(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モーターの制御システムであって、前記制御システムは、モーターに電気的に接続され、且つ、前記制御システムと前記モーターは、外部電源の電力を受け、
前記モーターに電気的に接続されたドライバと、
前記外部電源と前記ドライバとの間に電気的に接続され、且つ、外部の制御信号を受けてオンまたはオフになり、それがオンにされた時、前記ドライバが前記外部電源に基づいて前記モーターの運転を起動するスイッチ装置と、を含み、
前記制御信号は、高／低レベル信号、またはパルス幅変調信号であり、
前記スイッチ装置は、第１スイッチ回路と第２スイッチ回路により構成され、前記第１スイッチ回路は、前記外部電源と前記ドライバとの間に電気的に接続され、前記第２スイッチ回路は、前記第１スイッチ回路に電気的に接続され、且つ、前記第２スイッチ回路は、前記制御信号を受け、前記第１スイッチ回路のオンまたはオフを制御し、
前記第２スイッチ回路は、第２スイッチ素子と調節器によって構成され、前記第２スイッチ素子は、前記第１スイッチ回路に電気的に接続され、前記調節器は、前記第２スイッチ素子に電気的に接続されると共に、前記制御信号を受け、前記第２スイッチ素子のオンまたはオフを制御するモーターの制御システム。
【請求項２】
前記ドライバは、単一チップ素子、または集積回路素子である請求項１に記載のモーターの制御システム。
【請求項３】
前記ドライバは、高／低レベル信号、パルス幅変調信号、または前記制御信号によって前記モーターの回転速度を制御する請求項１記載のモーターの制御システム。
【請求項４】
前記スイッチ装置は、前記制御信号のデューティーサイクルが規定値まで上昇または下降した時、前記モーターの運転を停止する前記調節器を含む請求項１に記載のモーターの制御システム。
【請求項５】
前記外部電源と前記モーターとの間は、第１ダイオードが設置され、前記外部電源と前記ドライバとの間は、第２ダイオードが設置される請求項１に記載のモーターの制御システム。
【請求項６】
前記第１スイッチ回路は、第１スイッチ素子と分圧器によって構成され、前記第１スイッチ素子は、前記外部電源と前記ドライバとの間に設置され、前記分圧器は、前記外部電源の電力を受け、前記第１スイッチ素子のオンまたはオフを制御する請求項１に記載のモーターの制御システム。
【請求項７】
前記第１スイッチ素子は、ＰＮＰトランジスタである請求項６に記載のモーターの制御システム。
【請求項８】
前記分圧器は、第１レジスタと第２レジスタとにより構成され、且つ、第１スイッチ素子のベースは、前記第１レジスタと前記第２レジスタとの間に電気的に接続され、前記第１スイッチ素子のエミッタは、前記外部電源に電気的に接続され、前記第１スイッチ素子のコレクタは、前記ドライバに電気的に接続される請求項７に記載のモーターの制御システム。
【請求項９】
前記第２スイッチ素子は、ＮＭＯＳトランジスタである請求項１に記載のモーターの制御システム。
【請求項１０】
前記第２スイッチ素子のドレインは、前記第１スイッチ回路に電気的に接続され、前記第２スイッチ素子のゲートは、前記調節器の一端に電気的に接続され、前記第２スイッチ素子のソースは、前記調節器の他端と、接地端子に電気的に接続される請求項９に記載のモーターの制御システム。
【請求項１１】
前記第２スイッチ回路は、その第１端が前記第２スイッチ素子の前記ゲートに電気的に接続され、その第２端が前記第２スイッチ素子の前記ソースに電気的に接続される第３ダイオードを更に含む請求項１０に記載のモーターの制御システム。
【請求項１２】
前記第２スイッチ回路は、第４ダイオードと、第４レジスタを更に含み、前記第４ダイオードは、前記制御信号を受け、前記第４レジスタは、前記調節器と前記第４ダイオードとの間に電気的に接続される請求項１に記載のモーターの制御システム。
【請求項１３】
