、第１の電圧降下回路３１０の等価抵抗は、第２の電圧降下回路３２０の等価抵抗よりも小さい。少なくとも１つの実施形態では、第１の電圧降下回路３１０は第１の電圧降下抵抗ＲＡを含み、第２の電圧降下回路３２０は第２の電圧降下抵抗ＲＢを含む。第１の電圧降下回路３１０の構造及び第２の電圧降下回路３２０の構造はこれらに限定される、他の適切な電圧降下回路を選択できることを理解されたい。
【００３５】
切換回路６００は、第３のノードと双方向交流スイッチ１００の制御端子との間に接続される。切換回路６００は、第１の端子、第２の端子、制御端子、及び第１の端子と第２の端子との間に配置されたスイッチを含む。
【００３６】
切換制御回路４００は、切換回路６００の制御端子と磁気センサ５００の出力端子との間に接続される。切換制御回路４００は、少なくともモータの回転子の磁界に基づいて、切換回路６００の第１の端子と切換回路６００の第２の端子との間の電流路のオン状態を制御するように構成される。
【００３７】
少なくとも１つの実施形態では、切換制御回路４００が切換回路６００の第１の端子と切換回路６００の第２の端子との間の電流路をオンにする場合、電流路は低抵抗の伝送路を形成し、駆動電流は、第２の電圧降下回路を通過することなく切換回路を通過する。従って、双方向交流スイッチ１００のための駆動電流を大きくすることができ、双方向交流スイッチ１００として駆動電流が大きな双方向交流スイッチを選択することができる。別の態様では、駆動電流が大きな双方向交流スイッチは、大きな負荷電流に耐えることができるので、負荷電流が大きな双方向交流スイッチの適用分野での要求を満たす。
【００３８】
少なくとも１つの実施形態では、双方向交流スイッチ１００は、他の適切なタイプのスイッチで実装することができる。例えば、双方向交流スイッチは、２つの互いに逆向きに並列に接続されたシリコン制御整流器を含むことができ、対応する制御回路を設けることができ、２つのシリコン制御整流器は、切換制御回路の出力信号に基づいて所定の方法で制御される。
【００３９】
本開示の実施形態では、切換制御回路４００は、交流電源が正の半周期にありかつ回転子の磁界が所定の第１の極性である場合、又は交流電源が負の半周期にありかつ回転子の磁界が第１の極性とは反対の第２の極性である場合、切換回路６００の第１の端子と切換回路６００の第２の端子との間の電流路をオンにして双方向交流スイッチ１００をオンにするように構成すること、及び、交流電源が負の半周期にありかつ回転子が第１の極性である場合、又は交流電源が正の半周期にありかつ回転子が第２の極性である場合、切換回路６００の第１の端子と切換回路６００の第２の端子との間の電流路をオフにして双方向交流スイッチ１００をオフにするように構成することができる。
【００４０】
少なくとも１つの実施形態では、双方向交流スイッチ１００がオンになった場合、回路網電源は、正の半周期で作動できること又は負の半周期で作動できることに留意されたい。この場合、切換回路６００には、第１の端子と第２の端子との間に設けられたスイッチによって選択的にオンになる第１の電流路及び第２の電流路を備える。少なくとも１つの実施形態では、第１の電流路の等価抵抗及び第２の電流路の等価抵抗は、第２の電圧降下回路３２０に対して無視できるほどの大きさである。この場合、第１の電流路又は第２の電流路がオンになった後、電流は第２の電圧降下回路３２０を流れない。
【００４１】
第１の電流路及び第２の電流路は、切換回路６００の第１の端子と切換回路６００の第２の端子との間に設けられる。交流電源が正の半周期にありかつ回転子の磁界が第１の極性である場合、第１の電流路がオンになり、電流は、第１の電流路を通って切換回路６００の第１の端子から切換回路６００の第２の端子に流れる。交流電源が負の半周期にありかつ回転子の磁界が第１の極性とは反対の第２の極性である場合、第２の電流路がオンになり、電流は、第２の電流路を通って切換回路６００の第２の端子から切換回路６００の第１の端子に流れる。
【００４２】
図２に示すように、少なくとも１つの実施形態では、第１の電流路は、この第１の電流路をオン又はオフにするための第１のスイッチＫ１を備えることに留意されたい。第２の電流路は、第２の電流路をオン又はオフにするための第２のスイッチＫ２を備える。第１のスイッチＫ１の制御端子は、第２のスイッチＫ２の制御端子に接続され、切換回路６００の制御端子を形成する。少なくとも１つの実施形態では、第１スイッチＫ１及び第２のスイッチＫ２は一対の相補型半導体スイッチとして定めることができる。例えば、第１のスイッチＫ１はＮＰＮ型半導体スイッチであり、第２のスイッチＫ２はＰＮＰ型半導体スイッチである。交流電源が正の半周期にありかつ回転子の磁界が第１の極性である場合、第１のスイッチＫ１がオンになるので第１電流路がオンになる。交流電源が負の半周期にありかつ回転子の磁界が第２の極性である場合、第２のスイッチＫ２がオンになるので第２の電流路がオンになる。
