(57)【要約】【課題】    DCモータに接続され、DCモータの操作電圧過大を回避し、DCモータの電流過大によるコイル破損を防ぐ、DCモータの過電圧保護装置の提供。【解決手段】    本発明のDCモータの過電圧保護装置は、DCモータに並列接続され、分圧回路と制御ユニットを含む。前記分圧回路は、一端がDCモータの入力電圧に接続され、他端が接地する。前記制御ユニットは、分圧回路の一部に並列接続され、一部の電圧レベルを取り出し、DCモータの入力電圧が設定値を超えたかを判断し、DCモータの駆動を制御する。【選択図】    図1
2005020985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
DCモータに並列接続され、
一端が前記DCモータの入力電圧に接続され、他端が接地する分圧回路と、
前記分圧回路の一部に並列接続され、前記一部の電圧レベルを取り出し、且つ、前記DCモータを駆動する、制御ユニットと、
を含む、ことを特徴とするDCモータの過電圧保護装置。
【請求項２】
前記分圧回路の前記一部の電圧レベルは、基準電圧より大きい場合、前記制御ユニットが前記DCモータの駆動を停止する、ことを特徴とする請求項１に記載のDCモータの過電圧保護装置。
【請求項３】
前記基準電圧は、前記DCモータの定格電圧と、前記分圧回路の総抵抗値の逆数と、前記分圧回路の前記部分抵抗値との乗積である、ことを特徴とする請求項2に記載のDCモータの過電圧保護装置。
【請求項４】
前記制御ユニットは、マイクロ制御ユニット駆動器である、ことを特徴とする請求項1に記載のDCモータの過電圧保護装置。
【請求項５】
一端が前記DCモータの入力電圧端に接続され、他端が接地する、第一分圧回路と、
一端が基準電圧端に接続され、他端が接地する第二分圧回路と、
前記DCモータの起動を制御する制御ユニットと、
非反転入力端が前記第一分圧回路に接続され、反転入力端が前記第二分圧回路に接続され、出力端が前記制御ユニットに接続される演算増幅器と、を含むDCモータの過電圧保護装置であって、
前記演算増幅器の前記非反転入力端子電圧が、前記反転入力端子電圧より大きい場合、前記演算増幅器が過電圧中断信号を前記制御ユニットに出力し、且つ、前記制御ユニットが前記DCモータの駆動を停止させる、ことを特徴とするDCモータの過電圧保護装置。
【請求項６】
前記第一分圧回路は、第一抵抗と、第二抵抗と、を含み、前記第二分圧回路は、第三抵抗と、第四抵抗と、を含み、前記演算増幅器は、前記非反転入力端が、前記第一抵抗と前記第二抵抗との間に接続され、前記反転入力端が、前記第三抵抗と前記第四抵抗との間に接続される、ことを特徴とする請求項5に記載のDCモータの過電圧保護装置。
【請求項７】
前記演算増幅器は、コンパレータである、ことを特徴とする請求項5に記載のDCモータの過電圧保護装置。
【請求項８】
前記制御ユニットは、駆動ICである、ことを特徴とする請求項5に記載のDCモータの過電圧保護装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、過電圧保護装置に関し、特に、DCモータ(DC motor)の過電圧保護装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
DCモータは、工業用途において最も一般的なモータであり、DCモータの回転速度を向上し、より高い作業効率を得るために、ユニット時間内の電流を上げる方法でこの目的を達するのが一般的である。然しながら、DCモータは誘導性負荷であるため、電流を上げると同時に、DCモータの入力電圧が過大になり、モータコイルを壊してしまう可能性がある(DCモータ入力電圧とユニット時間内の電流変化とは、正比例する)。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記従来のDCモータの電流過大によるコイル破損の問題に鑑みて、本発明の目的は、DCモータに接続され、DCモータの操作電圧過大を回避することができる、過電圧保護装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明のDCモータの過電圧保護装置は、DCモータの入力電圧の一部を取り出し、この入力電圧の一部が設定値を超えたか否かを判断し、超えた場合、過電圧中断信号を出力し、DCモータに運転を停止させる。
【０００５】
