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JP2008306838A - Brushless DC motor driving device and ventilation blower equipped with the same - Google Patents

Brushless DC motor driving device and ventilation blower equipped with the same Download PDF

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JP2008306838A
JP2008306838A JP2007151415A JP2007151415A JP2008306838A JP 2008306838 A JP2008306838 A JP 2008306838A JP 2007151415 A JP2007151415 A JP 2007151415A JP 2007151415 A JP2007151415 A JP 2007151415A JP 2008306838 A JP2008306838 A JP 2008306838A
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Japan
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brushless
motor
signal
value
motor driving
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Application number
JP2007151415A
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Japanese (ja)
Inventor
Akiyuki Tawara
章行 田原
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Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
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Publication date
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Abstract

【課題】シロッコファンを搭載した換気送風装置に使用されるブラシレスDCモータ駆動装置において、圧力損失などの静圧変動に対して風量の出過ぎを抑えて、低騒音で効率良く所望の風量を得ることができ、特性を容易に変更できる、低コストなブラシレスDCモータ駆動装置とそれを搭載した換気送風装置を提供することを目的としている。
【解決手段】ブラシレスDCモータ2は、駆動コイル7に流れる電流をピークホールド回路11でアナログ値に変換し、電圧指示手段12に入力し、予め定められた増幅率とオフセット値を加算して駆動制御手段9のPWM通電信号のONデューティ値またはOFFデューティ値を制御する指示信号を生成するため、圧力損失などの静圧変動に対して風量の出過ぎを抑えて、低騒音で効率良く所望の風量を得られる。
【選択図】図2
In a brushless DC motor driving device used in a ventilation blower equipped with a sirocco fan, an excessive amount of air flow is suppressed against static pressure fluctuations such as pressure loss, and a desired air volume is efficiently obtained with low noise. It is an object of the present invention to provide a low-cost brushless DC motor driving device that can easily change characteristics and a ventilation blower equipped with the brushless DC motor driving device.
A brushless DC motor 2 converts a current flowing through a drive coil 7 into an analog value by a peak hold circuit 11 and inputs the analog value to a voltage indicating means 12 to drive by adding a predetermined amplification factor and an offset value. Since an instruction signal for controlling the ON duty value or the OFF duty value of the PWM energization signal of the control means 9 is generated, the desired air volume is efficiently controlled with low noise by suppressing excessive air volume against static pressure fluctuations such as pressure loss. Can be obtained.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、主に天井埋め込み型等の排気用および給気用の換気装置や、送風機、加湿機、除湿機、冷凍機器、空気調和機などのファン駆動用のブラシレスDCモータ駆動装置に関するものである。   The present invention relates to a brushless DC motor driving device for driving a fan such as a blower, a humidifier, a dehumidifier, a refrigerating device, an air conditioner, etc. is there.

近年、換気装置等の電気機器に搭載するファン駆動用の電動機においては、低価格化、高効率化、静音化が強く求められており、誘導電動機では大幅な高効率化は困難であることから、永久磁石を使用したブラシレスDCモータが増えてきている。また、ブラシレスDCモータを搭載することから、換気装置等の風量を可変制御するものも増えてきている。   In recent years, there has been a strong demand for low-price, high-efficiency, and low-noise performance in fan-driven motors mounted on electrical equipment such as ventilators, and it is difficult to achieve significant increases in efficiency with induction motors. The number of brushless DC motors using permanent magnets is increasing. In addition, since a brushless DC motor is mounted, there are an increasing number of devices that variably control the air volume of a ventilation device or the like.

従来、この種のブラシレスDCモータ駆動装置は、特許文献1に開示された構成のものが知られている。   Conventionally, this kind of brushless DC motor driving device has a configuration disclosed in Patent Document 1.

以下、そのブラシレスDCモータ駆動装置について図8を参照しながら説明する。   Hereinafter, the brushless DC motor driving device will be described with reference to FIG.

図に示すように、商用のAC電源を整流する整流部101と、DCモータの2相の駆動コイル102、103と、制御部104と整流部101の間には平滑コンデンサ105を配し、モータ駆動コイル102、103に一方向にのみ電流を流すスイッチング素子106、107と、このスイッチング素子106、107を含め、モータ駆動コイル102、103への通電を制御する制御部104とを備え、整流部101で整流し、平滑コンデンサ105にて平滑された高圧DC電源をモータ駆動コイル102、103に直接供給し、整流平滑後の高圧DC電源を降圧して制御部104に供給するようにした2相半波駆動方式の構成としている。
特開2000−41395号公報
As shown in the figure, a rectifying unit 101 that rectifies a commercial AC power source, two-phase drive coils 102 and 103 of a DC motor, and a smoothing capacitor 105 is arranged between the control unit 104 and the rectifying unit 101, and the motor The rectifying unit includes switching elements 106 and 107 that allow current to flow through the driving coils 102 and 103 only in one direction, and a control unit 104 that controls the energization of the motor driving coils 102 and 103 including the switching elements 106 and 107. A two-phase circuit in which the high-voltage DC power rectified by 101 and smoothed by the smoothing capacitor 105 is directly supplied to the motor drive coils 102 and 103, and the rectified and smoothed high-voltage DC power is stepped down and supplied to the control unit 104. The configuration is a half-wave drive system.
JP 2000-41395 A

このような従来の電動機を搭載した換気送風装置によれば、シロッコファンなど遠心型の換気送風機器に搭載した場合、機器の風量は圧力損失により変化し圧力損失が小さくなると風量が出過ぎて消費電力、騒音の増加や使用者への冷風感(コールドドラフト)を与えるといった課題があり、圧力損失などの静圧変動に対して風量の出過ぎを抑えて、低騒音で効率良く所望の風量を得ることが要求されている。また、搭載する機器に応じた電動機の出力特性を得るために、電動機の巻線仕様や回転子のマグネットの特性を変更したり、制御部の部品を変更したり、または別の制御回路や設定手段を設け、その制御回路または設定手段より出力される指示信号に応じて電動機の特性を変更する方法が一般的であるが、変更が容易でないことから機種数が増え標準化できないために低コスト化できないといった課題があり、これらを改善することが要求されている。   According to the ventilating blower equipped with such a conventional electric motor, when installed in a centrifugal ventilation fan such as a sirocco fan, the air flow of the device changes due to the pressure loss, and if the pressure loss becomes small, the air flow becomes excessive and the power consumption There are problems such as increasing noise and giving the user a feeling of cold wind (cold draft), and it is possible to obtain the desired air volume efficiently with low noise by suppressing excessive air volume against static pressure fluctuations such as pressure loss. Is required. Also, in order to obtain the output characteristics of the motor according to the equipment to be installed, change the winding specifications of the motor and the characteristics of the magnet of the rotor, change the parts of the control unit, or another control circuit or setting Generally, there is a method to change the characteristics of the motor according to the instruction signal output from the control circuit or setting means. However, since the change is not easy, the number of models cannot be increased and standardization is not possible. There is a problem that it cannot be done, and it is required to improve these.

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、圧力損失などの静圧変動に対して風量の出過ぎを抑えて、低騒音で効率良く所望の風量を得ることができ、特性を容易に変更できる、低コストなブラシレスDCモータ駆動装置とそれを搭載した換気送風装置を提供することを目的としている。   The present invention solves such a conventional problem, suppresses excessive air flow against static pressure fluctuations such as pressure loss, and can obtain a desired air flow efficiently with low noise. An object of the present invention is to provide a low-cost brushless DC motor driving device that can be easily changed and a ventilation blower equipped with the brushless DC motor driving device.

