(57)【要約】【課題】  モータの回転方向切り換え時に電源電圧が上昇せず、制御半導体素子（スイッチング素子）の破壊を防止することができるモータ制御回路を提供する。【解決手段】  モータの正／逆回転方向切り換え時に、ショートブレーキ制御部５によりドライバ４を制御してモータ３にショートブレーキをかけ、その後回転数検出器６の出力が閾値回転数７以下の回転数となった後に通電相順序切替制御部２によりドライバ４を制御して通電相順序を切り替える。【選択図】    図１
2005130538.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータを駆動するモータ駆動部と、前記モータ駆動部を制御してモータにショートブレーキをかけるショートブレーキ制御部と、モータの正／逆回転方向切り換えのために前記モータ駆動部を制御して通電相順序を切り替える通電相順序切替制御部と、モータの回転数を検出する回転数検出器と、前記回転数検出器の出力と予め設定された閾値回転数とを比較する回転数比較器と、を備え、
モータの正／逆回転方向切り換え時に、前記ショートブレーキ制御部により前記モータ駆動部を制御してモータにショートブレーキをかけ、その後前記回転数検出器の出力が前記閾値回転数以下の回転数となった後に前記通電相順序切替制御部により前記モータ駆動部を制御して通電相順序を切り替えることを特徴とするモータ制御回路。
【請求項２】
モータを駆動するモータ駆動部と、前記モータ駆動部を制御してモータにショートブレーキをかけるショートブレーキ制御部と、モータの正／逆回転方向切り換えのために前記モータ駆動部を制御して通電相順序を切り替える通電相順序切替制御部と、モータの回転数を検出する回転数検出器と、前記回転数検出器の出力と予め設定された閾値回転数とを比較する回転数比較器と、を備え、
モータの正／逆回転方向切り換え時に、前記ショートブレーキ制御部へＳＥＴ信号を伝播することで前記ショートブレーキ制御部により前記モータ駆動部を制御してモータにショートブレーキをかけ、その後前記回転数検出器の出力が前記閾値回転数以下の回転数となった後に前記ショートブレーキ制御部へＲＥＳＥＴ信号を伝播することで前記ショートブレーキ制御部により前記モータ駆動部を制御してショートブレーキを解除し、前記通電相順序切替制御部へ正／逆回転方向指令を伝播することで前記通電相順序切替制御部により前記モータ駆動部を制御して通電相順序を切り替えることを特徴とするモータ制御回路。
【請求項３】
モータを駆動するモータ駆動部と、前記モータ駆動部を制御してモータにショートブレーキをかけるショートブレーキ制御部と、モータの正／逆回転方向切り換えのために前記モータ駆動部を制御して通電相順序を切り替える通電相順序切替制御部と、モータの回転数を検出する回転数検出器と、前記回転数検出器の出力と予め設定された閾値回転数とを比較する回転数比較器と、を備え、
モータの正／逆回転方向切り換え時に、前記ショートブレーキ制御部により前記モータ駆動部を制御して、前記モータ駆動部内蔵のソース側スイッチング素子の全てをＯＮ、シンク側スイッチング素子の全てをＯＦＦすることでモータにショートブレーキをかけ、その後前記回転数検出器の出力が前記閾値回転数以下の回転数となった後に前記通電相順序切替制御部により前記モータ駆動部を制御して通電相順序を切り替えることを特徴とするモータ制御回路。
【請求項４】
モータを駆動するモータ駆動部と、前記モータ駆動部を制御してモータにショートブレーキをかけるショートブレーキ制御部と、モータの正／逆回転方向切り換えのために前記モータ駆動部を制御して通電相順序を切り替える通電相順序切替制御部と、モータの回転数を検出する回転数検出器と、前記回転数検出器の出力と予め設定された閾値回転数とを比較する回転数比較器と、を備え、