前記調節器は、第３レジスタと第１コンデンサの並列接続により構成される請求項１に記載のモーターの制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御システムとそのスイッチ装置に関し、特に、モーターの制御システムとそのスイッチ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１を参照すると、従来の制御システム２は、モーター１に電気的に接続され、外部電源ＶＩＮからの電力を受けてそれに基づいてモーター１の運転を制御することができる。制御システム２は、主に、ドライバ１０と、スイッチ素子Ｓと、フィルタキャパシタＣＳと、第１ダイオードＤ１と、第２ダイオードＤ２と、によって構成される。スイッチ素子Ｓは、外部電源ＶＩＮに電気的に接続され、第１ダイオードＤ１は、スイッチ素子Ｓとモーター１との間に電気的に接続され、第２ダイオードＤ２は、スイッチ素子Ｓに電気的に接続される。ドライバ１０は、第２ダイオードＤ２とモーター１との間に電気的に接続される。フィルタキャパシタＣＳの一端は、第１ダイオードＤ１とモーター１との間に電気的に接続され、もう一端である他端は、接地端子に接続される。スイッチ素子Ｓがオンにされた時、外部電源ＶＩＮは、第１ダイオードＤ１と第２ダイオードＤ２を通して、フィルタキャパシタＣＳとドライバ１０に電力をそれぞれ伝送することができる。フィルタキャパシタＣＳが充電されている時、起動電流をモーター１に提供することができる。ドライバ１０は、外部電源ＶＩＮの起動によって駆動信号をモーター１に発生し、モーター１の運転を起動する。この駆動信号は、パルス幅変調（ＰＷＭ）信号とすることができる。
【０００３】
制御システム２がモーター１を制御して運転を始めた時、以下の現象が頻繁に発生する。スイッチ素子Ｓが仮に、オフ状態からオン状態にされた時、フィルタキャパシタＣＳが通電した瞬間に発生する可能性がある突入電流により、モーター１とフィルタキャパシタＣＳに破損が及ぶため、これを防ぐ必要がある。また、スイッチ素子Ｓが比較的大きな電流の流れを受けられなければならないことから、コスト高となる。
【特許文献１】台湾特許公開２００５−２９５４５号公報（図１Ａ）
【特許文献２】台湾特許登録第５７２４８２号明細書（図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の課題に鑑みて、本発明の目的は、フィルタキャパシタが充放電する間の遷移（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）により突入電流が発生する欠点を考慮する必要がなく、スイッチ素子と全制御システムのコストを削減できるモーターの制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述の目的を達成するために、本発明は、モーターの制御システムを提供する。前記制御システムは、モーターに電気的に接続され、前記制御システムと前記モーターは、外部電源の電力を受ける。前記制御システムは、ドライバとスイッチ装置によって構成される。前記ドライバは、前記モーターに電気的に接続され、前記スイッチ装置は、前記外部電源と前記ドライバの間に直列に電気的に接続される。前記スイッチ装置は、外部の制御信号を受けてオンまたはオフすることができる。前記スイッチ装置がオンにされた時、前記ドライバは、前記外部電源に基づいて前記モーターの運転を起動することができる。また、前記制御信号は、高／低レベル信号、またはパルス幅変調信号である。
【０００６】
上述の目的を達成するために、本発明は、モーターを駆動するドライバに電気的に接続されたスイッチ装置を提供する。前記スイッチ装置と前記モーターは、外部電源の電力を受ける。前記スイッチ装置は、第１スイッチ回路と第２スイッチ回路により構成され、前記第１スイッチ回路は、前記外部電源と前記ドライバとの間に電気的に接続され、前記第２スイッチ回路は、前記第１スイッチ回路に電気的に接続される。前記第２スイッチ回路は、外部の制御信号を受け、前記第１スイッチ回路のオンまたはオフを制御する。前記第１スイッチ回路がオンにされた時、前記ドライバは、前記モーターの駆動を制御する。また、第２スイッチ回路は、第２スイッチ素子と調節器によって構成され、前記第２スイッチ素子は、前記第１スイッチ回路に電気的に接続され、前記調節器は、前記第２スイッチ素子に電気的に接続されると共に、前記制御信号を受け、前記第２スイッチ素子のオンまたはオフを制御する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のモーターの制御システムとそのスイッチ装置に基づくと、スイッチ装置によってドライバのオンまたはオフを制御することで、モーターの運転を制御することができる。モーターが外部電源の電力を受け続けている状態のため、フィルタキャパシタが充放電する間の遷移（ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）により生じる欠点を考慮する必要がない。また、大きな電流の流れを受けなければならないスイッチ素子を省いたことにより、大量生産においてより効果的にコストの削減をすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明に係わる目的、特徴、長所が一層明確に理解されるよう、以下に実施形態を例示し、これらについて添付の図面を参照にしながら、詳細に説明する。