また、換気送風装置は、使用者が容易に触れることのできない箇所(例えば天井)に設置される場合が大半を占めており、異物の混入や経年変化による異常時に電動機が故障してロックして発熱したり、使用者が認識し難く汚染空気を換気できないまま放置され健康を害するといった課題があった。   In addition, most ventilation fans are installed in places that cannot be easily touched by the user (for example, the ceiling), and the motor breaks down and locks when there is an abnormality due to foreign matter or aging. There were problems such as heat generation, and the health of the user, which was difficult for the user to recognize and left the contaminated air unvented.

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、設置後に電動機が故障またはロックしても安全性を確保でき、使用者に異常を通知できるブラシレスDCモータ駆動装置とそれを搭載した換気送風装置を提供することを目的としている。   The present invention solves such a conventional problem, and is equipped with a brushless DC motor driving device that can ensure safety even if the motor fails or locks after installation and can notify the user of the abnormality. The object is to provide a ventilation fan.

また、換気送風装置を設置する天井などはスペースが年々縮小化しており、機器の小型化、省スペース化が要求されている。更にはサニタリーゾーンに設置される場合も多く、塵埃や湿度に対する安全性も要求されている。   In addition, the space where the ventilation blower is installed has been reduced in space year by year, and miniaturization of equipment and space saving are required. Furthermore, it is often installed in a sanitary zone, and safety against dust and humidity is also required.

本発明は、このような従来の課題を解決するものであり、外郭および構成要素を絶縁を兼ねたモールド樹脂で一体化して放熱性を高め、小型、低コストで安全性を高めたブラシレスDCモータ駆動装置とそれを搭載した換気送風装置を提供することを目的としている。   The present invention solves such a conventional problem, and a brushless DC motor in which an outer shell and constituent elements are integrated with a mold resin which also serves as an insulation to improve heat dissipation, and is small, low cost and high in safety. An object is to provide a drive device and a ventilation blower equipped with the drive device.

本発明のブラシレスDCモータ駆動装置は上記目的を達成するために、ブラシレスDCモータの磁石回転子の磁極位置を検知する磁極位置検出手段と、複数のスイッチング素子でブリッジ接続されたインバータ回路と、交流電源を直流電源に整流平滑する電圧変換手段と、前記磁極位置検出手段の信号を基に前記電圧変換手段にて生成した電圧を前記インバータ回路を介して前記ブラシレスDCモータに所定の方向と順序で順次PWM通電する駆動制御手段と、前記インバータ回路を介してブラシレスDCモータに流れる電流値を電流値比例電圧信号に変換する電流検出回路と、前記電流検出回路より出力される電圧信号のピーク値をホールドするピークホールド回路と、前記ピークホールド回路によってピークホールドされた値に応じて前記駆動制御手段のPWM通電信号のONデューティ値またはOFFデューティ値を制御する指示信号を出力する電圧指示手段を備え、前記電圧指示手段は、前記ピークホールド回路の信号に予め定められた増幅率で変換し、前記駆動制御手段のPWM通電信号のONデューティ値またはOFFデューティ値を制御する指示信号を生成することを特徴とするブラシレスDCモータ駆動装置としたものである。   In order to achieve the above object, a brushless DC motor driving apparatus according to the present invention includes a magnetic pole position detecting means for detecting a magnetic pole position of a magnet rotor of a brushless DC motor, an inverter circuit bridge-connected with a plurality of switching elements, and an AC Voltage conversion means for rectifying and smoothing the power supply to a DC power supply, and the voltage generated by the voltage conversion means based on the signal from the magnetic pole position detection means to the brushless DC motor via the inverter circuit in a predetermined direction and order. Drive control means for sequentially energizing PWM, a current detection circuit for converting a current value flowing through the brushless DC motor through the inverter circuit into a current value proportional voltage signal, and a peak value of the voltage signal output from the current detection circuit The peak hold circuit to hold, and the value depending on the value peak-held by the peak hold circuit Voltage instruction means for outputting an instruction signal for controlling the ON duty value or the OFF duty value of the PWM energization signal of the drive control means is provided, and the voltage instruction means converts the signal of the peak hold circuit at a predetermined amplification factor. Then, the brushless DC motor driving device is characterized in that it generates an instruction signal for controlling the ON duty value or the OFF duty value of the PWM energization signal of the drive control means.

この手段により、ブラシレスDCモータの出力、即ち電流値に応じてPWM通電信号のONデューティ値またはOFFデューティ値を制御するため、圧力損失などの静圧変動に対して風量の出過ぎを抑えて、低騒音で効率良く所望の風量を得られる。   By this means, the ON duty value or the OFF duty value of the PWM energization signal is controlled according to the output of the brushless DC motor, that is, the current value. A desired air volume can be obtained efficiently with noise.

また、他の手段は、電圧指示手段は、前記ピークホールド回路の信号に予め定められた増幅率とオフセットで変換し、前記駆動制御手段のPWM通電信号のONデューティ値またはOFFデューティ値を制御する指示信号を生成することを特徴とする請求項1記載のブラシレスDCモータ駆動装置としたものである。   In another means, the voltage instruction means converts the signal of the peak hold circuit into a predetermined gain and offset, and controls the ON duty value or the OFF duty value of the PWM energization signal of the drive control means. 2. The brushless DC motor driving apparatus according to claim 1, wherein the instruction signal is generated.

この手段により、ブラシレスDCモータの出力、即ち電流値に応じてPWM通電信号のONデューティ値またはOFFデューティ値を制御するため、圧力損失などの静圧変動に対して風量の出過ぎを抑えて、低騒音で効率良く所望の風量を得られる。   By this means, the ON duty value or the OFF duty value of the PWM energization signal is controlled according to the output of the brushless DC motor, that is, the current value. A desired air volume can be obtained efficiently with noise.

また、他の手段は、電圧指示手段は、増幅率とオフセットを可変する調整手段を備えたことを特徴とする請求項2記載のブラシレスDCモータ駆動装置としたものである。   The other means is the brushless DC motor driving apparatus according to claim 2, characterized in that the voltage instruction means comprises an adjusting means for varying the amplification factor and the offset.

この手段により、ブラシレスDCモータの出力、即ち電流値に応じてPWM通電信号のONデューティ値またはOFFデューティ値を制御するとともに任意に調整できるため、特性を容易に変更でき、低コストで、圧力損失などの静圧変動に対して風量の出過ぎを抑えて、低騒音で効率良く所望の風量を得ることができる。   By this means, the ON duty value or OFF duty value of the PWM energization signal can be controlled and arbitrarily adjusted according to the output of the brushless DC motor, that is, the current value, so that the characteristics can be easily changed, and the pressure loss can be reduced at low cost. It is possible to obtain a desired air volume efficiently with low noise by suppressing excessive air volume against static pressure fluctuations.

また、他の手段は、調整手段は、可変抵抗などの抵抗体であることを特徴とする請求項3記載のブラシレスDCモータ駆動装置としたものである。   The other means is the brushless DC motor driving apparatus according to claim 3, wherein the adjusting means is a resistor such as a variable resistor.

この手段により、ブラシレスDCモータの出力、即ち電流値に応じてPWM通電信号のONデューティ値またはOFFデューティ値を制御するとともに抵抗により任意に調整できるため、特性を容易に変更でき、低コストで、圧力損失などの静圧変動に対して風量の出過ぎを抑えて、低騒音で効率良く所望の風量を得ることができる。   By this means, the ON duty value or OFF duty value of the PWM energization signal is controlled according to the output of the brushless DC motor, that is, the current value, and can be arbitrarily adjusted by the resistance, so that the characteristics can be easily changed, at low cost, It is possible to obtain a desired air volume efficiently with low noise by suppressing an excessive air volume against a static pressure fluctuation such as pressure loss.