モータの正／逆回転方向切り換え時に、前記ショートブレーキ制御部により前記モータ駆動部を制御して、前記モータ駆動部内蔵のシンク側スイッチング素子の全てをＯＮ、ソース側スイッチング素子の全てをＯＦＦすることでモータにショートブレーキをかけ、その後前記回転数検出器の出力が前記閾値回転数以下の回転数となった後に前記通電相順序切替制御部により前記モータ駆動部を制御して通電相順序を切り替えることを特徴とするモータ制御回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）駆動によるモータ制御回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は従来のＰＷＭ駆動によるモータ制回路の概略ブロック図である。図４において、１は外部からの入力信号である正／逆回転方向指令、２は正／逆回転方向指令１に応じてモータの通電相順序切り替え制御を行う通電相順序切替制御部、３はモータ、４はスイッチング素子で構成されるモータ３のドライバ（モータ駆動部）である。
【０００３】
続いて、従来のＰＷＭ駆動によるモータ制御回路の動作について、スター結線された３相ブラシレスモータを１２０°通電方式で動作させる場合を例にして、以下に説明する。なお、ここでは、正回転時に３相ブラシレスモータのＵ相、Ｖ相、Ｗ相をＵ相→Ｖ相→Ｗ相の順序で通電し、逆回転時にはＷ相→Ｖ相→Ｕ相の順序で通電するものとする。
【０００４】
該モータ制御回路において、正／逆回転方向指令１が切り換わると通電相順序切替制御部２は通電相順序を逆にする指令を出力してドライバ４を制御し、モータ３の通電相順序を切り替える。例えば、通電相順序切替制御部２は、回転方向を正回転から逆回転へ切り換える指令を受けると、通電相順序がＵ相→Ｖ相→Ｗ相からＷ相→Ｖ相→Ｕ相へ切り替わるようにドライバ４を制御する。
【０００５】
従来のＰＷＭ駆動によるモータ制御回路ではこのように通電相順序を逆にすることでモータの回転方向の切り換えを行っているが、実際の動作は、即座に回転方向が切り換わるのではなく、モータの回転が一旦停止してから切り換わる。つまり、通電相順序を切り替えると現在のモータの回転方向とは逆方向にトルクが発生して逆転ブレーキとなり、回転エネルギーが０となってモータの回転が一旦停止する。
【０００６】
しかしながら、モータの回転が一旦停止するまでの間に、エネルギー保存の法則により回転エネルギーの一部が電源側に電流として流れ込むため、電源の出力インピーダンスが小さい場合には電源電圧が上昇し、ドライバ内部のスイッチング素子を構成する半導体素子の耐圧を越えて電源電圧が上昇すると、その半導体素子が破壊されるという問題があった。
【０００７】
以下、図５を用いて電源電圧上昇のメカニズムについて説明する。図５は、従来のＰＷＭ駆動によるモータ制御回路においてモータの回転方向を正回転から逆回転へ切り換える場合の電流経路の一例を示す図である。
【０００８】
図５において、９は電源電圧（設定電圧：ＶＣＣ）である。また、１０〜１５は上述したドライバ４内部のスイッチング素子（半導体素子）であり、このスイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦをＰＷＭ制御することでモータ３の回転を制御する。
【０００９】
このスイッチング素子のうち、スイッチング素子１０〜１２はモータ３に電流を供給するソース側のスイッチング素子であり、スイッチング素子１３〜１５はモータ３から電流を吸い込むシンク側のスイッチング素子である。また、各スイッチング素子はＯＦＦ時において回生電流を流す経路を有している。
【００１０】
スイッチング素子１０、１３は直列接続されてＵ相駆動段を形成し、このスイッチング素子１０、１３間の端子（Ｕ相接続端子）１７にモータ３のＵ相が接続される。同様に、スイッチング素子１１、１４はＶ相駆動段を形成し、このスイッチング素子１１、１４間の端子（Ｖ相接続端子）１８にモータ３のＶ相が接続される。また、スイッチング素子１２、１５はＷ相駆動段を形成し、このスイッチング素子１２、１５間の端子（Ｗ相接続端子）１９にモータ３のＷ相が接続される。
【００１１】
１６はモータ電流検出のための電流検出抵抗である。また、この電流検出抵抗１６はモータ過電流保護の役割も担う。この電流検出抵抗１６と電源９との間にＵ、Ｖ、Ｗ駆動段が並列接続され、電流検出抵抗１６の他端はアースされる。
【００１２】
通電角度によらず、ソース／シンク側スイッチング素子のいずれか一方をスイッチングさせても、また双方をスイッチングさせても同様であるが、ここでは１２０°通電方式でシンク側のスイッチング素子１３〜１５をＰＷＭ制御によりスイッチングするものとして説明する。なお、図５において網掛けしているスイッチング素子はＯＮ、白抜きのスイッチング素子はＯＦＦを意味する。