【００４３】
少なくとも１つの実施形態では、交流電源がゼロ点と交差した後に、交流電源の電流は、ゼロから増加すること又はゼロから減少することに留意されたい。従って、モータ駆動回路に関して、交流電源が正の半周期にありかつ回転子の磁界が第１の極性である場合、又は交流電源が負の半周期にありかつ回転子の磁界が第２の極性である場合、交流電源から第１のスイッチＫ１及び第２のスイッチＫ２に印加される電圧は、交流電源がまさにゼロ点と交差した後の短期間の間に、第１スイッチＫ１及び第２のスイッチＫ２をオンにするほど十分に高くない。従って、交流電源が正の半周期にありかつ回転子の磁界が第１の極性である場合、及び交流電源が負の半周期にありかつ回転子の磁界が第２の極性である場合、モータ駆動回路は、別の期間に関する別の電流路を有する。
【００４４】
少なくとも１つの実施形態では、交流電源が正の半周期で作動し、回転子の磁界の極性が所定の第１の極性であり、第１のスイッチＫ１がオン条件を満たしていない（第１スイッチＫ１が飽和状態にない）場合、交流電源から出力された電流信号は、第１の電圧降下回路３１０、第２の電圧降下回路３２０、整流回路２００、切換制御回路４００、及び切換回路６００の第１の電流路を順に通って双方向交流スイッチ１００の制御端子に、即ち第１の電流経路に沿って流れ、電流が第１のスイッチＫ１のベース及びコレクタを流れる場合、第１のスイッチがオンになり、交流電源から出力された電流信号は、第１の電圧降下回路３１０、切換回路６００の第１の電流路を順に通って、双方向交流スイッチ１００の制御端子に、即ち第２の電流経路に沿って流れ、第１の電流路の等価抵抗及び第２の電流路の等価抵抗は、第２の電圧降下回路３２０に対して無視できる大きさであり、第１の電流路の等価抵抗は第２の電流路の等価抵抗よりも大きい。
【００４５】
交流電源が負の半周期で作動し、回転子の磁界の極性が第２の極性であり、第２のスイッチＫ２がオン条件を満たしていない場合、交流電源から出力された電流信号は、双方向交流スイッチ１００の制御端子、切換回路６００の第２の電流路、切換制御回路４００、整流回路２００、第２の電圧降下回路３２０、及び第１の電圧降下回路３１０を順に通って第１のノードＡに、即ち第３の電流経路に沿って流れ、電流が第２のスイッチＫ２のエミッタ及びベースを流れる場合、第２のスイッチＫ２がオンになり、交流電源から出力された電流信号は、双方向交流スイッチ１００の制御端子、切換回路６００の第２の電流路、及び第１の電圧降下回路３２０を順に通って第１のノードに、即ち第４の電流経路に沿って流れ、第１の電流路の等価抵抗及び第２の電流路の等価抵抗は第２の電圧降下回路３２０に対して無視できる大きさであり、第３の電流路の等価抵抗は第４の電流路の等価抵抗よりも大きい。
【００４６】
本開示の上記実施形態に示した技術的解決策では、駆動電流が双方向交流スイッチを流れる場合、切換制御回路４００は、２つの作動状態、即ち第１の状態及び第２の状態となるように構成することができる。交流電源ＡＣが正の半周期にある場合、モータの回転子の磁界は第１の極性であり、切換回路６００の第１の端子と切換回路６９９の第２の端子との間の電流路はオンではなく、切換制御回路４００は第１の状態で作動する。交流電源ＡＣが負の半周期にある場合、回転子の磁界は第２の極性であり、切換回路６００の第１の端子と切換回路６００の第２の端子との間の電流路はオンではなく、切換制御回路４００は第２の状態で作動する。第１の状態では、電流は、整流回路２００の高電圧出力端子から切換制御回路４００を通って切換回路６００の制御端子に流れる。第２の状態では、電流は、切換回路６００の制御端子から切換制御回路４００を通って整流回路２００の低電圧出力端子に流れる。
【００４７】
交流電源が正の半周期にありかつ外部磁界が第１の極性である場合、又は交流電源が負の半周期にありかつ外部磁界が第２の極性である場合、電流が切換回路６００の制御端子を流れる状況は、電流が上述した２つの場合の全ての継続時間の間に切換回路６００の制御端子に流れる状況であること、又は電流が上述した２つの場合の一部の継続時間の間に切換回路６００の制御端子に流れる状況であることに留意されたい。
【００４８】
上記の実施形態に基づいて、切換制御回路４００は第３のスイッチＫ３及び第４のスイッチＫ４を含む。第３のスイッチＫ３は、第３の電流路に接続され、回転子の磁界の極性及び交流電源の極性に基づいて第３の電流路をオン又はオフにするように構成される。第３の電流路は、切換回路６００の制御端子と整流回路２００の高電圧出力端子との間に設けられる。第４のスイッチＫ４は、第４の電流路に接続され、回転子の磁界の極性及び交流電源の極性に基づいて、第４の電流路をオン又はオフにするように構成され、第４の電流路は、切換回路６００の制御端子と整流回路２００の低電圧出力端子との間に設けられる。
【００４９】
