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JP4480325B2 - Single-phase motor drive circuit and single-phase motor drive method - Google Patents

Single-phase motor drive circuit and single-phase motor drive method Download PDF

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JP4480325B2
JP4480325B2 JP2002331215A JP2002331215A JP4480325B2 JP 4480325 B2 JP4480325 B2 JP 4480325B2 JP 2002331215 A JP2002331215 A JP 2002331215A JP 2002331215 A JP2002331215 A JP 2002331215A JP 4480325 B2 JP4480325 B2 JP 4480325B2
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哲也 吉冨
康之 上島
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、単相モータ用駆動回路、及び単相モータの駆動方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば実開平3−74199号公報(特許文献1)で開示されたモータの駆動方式では、サーミスタによる可変速機能を有し、相切換信号に応じて生成される鋸波状電圧に基づき、コンパレータがモータを駆動するための”H”のパルス信号(制御信号)を出力する。この駆動方式は、サーミスタによる可変速機能を有しており、コンパレータには、鋸波状電圧に対する比較入力として、サーミスタの検知温度に基づく検知温度電圧が入力される。すなわち、鋸波状電圧が検知温度電圧より大の期間中において、コンパレータは”H”のパルス信号を出力する。
【0003】
この検知温度電圧は、サーミスタが検知する温度の変化に応じ、一定の範囲内を変動する。したがって、サーミスタの検知温度の変化に応じ、コンパレータが出力する”H”のパルス信号の幅は広狭する。つまり、サーミスタの検知温度の変化に応じ、モータの回転数を可変とできる。
【0004】
【特許文献1】
実開平3−74199号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、サーミスタの検知温度の変化に対し、コンパレータに入力される検知電圧自体の変化量は小さい。すなわち、この変化量の小さい検知温度電圧の電源がばらつくと、コンパレータのパルス信号は、サーミスタの検知温度の変化に対し、正確には定まらなってくる。この結果、どうしてもモータの回転数が不安定となっていた。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る主たる発明では、単相モータ用駆動回路は、温度検知素子が検知した温度に基づき変化する検知温度電圧と、単相モータの所定の回転速度を設定するための回転速度設定電圧とを比較し、前記単相モータがより高い回転速度で回転するように前記検知温度電圧と前記回転速度設定電圧とのうちいずれか一方をデューティ設定電圧とし、所定周期の鋸歯状電圧と前記デューティ設定電圧との比較結果に基づいて前記単相モータを駆動するための制御信号を出力するコンパレータと、前記検知温度電圧を生成する検知温度電圧生成回路と、前記回転速度設定電圧を生成する回転速度設定電圧生成回路と、を備える
本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかにする。
【0007】
【発明の実施の形態】
=====開示の概要=====
少なくとも次のことが明らかにされる。
本実施の形態に係る単相モータ用駆動回路では、温度検知素子が検知した温度に基づき変化する検知温度電圧と、単相モータの所定の回転速度を設定するための回転速度設定電圧とを比較し、前記検知温度電圧と前記回転速度設定電圧のうちいずれか小さい方をデューティ設定電圧とし、所定周期の鋸歯状電圧が前記デューティ設定電圧より大の期間に前記単相モータを駆動するための制御信号を出力するコンパレータと、前記検知温度電圧を生成する検知温度電圧生成回路と、前記回転速度設定電圧を生成する回転速度設定電圧生成回路とを備え、前記検知温度電圧生成回路及び回転速度設定電圧生成回路は、共通の電源から、前記検知温度電圧及び前記回転速度設定電圧を生成する。
【0008】