【００１３】
図５（ａ）は、正回転時においてＵ相ソース側スイッチング素子１０とＶ相シンク側スイッチング素子１４が選択されているときの電流経路を示している（通電相；Ｕ相）。このときモータ制御回路は、スイッチング素子１０、１４をＯＮし、電源９→スイッチング素子１０→モータ３→スイッチング素子１４→電流検出抵抗１６→アースを電流経路（実線）としてモータ３のＵ相からＶ相へモータ電流を流し、またＰＷＭ制御によりスイッチング素子１４をＯＦＦし、スイッチング素子１０→モータ３→スイッチング素子１１の回生経路→スイッチング素子１０を電流経路（破線）としてモータ３のＵ相からＶ相へモータ電流を回生して、モータ３を正回転させている。
【００１４】
このタイミングで正／逆回転方向指令１により逆回転方向指令が伝播されると、図５（ｂ）に示すように、モータ制御回路はスイッチング素子１０、１４をＯＦＦ、Ｖ相ソース側スイッチング素子１１とＵ相シンク側スイッチング素子１３をＯＮし、モータ電流がＶ相からＵ相へ流れるようにする（通電相：Ｖ相）。
【００１５】
しかし、上述したように逆回転方向指令が伝播されてもモータは即座に逆回転せずに正回転しているので、モータ３の逆起電力は中性点から見てＵ相接続端子１７側が正、Ｖ相接続端子１８側が負となり、逆起電力はＶ相からＵ相へ流れるモータ電流を強める働きをする。
【００１６】
そのためスイッチング素子１１、１３がＯＮすると、図５（ｂ）の実線で示すような大電流が、電源９→スイッチング素子１１→モータ３→スイッチング素子１３→電流検出抵抗１６→アースの経路を流れ、電流検出抵抗１６の過電流保護によりスイッチング素子１３がＯＦＦとなり、図５（ｃ）に示すように、スイッチング素子１１→モータ３→スイッチング素子１０の回生経路→スイッチング素子１１の経路で電流が回生する。
【００１７】
定常回転時は逆起電力とモータ電流の向きが反対なので、回生時にモータ電流（回生電流）は減衰していくが、通電相順序を切り替えてからモータ３の回転が一旦停止するまでの遷移期間では常に逆起電力とモータ電流の向きが同じであるため、逆起電力は常にモータ電流を強める働きをする。したがって、この遷移期間では、回生中もモータ電流が増加することになるので、図５（ｃ）に示す状態においてＰＷＭ制御のキヤリア周波数によるタイミングでスイッチング素子１３が再度ＯＮしても、すぐに過電流保護がかかり、再度回生状態となる。その結果、図５（ｂ）に示す状態と図５（ｃ）に示す状態が繰り返されてモータ電流が増加していき、この１２０°通電区間（通電相；Ｖ相）では、ほとんど図５（ｃ）に示す回生状態が保持されることになる。
【００１８】
また、この遷移期間では逆起電力は常にモータ電流を強める働きをするので、逆回転方向指令が伝播されたときの１２０°通電区間（図５に示す例ではＶ相）に限らず、モータの回転が一旦停止するまでの各通電区間において、モータ電流が増加し回生状態が保持されることになる。
【００１９】
そして、この回生状態から次の１２０°通電区間に切り替わると、増加したモータ電流が電源９へ逆流することになる。例えば図５（ｃ）に示す回生状態（通電相；Ｖ相）から次の１２０°通電区間（通電相；Ｗ相）へ切り替わると、図５（ｄ）に示すようにソース側のスイッチング素子がＶ相ソース側スイッチング素子１１からＷ相ソース側スイッチング素子１２へ切り換わり、増加したモータ電流が、スイッチング素子１１のＯＦＦにより、アース→電流検出抵抗１６→スイッチング素子１４の回生経路→モータ３→スイッチング素子１０の回生経路→電源９の経路を通って電源９へ逆流する。
【００２０】
したがって、正／逆回転方向指令が切り換わってからモータの回転方向が一旦停止するまでの遷移期間では、通電相が切り替わる毎（１２０°通電区間毎）に電源９へモータ電流が逆流し、電源９の電圧が上昇することになる。
【００２１】