第３の電流路及び第４の電流路は、磁気誘導信号及び交流電源の極性に基づいて選択的にオンになるので、切換制御回路４００は、第１の状態と第２の状態との間で切り換わる。第３のスイッチＫ３はトライオードとすることができ、第４のスイッチＫ４はトライオード又はダイオードとすることができ、このことは本開示では限定されず、状況次第である。
【００５０】
具体的には、図３に示すように、本開示の少なくとも１つの実施形態では、第３のスイッチＫ３及び第４のスイッチＫ４は、一対の相補型半導体スイッチである。第３のスイッチＫ３は低レベルでオンになり、第４のスイッチＫ４は高レベルでオンになる。第３のスイッチＫ３は第３の電流路に設けられ、第４のスイッチＫ４は第４の電流路に設けられる。第３のスイッチＫ３の制御端子及び第４のスイッチＫ４の制御端子は、両方とも、磁気センサ５００の出力端子に接続される。第３のスイッチＫ３の電流入力端子は整流回路２００の高電圧出力端子に接続され、第３のスイッチＫ３の電流出力端子は第４のスイッチＫ４の電流入力端子に接続され、第４のスイッチＫ４の電流出力端子は整流回路２００の低電圧出力端子に接続される。磁気センサ５００の出力端子から出力される磁気誘導信号が低レベルである場合、第３のスイッチＫ３がオンになり、第４のスイッチＫ４がオフになり、モータ駆動回路の電流は、整流回路２００の高電圧出力端子から第３のスイッチＫ３を通って切換回路６００の制御端子に流れる。磁気センサ５００から出力される磁気誘導信号が高レベルである場合、第４のスイッチＫ４がオンになり、第３のスイッチＫ３がオフになり、負荷電流は、切換回路６００の制御端子から第４のスイッチＫ４を通って整流回路２００の低電圧出力端子に流れる。図３に示す実施例では、第３のスイッチＫ３はｐチャンネル金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ）であり、第４のスイッチＫ４はｎチャンネル金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ）である。他の実施形態では、第３のスイッチＫ３及び第４のスイッチＫ４は、接合型電界効果トランジスタ（ＪＦＥＴ）又は金属半導体電界効果トランジスタ（ＭＥＳＦＥＴ）のような他のタイプの半導体スイッチとすることができることを理解されたい。
【００５１】
本開示の別の実施形態では、図４に示すように、第３のスイッチＫ３は高レベルでオンになるスイッチであり、第４のスイッチＫ４は一方向ダイオードであり、第３のスイッチＫ３の制御端子及び第４のスイッチＫ４のカソードは、磁気センサ５００の出力端子に接続される。第３のスイッチＫ３の電流入力端子は整流回路２００の高電圧出力端子に接続され、第３のスイッチＫ３の電流出力端子及び第４のスイッチＫ４のアノードは、切換回路６００の制御端子に接続される。第３のスイッチＫ３は第３の電流路に接続され、第４のスイッチＫ４及び磁気センサ５００は第４の電流路に接続される。磁気センサ５００の出力端子から出力される磁気誘導信号が高レベルである場合、第３のスイッチＫ３がオンになり、第４のスイッチＫ４がオフになり、切換回路６００の第１の端子と切換回路６００の第２の端子との間の電流路がオンになる前に、モータ駆動回路の電流は、整流回路２００の高電圧出力端子から第３のスイッチＫ３を通って切換回路６００の制御端子に流れる。磁気センサ５００の出力端子から出力される磁気誘導信号が低レベルである場合、切換回路６００の第１の端子と切換回路６００の第２の端子との間の電流路がオンになる前に、第４のスイッチＫ４がオンになり、第３のスイッチＫ３がオフになり、モータ駆動回路の電流は、双方向交流スイッチ１００の制御端子から第４のスイッチＫ４及び磁気センサ５００を通って整流回路２００の低電圧出力端子に流れる。本開示の他の実施形態では、第３のスイッチＫ３及び第４のスイッチＫ４は他の構造とすることができ、このことは本開示では限定されず、状況次第であることを理解されたい。
【００５２】
本開示の別の実施形態では、切換制御回路４００は、電流が切換回路６００の制御端子に流れる第５の電流路と、電流が切換回路６００の制御端子から流れる第６の電流路と、第５の電流路及び第６の電流路の一方に接続されたスイッチとを含む。スイッチは磁気誘導信号によって制御され、第５の電流路及び第６の電流路を選択的にオンにする。好ましくは、第５の電流路及び第６の電流路の他方にはスイッチがない。
【００５３】