この構成によれば、コンパレータが比較する回転速度設定用電圧及び検知温度電圧の双方は、共通の電源でもって生成される。したがって、この電源の電圧がばらついても、その影響を受けることなくコンパレータは単相モータを駆動するための制御信号を安定して出力することができる。よって、単相モータについて、周囲温度に応じて安定した可変速制御ができる。
【0009】
また、前記回転速度設定電圧生成回路は、第一の回転速度設定電圧を生成する第一の回転速度設定電圧生成回路と、第二の回転速度設定電圧を生成する第二の回転速度設定電圧生成回路とを更に備え、前記第一の回転速度設定電圧は予め設定された固定の設定電圧であるとともに、前記第二の回転速度設定電圧は適宜変更可能な設定電圧であって、前記第二の回転速度設定電圧が前記第一の回転速度設定電圧より小さい場合に、当該第二の回転速度設定電圧を前記回転速度設定電圧としてもよい。
【0010】
さらに、前記検知温度電圧生成回路、前記第一の回転速度設定電圧生成回路、及び前記第二の回転速度設定電圧生成回路は、それぞれ分圧抵抗を有し、前記検知温度電圧、前記第一の回転速度設定電圧及び前記第二の回転速度設定電圧は、前記共通の電源から前記分圧抵抗でもってそれぞれ生成される分圧値であるとしてもよい。
【0011】
この構成によれば、共通の電源から各分圧抵抗の比でもって、各検知温度電圧、第一の回転速度設定電圧及び第二の回転速度設定電圧は生成される。このため、共通の電源の電圧がばらついても、各検知温度電圧、第一の回転速度設定電圧及び第二の回転速度設定電圧が入力されるコンパレータの出力は、その影響を受けない。したがって、この共通の電源がばらついても、コンパレータは、単相モータを駆動するための制御信号を安定して出力することができる。
【0012】
また、前記鋸歯状電圧を生成する回路と、前記制御信号に基づき駆動信号を生成して前記単相モータへ出力する制御回路とを更に備えてもよい。
【0013】
さらに、前記鋸歯状電圧を生成する回路は、前記共通の電源から生成されてもよい。
【0014】
この構成によれば、コンパレータに入力される前記鋸歯状電圧は共通の電源から生成される。したがって、共通の電源がばらついても、コンパレータは、単相モータを駆動するための制御信号を安定して出力することができる。
【0015】
さらにまた、少なくとも前記コンパレータ及び前記制御回路は、集積回路で構成されてもよい。
【0016】
また、前記適宜変更可能な設定電圧である前記第二の回転速度設定電圧を生成する前記分圧抵抗は前記集積回路に対して外付けであるとしてもよい。
【0017】
本実施の形態に係る単相モータの駆動方法では、温度検知素子が検知した温度に基づき変化する検知温度電圧と、単相モータの所定の回転速度を設定するための回転速度設定電圧とを比較し、前記検知温度電圧と前記回転速度設定電圧のうちいずれか小さい方をデューティ設定電圧とし、所定周期の鋸歯状電圧が前記デューティ設定電圧より大の期間に前記単相モータを駆動するための制御信号を出力し、共通の電源から、前記検知温度電圧及び前記最低速設定用電圧を生成する。
【0018】
また、第一の回転速度設定電圧は予め設定された固定の設定電圧であるとともに、第二の回転速度設定電圧は適宜変更可能な設定電圧であって、前記第二の回転速度設定電圧が前記第一の回転速度設定電圧より小さい場合に、当該第二の回転速度設定電圧を前記回転速度設定電圧としてもよい。
【0019】
===単相モータ駆動装置の全体構成===
図1の回路ブロック図を参照しつつ、本実施の形態に係る単相モータ駆動回路の全体構成について説明する。なお、本実施の形態において、単相モータ駆動回路は基本的に集積回路で構成され、この集積回路に外付けされる部品については後述する。
【0020】
図1に示すように、NPN型のバイポーラトランジスタ102、104は、駆動信号A、Dが供給されることにより、外付けの単相コイル106の紙面右方向(a方向)に駆動電流を供給する。そのため、バイポーラトランジスタ102のコレクタエミッタ路、単相コイル106、バイポーラトランジスタ104のコレクタエミッタ路は、電源VCCと接地VSSとの間に直列接続されている。同様に、NPN型のバイポーラトランジスタ108、110は、駆動信号C、Bが供給されることによって、単相コイル106の紙面左方向(b方向)に駆動電流を供給する。そのため、バイポーラトランジスタ108のコレクタエミッタ路と、単相コイル106と、バイポーラトランジスタ110のコレクタエミッタ路とは、電源VCCと接地VSSとの間に直列接続されている。
【0021】
そして、バイポーラトランジスタ102、104およびバイポーラトランジスタ108、110が相補的にオンオフして、単相コイル106の駆動電流の方向が適宜変化することにより、単相モータは回転する。回生ダイオード112は、単相コイル106の駆動電流の方向がa方向からb方向へ変化するときの駆動電流を回生するものであり、バイポーラトランジスタ110のコレクタエミッタ路に並列接続されている。同様に、回生ダイオード114は、単相コイル106の駆動電流の方向がb方向からa方向へ変化するときの駆動電流を回生するものであり、バイポーラトランジスタ104のコレクタエミッタ路に並列接続されている。