本発明の一実施例のDCモータの過電圧保護装置は、DCモータに並列接続され、分圧回路と制御ユニットとを含む。前記分圧回路は、一端が前記DCモータの入力電圧に接続され、他端が接地する。前記制御ユニットは、前記分圧回路の一部に並列接続され、前記一部の電圧レベルを取り出し、且つ、前記DCモータの作動を制御する。
【０００６】
本発明の別の実施例のDCモータの過電圧保護装置は、第一分圧回路と、第二分圧回路と、制御ユニットと、演算増幅器と、を含む。前記第一分圧回路は、一端が前記DCモータの入力電圧に接続され、他端が接地する。前記第二分圧回路は、一端が基準電圧に接続され、他端が接地する。前記制御ユニットは、前記DCモータの作動を制御する。前記演算増幅器は、非反転入力端が前記第一分圧回路に接続され、反転入力端が前記第二分圧回路に接続され、出力端が前記制御ユニットに接続される。前記DCモータの前記入力電圧が、前記DCモータの定格電圧より大きい場合、前記演算増幅器が、過電圧中断信号を前記制御ユニットに出力し、且つ、前記制御ユニットが、前記DCモータの駆動を停止させる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、第一に、DCモータの過電圧による破損を防ぐことができ、第二に、DCモータの入力電圧が規定値である場合のみ、DCモータを作動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明のDCモータの過電圧保護装置について、最良の実施形態を図面に基づき、詳細に説明する。
【実施例１】
【０００９】
図１に本発明の実施例1のDCモータの過電圧保護装置11の回路配置図を示す。DCモータの過電圧保護装置11は、並列接続方式でDCモータ12に電気的に接続されるため、DCモータ12と同じ入力電圧Vinを有する。本実施例において、過電圧保護装置11の回路は、二つの抵抗111、112により構成される分圧回路と、DCモータ12の駆動状態を制御するための制御ユニット113と、を含む。回路配置について、抵抗111と112は互いに直列接続され、且つ、抵抗112の一端は接地し、抵抗111と112の抵抗値はそれぞれR1、R2である。さらに、制御ユニット113が、抵抗112に並列接続される。
【００１０】
その動作原理については、過電圧保護装置11は、まず抵抗111と112に基づいて二つの電圧レベル(level)、即ち、抵抗111と112の端子電圧V1とV2をそれぞれ取得し、次に、制御ユニット113を利用して抵抗112の端子電圧V2を取り出し、この端子電圧V2を制御ユニット113内に予め設定された基準電圧と比較する。取り出された端子電圧V2が上記基準電圧より低い場合、入力電圧VinがDCモータ12の定格電圧を超えていないことを示し、このとき、制御ユニット113がDCモータ12に対する駆動を継続し、DCモータ12の作動を維持させる。逆に、取り出された端子電圧V2が上記基準電圧より高い場合、入力電圧VinがDCモータ12の定格電圧を超えたことを示し、制御ユニット113が、DCモータ12に対する駆動を停止し、DCモータ12の運転を停止させ、DCモータ12の過電圧状態下における運転を回避させ、DCモータ12の破損を防ぐことができる。
【００１１】
例えば、DCモータ12の定格電圧が12Vであるとき、必要に応じて制御ユニット113内の基準電圧を5Vとし、且つ、抵抗値R1、R2がそれぞれ7Ω、5Ωである抵抗111と112を選択する。ここで、制御ユニット113が取り出した端子電圧V2が5Vより大きい場合、DCモータ12の入力電圧Vinが12Vを超えたことを示し、このとき、制御ユニット113が自動的にDCモータ12に対する駆動を停止する。例えば内蔵のプログラム等によって自動的にDCモータ12のスイッチに対する駆動を停止する。
【００１２】
図2に示すように、本発明の実施例1のDCモータの過電圧保護装置11は、四つの電源スイッチ(power switch)221、222、223及び224を備えたDCモータ22に並列接続され、且つ、マイクロ制御ユニット(micro control unit；MCU)駆動器113aを、上記制御ユニット113とする。この応用例においては、マイクロ制御ユニット駆動器113の四つの出力端子D1、D2、D3及びD4は、それぞれDCモータ12の四つの電源スイッチ221、222、223及び224の駆動を制御する。これらの電源スイッチは、トランジスタでもよい。
【実施例２】
【００１３】