図５Ａに示すように、具体的な実施構成では、切換制御回路４００は、並列に接続された一方向スイッチＤ１及び抵抗Ｒ１を含む。一方向スイッチＤ１の電流入力端子は磁気センサ５００の出力端子に接続され、一方向スイッチＤ１の電流出力端子は、切換回路６００の制御端子に接続される。磁気センサ５００及び一方向スイッチＤ１は、電流が整流回路２００の高電圧出力端子から切換回路６００の制御端子に流れる電流路に接続され、磁気センサ５００及び抵抗Ｒ１は、電流が切換回路６００の制御端子から整流回路２００の低電圧出力端子に流れる電流路に設けられる。一方向スイッチＤ１は磁気誘導信号が高レベルである場合にオンになり、切換回路６００の第１の端子と切換回路６００の第２の端子との間の電流路がオンになる前に、モータ駆動回路の電流は、整流回路２００の高電圧出力端子から磁気センサ５００及び一方向スイッチＤ１を順に通って切換回路６００の制御端子に流れる。磁気誘導信号が低レベルである場合、切換回路６００の第１の端子と切換回路６００の第２の端子との間の電流路がオンになる前に、一方向スイッチＤ１はオフになり、モータ駆動回路の電流は、切換回路６００の制御端子から抵抗Ｒ１及び磁気センサ５００を順に通って整流回路２００の低電圧出力端子に流れる。
【００５４】
図５Ｂに示すように、少なくとも１つの実施形態では、切換制御回路４００は、磁気センサ５００の出力端子と双方向交流スイッチの制御端子との間に逆向きに直列に接続されたダイオードＤ２及びＤ３と、直列に接続されたＤ２及びＤ３に対して並列に接続された抵抗Ｒ２と、ダイオードＤ２及びＤ３の共通の端子と整流回路２００の高電圧出力端子との間に接続された抵抗Ｒ３とを含む。ダイオードＤ２のカソードは磁気センサ５００の出力端子に接続される。ダイオードＤ２は磁気誘導信号によって制御される。磁気誘導信号が高レベルである場合、ダイオードＤ２がオフになり、切換回路６００の第１の端子と切換回路６００の第２の端子との間の電流路がオンになる前に、モータ駆動回路の電流は、整流回路２００の高電圧出力端子から抵抗Ｒ３及びダイオードＤ３を順に通って切換回路６００の制御端子に流れる。磁気誘導信号が低レベルである場合、切換回路６００の第１の端子と切換回路６００の第２の端子との間の電流路がオンになる前に、モータ駆動回路の電流は、切換回路６００の制御端子から抵抗Ｒ２及び磁気センサ５００を順に通って整流回路２００の低電圧出力端子に流れる。
【００５５】
上記の実施形態に基づいて、図１Ａ又は図１Ｂに示すように、本開示の少なくとも実施形態では、切換制御回路４００の入力端子は整流回路２００の高電圧出力端子に接続され、切換制御回路４００の出力端子は切換回路６００の制御端子に接続され、磁気センサ５００の電源入力端子は整流回路２００の高電圧出力端子に直接又は間接的に接続され、磁気センサ５００の接地端子は整流回路２００の低電圧出力端子に接続され、磁気センサ５００の出力端子は切換制御回路４００の制御端子に接続される。モータ駆動回路は以下のように構成される。すなわち、交流電源が正の半周期で作動しかつ回転子の磁界の極性が第２の極性である場合、磁気センサ５００の電源入力端子と磁気センサ５００の接地端子との間に経路が形成され、モータ駆動回路の電流は、第１の電圧低下回路３１０、第２の電圧低下回路３２０、整流回路２００の第１の入力端子、整流回路２００の高電圧出力端子、磁気センサ５００の電源入力端子、磁気センサ５００の接地端子、整流回路２００の低電圧出力端子、及び整流回路２００の第２の入力端子を順に通って第１のノードＢに流れ；交流電源が負の半周期で作動しかつ回転子の磁界の極性が第１の極性である場合、磁気センサ５００の電源入力端子と磁気センサ５００の接地端子との間に経路が形成され、モータ駆動回路の電流は、整流回路２００の第２の入力端子、整流回路２００の低電圧出力端子、磁気センサ５００の接地端子、磁気センサ５００の電源入力端子、整流回路２００の高電圧出力端子、整流回路２００の第１の入力端子、第２の電圧低下回路３２０、及び第１の電圧降下回路３１０を順に通って第１のノードＡに流れ；交流電源が負の半周期で作動しかつ回転子の磁界の極性が第２の極性である場合、磁気センサ５００の出力端子と磁気センサ５００の接地端子との間に経路が形成され、この場合、切換回路６００の第１の端子と切換回路６００の第２の端子との間の電流路がオンになる前に、モータ駆動回路の電流は、双方向交流スイッチ１００、切換回路６００、切換制御回路４００、磁気センサ５００、整流回路２００、第２の電圧低下回路３２０、及び第１の電圧降下回路３１０を順に通って第１のノードＡに流れる。
【００５６】
上記の実施形態に基づいて、本開示の少なくとも１つの実施形態では、交流電源が正の半周期で作動しかつ回転子の磁界の極性が第１の極性の場合、切換回路６００の第１の端子と切換回路６００の第２の端子との間の電流路がオンになる前に、切換制御回路４００の入力端子と切換制御回路４００の出力端子との間に経路が形成され、モータ駆動回路の電流は、第１の電圧降下回路３１０、第２の電圧降下回路３２０、整流回路２００、切換制御回路４００、切換回路６００、及び双方向交流スイッチ１００を順に通って第２のノードＢに流れ、交流電源が負の半周期で作動しかつ回転子の磁界の極性が第２の極性の場合、切換回路６００の第１の端子と切換回路６００の第２の端子との間の電流路がオンになる前に、切換制御回路４００の出力端子と切換制御回路４００の制御端子との間に経路が形成される。
【００５７】