【0022】
このように、バイポーラトランジスタ102、104およびバイポーラトランジスタ108、110が相補的にオンオフして単相モータを回転させるにあたり、駆動デューティ決定用コンパレータCMPが出力する制御信号に従い、その回転の駆動デューティが決定される。すなわち、駆動デューティ決定用コンパレータCMPには、検知温度電圧VTH、内部設定最低速電圧(第一の回転速度設定電圧)VIN、外部設定最低速電圧(第二の回転速度設定電圧)RMI、及び25kHzを基本周波数とする三角波信号(鋸歯状電圧)PWMが入力される。これらの入力に基づきコンパレータCMPは制御信号を出力する。つまり、バイポーラトランジスタ102、104およびバイポーラトランジスタ108、110をオンオフ駆動するにあたり、PWM(Pulse Width Modulation)制御を行う。
【0023】
したがって、図1に示すように、単相コイル106に駆動電流を矢印aの方向に流す期間では、バイポーラトランジスタ104は常時オン状態を維持する一方、バイポーラトランジスタ102は25kHzを基本周波数としてオンオフする。反対に、単相コイル106に駆動電流を矢印bの方向に流す期間では、バイポーラトランジスタ110は常時オン状態を維持する一方、バイポーラトランジスタ108は25kHzを基本周波数としてオンオフする。
【0024】
そして、本実施の形態では、駆動デューティ決定用コンパレータCMPからの制御信号は、25kHzを基本周波数とする三角波信号PWMに対する、内部設定最低速電圧VIN、外部設定最低速電圧RMI、及び検知温度電圧VTHの変化に応じ、決定される。この決定されたパルス信号により、バイポーラトランジスタ102、104およびバイポーラトランジスタ108、110のオンオフ動作が変わり、単相モータの駆動デューティが制御される。
【0025】
ホール素子116は、単相モータのロータ側の磁石と対向する所定位置に固定されるとともに定電圧でバイアスされている。そして、ホール素子116は、単相モータの回転位置に応じて、即ち、対向するロータ側の磁極の変化に応じて、正弦波信号を出力する。
【0026】
比較回路118は、チャタリングを防止するためのヒステリシス特性を有し、ホール素子116からの正弦波信号を矩形波信号とするものである。なお、この矩形波信号は、単相コイル106の駆動電流がa方向またはb方向の何れか一方へ切り替わるための基となる転流信号である。
【0027】
内部設定最低速電圧VINは、低温時における単相モータの最低の回転速度を設定するための最低駆動デューティを決定する一定の基準電圧である。この内部設定最低速電圧VINは、単相モータ駆動回路を構成する集積回路内部において予め設定された固定の設定電圧である。この内部設定最低速電圧VINは、図1に示すように、内部設定最低速電圧生成回路(第一の回転速度設定電圧生成回路)200Aで生成される。この内部設定最低速電圧生成回路200Aは、分圧抵抗R21a,R22aが電源VCCと接地VSSとの間に直列接続されて構成される。
【0028】
この電源VCCは、外部設定最低速電圧RMI及び検知温度電圧VTHを生成するための電源と共通である。
この分圧抵抗R21aと分圧抵抗R22aとの接続点から分圧値として内部設定最低速電圧VINが得られる。
【0029】
外部設定最低速電圧RMIは、低温時における単相モータの最低の回転速度を設定するための最低駆動デューティを決定する一定の基準電圧である。この外部設定最低速電圧RMIは、外部設定最低速電圧生成回路(第二の回転速度設定電圧生成回路)200Bで生成される一定の電圧である。この外部設定最低速電圧生成回路200Bは、外付けの分圧抵抗R21b,R22bが電源VCCと接地VSSとの間に直列接続されて構成される。この外付けの分圧抵抗R21b,R22bの設定により、外部設定最低速電圧RMIを適宜変更できる。
【0030】
この電源VCCは、内部設定最低速電圧VIN及び検知温度電圧VTHを生成するための電源と共通である。
この分圧抵抗R21bと分圧抵抗R22bとの接続点から分圧値として外部設定最低速電圧RMIが得られる。
【0031】
また、外部設定最低速電圧RMIは、内部設定最低速電圧VINより低く設定される。そして、後述するように、外部設定最低速電圧RMIが外付けの分圧抵抗R21b,R22bでもって設定された場合、コンパレータCMPが三角波信号(鋸歯状電圧)PWMと行う差動動作の対象として、内部設定最低速電圧VINより低い方の外部設定最低速電圧RMIが優先して選択される。
【0032】
あるいは、分圧抵抗R21b,R22bを外付けせず、外部設定最低速電圧RMIを設定しない場合には、図1に示される外部端子RMIをサーミスタ(温度検知素子)Rsによる検知電圧VTHが現れる外部端子VTHに接続する。このことで、外部設定最低速電圧RMIは検知電圧VTHと同じ値となり、見かけ上、低温時における単相モータの最低の回転速度を設定する基準電圧は、内部設定最低速電圧VINだけが残る状態となる。なおかつ、外部端子RMIを外部端子VTHに接続することで、外部端子RMIに不適切な電圧が生じ、コンパレータCMPが誤動作してしまうことを防止できる。