また、他の手段は、電圧指示手段は、前記ピークホールド回路の信号が予め定められた閲値を超えた場合、前記駆動制御手段のPWM通電信号のONデューティ値またはOFFデューティ値を制御する指示信号を制限することを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載のブラシレスDCモータ駆動装置としたものである。   Another means is that the voltage instruction means controls the ON duty value or the OFF duty value of the PWM energization signal of the drive control means when the signal of the peak hold circuit exceeds a predetermined value. 5. The brushless DC motor driving apparatus according to claim 1, wherein the signal is limited.

この手段により、ブラシレスDCモータの出力、即ち電流値が予め定められた閲値を超えた場合、PWM通電信号のONデューティを制限してDCモータの出力を制限するため、設置後に電動機が故障しても安全性を確保することができる。   By this means, when the output of the brushless DC motor, that is, the current value exceeds a predetermined value, the ON duty of the PWM energization signal is limited to limit the output of the DC motor. However, safety can be ensured.

また、他の手段は、電圧指示手段は、前記ピークホールド回路の信号が予め定められた閲値を超えた場合、前記駆動制御手段のPWM通電信号のONデューティ値またはOFFデューティ値を制御する指示信号をゼロとし、前記ブラシレスDCモータを停止させることを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載のブラシレスDCモータ駆動装置としたものである。   Another means is that the voltage instruction means controls the ON duty value or the OFF duty value of the PWM energization signal of the drive control means when the signal of the peak hold circuit exceeds a predetermined value. The brushless DC motor driving device according to any one of claims 1 to 5, wherein a signal is set to zero and the brushless DC motor is stopped.

この手段により、ブラシレスDCモータの出力、即ち電流値が予め定められた閲値を超えた場合、PWM通電信号のONデューティをゼロにしてDCモータを停止させ異常信号を出力するため、設置後に電動機が故障またはロックしても安全性を確保できる。   By this means, when the output of the brushless DC motor, that is, the current value exceeds a predetermined value, the ON duty of the PWM energization signal is set to zero to stop the DC motor and output an abnormal signal. Even if it breaks down or locks, safety can be ensured.

また、他の手段は、電圧指示手段は、前記ピークホールド回路の信号が予め定められた閲値を超えた場合、前記駆動制御手段のPWM通電信号のONデューティ値またはOFFデューティ値を制御する指示信号をゼロとし、前記ブラシレスDCモータを停止させるとともに、異常信号を出力することを特徴とする請求項6記載のブラシレスDCモータ駆動装置としたものである。   Another means is that the voltage instruction means controls the ON duty value or the OFF duty value of the PWM energization signal of the drive control means when the signal of the peak hold circuit exceeds a predetermined value. 7. The brushless DC motor driving apparatus according to claim 6, wherein a signal is set to zero, the brushless DC motor is stopped, and an abnormal signal is output.

この手段により、ブラシレスDCモータの出力、即ち電流値が予め定められた閲値を超えた場合、PWM通電信号のONデューティをゼロにしてDCモータを停止させ異常信号を出力するため、設置後に電動機が故障またはロックしても安全性を確保でき、使用者に異常を通知できる。   By this means, when the output of the brushless DC motor, that is, the current value exceeds a predetermined value, the ON duty of the PWM energization signal is set to zero to stop the DC motor and output an abnormal signal. Even if the device breaks down or locks, safety can be ensured and the user can be notified of the abnormality.

また、他の手段は、駆動制御手段のPWM通電信号は、前記ブラシレスDCモータに流れる電流が略正弦波状となる様に出力することを特徴とする請求項1〜7の何れかに記載のブラシレスDCモータ駆動装置としたものである。   Further, the other means outputs the PWM energization signal of the drive control means so that the current flowing through the brushless DC motor has a substantially sine wave shape. This is a DC motor driving device.

この手段により、特性を容易に変更でき、低コストで、圧力損失などの静圧変動に対して風量の出過ぎを抑えて、低騒音で効率良く所望の風量を得ることができ、設置後に電動機が故障またはロックしても安全性を確保でき、使用者に異常を通知できる。   By this means, the characteristics can be easily changed, and the desired air volume can be obtained efficiently with low noise by suppressing the excessive air volume against static pressure fluctuations such as pressure loss at low cost. Even if it breaks down or locks, safety can be ensured and the user can be notified of the abnormality.

また、他の手段は、ブラシレスDCモータ駆動装置の少なくとも前記磁極位置検出手段と前記インバータ回路とを前記ブラシレスDCモータに内蔵していることを特徴とする請求項1〜8の何れかに記載のブラシレスDCモータ駆動装置としたものである。   The other means includes at least the magnetic pole position detecting means and the inverter circuit of a brushless DC motor driving device built in the brushless DC motor. This is a brushless DC motor driving device.

この手段により、外郭および構成要素を一体化するため、小型、低コスト化することができる。   By this means, the outer shell and the components are integrated, so that the size and cost can be reduced.

また、他の手段は、ブラシレスDCモータ駆動装置を絶縁を兼ねたモールド樹脂で前記ブラシレスDCモータと一体化して内蔵したことを特徴とする請求項9記載のブラシレスDCモータ駆動装置としたものである。   The other means is the brushless DC motor driving device according to claim 9, wherein the brushless DC motor driving device is integrated with the brushless DC motor with a mold resin also serving as insulation. .

この手段により、外郭および構成要素を絶縁を兼ねたモールド樹脂で一体化するため、インバータ回路などのパワー部品の放熱性を高め、小型、低コストで安全性を高めることができる。   By this means, since the outer shell and the constituent elements are integrated with a mold resin that also serves as an insulation, heat dissipation of power components such as an inverter circuit can be improved, and safety can be improved in a small size and at low cost.

また、他の手段は、ブラシレスDCモータ駆動装置とブラシレスDCモータとファンとケーシングを備えた換気送風装置としたものである。   Another means is a ventilation blower including a brushless DC motor driving device, a brushless DC motor, a fan, and a casing.

この手段により、特性を容易に変更でき、低コストで、圧力損失などの静圧変動に対して風量の出過ぎを抑えて、低騒音で効率良く所望の風量を得ることができ、設置後に電動機が故障またはロックしても安全性を確保でき、使用者に異常を通知でき、小型、低コストで安全性を高めたブラシレスDCモータ駆動装置を搭載した換気送風装置を得ることができる。   By this means, the characteristics can be easily changed, and the desired air volume can be obtained efficiently with low noise by suppressing the excessive air volume against static pressure fluctuations such as pressure loss at low cost. Even if it breaks down or locks, safety can be ensured, a user can be notified of an abnormality, and a ventilation blower equipped with a brushless DC motor drive device that is small, low cost, and high in safety can be obtained.

また、他の手段は、換気送風装置送風ファンは、遠心型ファンを備えた換気送風装置としたものである。   Another means is that the ventilation fan is a ventilation fan provided with a centrifugal fan.

この手段により、特性を容易に変更でき、低コストで、圧力損失などの静圧変動に対して風量の出過ぎを抑えて、低騒音で効率良く所望の風量を得ることができ、設置後に電動機が故障またはロックしても安全性を確保でき、使用者に異常を通知でき、小型、低コストで安全性を高めたブラシレスDCモータ駆動装置を搭載した換気送風装置を得ることができる。   By this means, the characteristics can be easily changed, and the desired air volume can be obtained efficiently with low noise by suppressing the excessive air volume against static pressure fluctuations such as pressure loss at low cost. Even if it breaks down or locks, safety can be ensured, a user can be notified of an abnormality, and a ventilation blower equipped with a brushless DC motor drive device that is small, low cost, and high in safety can be obtained.