上記の実施形態に基づいて、本開示の少なくとも１つの実施形態では、磁気センサ５００は第１の電源から給電され、切換制御回路４００は、第１の電源とは異なる第２の電源から給電される。本開示の実施形態では、第２の電源は、可変振幅（ｖａｒｙｉｎｇ  ａｍｐｌｉｔｕｄｅ）電源とすること又は一定振幅（ｃｏｎｓｔａｎｔ  ａｍｐｌｉｔｕｄｅ）の直流電源とすることができることに留意されたい。第２の電源は、可変振幅である場合、可変振幅の直流電源が望ましくいが、このことは本開示では限定されず、状況次第である。
【００５８】
少なくとも１つの実施形態では、第１の電源は一定振幅の直流電源であり、これにより磁気センサ５００に安定した駆動信号が供給され、磁気センサ５００が堅実に作動することが可能になる。
【００５９】
上記実施形態に基づいて、本開示の好ましい実施形態では、第１の電源の出力電圧の平均値は、第２の電源の出力電圧の平均値よりも小さい。磁気センサ５００に低電力消費の電源から給電する場合、モータ駆動回路の電力消費を低減することができ、切換制御回路４００に高電力消費の電源から給電する場合、双方向交流スイッチ１００の制御端子は大電流を得ることができるので、モータ駆動回路が十分な駆動能力を有することができることに留意されたい。
【００６０】
上記の実施形態に基づいて、本開示の好ましい実施形態では、モータ駆動回路は、整流回路２００と磁気センサ５００との間に設けられた定電圧回路をさらに含む。本実施形態では、整流回路２００は第２の電源として使用することができ、定電圧回路は第１の電源として使用することができる。定電圧回路は、整流回路２００から出力された第１の電圧を第２の電圧に調整するように構成される。第２の電圧は磁気センサ５００用の供給電圧であり、第１の電圧は切換制御回路４００用の供給電圧である。第１の電圧の平均値は第２の電圧の平均値より大きく、これによりモータ駆動回路の電力消費が低減されかつモータ駆動回路は十分な駆動能力を有することができる。
【００６１】
本開示の具体的な実施形態では、整流回路２００は、全波ブリッジ整流器と、全波ブリッジ整流器の出力に接続された電圧安定化ユニットとを含む。全波ブリッジ整流器は、交流電源ＡＣから出力された交流を直流に変換するように構成され、電圧安定化ユニットは、全波ブリッジ整流器から出力された直流信号を所定値の範囲内に安定させるように構成される。
【００６２】
図６には、整流回路２００の回路が示される。電圧安定化ユニットは、全波ブリッジ整流器の２つの出力端子の間に接続されたツェナーダイオードＤＺを含む。全波ブリッジ整流器は、直列に接続された第１のダイオード２１１及び第２のダイオード２１２と、直列に接続された第３のダイオード２１３及び第４のダイオード２１４とを含む。第１のダイオード２１１及び第２のダイオード２１２の共通の端子は、第１の電圧降下回路３１０に接続される。モータ駆動回路が第２の電圧降下回路３２０を含む場合、第３のダイオード２１３及び第４のダイオード２１４の共通の端子は第２の電圧降下回路３２０に接続され、モータ駆動回路が第２の電圧降下回路３２０を含まない場合、第３のダイオード２１３及び第４のダイオード２１４の共通の端子は第２のノードＢに接続される。
【００６３】
全波ブリッジ整流器の低電圧出力端子は、第１のダイオード２１１の入力端子を第３のダイオード２１３の入力端子に電気的に接続することで形成され、全波ブリッジ整流器の高電圧出力端子は、第２のダイオード２１２の出力端子を第４のダイオード２１４の出力端子に電気的に接続することで形成される。ツェナーダイオードＤＺは、第２のダイオード２１２及び第４のダイオード２１４の共通の端子と、第１のダイオード２１１及び第３のダイオード２１３の共通の端子との間に接続される。本開示の実施形態では、切換制御回路４００の入力端子は、全波ブリッジ整流器の高電圧出力端子に電気的に接続されることに留意されたい。
【００６４】
図７に示すように、本開示の少なくとも１つの実施形態では、磁気センサ５００は、外部磁界を検出して外部磁界を電気信号へ変換するように構成された磁界検出素子５１０と、電気信号を増幅して逆スクランブルするように構成された信号処理ユニット５２０と、増幅かつ逆スクランブルされた電気信号を磁気誘導信号へ変換するように構成されたアナログ・デジタル変換ユニット５３０とを含む。外部磁界の極性のみを識別する用途では、磁気誘導信号は切換式デジタル信号とすることができる。好ましくは、磁界検出素子５１０はホールプレートとすることができる。
【００６５】
本開示の少なくとも１つの実施形態では、整流回路、切換制御回路、及び磁気センサのうちの１又は２以上を同じ集積回路に統合することができる。
【００６６】
本開示の実施形態によるモータ構成要素がさらに提供される。モータ構成要素は、モータと、上記の実施形態のいずれかによるモータ駆動回路とを含む。
【００６７】