【0033】
検知温度電圧VTHは検知温度電圧生成回路300で生成される。この検知温度電圧生成回路300は、外付けのサーミスタ(温度検知素子)Rs及び抵抗R3が、電源VCCと接地VSSとの間に直列接続されて構成される。
この電源VCCは、外部設定最低速電圧RMI及び内部設定最低速電圧VINを生成するための電源と共通である。
このサーミスタRsは、単相モータが駆動するファンの周囲温度を検知すべく、ファンのハウジングに取り付けられる。このサーミスタRsと抵抗R3との接続点には、ファンの周囲温度を反映した検知温度電圧VTHが生じる。なお、このサーミスタRsは、負の温度係数を持ち、ハウジング内部の温度が上昇すると、検知温度電圧VTHは低下する。
【0034】
これまで説明した検知温度電圧VTHと、内部設定最低速電圧VINと、外部設定最低速電圧RMIと、三角波信号(鋸歯状電圧)PWMが、コンパレータCMPに入力される。このコンパレータCMPは4差動(4入力)コンパレータで構成される。なお、PWM発生回路は、単相モータの回転速度の制御を行うべく、PWM制御信号として三角波信号PWMを出力する。
【0035】
このような構成により、共通の電源VCCから各分圧抵抗R21a,R22a、R21b,R22b、Rs及び抵抗R3の分圧比でもって、各検知温度電圧電圧VTH、内部設定最低速電圧VIN、及び外部設定最低速電圧RMIが生成される。このため、共通の電源VCCがばらついても、コンパレータCMPの出力はその影響を受けない。したがって、この共通の電源VCCがばらついても、コンパレータCMPは正確に単相モータを駆動するための制御信号を出力することができる。また、この単相モータ用駆動回路を構成する各素子の特性がばらついても、その影響をできる限り防止できる。
【0036】
駆動デューティ決定用コンパレータCMPの具体的な構成例としては、図2の回路図に示すように、定電流源、四つのPNP型のバイポーラトランジスタTr10,Tr20a,Tr20b,Tr30、一つのNPN型のバイポーラトランジスタTr40、バイアス抵抗R10、及び抵抗R20で構成される。三つのバイポーラトランジスタTr10,Tr20a,Tr20b,Tr30のエミッタは定電流源に接続されている。三つのバイポーラトランジスタTr10,Tr20a,Tr20bのコレクタは接地されている。バイポーラトランジスタTr40のベース−エミッタ間にはバイアス抵抗R10が接続され、そのエミッタとバイアス抵抗R10の接続点は接地されている。また、バイポーラトランジスタTr30のコレクタは、バイポーラトランジスタTr40のベースに接続される。バイポーラトランジスタTr40のコレクタには、電源VCCが抵抗R20を介して接続される。
【0037】
このような構成のコンパレータCMPにおいて、バイポーラトランジスタTr10のベースには、検知温度電圧VTHが印加される。また、バイポーラトランジスタTr20aのベースには、内部設定最低速電圧VINが印加される。さらに、バイポーラトランジスタTr20bのベースには、外部設定最低速電圧電圧RMIが印加される。なお、バイポーラトランジスタTr20a、あるいはバイポーラトランジスタTr20bの各ベース電圧のうち、いずれか低い方が三角波PWMとの比較対象となる。そして、バイポーラトランジスタTr30のベースには、三角波信号PWMが印加される。よって、バイポーラトランジスタTr40のコレクタには、駆動デューティの制御信号として、コンパレータCMPの出力信号が現れる。
【0038】
コンパレータCMP及び比較回路118の出力に基づき、制御回路132は、信号処理を実行する。その結果、制御回路132は、前述したように、バイポーラトランジスタ102、104およびバイポーラトランジスタ108、110を相補的にオンオフするための駆動信号A、B、C、Dを出力する。
【0039】
===単相モータ駆動回路の動作===
図2の回路図、及び図3の波形図を参照しつつ、本実施の形態に係る単相モータ駆動回路の特徴的な動作について説明する。まず、駆動デューティの制御原理について、図3の波形図を参照して説明する。なお、図3の波形図は、動作を解りやすく説明するための概念図である。
【0040】
図3の最低速設定回転期間T1では、例えば駆動対象である単相モータの起動時であって、低温時用の最低回転数で単相モータが回転するよう、駆動デューティ決定用コンパレータCMPは最も狭いパルス幅の制御信号を出力する。
【0041】
すなわち、図3の最低速設定回転期間T1では、検知温度電圧VTHは、単相モータの回転による温度上昇に伴って徐々に小さくなりながらも、クロスポイントαに至るまで、内部設定最低速電圧VIN及び外部設定最低速電圧RMIより大きい。