本発明によれば、圧力損失などの静圧変動に対して風量の出過ぎを抑えて、低騒音で効率良く所望の風量を得ることができ、特性を容易に変更できる、低コストなブラシレスDCモータ駆動装置とそれを搭載した換気送風装置を提供できる。   According to the present invention, a low-cost brushless DC motor that can suppress the excessive air volume against static pressure fluctuations such as pressure loss, can efficiently obtain a desired air volume with low noise, and can easily change characteristics. A drive device and a ventilation blower equipped with the drive device can be provided.

また、設置後に電動機が故障またはロックしても安全性を確保でき、使用者に異常を通知可能なブラシレスDCモータ駆動装置とそれを搭載した換気送風装置を提供できる。   In addition, it is possible to provide a brushless DC motor driving device that can ensure safety even if the electric motor fails or locks after installation and can notify the user of an abnormality, and a ventilation blower equipped with the brushless DC motor driving device.

また、放熱性を高め、小型、低コストで安全性を高めたブラシレスDCモータ駆動装置とそれを搭載した換気送風装置を提供できる。   Further, it is possible to provide a brushless DC motor driving device with improved heat dissipation, small size, low cost and increased safety, and a ventilation blower equipped with the brushless DC motor driving device.

本発明の請求項1記載の発明は、ブラシレスDCモータの磁石回転子の磁極位置を検知する磁極位置検出手段と、複数のスイッチング素子でブリッジ接続されたインバータ回路と、交流電源を直流電源に整流平滑する電圧変換手段と、前記磁極位置検出手段の信号を基に前記電圧変換手段にて生成した電圧を前記インバータ回路を介して前記ブラシレスDCモータに所定の方向と順序で順次PWM通電する駆動制御手段と、前記インバータ回路を介してブラシレスDCモータに流れる電流値を電流値比例電圧信号に変換する電流検出回路と、前記電流検出回路より出力される電圧信号のピーク値をホールドするピークホールド回路と、前記ピークホールド回路によってピークホールドされた値に応じて前記駆動制御手段のPWM通電信号のONデューティ値またはOFFデューティ値を制御する指示信号を出力する電圧指示手段を備え、前記電圧指示手段は、前記ピークホールド回路の信号に予め定められた増幅率で変換し、前記駆動制御手段のPWM通電信号のONデューティ値またはOFFデューティ値を制御する指示信号を生成することを特徴とするブラシレスDCモータ駆動装置としたものであり、ブラシレスDCモータの出力、即ち電流値に応じてPWM通電信号のONデューティ値またはOFFデューティ値を制御するため、圧力損失などの静圧変動に対して風量の出過ぎを抑えて、低騒音で効率良く所望の風量を得られるという作用を有する。   According to a first aspect of the present invention, a magnetic pole position detecting means for detecting a magnetic pole position of a magnet rotor of a brushless DC motor, an inverter circuit bridge-connected by a plurality of switching elements, and an AC power supply rectified to a DC power supply Voltage conversion means for smoothing, and drive control for sequentially energizing the brushless DC motor in a predetermined direction and order via the inverter circuit with the voltage generated by the voltage conversion means based on the signal of the magnetic pole position detection means Means, a current detection circuit for converting a current value flowing through the brushless DC motor through the inverter circuit into a current value proportional voltage signal, and a peak hold circuit for holding a peak value of the voltage signal output from the current detection circuit; , O of the PWM energization signal of the drive control means according to the value peak-held by the peak hold circuit Voltage indicating means for outputting an instruction signal for controlling the duty value or the OFF duty value is provided, the voltage indicating means converts the signal of the peak hold circuit into a signal with a predetermined amplification factor, and PWM energization of the drive control means The brushless DC motor driving device is characterized by generating an instruction signal for controlling the ON duty value or the OFF duty value of the signal. The PWM energization signal is turned on according to the output of the brushless DC motor, that is, the current value. Since the duty value or the OFF duty value is controlled, it has an effect that the desired air volume can be obtained efficiently with low noise by suppressing excessive air volume against static pressure fluctuations such as pressure loss.

また、前記電圧指示手段は、前記ピークホールド回路の信号に予め定められた増幅率とオフセットで変換し、前記駆動制御手段のPWM通電信号のONデューティ値またはOFFデューティ値を制御する指示信号を生成することを特徴とする請求項1記載のブラシレスDCモータ駆動装置としたものであり、ブラシレスDCモータの出力、即ち電流値に応じてPWM通電信号のONデューティ値またはOFFデューティ値を制御するため、圧力損失などの静圧変動に対して風量の出過ぎを抑えて、低騒音で効率良く所望の風量を得られるという作用を有する。   The voltage instruction means converts the signal of the peak hold circuit into a predetermined amplification factor and offset, and generates an instruction signal for controlling the ON duty value or the OFF duty value of the PWM energization signal of the drive control means. The brushless DC motor driving device according to claim 1, wherein the ON duty value or the OFF duty value of the PWM energization signal is controlled according to the output of the brushless DC motor, that is, the current value. It has the effect of suppressing the excessive air volume against static pressure fluctuations such as pressure loss and obtaining a desired air volume efficiently with low noise.

また、前記電圧指示手段は、増幅率とオフセットを可変する調整手段を備えたことを特徴とする請求項2記載のブラシレスDCモータ駆動装置としたものであり、ブラシレスDCモータの出力、即ち電流値に応じてPWM通電信号のONデューティ値またはOFFデューティ値を制御するとともに任意に調整できるため、特性を容易に変更でき、低コストで、圧力損失などの静圧変動に対して風量の出過ぎを抑えて、低騒音で効率良く所望の風量を得ることができるという作用を有する。   3. The brushless DC motor driving apparatus according to claim 2, wherein the voltage indicating means includes an adjusting means for changing an amplification factor and an offset. Since the ON duty value or OFF duty value of the PWM energization signal can be controlled and adjusted arbitrarily according to the characteristics, the characteristics can be easily changed, and the excessive air flow is suppressed at low cost against static pressure fluctuations such as pressure loss. Thus, the desired air volume can be obtained efficiently with low noise.

また、前記調整手段は、可変抵抗などの抵抗体であることを特徴とする請求項3記載のブラシレスDCモータ駆動装置としたものであり、ブラシレスDCモータの出力、即ち電流値に応じてPWM通電信号のONデューティ値またはOFFデューティ値を制御するとともに任意に調整できるため、特性を容易に変更でき、低コストで、圧力損失などの静圧変動に対して風量の出過ぎを抑えて、低騒音で効率良く所望の風量を得ることができるという作用を有する。   4. The brushless DC motor driving apparatus according to claim 3, wherein the adjusting means is a resistor such as a variable resistor, and PWM energization is performed according to an output of the brushless DC motor, that is, a current value. Since the ON duty value or OFF duty value of the signal can be controlled and adjusted arbitrarily, the characteristics can be easily changed, and at low cost, excessive air flow is suppressed against static pressure fluctuations such as pressure loss, and low noise is achieved. It has the effect that a desired air volume can be obtained efficiently.