図3に示すように、本発明の実施例2のDCモータの過電圧保護装置21は、並列接続方式でDCモータ32に電気的に接続されるため、DCモータ32と同じ入力電圧Vinを備えている。本実施例において、過電圧保護装置21の回路は、四つの抵抗211、212、213、214と、演算増幅器であるコンパレータ215と、を含む。回路配置について、抵抗211及び212は互いに直列接続されることにより分圧回路を構成し、その抵抗値はそれぞれR1及びR2であり、抵抗213及び214は、互いに直列接続されることにより、別の分圧回路を構成し、その抵抗値はそれぞれR3及びR4である。
【００１４】
その動作原理については、コンパレータ215は、線形領域において作動し、その取り出された抵抗212の分電圧V2を非反転入力端子電圧Vpとし、且つ、取り出された抵抗214の分電圧V4を反転入力端子電圧Vnとする。コンパレータ215の反転入力端子電圧Vnは、主に基準電圧Vref及び抵抗213、214の抵抗値により決定されるため、抵抗213、214及び基準電圧Vrefを適切に選択し、反転入力端子電圧Vnを決定し、それを設定値とすることができる。本実施例において、コンパレータ215は、非反転入力端子電圧Vpと反転入力端子電圧Vnの比較を行ない、VpがVnより大きい場合、入力電圧VinがDCモータ32の定格電圧を超えたことを示す。このとき、コンパレータ215は、過電圧中断信号を制御ユニット216に出力し、制御ユニット216のDCモータ32に対する駆動を停止させる。
【００１５】
例えば、DCモータ32の定格電圧が12Vであるとき、基準電圧Vrefを12Vに設定し、且つ、抵抗値R2とR3が共に5Ω、R1とR4が共に7Ωである抵抗211、212、213、214を選択する。これにより、反転入力端子電圧Vnが5Vとなる。この場合において、コンパレータ215が取り出した非反転入力端子電圧Vpは5Vより大きければ、DCモータ32の入力電圧Vinが12Vを超えたことを示し、このとき、コンパレータ215が過電圧中断信号を制御ユニット216に出力し、制御ユニット216のDCモータ32に対する駆動を停止させ、DCモータ32の過電圧状態における運転を回避させ、DCモータ32の破損を防ぐことができる。
【００１６】
図4に示すように、本発明の実施例2のDCモータの過電圧保護装置21は、二つの電源スイッチ421、422を備えたDCモータ42に並列接続され，且つ、駆動IC 216aを上記制御ユニット216とする。本応用例において、駆動IC 216aの二つの出力端子E1、E2は、それぞれDCモータ42の二つの電源スイッチ421及び422の駆動を制御する。過電圧状態においては、コンパレータ215は過電圧中断信号を駆動IC 216aへ出力し、電源スイッチ421及び422が切られ、DCモータ42の運転が停止される。
【００１７】
なお、上記実施例におけるDCモータの過電圧保護装置は、一般の軸流式ファン及び遠心式ファンに適用できるだけでなく、直流式駆動装置にも適用でき、駆動装置の破損を防ぐことができる。
【００１８】
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳述してきたが、具体的な構成は、この実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、上記DCモータの構造上のその他変化例及び修正例も、すべて本発明に含まれる。よって、本発明は後付する特許請求の範囲により限定される。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例1のDCモータの過電圧保護装置の回路配置図である。
【図２】本発明の実施例1の応用例であるDCモータの過電圧保護装置の回路配置図である。
【図３】本発明の実施例2のDCモータの過電圧保護装置の回路配置図である。
【図４】本発明の実施例2の応用例であるDCモータの過電圧保護装置の回路配置図である。
【符号の説明】
【００２０】
11      過電圧保護装置
111、112      抵抗
113      制御ユニット
113a      マイクロ制御ユニット駆動器
12      DCモータ
21      過電圧保護装置
211、212、213、214      抵抗
215      コンパレータ
216      制御ユニット
216a      駆動IC
22      DCモータ
221、222、223、224      電源スイッチ
32      DCモータ
42      DCモータ
421、422      電源スイッチ
【図１】
2005020985.tif 000003
【図２】
2005020985.tif 000004
【図３】
2005020985.tif 000005
【図４】
2005020985.tif 000006