上記の実施形態に基づいて、本開示の少なくとも１つの実施形態では、モータは同期モータである。本開示によるモータ駆動回路は、同期モータ、並びにブラシレス直流モータ等の他のタイプの永久磁石モータに適用可能であることが理解できる。図８に示すように、同期モータは、固定子と、固定子に対して回転可能な回転子１１とを含む。固定子は、固定子鉄心１２と、固定子鉄心に巻回された固定子巻線１６とを含む。固定子鉄心１２は、純鉄、鋳鉄、鋳鋼、電炉鋼、及びケイ素鋼等の軟磁性材料で作ることができる。回転子１１は永久磁石を含み、固定子巻線１６を交流電源と直列に接続する場合、回転子１１は、定常状態時、が一定の回転数の毎分６０ｆ／ｐで動作し、ここでｆは交流電源の周波数、ｐは回転子の極対の数である。本実施形態では、固定子鉄心１２は、互いに向かい合った２つの磁極１４を含む。各々の磁極は磁極弧１５を含む。回転子１１の外側面は磁極弧１５に向かい合っており、回転子１１の外側面と磁極弧１５との間に実質的に均一な空隙が形成される。本開示における「実質的に均一な空隙」は、固定子と回転子との間の大部分の空間に均一な空隙が形成され、固定子と回転子との間の空間の小部分に不均一な空隙が形成されることを意味する。好ましくは、凹状の始動溝１７を固定子の磁極の磁極弧１５に配置することができ、磁極弧１５の始動溝１７以外の部分は、回転子と同心とすることができる。上述の構成により、不均一な磁界を形成することができ、回転子が静止している場合、回転子の磁極軸Ｓ１は、固定子の磁極の中心軸Ｓ２に対して傾斜した角度を有しており、回転子は、集積回路の作用下でモータが給電される毎に始動トルクを有することができる。回転子の磁極軸Ｓ１は、異なる極性を有する回転子の２つの磁極間の境界を指し、固定子の磁極１４の中心軸Ｓ２は、固定子の２つの磁極１４の中心点を通る接続線を指す。本実施形態では、固定子及び回転子の各々は２つの磁極を含む。他の実施形態では、固定子の磁極の数は、回転子の磁極の数と等しくない場合があり、固定子及び回転子は、より多くの磁極、例えば４磁極又は６磁極を有することができることを理解されたい。
【００６８】
本開示の好ましい実施形態では、切換制御回路４００の第３のスイッチＫ３の電流入力端子は、全波ブリッジ整流器の高電圧出力端子に接続され、第４のスイッチＫ４の電流出力端子は、磁気センサ５００を通って全波ブリッジ整流器の低電圧出力端子に接続される。交流電源ＡＣから出力された信号が正の半周期でありかつ磁気センサ５００が低レベルを出力する場合、切換回路６００の第１の端子と切換回路６００の第２の端子との間の電流路がオンになる前に、切換制御回路４００の第３のスイッチＫ３はオンになり、第４のスイッチＫ４はオフになる。この場合、図９Ａに示すように、駆動電流は、交流電源、モータ、第１の電圧降下回路、第２の電圧降下回路、全波ブリッジ整流器の第２のダイオード２１２の出力端子、切換制御回路４００の第３のスイッチＫ３、切換回路６００、及び双方向交流スイッチ１００を順に流れて交流電源へ還流する。駆動電流は、第１の電圧降下回路３１０及び第２の電圧降下回路３２０を流れる。図９Ｂに示すように、切換回路６００の第１の端子と切換回路６００の第２の端子との間の電流路がオンになった後に、電流は、交流電源、モータ、第１の電圧降下回路、切換回路６００、双方向交流スイッチ１００を順に流れて交流電源へ還流する。駆動電流は、第１の電圧降下回路３１０だけを通過するので、第１の電圧降下回路３１０の等価抵抗を小さくすることでより大きな駆動電流が得ることができる。双方向交流スイッチ１００がオンになった後、他の回路は短絡して出力を停止する。双方向交流スイッチ１００の２つのアノードを通過する負荷電流が十分に大きいので（その保持電流よりも大きいので）、制御端子と第１のアノードとの間に駆動電流がなくても双方向交流スイッチ１００はオン状態を維持する。交流電源から出力された信号が負の半周期でありかつ磁気センサ５００が高レベルを出力する場合、切換回路６００の第１の端子と切換回路６００の第２の端子との間の電流路がオンになる前に、切換制御回路４００の第３のスイッチＫ３はオフになり、第４のスイッチＫ４はオンになる。図９Ｃに示すように、駆動電流は、交流電源から、双方向交流スイッチ１００、切換回路６００、切換制御回路４００の第４のスイッチＫ４、全波ブリッジ整流器の低電圧出力端子及び第１のダイオード２１１、第２の電圧降下回路３２０、及び第１の電圧降下回路３１０を流れて交流電源へ還流する。図９Ｄに示すように、切換回路６００の第１の端子と切換回路６００の第２の端子との間の電流路がオンになった後に、電流は、交流電源から双方向交流スイッチ１００、切換回路６００、及び第１の電圧降下回路３１０流れて交流電源へ還流する。同様に、双方向交流スイッチ１００がオンになった後、他の回路は短絡して出力を停止し、双方向交流スイッチ１００はオン状態を維持することができる。