【0042】
このとき、前述したように、図1の分圧抵抗R21b,R22bを外付けせず、外部設定最低速電圧RMIを設定しない場合には、駆動デューティ決定用コンパレータCMPは、実質的に、内部設定最低速電圧VINと検知温度電圧VTHとを比較する。この比較の結果、小さい方の内部設定最低速電圧VINをデューティ設定電圧とする。そして、コンパレータCMPは、図3中のコンパレータCMPの出力波形図に示すように、三角波信号PWMがデューティ設定電圧より大の期間にのみ”H”の制御信号を出力する。この制御信号の波形は、VINで示される実線で表されている。
【0043】
一方、図1の分圧抵抗R21b,R22bを外付けして、外部設定最低速電圧RMIを設定した場合には、駆動デューティ決定用コンパレータCMPは、内部設定最低速電圧VINと外部設定最低速電圧RMIと検知温度電圧VTHとを比較する。この比較の結果、最も小さい外部設定最低速電圧RMIをデューティ設定電圧とする。そして、コンパレータCMPは、図3中のコンパレータCMPの出力波形図に示すように、三角波信号PWMがデューティ設定電圧より大の期間にのみ”H”の制御信号を出力する。この制御信号の波形は、RMIで示される波線で表されている。そして、この制御信号が出力される最低速設定回転期間T1は、外部設定最低速電圧RMIと検知温度電圧VTHとが交わるクロスポイントβに至るまで広がる。
【0044】
そして、単相モータの回転による温度上昇に伴い、検知温度電圧VTHが漸次小さくなる。この結果、検知温度電圧VTHが、図3中のクロスポイントα(外部設定最低速電圧RMIが設定されている場合はクロスポイントβ)を通過し、内部設定最低速電圧VIN(あるいは外部設定最低速電圧RMI)より小となった場合(図3の期間T2、PWM制御可変速領域)、コンパレータCMPは、デューティ設定電圧を検知温度電圧VTHに切り替える。その結果、駆動デューティ決定用コンパレータCMPは、三角波信号PWMが検知温度電圧VTHより大の期間にのみ制御信号を出力する。つまり、サーミスタRsの検知温度VTHに応じた駆動デューティでもって、単相モータは回転する。
【0045】
単相モータの回転による温度上昇が進み、サーミスタRsの検知温度VTHが高温となると(図3の期間T3、全速領域)、コンパレータCMPが出力する制御信号はデューティ100%のフル駆動となる。
【0046】
次に、これまで説明した駆動デューティの制御原理を実現する回路素子の動作について説明する。図2に示すように、図3の期間T1(あるいはクロスポイントβまで)では、検知温度電圧VTHより、内部設定最低速電圧VIN(あるいは外部設定最低速電圧RMI)の方が小さい。
【0047】
このため、外部設定最低速電圧RMIが設定されている場合には、この外部設定最低速電圧RMIが三角波信号PWMより低い時、バイポーラトランジスタTr20bがオンとなる一方、検知温度電圧VTHがベースに印加されるバイポーラトランジスタTr10及びバイポーラトランジスタTr20aは共にオフの状態を維持する。すると、三角波信号PWMがベースに印加されるバイポーラトランジスタTr30は、三角波信号PWMが外部設定最低速電圧RMIより大の期間中においてオフする一方、三角波信号PWMが外部設定最低速電圧RMIより小の期間中においてオンする。その結果、コンパレータCMPの出力がコレクタに現れるバイポーラトランジスタTr40は、三角波信号PWMが外部設定最低速電圧RMIより大の期間中において”H”の信号を出力する一方、三角波信号PWMが外部設定最低速電圧RMIより小の期間中において”L”の信号を出力する。
【0048】
一方、外部設定最低速電圧RMIが設定されていない場合には、内部設定最低速電圧VINが三角波信号PWMより低い時、バイポーラトランジスタTr20aがオンとなる一方、バイポーラトランジスタTr10及びバイポーラトランジスタTr20bは共にオフの状態を維持する。すると、三角波信号PWMがベースに印加されるバイポーラトランジスタTr30は、三角波信号PWMが内部設定最低速電圧VINより大の期間中においてオフする一方、三角波信号PWMが内部設定最低速電圧VINより小の期間中においてオンする。その結果、コンパレータCMPの出力がコレクタに現れるバイポーラトランジスタTr40は、三角波信号PWMが内部設定最低速電圧VINより大の期間中において”H”の信号を出力する一方、三角波信号PWMが内部設定最低速電圧VINより小の期間中において”L”の信号を出力する。
【0049】