また、電圧指示手段は、前記ピークホールド回路の信号が予め定められた閲値を超えた場合、前記駆動制御手段のPWM通電信号のONデューティ値またはOFFデューティ値を制御する指示信号を制限することを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載のブラシレスDCモータ駆動装置としたものであり、ブラシレスDCモータの出力、即ち電流値が予め定められた閲値を超えた場合、PWM通電信号のONデューティを制限してDCモータの出力を制限するため、設置後に電動機が故障しても安全性を確保することができるという作用を有する。   The voltage instruction means limits the instruction signal for controlling the ON duty value or the OFF duty value of the PWM energization signal of the drive control means when the signal of the peak hold circuit exceeds a predetermined value. 5. A brushless DC motor driving device according to claim 1, wherein when the output of the brushless DC motor, that is, the current value exceeds a predetermined value, a PWM energization signal is provided. Since the output of the DC motor is limited by limiting the ON duty of the motor, it has the effect that safety can be ensured even if the motor fails after installation.

また、前記電圧指示手段は、前記ピークホールド回路の信号が予め定められた閲値を超えた場合、前記駆動制御手段のPWM通電信号のONデューティ値またはOFFデューティ値を制御する指示信号をゼロとし、前記ブラシレスDCモータを停止させることを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載のブラシレスDCモータ駆動装置としたものであり、ブラシレスDCモータの出力、即ち電流値が予め定められた閲値を超えた場合、PWM通電信号のONデューティをゼロにしてDCモータを停止させ異常信号を出力するため、設置後に電動機が故障またはロックしても安全性を確保することができるという作用を有する。   Further, the voltage instruction means sets the instruction signal for controlling the ON duty value or the OFF duty value of the PWM energization signal of the drive control means to zero when the signal of the peak hold circuit exceeds a predetermined value. 6. The brushless DC motor driving device according to claim 1, wherein the brushless DC motor is stopped, and the output of the brushless DC motor, that is, the current value is predetermined. If the value exceeds the value, the ON duty of the PWM energization signal is set to zero and the DC motor is stopped and an abnormal signal is output. Therefore, safety can be ensured even if the motor fails or locks after installation. .

また、前記電圧指示手段は、前記ピークホールド回路の信号が予め定められた閲値を超えた場合、前記駆動制御手段のPWM通電信号のONデューティ値またはOFFデューティ値を制御する指示信号をゼロとし、前記ブラシレスDCモータを停止させるとともに、異常信号を出力することを特徴とする請求項6記載のブラシレスDCモータ駆動装置としたものであり、設置後に電動機が故障またはロックしても安全性を確保することができるという作用を有する。   Further, the voltage instruction means sets the instruction signal for controlling the ON duty value or the OFF duty value of the PWM energization signal of the drive control means to zero when the signal of the peak hold circuit exceeds a predetermined value. 7. The brushless DC motor driving device according to claim 6, wherein the brushless DC motor is stopped and an abnormal signal is output, and safety is ensured even if the electric motor fails or locks after installation. It has the effect of being able to.

また、前記駆動制御手段のPWM通電信号は、前記ブラシレスDCモータに流れる電流が略正弦波状となる様に出力することを特徴とする請求項1〜7の何れかに記載のブラシレスDCモータ駆動装置としたものであり、ブラシレスDCモータに流れる電流が略正弦波状となる様に出力することにより、静音駆動することができることとなる。   8. The brushless DC motor driving apparatus according to claim 1, wherein the PWM energization signal of the drive control means is output so that a current flowing through the brushless DC motor is substantially sinusoidal. By outputting so that the current flowing through the brushless DC motor is substantially sinusoidal, it can be driven silently.

また、前記ブラシレスDCモータ駆動装置の少なくとも前記磁極位置検出手段と前記インバータ回路とを前記ブラシレスDCモータに内蔵していることを特徴とする請求項1〜8の何れかに記載のブラシレスDCモータ駆動装置としたものであり、外郭および構成要素を絶縁を兼ねたモールド樹脂で一体化するため、インバータ回路などのパワー部品の放熱性を高め、小型、低コストで安全性を高めることができるという作用を有する。   9. The brushless DC motor drive according to claim 1, wherein at least the magnetic pole position detecting means and the inverter circuit of the brushless DC motor driving device are built in the brushless DC motor. This is a device, and the outer shell and components are integrated with a mold resin that also serves as an insulation. Therefore, the heat dissipation of power components such as inverter circuits can be improved, and the safety can be improved at a small size and low cost. Have

また、前記ブラシレスDCモータ駆動装置を絶縁を兼ねたモールド樹脂で前記ブラシレスDCモータと一体化して内蔵したことを特徴とする請求項9記載のブラシレスDCモータ駆動装置としたものであり、絶縁を兼ねたモールド樹脂で前記ブラシレスDCモータと一体化して内蔵したことにより、絶縁と放熱を兼ね、小型化ができることとなる。   10. The brushless DC motor driving device according to claim 9, wherein the brushless DC motor driving device is integrated with the brushless DC motor with a molding resin that also serves as an insulation, and is also incorporated. By integrating and integrating the brushless DC motor with the mold resin, both insulation and heat dissipation can be achieved and downsizing can be achieved.

また、請求項1〜10の何れかに記載のブラシレスDCモータ駆動装置とブラシレスDCモータとファンとケーシングを備え、前記ケーシング内に前記ファンを備え、前記ブラシレスDCモータ駆動装置により前記モータを駆動し、前記モータ駆動により前記ファンを作動させて換気あるいは送風を行う換気送風装置としたものであり、効率的に換気、あるいは送風を行うことができるものである。   The brushless DC motor driving device according to any one of claims 1 to 10, a brushless DC motor, a fan, and a casing are provided, the fan is provided in the casing, and the motor is driven by the brushless DC motor driving device. The fan is operated to drive the fan to ventilate or ventilate the ventilation fan, and can ventilate or blow air efficiently.

また、ファンとして、遠心型ファンであることを特徴とする請求項11記載の換気送風装置としたものであり、効率的に換気、あるいは送風を行うことができるものである。   In addition, the fan is a centrifugal fan, and is a ventilating air blower according to claim 11, which can efficiently ventilate or blow air.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(実施の形態1)
図1は、本発明のブラシレスDCモータを用いた換気送風機の構造外観図である。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an external view of the structure of a ventilation fan using the brushless DC motor of the present invention.

図1(a)は、換気送風装置の構造外観図の側面図、図1(b)は、換気送風装置の構造外観図の下面図、図1(c)は、換気送風装置の構造外観図の正面図である。   1A is a side view of the structural external view of the ventilation blower, FIG. 1B is a bottom view of the structural external view of the ventilation blower, and FIG. 1C is a structural external view of the ventilation blower. FIG.

ケーシング1にブラシレスDCモータ2を取り付け、ブラシレスDCモータ2の回転軸に送風ファン3を取り付けた構造であり、この換気送風装置を天井に取り付け、ブラシレスDCモータ2に駆動装置を接続し、遠心型の送風ファン3を回転させて室内空気を吸気または排気して室内の換気を行う。   The brushless DC motor 2 is attached to the casing 1 and the blower fan 3 is attached to the rotating shaft of the brushless DC motor 2. The ventilation blower is attached to the ceiling, and the drive device is connected to the brushless DC motor 2. The ventilation fan 3 is rotated to intake or exhaust indoor air to ventilate the room.

図2は、本発明のブラシレスDCモータ駆動装置の電気回路の一例を示す図である。ブラシレスDCモータ2の磁石回転子4は、N極とS極の1ペアを複数配置した回転子であり、各極の磁束密度は正弦波状に着磁されている。磁極位置検出手段5は、磁石回転子4のN極からS極またはS極からN極への変化を電気的なHまたはLの信号に変換するホールICである。インバータ回路6を構成するパワースイッチング素子は、トランジスタ、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)やIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等でブリッジ接続され、ブラシレスDCモータ2の固定子の駆動コイル7に接続されている。   FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an electric circuit of the brushless DC motor driving device of the present invention. The magnet rotor 4 of the brushless DC motor 2 is a rotor in which a plurality of pairs of N poles and S poles are arranged, and the magnetic flux density of each pole is magnetized in a sine wave shape. The magnetic pole position detection means 5 is a Hall IC that converts the change of the magnet rotor 4 from the N pole to the S pole or from the S pole to the N pole into an electrical H or L signal. A power switching element constituting the inverter circuit 6 is bridge-connected by a transistor, a MOSFET (Metal Oxide Field Effect Transistor), an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), or the like, and is connected to the stator driving coil 7 of the brushless DC motor 2. ing.