次に、図６に示すタイミングチャートを用いて、電源電圧上昇のタイミングについて詳細に説明する。図６の１段目は正／逆回転方向指令１を示し、モータ３はＨｉｇｈ信号で正回転し、Ｌｏｗ信号で逆回転する。２段目はモータ動作を示し、Ｙ軸のプラス方向が正回転の回転数、マイナス方向が逆回転の回転数を意味する。図６に示すように、正回転動作中に逆回転方向指令が伝播すると、モータ３の回転数は徐々に落ちていく。そしてモータ３の回転が一旦停止した後、通常の起動動作により逆回転がスタートする。
【００２２】
３段目は、中性点から見た任意相に対する逆起電力とモータ印加電圧を示している。逆起電力はモータ３の回転により任意相に発生する電圧であり、モータ印加電圧はドライバ４から任意相へＰＷＭ制御にて印加される電圧である。但し、モータ印加電圧はデジタル化して表現している。また、４段目は電源９に逆流する電流値を示し、５段目は電源９の電圧値を示している。
【００２３】
正方向の定常回転時である時刻Ｔ１においては、図示していないが速度制御されているため、ドライバ４からモータ３へ印加されるモータ印加電圧は抑制されており、モータ電流は最大で
｛（モータ印加電圧）−（逆起電力）｝÷（モータの抵抗成分）
となる。
【００２４】
これに対して時刻Ｔ２から時刻Ｔ７の期間では、素早く逆方向の定常回転動作へ移行するために最大速度で制御されるため、モータ印加電圧は定常回転時に比べて大きくなる。さらに、時刻Ｔ２から時刻Ｔ６の期間では、中性点から見たＵ、Ｖ、Ｗ相に対する逆起電力とモータ印加電圧の極性が逆となるため、Ｕ、Ｖ、Ｗ相にかかる電位差は定常回転時と比較して大きくなり、モータ電流は増加する。
【００２５】
またこのように逆起電力がモータ電流を強める働きをするので、回生時であってもモータ電流は強められる。その結果、通電相順序が切り替わってからモータ３の回転が一旦停止するまでの遷移期間（時刻Ｔ２から時刻Ｔ６の期間）では、モータ電流は大電流となり、各通電相（１２０°通電区間）において回生状態が保持され、通電相が切り替わるごと（例えば時刻３、４、５ごと）にこの増加したモータ電流が電源９へ逆流する。そのため、電源９の電圧は上昇していく。
【００２６】
なお、時刻Ｔ２から時刻Ｔ６の期間において、モータ電流が流出する１２０°区間（例えば時刻Ｔ３）でモータ印加電圧と中性点との電位差が小さいのは、回生状態が支配的であるためである。このモータ印加電圧は、例えば図５（ｂ）、（ｃ）のＵ相に対するモータ印加電圧が該当する。
【００２７】
また、逆起電力はモータの回転数に比例するので、図６に示すようにモータの回転数が落ちると逆起電力も小さくなる。したがって、電源９へ逆流する電流もモータの回転数が落ちるとともに小さくなる。
【００２８】
また、逆起電力はモータの回転数に比例した周波数となるので、モータの回転数が落ちるとともに周波数も小さくなる。複数相のモータ巻線（図示せず）への通電相を決定する通電相切り替えの周期はモータの回転数に反比例するので、逆回転開始時の通電相切り替えの周期は定常回転時に比べて大きくなる。
【００２９】
この電源電圧の上昇により制御半導体素子（スイッチング素子）が破壊されなければ、時刻Ｔ６以降は通常の起動動作となり、時刻Ｔ７で逆方向の定常回転状態となる。
しかしながら、電源９の出力インピーダンスやモータの回転数によって逆流電流、つまり電源９の電圧上昇度合いは異なり、従来のモータ制御回路ではこれを制御することはできず、制御半導体素子（スイッチング素子）を破壊するおそれがある。
【００３０】
一方、この電源電圧上昇の問題について、ＰＡＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御において解決する制御装置が報告されているが（例えば、特許文献１参照。）、このＰＡＭ制御による解決手法はＰＷＭ制御においては適用できない。
【特許文献１】特開昭５８−２１２３７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３１】
本発明は、上記問題点に鑑み、モータの回転方向切り換え時に、まずモータにショートブレーキをかけ、モータの回転数がある閾値以下となった後に通電相順序を切り替えることにより、モータの回転方向切り換え時に電源電圧が上昇せず、制御半導体素子（スイッチング素子）の破壊を防止することができるモータ制御回路を提供することを目的とする。つまり、ショートブレーキ動作の間は通電相（１２０°通電区間）の切り替わりが存在せず、したがって電源への逆流電流が発生しないため電源電圧が上昇せず、制御半導体素子（スイッチング素子）の破壊を防止することができる。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