そして、図3の期間T2,T3に示すように、検知温度電圧VTHが内部設定最低速電圧VIN(あるいは、外部設定最低速電圧RMIが設定されている場合には外部設定最低速電圧RMI)より小になると、検知温度電圧VTHが三角波信号PWMより低い時、バイポーラトランジスタTr10はオンに切り替わる一方、バイポーラトランジスタTr20a,Tr20bの双方はオフに切り替わる。すると、バイポーラトランジスタTr30は、三角波信号PWMが検知温度電圧VTHより大の期間中においてオフする一方、三角波信号PWMが検知温度電圧VTHより小の期間中においてオンする。その結果、コンパレータCMPの出力がコレクタに現れるバイポーラトランジスタTr40は、三角波信号PWMが検知温度電圧VTHより大の期間中において”H”の信号を出力する一方、三角波信号PWMが検知温度電圧VTHより小の期間中において”L”の信号を出力する。よって、コンパレータCMPは、サーミスタRsの検知温度電圧VTHに応じたパルス信号を出力する。
【0050】
以上、本発明の実施の形態について、その実施の形態に基づき具体的に説明したが、これに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【0051】
例えば、コンパレータCMPに対し、PWM発生回路から供給される三角波信号も、検知温度電圧VTH、内部設定最低速電圧VIN及び外部設定最低速電圧RMIを生成する共通の電源VCCから生成されれば、電源VCCがばらついても単相モータの回転数を安定させることができる。
【0052】
すなわち、図1に示すように、PWM発生回路は、よく知られた回路で構成されるが、その電源は共通の電源VCCとする。コンパレータCMP1の反転入力端子(−)には、分圧抵抗R0と分圧抵抗R1との接続点が接続される。これら分圧抵抗R0及び分圧抵抗R1と分圧抵抗R2は、共通の電源VCCと接地との間に、直列に接続される。これら分圧抵抗R1と分圧抵抗R2との接続点には、トランジスタTr1のコレクタが接続される。このトランジスタTr1のエミッタは接地される。また、このトランジスタTr1のベースには、コンパレータCMP1が出力する三角波信号(PWM信号)が印加される。一方、コンパレータCMP1の非反転入力端子(+)には、一端が接地されたコンデンサC0の他端が接続されるとともに、スイッチSW1とスイッチSW2との接続点に接続される。これらスイッチSW1及びスイッチSW2と、上段側の定電流源及び下段側の定電流源は、共通の電源VCCと接地との間に、図1のように、直列に接続される。
【0053】
このような構成において、コンパレータCMP1が出力する三角波信号のレベルに応じ、トランジスタTr1がオン・オフする。このことによって、PWM発生回路のコンパレータCMP1の反転入力端子(−)に印加される基準電圧がV1あるいはV2に切り替わる。これら基準電圧V1あるいはV2は、共通の電源VCCに接続された分圧抵抗R0,R1,R2で生成される。
【0054】
したがって、三角波信号(PWM信号)は共通の電源VCCから生成されることになるため、4入力コンパレータCMPは、単相モータを駆動するための制御信号について、そのばらつきを抑え、安定して出力することができる。
【0055】
また、PWM発生回路のコンパレータCMP1はヒステリシスを有する。このため、コンパレータCMP1はノイズ等の影響を受けることなく、安定した三角波信号を出力できる。このため、4入力コンパレータCMPは、単相モータを駆動するための制御信号をより安定させることができる。
【0056】
【発明の効果】
コンパレータが比較する回転速度設定用電圧及び検知温度電圧の双方は、共通の電源でもって生成される。したがって、この電源の電圧がばらついても、その影響を受けることなくコンパレータは単相モータを駆動するための制御信号を安定して出力することができる。よって、単相モータについて、周囲温度に応じて安定した可変速制御ができる。また、この単相モータ用駆動回路を構成する各素子の特性がばらついても、その影響をできる限り防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施の形態に係る単相モータ及びその駆動装置を示す回路図である。
【図2】 本発明の一実施の形態に係る四入力コンパレータの具体的な構成例を示す回路図である。
【図3】 本発明の一実施の形態に係る単相モータの駆動回路における主要信号を示す波形図である。
【符号の説明】
106 単相コイル
116 ホール素子
122 回転停止検知回路
132 制御回路
200A 内部設定最低速電圧生成回路(第一の回転速度設定電圧生成回路)
200B 外部設定最低速電圧生成回路(第二の回転速度設定電圧生成回路)
300 検知温度電圧生成回路
CMP 駆動デューティ決定用(四入力,四差動)コンパレータ
Rs サーミスタ(分圧抵抗)
R3,R21a,R22a,R21b,R22b 分圧抵抗
VCC 共通の電源
VTH 検知温度
VIN 内部設定最低速電圧(第一の回転速度設定電圧)
RMI 外部設定最低速電圧(第二の回転速度設定電圧)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a driving circuit for a single phase motor and a driving method of the single phase motor.