電圧変換手段8は、交流電源を全波または半波整流するダイオードブリッジと整流された脈流状の電圧を平滑するコンデンサで構成されると共に駆動制御手段9の電源電圧を生成するコンバータで構成されている。駆動制御手段9は、汎用のモノリシックIC、マイクロコンピュータ、PLD(プログラマブルロジックデバイス)やDSP(ディジタルシグナルプロセッサ)で、磁極位置検出手段5の出力信号に応じて二相間の駆動コイル7に正弦波状の平均電圧となるPWM通電信号を生成、出力する二相変調方式を採用している。   The voltage conversion means 8 is composed of a diode bridge for full-wave or half-wave rectification of the AC power supply and a capacitor for smoothing the rectified pulsating voltage and a converter for generating the power supply voltage of the drive control means 9. ing. The drive control means 9 is a general-purpose monolithic IC, microcomputer, PLD (programmable logic device) or DSP (digital signal processor), and a sinusoidal drive coil 7 is applied to the drive coil 7 between the two phases according to the output signal of the magnetic pole position detection means 5. A two-phase modulation method that generates and outputs a PWM energization signal that is an average voltage is employed.

略正弦波状の平均電圧となるPWM通電信号を生成、出力することにより、ブラシレスDCモータに流れる電流が略正弦波状になることとなる。電流検出回路10は、低抵抗でインバータ回路6を介して駆動コイル7に流れる電流を電圧に変換する。   By generating and outputting a PWM energization signal having a substantially sinusoidal average voltage, the current flowing through the brushless DC motor becomes substantially sinusoidal. The current detection circuit 10 converts a current flowing through the drive coil 7 through the inverter circuit 6 into a voltage with a low resistance.

ピークホールド回路11は、コンデンサやオペアンプなどで構成される周知の回路であり、電流検出回路10のPWMパルス電圧のピークレベルを保持してパルス電圧をアナログ値に変換する。図3は、電圧指示手段12の一例で、オペアンプなどで構成される周知の回路、同相増幅回路13と加算回路14の組合せで構成され、ピークホールド回路11のアナログ電圧を増幅して加算(オフセット)して変換し、駆動制御手段9に出力される。ここで、増幅率と加算する電圧(オフセット)を決定する調整手段は、可変抵抗15,16で構成されている。制限回路17は、ピークホールド回路11より出力される信号が予め定められた値以上で制限するツェナーダイオードなどの素子で、異常検出回路18は、コンパレータやトランジスタなどのスイッチ素子などで構成され、ピークホールド回路11より出力される信号が予め定められた値、即ち閲値を超えた場合、電圧指示手段12の出力をゼロにすると共に、異常信号を出力する。   The peak hold circuit 11 is a well-known circuit composed of a capacitor, an operational amplifier, etc., and holds the peak level of the PWM pulse voltage of the current detection circuit 10 and converts the pulse voltage into an analog value. FIG. 3 shows an example of the voltage instruction means 12, which is composed of a well-known circuit composed of an operational amplifier or the like, a combination of an in-phase amplifier circuit 13 and an adder circuit 14. ) And converted and output to the drive control means 9. Here, the adjusting means for determining the amplification factor and the voltage (offset) to be added is composed of variable resistors 15 and 16. The limit circuit 17 is an element such as a Zener diode that limits a signal output from the peak hold circuit 11 to a predetermined value or more, and the abnormality detection circuit 18 is configured by a switch element such as a comparator or a transistor. When the signal output from the hold circuit 11 exceeds a predetermined value, that is, the threshold value, the output of the voltage indicating means 12 is set to zero and an abnormal signal is output.

上記構成において、磁極位置検出手段5の信号に基づいてインバータ回路6を介して所定の順序で駆動コイル7に流れる様に駆動制御手段9が制御してブラシレスDCモータ2を運転する。例えば、120度通電であれば、3つのホールICをHu,Hv,Hw,駆動コイル7の各相をU,V,Wとして、(Hu,Hv,Hw)=(H,H,L)の時、(U,V,W)=(OFF,L,H),(Hu,Hv,Hw)=(L,H,L)の時、(U,V,W)=(H,L,OFF),(Hu,Hv,Hw)=(L,H,H)の時、(U,V,W)=(H,OFF,L)の様に所定の方向と順所でインバータ回路6のパワースイッチング素子をON/OFFする。ここで例えば駆動コイル7のH信号はPWM通電である。駆動コイル7に流れる電流はインバータ回路6を介して電流検出回路10に入力され電流値に応じた電圧に変換されピークホールド回路11に入力される。   In the above configuration, the drive control means 9 controls the brushless DC motor 2 to flow through the drive coil 7 in a predetermined order via the inverter circuit 6 based on the signal from the magnetic pole position detection means 5. For example, if the current is 120 degrees, the three Hall ICs are Hu, Hv, Hw, the phases of the drive coil 7 are U, V, W, and (Hu, Hv, Hw) = (H, H, L). When (U, V, W) = (OFF, L, H), (Hu, Hv, Hw) = (L, H, L), (U, V, W) = (H, L, OFF) ), (Hu, Hv, Hw) = (L, H, H), the power of the inverter circuit 6 in a predetermined direction and place as in (U, V, W) = (H, OFF, L) Turn the switching element ON / OFF. Here, for example, the H signal of the drive coil 7 is PWM energization. The current flowing through the drive coil 7 is input to the current detection circuit 10 via the inverter circuit 6, converted into a voltage corresponding to the current value, and input to the peak hold circuit 11.

ピークホールド回路11は、PWMパルス電圧のピークレベル、例えば0.5V程度を保持してアナログ値に変換し、電圧指示手段12に入力される。電圧指示手段12に入力された信号は、同相増幅回路13で予め定められた増幅率、例えば4倍に変換され、加算回路14で予め定められたオフセット値、例えば1Vを加算して駆動制御手段9のPWM通電信号のONデューティ値またはOFFデューティ値を制御する指示信号を生成する。例えば、3Vの指示信号となり、5Vで100%デューティであれば、60%のONデューティとなる。   The peak hold circuit 11 holds the peak level of the PWM pulse voltage, for example, about 0.5 V, converts it to an analog value, and inputs it to the voltage instruction means 12. The signal input to the voltage instruction means 12 is converted into a predetermined amplification factor, for example, four times by the in-phase amplifier circuit 13, and a predetermined offset value, for example, 1V is added by the adder circuit 14 to drive control means. An instruction signal for controlling the ON duty value or the OFF duty value of the PWM energization signal 9 is generated. For example, if the instruction signal is 3V and the duty is 5% and 100% duty, the ON duty is 60%.