本発明の請求項１記載のモータ制御回路は、モータを駆動するモータ駆動部と、前記モータ駆動部を制御してモータにショートブレーキをかけるショートブレーキ制御部と、モータの正／逆回転方向切り換えのために前記モータ駆動部を制御して通電相順序を切り替える通電相順序切替制御部と、モータの回転数を検出する回転数検出器と、前記回転数検出器の出力と予め設定された閾値回転数とを比較する回転数比較器と、を備え、モータの正／逆回転方向切り換え時に、前記ショートブレーキ制御部により前記モータ駆動部を制御してモータにショートブレーキをかけ、その後前記回転数検出器の出力が前記閾値回転数以下の回転数となった後に前記通電相順序切替制御部により前記モータ駆動部を制御して通電相順序を切り替えることを特徴とする。
【００３３】
本発明の請求項２記載のモータ制御回路は、モータを駆動するモータ駆動部と、前記モータ駆動部を制御してモータにショートブレーキをかけるショートブレーキ制御部と、モータの正／逆回転方向切り換えのために前記モータ駆動部を制御して通電相順序を切り替える通電相順序切替制御部と、モータの回転数を検出する回転数検出器と、前記回転数検出器の出力と予め設定された閾値回転数とを比較する回転数比較器と、を備え、モータの正／逆回転方向切り換え時に、前記ショートブレーキ制御部へＳＥＴ信号を伝播することで前記ショートブレーキ制御部により前記モータ駆動部を制御してモータにショートブレーキをかけ、その後前記回転数検出器の出力が前記閾値回転数以下の回転数となった後に前記ショートブレーキ制御部へＲＥＳＥＴ信号を伝播することで前記ショートブレーキ制御部により前記モータ駆動部を制御してショートブレーキを解除し、前記通電相順序切替制御部へ正／逆回転方向指令を伝播することで前記通電相順序切替制御部により前記モータ駆動部を制御して通電相順序を切り替えることを特徴とする。
【００３４】
本発明の請求項３記載のモータ制御回路は、モータを駆動するモータ駆動部と、前記モータ駆動部を制御してモータにショートブレーキをかけるショートブレーキ制御部と、モータの正／逆回転方向切り換えのために前記モータ駆動部を制御して通電相順序を切り替える通電相順序切替制御部と、モータの回転数を検出する回転数検出器と、前記回転数検出器の出力と予め設定された閾値回転数とを比較する回転数比較器と、を備え、モータの正／逆回転方向切り換え時に、前記ショートブレーキ制御部により前記モータ駆動部を制御して、前記モータ駆動部内蔵のソース側スイッチング素子の全てをＯＮ、シンク側スイッチング素子の全てをＯＦＦすることでモータにショートブレーキをかけ、その後前記回転数検出器の出力が前記閾値回転数以下の回転数となった後に前記通電相順序切替制御部により前記モータ駆動部を制御して通電相順序を切り替えることを特徴とする。
【００３５】
本発明の請求項４記載のモータ制御回路は、モータを駆動するモータ駆動部と、前記モータ駆動部を制御してモータにショートブレーキをかけるショートブレーキ制御部と、モータの正／逆回転方向切り換えのために前記モータ駆動部を制御して通電相順序を切り替える通電相順序切替制御部と、モータの回転数を検出する回転数検出器と、前記回転数検出器の出力と予め設定された閾値回転数とを比較する回転数比較器と、を備え、モータの正／逆回転方向切り換え時に、前記ショートブレーキ制御部により前記モータ駆動部を制御して、前記モータ駆動部内蔵のシンク側スイッチング素子の全てをＯＮ、ソース側スイッチング素子の全てをＯＦＦすることでモータにショートブレーキをかけ、その後前記回転数検出器の出力が前記閾値回転数以下の回転数となった後に前記通電相順序切替制御部により前記モータ駆動部を制御して通電相順序を切り替えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３６】