[0002]
[Prior art]
For example, in the motor driving system disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 3-74199 (Patent Document 1), a thermistor has a variable speed function, and the comparator is based on a sawtooth voltage generated in response to a phase switching signal. An "H" pulse signal (control signal) for driving is output. This drive system has a variable speed function using a thermistor, and a detected temperature voltage based on the detected temperature of the thermistor is input to the comparator as a comparison input for the sawtooth voltage. That is, during the period when the sawtooth voltage is larger than the detected temperature voltage, the comparator outputs a pulse signal of “H”.
[0003]
This detected temperature voltage fluctuates within a certain range in accordance with a change in temperature detected by the thermistor. Therefore, the width of the “H” pulse signal output from the comparator is widened according to a change in the temperature detected by the thermistor. That is, the number of rotations of the motor can be made variable according to a change in the detected temperature of the thermistor.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Utility Model Publication No. 3-74199
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the change amount of the detection voltage input to the comparator is small with respect to the change of the detection temperature of the thermistor. In other words, if the power source of the detected temperature voltage having a small change amount varies, the pulse signal of the comparator is accurately determined with respect to the change in the detected temperature of the thermistor. As a result, the rotational speed of the motor is inevitably unstable.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In the main invention according to the present invention, Single-phase motor drive circuit The detected temperature voltage that changes based on the temperature detected by the temperature detecting element is compared with the rotational speed setting voltage for setting a predetermined rotational speed of the single-phase motor, Either the detected temperature voltage or the rotation speed setting voltage so that the single-phase motor rotates at a higher rotation speed Is a duty setting voltage, and a sawtooth voltage with a predetermined period And the comparison result of the duty setting voltage A comparator that outputs a control signal for driving the single-phase motor; a detection temperature voltage generation circuit that generates the detection temperature voltage; and a rotation speed setting voltage generation circuit that generates the rotation speed setting voltage. Get .
Other features of the present invention will become apparent from the accompanying drawings and the description of this specification.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
===== Summary of Disclosure =====
At least the following is revealed.
In the single-phase motor drive circuit according to the present embodiment, the detected temperature voltage that changes based on the temperature detected by the temperature detection element is compared with the rotational speed setting voltage for setting a predetermined rotational speed of the single-phase motor. Then, the smaller one of the detected temperature voltage and the rotation speed setting voltage is set as the duty setting voltage, and the control for driving the single-phase motor in a period in which the sawtooth voltage having a predetermined period is larger than the duty setting voltage. A comparator that outputs a signal; a detection temperature voltage generation circuit that generates the detection temperature voltage; and a rotation speed setting voltage generation circuit that generates the rotation speed setting voltage, the detection temperature voltage generation circuit and the rotation speed setting voltage The generation circuit generates the detected temperature voltage and the rotation speed setting voltage from a common power source.
[0008]
According to this configuration, both the rotation speed setting voltage and the detected temperature voltage compared by the comparator are generated by the common power source. Therefore, even if the voltage of the power supply varies, the comparator can stably output a control signal for driving the single-phase motor without being affected by the fluctuation. Therefore, it is possible to perform stable variable speed control according to the ambient temperature for the single-phase motor.