【実施例】
【０００９】
図２と図３を参照すると、ここでは本発明におけるモーターの制御システムの構成概略図を表している。制御システム３は、モーター１に電気的に接続され、且つ、制御システム３とモーター１の両方は、外部電源ＶＩＮの電力を受ける。本実施例では、モーター１は、ＤＣ（直流）ブラシレスモータとすることができ、外部電源ＶＩＮは、電源供給器とすることができる。
【００１０】
図２に示すように、制御システム３は、主に、ドライバ１０とスイッチ装置２０によって構成される。ドライバ１０は、モーター１に電気的に接続され、スイッチ装置２０は、外部電源ＶＩＮとドライバ１０との間に直列に電気的に接続される。
【００１１】
本実施例では、ドライバ１０は、単一チップ素子、または集積回路素子とすることができる。ドライバ１０は、駆動信号を出力し、モーター１の運転を駆動することができる。駆動信号は、高／低レベル信号（方形波）とすることができ、特に本実施例では、ＰＷＭ信号とすることができる。また、こうした高／低レベル信号やＰＷＭ信号、または制御信号によって、ドライバ１０がモーター１の回転速度を制御するようにしてもよい。
【００１２】
本実施例では、スイッチ装置２０が外部の制御信号を受けて、オンまたはオフすることができる。制御信号は、高／低レベル信号で実施することができ、特に本実施例では、ＰＷＭ信号で実施することができる。制御信号がスイッチ装置２０をオンにした時、ドライバ１０は、外部電源ＶＩＮの電力に基づいてモーター１の運転を起動することができる。逆に、制御信号がスイッチ装置２０をオフにした時、ドライバ１０は、外部電源ＶＩＮの入力がないことから、駆動信号を発生してモーター１の運転を駆動することができなくなる。
【００１３】
ここで注意するのは、図２に示す第１ダイオードＤ１と、フィルタキャパシタＣＳと、モーター１と、外部電源ＶＩＮとの間の接続関係は、図１と同じであるため、ここでは省略されるが、第２ダイオードＤ２は、一端が外部電源ＶＩＮと第１ダイオードＤ１の間に電気的に接続され、もう一端である他端がスイッチ装置２０に接続される。
【００１４】
図３を参照すると、スイッチ装置２０は、第１スイッチ回路２１と第２スイッチ回路２２により構成され、第１スイッチ回路２１は、第２ダイオードＤ２とドライバ１０との間に直列に電気的に接続される。第２スイッチ回路２２は、第１スイッチ回路２１と接地端子との間に電気的に接続される。第２スイッチ回路２２は、制御信号を受け、第２スイッチ回路２２がオンにされた時、第１スイッチ回路２１もオンにされ、それによって外部電源ＶＩＮの電力をドライバ１０に入力させる。逆に、第２スイッチ回路２２がオフにされた時、第１スイッチ回路２１もオフにされ、それによってドライバ１０は外部電源ＶＩＮの電力を受けることができなくなる。
【００１５】
図４を参照すると、本発明におけるモーターの制御システムの回路図が示されている。図に示す第１スイッチ回路２１は、主に、第１スイッチ素子Ｑ１と分圧器２１１とによって構成され、第２スイッチ回路２２は、主に、第２スイッチ素子Ｑ２と調節器２２１とによって構成される。
【００１６】
第１スイッチ素子Ｑ１は、第２ダイオードＤ２とドライバ１０との間に電気的に接続され、分圧器２１１は、制御信号を受け、第１スイッチ素子Ｑ１のオンまたはオフを制御する。
【００１７】
本実施例では、第１スイッチ素子Ｑ１は、ＰＮＰトランジスタであり、分圧器２１１は、直列接続された第１レジスタ（抵抗）Ｒ１と第２レジスタＲ２とにより構成される。第１スイッチ素子Ｑ１のコレクタＣは、ドライバ１０に電気的に接続され、第１スイッチ素子Ｑ１のエミッタＥと第１レジスタＲ１は、第２ダイオードＤ２に同時に電気的に接続され、第１スイッチ素子Ｑ１のベースＢは、第１レジスタＲ１と第２レジスタＲ２との間に電気的に接続され、外部電源ＶＩＮの電力を受ける分圧器２１１が分圧した電圧によって、第１スイッチ素子Ｑ１のベースＢを機能させ、第１スイッチ素子Ｑ１をオンにすることができる。
【００１８】
第２スイッチ素子Ｑ２は、第２レジスタＲ２と調節器２２１との間に電気的に接続され、調節器２２１は、制御信号を受け、第２スイッチ素子Ｑ２のオンまたはオフを制御する。
【００１９】