以上のように、本発明によれば、モータの回転方向切り換え時に電源電圧が上昇せず、制御半導体素子（スイッチング素子）の破壊を防止することができる優れたモータ制御回路を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の実施の形態について図面を交えて説明する。図１は本実施の形態におけるＰＷＭ駆動によるモータ制御回路の概略ブロック図である。なお、図４に基づいて説明した部材に対応する部材には同一符号を付して、説明を省略する。
【００３８】
図１において、５はモータ３にショートブレーキをかけるためのショートブレーキ制御部である。また、６はモータ３の回転数を検出する回転数検出器である。モータの回転数検出器の例としては、ＦＧパターン、ホール素子、ロータリーエンコーダなどがある。また、７は外部からの入力信号である閾値回転数、８は回転数検出器６の出力と閾値回転数７を比較する回転数比較器である。
【００３９】
続いて、該モータ制御回路の動作について、スター結線された３相ブラシレスモータを１２０°通電方式で動作させる場合を例にして、以下に説明する。なお、ここでは、正回転時に３相ブラシレスモータのＵ相、Ｖ相、Ｗ相をＵ相→Ｖ相→Ｗ相の順序で通電し、逆回転時にはＷ相→Ｖ相→Ｕ相の順序で通電するものとする。
【００４０】
図２は該モータ制御回路においてモータの回転方向を正回転から逆回転へ切り換える場合の電流経路の一例を示す図である。ここでは１２０°通電方式でシンク側のスイッチング素子１３〜１５をＰＷＭ制御によりスイッチングするものとして説明する。なお、図５に基づいて説明した部材に対応する部材には同一符号を付して、説明を省略する。
【００４１】
図２（ａ）は正回転時においてＵ相ソース側スイッチング素子１０、Ｖ相シンク側スイッチング素子１４が選択されているときの電流経路を示しており（通電相；Ｕ相）、図５（ａ）と同様である。
【００４２】
このタイミングで正／逆回転方向指令１により逆回転方向指令が伝播されると、従来の制御動作と異なり、ショートブレーキ制御部５に対してＳＥＴ信号が伝播される。これを受けてショートブレーキ制御部５はショートブレーキＯＮ指令をドライバ４へ伝播し、ドライバ４はモータ３にショートブレーキをかける。
【００４３】
同時に回転数比較器８は、回転数検出器６の出力と予め設定された閾値回転数７を比較する。そして、回転数比較器８は、回転数検出器６の出力が閾値回転数７と同値になると、ショートブレーキ制御部５に対してＲＥＳＥＴ信号を出力するとともに、逆回転方向指令を通電相順序切替制御部２へ伝播する。
【００４４】
ショートブレーキ制御部５はＲＥＳＥＴ信号を受けるとショートブレーキＯＦＦ指令をドライバ４へ伝播し、ショートブレーキ動作を解除する。また、通電相順序切替制御部２はショートブレーキ動作が解除されたタイミングで通電相順序を切り替える指令をドライバ４へ伝播する。これによりドライバ４はモータ３を逆回転方向へ回転させる動作を開始する。
【００４５】
つまり、モータ３の回転数が閾値回転数７より高い期間はショートブレーキ動作を保持し、閾値回転数７以下、もしくは閾値回転数７を下回るとショートブレーキ動作を解除する。
【００４６】
ショートブレーキ動作を保持している間は、ドライバ４は図２（ｂ）に示す状態となる。すなわち、ソース側スイッチング素子１０〜１２をＯＮし、シンク側スイッチング素子１３〜１５をＯＦＦしてＵ相、Ｖ相、Ｗ相を電源９にショートさせ、逆起電力を減衰、つまりは回転数を減衰させる。なお、ショートブレーキの方法として、シンク側スイッチング素子１３〜１５をＯＮし、ソース側スイッチング素子１０〜１２をＯＦＦしてＵ相、Ｖ相、Ｗ相をアースにショートさせてもよい。
【００４７】
ショートブレーキ動作を解除したタイミングで通電相順序を切り替える指令がドライバ４へ伝播されると、図２（ｃ）に示すように、ドライバ４内蔵のＶ相ソース側スイッチング素子１１とＵ相シンク側スイッチング素子１３がＯＮし通電相がＶ相となる。
【００４８】
このとき、モータ３の回転数は落ちており、逆起電力は減衰しているので、前述した従来の動作と異なり大電流が流れることはなく、したがって回生状態が保持されることもない（図５（ｂ）、（ｃ）参照）。つまり、図２（ｃ）に示すように、電源９→スイッチング素子１１→モータ３→スイッチング素子１３→電流検出抵抗１６→アースの電流経路（実線）を流れるモータ電流と、スイッチング素子１１→モータ３→スイッチング素子１０の回生経路→スイッチング素子１１の電流経路（破線）を回生するモータ電流は、従来のように、逆起電力により極端に強められることはない。