交流電源から出力される信号が正の半周期でありかつ磁気センサ５００が高レベルを出力する場合、又は交流電源から出力される信号が負の半周期でありかつ磁気センサ５００が低レベルを出力する場合、切換制御回路４００の第３のスイッチＫ３及び第４のスイッチＫ４はオンになることができず、双方向交流スイッチ１００は、駆動電流がないことが理由でオフになる。図９Ｅ及び図９Ｆに示すように、電流は、モータ、整流回路、及び磁気センサを流れ、さらに第１の電圧降下回路３１０及び第２の電圧降下回路３２０を流れ、この電流は、双方向交流スイッチを流れる駆動電流がある場合にモータ及び第１の電圧降下回路３１０を流れる電流よりも低い。従って、切換制御回路４００は、交流電源の極性変化及び磁気誘導信号に基づいて、所定の方法で、切換回路６００の第１の端子と切換回路６００の第２の端子との間の電流路をオン状態とオフ状態との間で切り換えるので、双方向交流スイッチ１００に関する駆動電流が大きくなる。
【００６９】
要するに、本開示の実施形態によるモータ駆動回路は、双方向交流スイッチ１００、整流回路２００、第１の電圧降下回路３１０、第２の電圧降下回路３２０、切換制御回路４００、磁気センサ５００、及び切換回路６００を含む。磁気センサ５００は、外部磁界を検出して対応する磁気誘導信号を出力するように構成される。切換制御回路４００は、磁気誘導信号及び交流電源の極性に基づいて、切換回路６００の第１の端子と切換回路６００の第２の端子との間の電流路をオン又はオフにするように構成されるので、双方向交流スイッチの駆動電流が大きくなる。
【００７０】
本開示の実施形態によるモータ構成要素は、限定されるものではないが、ポンプ、ファン、家庭用電化製品、及び車両などの機器に適用することができる。家庭用電化製品は、洗濯機、食洗機、排煙装置、又は換気扇とすることができる。
【００７１】
本開示による実施形態は、モータに応用された集積回路を例にとって例示したが、本開示による集積回路の応用分野は、これに限定されないことに留意されたい。
【００７２】
本開示の部分は、革新的な方法で記載され、各部分における他の部分との相違が強調され、同じ又は類似の部分を理解するために他の部分に対する参照を行うことができることに留意されたい。
【００７３】
「第１」、「第２」及びそれと同じような、関係性を示す用語は、本明細書においては、１つの実体または動作を他のものと区別するためにのみ用いられるものであり、実体又は動作の間に実際の関係又は順序が存在することを要する又は含意するものではない。さらに、「含む」、「備える」又はその他のいかなる変形も、非排他的であることが意図される。したがって、複数の要素を含むプロセス、方法、物品若しくは装置は、開示された要素のみを含むのではなく、明確に列挙されていない他の要素も含み、又は該プロセス、方法、物品若しくは装置の固有の要素も含む。別途明示的に限定されない限り、「．．．を含む」という言明は、列挙された要素以外にプロセス、方法、物品又は装置内に他の同様の要素が存在し得る場合を排除しない。
【００７４】
本明細書の実施形態の説明は、当業者が本開示を実装すること又は使用することを可能にする。実施形態に対する多数の変更は当業者には明らかであり、本明細書で定められた一般原理は、本開示の思想又は範囲から逸脱することなく他の実施形態で実装することができる。したがって、本開示は、本明細書で説明される実施形態に限定される必要はなく、本明細書で開示された原理及び新規の特徴と矛盾しない最も広い範囲に従う。
【符号の説明】
【００７５】
１００  双方向交流スイッチ
２００  整流回路
４００  切換制御回路
５００  磁気センサ
６００  切換回路
Ａ  第１のノード
Ｂ  第２のノード
Ｍ  モータ
ＡＣ  交流電源
ＲＡ  第１の電圧降下抵抗
ＲＢ  第２の電圧降下抵抗
【図１Ａ】
0003211139.tif 000003
【図１Ｂ】
0003211139.tif 000004
【図２】
0003211139.tif 000005
【図３】
0003211139.tif 000006
【図４】
0003211139.tif 000007
【図５Ａ】
0003211139.tif 000008
【図５Ｂ】
0003211139.tif 000009
【図６】
0003211139.tif 000010
【図７】
0003211139.tif 000011
【図８】
0003211139.tif 000012
【図９Ａ】
0003211139.tif 000013
【図９Ｂ】
0003211139.tif 000014
【図９Ｃ】
0003211139.tif 000015
【図９Ｄ】
0003211139.tif 000016
【図９Ｅ】
0003211139.tif 000017
【図９Ｆ】
0003211139.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成29年4月24日(2017.4.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