ここで、図4は、電流検出回路10、ピークホールド回路11と電圧指示手段12の関係、図5は、電圧指示手段12の信号と駆動制御手段9のPWM通電信号の関係を示したものである。二相変調方式の場合、PWM通電信号のONデューティ値またはOFFデューティ値は、変調波の変調率で決定されるため、電圧指示手段12の信号と変調率との関係を示す。ここで、例えば、変調波が最大となる電圧指示手段12の出力を5Vとすれば、5Vの時、変調率100%となる。   4 shows the relationship between the current detection circuit 10, the peak hold circuit 11 and the voltage indicating means 12, and FIG. 5 shows the relationship between the signal of the voltage indicating means 12 and the PWM energization signal of the drive control means 9. is there. In the case of the two-phase modulation method, the ON duty value or the OFF duty value of the PWM energization signal is determined by the modulation rate of the modulation wave, and therefore shows the relationship between the signal of the voltage indicating means 12 and the modulation rate. Here, for example, if the output of the voltage indicating means 12 that maximizes the modulation wave is 5V, the modulation rate is 100% at 5V.

以上の様に構成したブラシレスDCモータ駆動装置は、ブラシレスDCモータ2の出力、即ち電流値に応じてPWM通電信号のONデューティ値またはOFFデューティ値を制御するため、圧力損失などの静圧変動に対して風量の出過ぎを抑えて、低騒音で効率良く所望の風量を得ることができる。   The brushless DC motor driving apparatus configured as described above controls the ON duty value or the OFF duty value of the PWM energization signal in accordance with the output of the brushless DC motor 2, that is, the current value. On the other hand, it is possible to suppress the excessive air volume and to obtain a desired air volume efficiently with low noise.

また、図6は、ブラシレスDCモータ2の構造図である。調整手段の可変抵抗15,16は露出しているため、増幅率とオフセット値を変更することができ、例えば、可変抵抗15の抵抗値を増加させれば増幅率が増加し、可変抵抗16の抵抗比率を変えればオスセット値を変更することができるため、ブラシレスDCモータ2の特性を容易に変更することができる。   FIG. 6 is a structural diagram of the brushless DC motor 2. Since the variable resistors 15 and 16 of the adjusting means are exposed, the amplification factor and the offset value can be changed. For example, if the resistance value of the variable resistor 15 is increased, the amplification factor is increased. Since the male set value can be changed by changing the resistance ratio, the characteristics of the brushless DC motor 2 can be easily changed.

また、磁極位置検出手段5とインバータ回路6とをブラシレスDCモータ2と絶縁を兼ねたモールド樹脂19で一体化して内蔵するため、パワー部品の放熱性を高めることができ、小型、低コストで安全性を高めることができる。モールド樹脂19としては、不飽和ポリエステルなどの熱可塑性樹脂などがある。   In addition, the magnetic pole position detection means 5 and the inverter circuit 6 are integrated with the brushless DC motor 2 by a mold resin 19 that also serves as an insulation, so that the heat dissipation of the power components can be improved, and it is small, low cost and safe. Can increase the sex. Examples of the mold resin 19 include thermoplastic resins such as unsaturated polyester.

また、図7は、電流検出回路10、ピークホールド回路11と電圧指示手段12(制限回路17、異常検出回路18)の信号の関係を示したものである。   FIG. 7 shows the relationship between the signals of the current detection circuit 10, the peak hold circuit 11, and the voltage instruction means 12 (the limit circuit 17 and the abnormality detection circuit 18).

以上の様に構成したブラシレスDCモータ駆動装置は、ブラシレスDCモータ2の出力、即ち電流値に応じて生成されるPWM通電信号のONデューティ値またはOFFデューティ値を予め定められた閲値1、例えば0.5Vで制限し、閲値2、例えば0.8Vで電圧指示手段12の出力をゼロとし、PWM通電信号を停止させ異常信号を出力するため、設置後に電動機が故障またはロックしても安全性を確保することができる。   The brushless DC motor driving apparatus configured as described above has an ON duty value or an OFF duty value of the PWM energization signal generated according to the output of the brushless DC motor 2, that is, the current value, for example, a predetermined value 1, for example, Limiting at 0.5V, setting the output of the voltage indicating means 12 to zero at a correction value of 2, for example 0.8V, stopping the PWM energization signal and outputting an abnormal signal, so it is safe even if the motor fails or locks after installation Sex can be secured.

尚、本実施の形態では、電圧指示手段を回路で構成したが、マイクロコンピュータとして駆動制御手段に含めても良く、その作用効果に差異を生じない。   In the present embodiment, the voltage instruction means is constituted by a circuit, but it may be included in the drive control means as a microcomputer, and there is no difference in its operation and effect.

また、調整手段を可変抵抗で説明したが、レーザートリミング可能な印刷抵抗で構成しても良く、その作用効果に差異を生じない。   Further, although the adjusting means has been described with a variable resistor, it may be configured with a printing resistor capable of laser trimming, and there is no difference in its operational effect.

また、異常検出回路は、信号を出力する構成としたが、LEDやブザーとしても良く、その作用効果に差異を生じない。   Moreover, although the abnormality detection circuit is configured to output a signal, it may be an LED or a buzzer, and there is no difference in the operation effect.

本発明のブラシレスDCモータ駆動装置は、特性を容易に変更でき、低騒音で効率良く所望の風量を得ることのできる、小型、低コストで安全性を高いブラシレスDCモータを搭載した換気送風装置を提供できるので、冷蔵庫や除湿機、エアコンなどの他の家庭電気機器にも適用できる。   The brushless DC motor driving device of the present invention is a ventilation air blower equipped with a brushless DC motor that can easily change the characteristics, can obtain a desired air volume efficiently with low noise, and is small, low cost, and high in safety. Since it can be provided, it can be applied to other household electric appliances such as refrigerators, dehumidifiers, and air conditioners.

本発明の実施の形態1のブラシレスDCモータを用いた換気送風機の構造外観図((a)同、換気送風装置の構造外観図の側面図、(b)同、換気送風装置の構造外観図の下面図、(c)同、換気送風装置の構造外観図の正面図)FIG. 1 is a structural external view of a ventilation blower using the brushless DC motor according to the first embodiment of the present invention ((a) a side view of the structural external view of the ventilation blower, and (b) a structural external view of the ventilation blower). Bottom view, (c) Same as above, Front view of structural external view of ventilation blower) 同、ブラシレスDCモータ駆動装置の電気回路の一例を示す図The figure which shows an example of the electric circuit of a brushless DC motor drive device 同、ブラシレスDCモータ駆動装置の電圧指示手段の一例を示す図The figure which shows an example of the voltage instruction | indication means of a brushless DC motor drive device 同、ブラシレスDCモータ駆動装置の電流検出回路、ピークホールド回路と電圧指示手段の関係を説明するための図The figure for demonstrating the relationship between the electric current detection circuit of a brushless DC motor drive device, a peak hold circuit, and a voltage instruction | indication means. 同、ブラシレスDCモータ駆動装置の電圧指示手段の信号と駆動制御手段のPWM通電信号の関係を説明するための図The figure for demonstrating the relationship between the signal of the voltage instruction | indication means of a brushless DC motor drive device, and the PWM energization signal of a drive control means. 同、ブラシレスDCモータの構造図Structure of brushless DC motor 同、電流検出回路、ピークホールド回路と電圧指示手段の信号の関係を説明するための図The figure for demonstrating the relationship of the signal of a current detection circuit, a peak hold circuit, and a voltage instruction | indication means similarly. 従来のブラシレスDCモーター駆動装置の電気回路を示す図The figure which shows the electric circuit of the conventional brushless DC motor drive device