【００４９】
そのため、例え回生動作中に通電相が切り替わったとしても逆流電流は小さく、電源電圧の上昇を引き起こすことはない。図２（ｄ）に示す一点鎖線は、図２（ｃ）に示す回生状態（通電相；Ｖ相）から次の１２０°通電区間（通電相；Ｕ相）へ切り替わった瞬間に流れる電源に影響を与えない程度の逆流電流を表している。
【００５０】
予め設定する閾値回転数７は、上記動作を期待できる回転数を設定する。不明確な場合は、閾値回転数を０ｒｐｍとすれば間違いない。
次に、図３に示すタイミングチャートを用いて、該モータ制御回路の動作を説明する。但し、図６を用いて説明した箇所については、説明を省略する。前述した従来の制御動作と異なる挙動は、時刻Ｔ８〜時刻Ｔ９間である。
【００５１】
図３に示すように、正／逆回転方向指令１が切り換わると（時刻Ｔ８）、ショートブレーキ制御部５はドライバ４を制御してショートブレーキをかける。上述したようにＵ、Ｖ、Ｗ相を電源９にショートさせるため、モータ３の中性点電位は電源電圧ＶＣＣへ向かって上昇する。また、モータ回転数が落ちるので逆起電力も減衰していく。また、この間、最大値が
｛（電源電圧ＶＣＣ）−（逆起電力）｝÷（モータの抵抗成分）
となる制御できないモータ電流が発生するが、ショートブレーキ動作であるので通電相の切り替わりはなく、したがって、電源９への逆流電流は発生しない。
【００５２】
モータ３の回転数と閾値回転数７が一致する時刻Ｔ９に至ると、通電相切替制御部２はドライバ４を制御して通電相を切り替える。このとき、逆起電力は問題とならない位にまで減衰している。そしてモータ３の回転が一旦停止した後、通常の起動時の動作と同等の動作にて逆回転動作が開始することになる。
【００５３】
この制御回路によれば、ショートブレーキを用いるため、モータ内部の３相間内において回転エネルギーの減衰が可能である。つまり、電源に回転エネルギーを返さないため、電源側に電流が流れ込まず、電源電圧は上昇しない。
【００５４】
以上のように、本実施の形態によれば、ＰＷＭ駆動による正／逆回転切り換え時に電源電圧が上昇することのないモータ制御が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明にかかるモータ制御回路は、モータの回転方向切り換え時の電源電圧上昇による半導体素子耐圧破壊を防止する手段として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施の形態におけるモータ制御回路の概略ブロック図
【図２】同モータ制御回路においてモータの回転方向を正回転から逆回転へ切り換える場合の電流経路の一例を示す図
【図３】同モータ制御回路の動作タイミングチャートを示す図
【図４】従来のモータ制御回路の概略ブロック図
【図５】同モータ制御回路においてモータの回転方向を正回転から逆回転へ切り換える場合の電流経路の一例を示す図
【図６】同モータ制御回路の動作タイミングチャートを示す図
【符号の説明】
【００５７】
１  正／逆回転方向指令
２  通電相順序切替制御部
３  モータ（３相ブラシレスモータ）
４  ドライバ
５  ショートブレーキ制御部
６  回転数検出器
７  閾値回転数
８  回転数比較器
９  電源
１０  Ｕ相ソース側スイッチング素子（回生経路あり）
１１  Ｖ相ソース側スイッチング素子（回生経路あり）
１２  Ｗ相ソース側スイッチング素子（回生経路あり）
１３  Ｕ相シンク側スイッチング素子（回生経路あり）
１４  Ｖ相シンク側スイッチング素子（回生経路あり）
１５  Ｗ相シンク側スイッチング素子（回生経路あり）
１６  電流検出抵抗
１７  Ｕ相接続端子
１８  Ｖ相接続端子
１９  Ｗ相接続端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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