モータ駆動回路であって、
電源の２つの端子の両端でモータと直列に接続され、第１のノードと第２のノードとの間に接続される電流スイッチと、
第１の入力端子及び第２の入力端子を有する整流回路と、
前記整流回路の前記第１の入力端子と前記第１のノードとの間に直列に接続された、第１の電圧降下回路及び第２の電圧降下回路であって、該第１電圧降下回路と該第２の電圧降下回路との間に第３のノードがあり、該第１の電圧降下回路は、前記第１のノードと前記第３のノードとの間に接続される、第１の電圧降下回路及び第２の電圧降下回路と、
前記第３のノードと前記電流スイッチの制御端子との間に接続された切換回路であって、該切換回路は、第１の端子、第２の端子、制御端子、及び前記第１端子と前記第２の端子との間に設けられたスイッチを備える切換回路と、
を備える、モータ駆動回路。
【請求項２】
前記モータの回転子の磁界を検出して対応する磁気誘導信号を出力するように構成された磁気センサと、
前記切換回路の前記制御端子と前記磁気センサの出力端子との間に接続された切換制御回路と、
をさらに備える、請求項１に記載のモータ駆動回路。
【請求項３】
前記電源は交流電源であり、前記切換制御回路は、
前記交流電源が正の半周期にありかつ前記回転子の前記磁界が所定の第１の極性である場合、又は前記交流電源が負の半周期にありかつ前記回転子の前記磁界が前記第１の極性とは反対の第２の極性である場合、前記切換回路の前記第１の端子と前記切換回路の前記第２の端子との間の電流路をオンにしかつ前記電流スイッチをオンにするように構成され、
前記交流電源が負の半周期にありかつ前記回転子が前記第１の極性である場合、又は前記交流電源が正の半周期にありかつ前記回転子が前記第２の極性である場合、前記切換回路の前記第１の端子と前記切換回路の前記第２の端子との間の前記電流路をオフにしかつ前記電流スイッチをオフにするように構成される、請求項２に記載のモータ駆動回路。
【請求項４】
前記切換回路は、選択的にオンになる第１の電流路及び第２の電流路を備え、前記第１の電流路及び前記第２の電流路は、前記切換回路の前記第１の端子と前記切換回路の前記第２の端子との間に設けられ、前記第１の電流路は、前記交流電源が正の半周期にありかつ前記回転子の前記磁界が前記第１の極性である場合にオンになり、前記第２の電流路は、前記交流電源が負の半周期にありかつ前記回転子の前記磁界が前記第１の極性とは反対の前記第２の極性である場合にオンになる、請求項３に記載のモータ駆動回路。
【請求項５】
前記電源は交流電源であり、前記モータ駆動回路は、
前記交流電源が正の半周期で作動しかつ前記回転子の前記磁界が所定の第１の極性である場合、又は前記交流電源が負の半周期で作動しかつ前記回転子の前記磁界が前記第１の極性とは反対の第２の極性である場合に、電流が、前記第１の電圧降下回路及び前記第２の電圧降下回路を通過した後、前記切換回路の前記制御端子を通過して前記切換回路の前記第１の端子と前記切換回路の前記第２の端子との間の電流路をオンにし、その後、前記第１の電圧降下回路及び前記電流路を通過した後、前記電流スイッチの前記制御端子を通過する、
ように構成される、請求項２に記載のモータ駆動回路。
【請求項６】
前記第１の電圧降下回路の等価抵抗は、前記第２の電圧降下回路の等価抵抗よりも小さい、請求項１に記載のモータ駆動回路。
【請求項７】
前記切換制御回路は、対応する磁界誘導信号及び前記電源の極性に基づいて、前記切換回路の前記第１の端子と前記切換回路の前記第２の端子との間の電流路をオン又はオフにするように構成される、請求項２に記載のモータ駆動回路。
【請求項８】
前記切換制御回路の入力端子は、前記整流回路の高電圧出力端子に接続され、前記切換制御回路の出力端子は、前記切換回路の前記制御端子に接続され、前記磁気センサの電源入力端子は、前記整流回路の高電圧出力端子に接続され、前記磁気センサの接地端子は、前記整流回路の低電圧出力端子に接続され、前記磁気センサの前記出力端子は、前記切換制御回路の制御端子に接続される、請求項２に記載のモータ駆動回路。
【請求項９】
前記電源は交流電源であり、前記磁気センサは、
前記交流電源が正の半周期で作動しかつ前記回転子の磁界の極性が第２の極性である場合、又は前記交流電源が負の半周期で作動しかつ前記回転子の磁界の極性が第１の極性である場合に、前記磁気センサの電源入力端子と前記磁気センサの前記接地端子との間に経路を形成するように構成され、
前記交流電源が負の半周期で作動しかつ前記回転子の磁界の極性が前記第２の極性である場合に、前記磁気センサの制御端子と前記磁気センサの前記接地端子との間に経路を形成しるように構成される、請求項８に記載のモータ駆動回路。
【請求項１０】
モータと、請求項１から９のいずれかに記載のモータ駆動回路とを備え、前記モータは固定子及び回転子を備え、前記固定子は、固定子鉄心と、該固定子鉄心に巻回された単相巻線とを備える、モータ構成要素。