符号の説明Explanation of symbols

1 ケーシング
2 ブラシレスDCモータ
3 送風ファン
4 磁石回転子
5 磁極位置検出手段
6 インバータ回路
7 駆動コイル
8 電圧変換手段
9 駆動制御手段
10 電流検出回路
11 ピークホールド回路
12 電圧指示手段
13 同相増幅回路
14 加算回路
15 可変抵抗
16 可変抵抗
17 制限回路
18 異常検出回路
19 モールド樹脂
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Casing 2 Brushless DC motor 3 Blower fan 4 Magnet rotor 5 Magnetic pole position detection means 6 Inverter circuit 7 Drive coil 8 Voltage conversion means 9 Drive control means 10 Current detection circuit 11 Peak hold circuit 12 Voltage instruction means 13 In-phase amplification circuit 14 Addition Circuit 15 Variable resistor 16 Variable resistor 17 Limit circuit 18 Abnormality detection circuit 19 Mold resin

Claims (12)

ブラシレスDCモータの磁石回転子の磁極位置を検知する磁極位置検出手段と、複数のスイッチング素子でブリッジ接続されたインバータ回路と、交流電源を直流電源に整流平滑する電圧変換手段と、前記磁極位置検出手段の信号を基に前記電圧変換手段にて生成した電圧を前記インバータ回路を介して前記ブラシレスDCモータに所定の方向と順序で順次PWM通電する駆動制御手段と、前記インバータ回路を介してブラシレスDCモータに流れる電流値を電流値比例電圧信号に変換する電流検出回路と、前記電流検出回路より出力される電圧信号のピーク値をホールドするピークホールド回路と、前記ピークホールド回路によってピークホールドされた値に応じて前記駆動制御手段のPWM通電信号のONデューティ値またはOFFデューティ値を制御する指示信号を出力する電圧指示手段を備え、前記電圧指示手段は、前記ピークホールド回路の信号に予め定められた増幅率で変換し、前記駆動制御手段のPWM通電信号のONデューティ値またはOFFデューティ値を制御する指示信号を生成することを特徴とするブラシレスDCモータ駆動装置。 Magnetic pole position detecting means for detecting the magnetic pole position of the magnet rotor of the brushless DC motor, inverter circuit bridge-connected by a plurality of switching elements, voltage converting means for rectifying and smoothing AC power to DC power, and magnetic pole position detection Drive control means for sequentially energizing the brushless DC motor with a voltage generated by the voltage conversion means on the basis of the signal of the means in a predetermined direction and order via the inverter circuit, and brushless DC via the inverter circuit. A current detection circuit that converts a current value flowing through the motor into a current value proportional voltage signal, a peak hold circuit that holds a peak value of the voltage signal output from the current detection circuit, and a value that is peak-held by the peak hold circuit Depending on the ON duty value or OFF duty of the PWM energization signal of the drive control means. Voltage instruction means for outputting an instruction signal for controlling the tee value, the voltage instruction means converting the signal of the peak hold circuit into a signal with a predetermined amplification factor, and the duty ratio of the PWM energization signal of the drive control means A brushless DC motor driving device that generates an instruction signal for controlling a value or an OFF duty value. 前記電圧指示手段は、前記ピークホールド回路の信号に予め定められた増幅率とオフセットで変換し、前記駆動制御手段のPWM通電信号のONデューティ値またはOFFデューティ値を制御する指示信号を生成することを特徴とする請求項1記載のブラシレスDCモータ駆動装置。 The voltage instruction means converts the signal of the peak hold circuit with a predetermined amplification factor and offset, and generates an instruction signal for controlling the ON duty value or the OFF duty value of the PWM energization signal of the drive control means. The brushless DC motor driving device according to claim 1. 前記電圧指示手段は、増幅率とオフセットを可変する調整手段を備えたことを特徴とする請求項2記載のブラシレスDCモータ駆動装置。 3. The brushless DC motor driving apparatus according to claim 2, wherein the voltage instruction means includes adjustment means for changing an amplification factor and an offset. 前記調整手段は、可変抵抗などの抵抗体であることを特徴とする請求項3記載のブラシレスDCモータ駆動装置。 4. The brushless DC motor driving apparatus according to claim 3, wherein the adjusting means is a resistor such as a variable resistor. 前記電圧指示手段は、前記ピークホールド回路の信号が予め定められた閲値を超えた場合、前記駆動制御手段のPWM通電信号のONデューティ値またはOFFデューティ値を制御する指示信号を制限することを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載のブラシレスDCモータ駆動装置。 The voltage instruction means limits the instruction signal for controlling the ON duty value or the OFF duty value of the PWM energization signal of the drive control means when the signal of the peak hold circuit exceeds a predetermined value. The brushless DC motor drive device according to any one of claims 1 to 4. 前記電圧指示手段は、前記ピークホールド回路の信号が予め定められた閲値を超えた場合、前記駆動制御手段のPWM通電信号のONデューティ値またはOFFデューティ値を制御する指示信号をゼロとし、前記ブラシレスDCモータを停止させることを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載のブラシレスDCモータ駆動装置。 When the signal of the peak hold circuit exceeds a predetermined value, the voltage instruction means sets the instruction signal for controlling the ON duty value or the OFF duty value of the PWM energization signal of the drive control means to zero, and The brushless DC motor driving device according to any one of claims 1 to 5, wherein the brushless DC motor is stopped. 前記電圧指示手段は、前記ピークホールド回路の信号が予め定められた閲値を超えた場合、前記駆動制御手段のPWM通電信号のONデューティ値またはOFFデューティ値を制御する指示信号をゼロとし、前記ブラシレスDCモータを停止させるとともに、異常信号を出力することを特徴とする請求項6記載のブラシレスDCモータ駆動装置。 When the signal of the peak hold circuit exceeds a predetermined value, the voltage instruction means sets the instruction signal for controlling the ON duty value or the OFF duty value of the PWM energization signal of the drive control means to zero, and 7. The brushless DC motor driving apparatus according to claim 6, wherein the brushless DC motor is stopped and an abnormal signal is output. 前記駆動制御手段のPWM通電信号は、前記ブラシレスDCモータに流れる電流が略正弦波状となる様に出力することを特徴とする請求項1〜7の何れかに記載のブラシレスDCモータ駆動装置。 The brushless DC motor driving apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the PWM energization signal of the drive control means is output so that a current flowing through the brushless DC motor is substantially sinusoidal. 前記ブラシレスDCモータ駆動装置の少なくとも前記磁極位置検出手段と前記インバータ回路とを前記ブラシレスDCモータに内蔵していることを特徴とする請求項1〜8の何れかに記載のブラシレスDCモータ駆動装置。 9. The brushless DC motor driving apparatus according to claim 1, wherein at least the magnetic pole position detecting means and the inverter circuit of the brushless DC motor driving apparatus are built in the brushless DC motor. 前記ブラシレスDCモータ駆動装置を絶縁を兼ねたモールド樹脂で前記ブラシレスDCモータと一体化して内蔵したことを特徴とする請求項9記載のブラシレスDCモータ駆動装置。 10. The brushless DC motor driving apparatus according to claim 9, wherein the brushless DC motor driving apparatus is integrated with the brushless DC motor by using a mold resin that also serves as an insulation. 請求項1〜10の何れかに記載のブラシレスDCモータ駆動装置とブラシレスDCモータとファンとケーシングを備え、前記ケーシング内に前記ファンを備え、前記ブラシレスDCモータ駆動装置により前記モータを駆動し、前記モータ駆動により前記ファンを作動させて換気あるいは送風を行う換気送風装置。 A brushless DC motor driving device according to any one of claims 1 to 10, a brushless DC motor, a fan, and a casing, the fan being provided in the casing, the motor being driven by the brushless DC motor driving device, A ventilation blower that ventilates or blows air by operating the fan by driving a motor. ファンとして、遠心型ファンであることを特徴とする請求項11記載の換気送風装置。 The ventilation fan according to claim 11, wherein the fan is a centrifugal fan.
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