本実施例では、第２スイッチ素子Ｑ２は、ＮＭＯＳトランジスタであり、調節器２２１は、並列接続した第３レジスタＲ３と第１コンデンサＣ１とにより構成される。第２スイッチ素子Ｑ２のドレインＤは、第２レジスタＲ２に電気的に接続され、第２スイッチ素子Ｑ２のソースＳは、前記接地端子に電気的に接続される。第３レジスタＲ３と第１コンデンサＣ１の一端（第１端）は、共に第２スイッチ素子Ｑ２のゲートＧに電気的に接続され、もう一端である他端（第２端）は、共に第２スイッチ素子Ｑ２のソースＳに電気的に接続される。
【００２０】
ここで注意するのは、第３レジスタＲ３の抵抗値と第１コンデンサＣ１の容量値を調整することで、制御信号のデューティーサイクルの正常値（規定値）を決定することができる、ということである。制御信号のデューティーサイクルが規定値まで上昇または下降した時、第２スイッチ素子Ｑ２はオフにされ、それに伴って第１スイッチ素子Ｑ１もオフにされ、ドライバ１０は、外部電源ＶＩＮからの電力を受けることができず、モーター１の運転を停止する。例えば、制御信号がＰＷＭ信号であるならば、使用者は、正常値を２０％のデューティーサイクル（逆入力では、８０％である）に設定することができる。制御信号のデューティーサイクルが２０％より大きい時（逆入力では、８０％より小さい時）、第２スイッチ素子Ｑ２は、オンにされる。制御信号のデューティーサイクルが２０％より小さい時（逆入力では、８０％より大きい時）、第２スイッチ素子Ｑ２は、オフにされる。
【００２１】
図４を参照すると、ここでの第２スイッチ回路２２は、第３ダイオードＤ３と、第４ダイオードＤ４と、第４レジスタＲ４と、を更に含む。第３ダイオードＤ３の一端は、第２スイッチ素子Ｑ２のゲートＧに電気的に接続され、もう一端である他端は、第２スイッチ素子Ｑ２のソースＳに電気的に接続される。第４ダイオードＤ４は、制御信号を受ける。第４レジスタＲ４は、調節器２２１と第４ダイオードＤ４との間に電気的に接続され、第４ダイオードＤ４は、逆流を防ぐことができ、第４レジスタＲ４は、電流制限器として用いることができる。
【００２２】
本発明のモーターの制御システムとそのスイッチ装置に基づくと、スイッチ装置は、制御信号に基づいて外部電源からの電力をドライバに伝送するかどうかを決めることができる。制御信号がスイッチ装置をオンにした時、外部電源の電力がドライバに提供され、モーターの運転を駆動することができる。制御信号がスイッチ装置をオフにした時、外部電源の電力は、ドライバに提供されず、モーターの運転を駆動することができない。ここで注意するのは、モーターとフィルタキャパシタが常に外部電源と接続されていることから、従来技術のような突入電流が発生しない。また、本発明は、大きな電流の流れを受けなければならないスイッチ素子を必要としないことから、より効果的にコストの支出を削減することができ、製造上、より効率を増すことができる。
【００２３】
以上、本発明の好適な実施例を例示したが、これは本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び範囲を逸脱しない限りにおいては、当業者であれば行い得る少々の変更や改良を包含するものである。従って、本発明が保護を請求する範囲は、添付の特許請求の範囲を基準とする。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】従来におけるモーターの制御システムの構成概略図である。
【図２】本発明におけるモーターの制御システムの構成概略図（１）である。
【図３】本発明におけるモーターの制御システムの構成概略図（２）である。
【図４】本発明におけるモーターの制御システムの回路図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  モーター
２，３  制御システム
１０  ドライバ
２０  スイッチ装置
２１  第１スイッチ回路
２２  第２スイッチ回路
２１１  分圧器
２２１  調節器
ＶＩＮ  外部電源
Ｓ  スイッチ
Ｃｓ  フィルタキャパシタ
Ｃ１  第１コンデンサ
Ｄ１  第１ダイオード
Ｄ２  第２ダイオード
Ｄ３  第３ダイオード
Ｄ４  第４ダイオード
Ｒ１  第１レジスタ
Ｒ２  第２レジスタ
Ｒ３  第３レジスタ
Ｒ４  第４レジスタ
Ｑ１  第１スイッチ素子
Ｑ２  第２スイッチ素子
Ｂ  ベース
Ｃ  コレクタ
Ｅ  エミッタ
Ｇ  ゲート
Ｓ  ソース
Ｄ ドレイン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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