[0009]
The rotation speed setting voltage generation circuit includes a first rotation speed setting voltage generation circuit that generates a first rotation speed setting voltage, and a second rotation speed setting voltage generation that generates a second rotation speed setting voltage. And the first rotation speed setting voltage is a preset fixed setting voltage, and the second rotation speed setting voltage is a setting voltage that can be changed as appropriate. When the rotation speed setting voltage is smaller than the first rotation speed setting voltage, the second rotation speed setting voltage may be used as the rotation speed setting voltage.
[0010]
Further, the detected temperature voltage generation circuit, the first rotation speed setting voltage generation circuit, and the second rotation speed setting voltage generation circuit each have a voltage dividing resistor, and the detection temperature voltage, the first rotation speed setting voltage generation circuit, The rotation speed setting voltage and the second rotation speed setting voltage may be voltage division values generated by the voltage dividing resistor from the common power source.
[0011]
According to this configuration, each detected temperature voltage, the first rotation speed setting voltage, and the second rotation speed setting voltage are generated from a common power source with the ratio of each voltage dividing resistor. For this reason, even if the voltage of the common power supply varies, the output of the comparator to which each detected temperature voltage, the first rotation speed setting voltage, and the second rotation speed setting voltage are input is not affected. Therefore, even if the common power supply varies, the comparator can stably output a control signal for driving the single-phase motor.
[0012]
The circuit may further include a circuit that generates the sawtooth voltage and a control circuit that generates a drive signal based on the control signal and outputs the drive signal to the single-phase motor.
[0013]
Further, the circuit for generating the sawtooth voltage may be generated from the common power source.
[0014]
According to this configuration, the sawtooth voltage input to the comparator is generated from a common power source. Therefore, even if the common power supply varies, the comparator can stably output a control signal for driving the single-phase motor.
[0015]
Furthermore, at least the comparator and the control circuit may be constituted by an integrated circuit.
[0016]
The voltage dividing resistor that generates the second rotation speed setting voltage, which is a setting voltage that can be changed as appropriate, may be external to the integrated circuit.
[0017]
In the driving method of the single phase motor according to the present embodiment, the detected temperature voltage that changes based on the temperature detected by the temperature detecting element is compared with the rotational speed setting voltage for setting the predetermined rotational speed of the single phase motor. Then, the smaller one of the detected temperature voltage and the rotation speed setting voltage is set as the duty setting voltage, and the control for driving the single-phase motor in a period in which the sawtooth voltage having a predetermined period is larger than the duty setting voltage. A signal is output, and the detected temperature voltage and the minimum speed setting voltage are generated from a common power source.
[0018]
The first rotation speed setting voltage is a preset fixed setting voltage, the second rotation speed setting voltage is a setting voltage that can be changed as appropriate, and the second rotation speed setting voltage is When the rotation speed is smaller than the first rotation speed setting voltage, the second rotation speed setting voltage may be used as the rotation speed setting voltage.
[0019]
=== Overall Configuration of Single-Phase Motor Drive Device ===
The overall configuration of the single-phase motor drive circuit according to the present embodiment will be described with reference to the circuit block diagram of FIG. In the present embodiment, the single-phase motor driving circuit is basically composed of an integrated circuit, and components externally attached to the integrated circuit will be described later.
[0020]
As shown in FIG. 1, the NPN bipolar transistors 102 and 104 supply drive currents in the right direction (direction a) of the external single-phase coil 106 when the drive signals A and D are supplied. . Therefore, the collector-emitter path of the bipolar transistor 102, the single-phase coil 106, and the collector-emitter path of the bipolar transistor 104 are connected in series between the power supply VCC and the ground VSS. Similarly, the NPN bipolar transistors 108 and 110 supply a drive current in the left direction (b direction) of the single-phase coil 106 when the drive signals C and B are supplied. Therefore, the collector-emitter path of bipolar transistor 108, single-phase coil 106, and collector-emitter path of bipolar transistor 110 are connected in series between power supply VCC and ground VSS.
[0021]
Then, the bipolar transistors 102 and 104 and the bipolar transistors 108 and 110 are complementarily turned on and off, and the direction of the driving current of the single-phase coil 106 is appropriately changed, whereby the single-phase motor rotates. The regenerative diode 112 regenerates the drive current when the direction of the drive current of the single-phase coil 106 changes from the a direction to the b direction, and is connected in parallel to the collector-emitter path of the bipolar transistor 110. Similarly, the regenerative diode 114 regenerates the drive current when the direction of the drive current of the single-phase coil 106 changes from the b direction to the a direction, and is connected in parallel to the collector-emitter path of the bipolar transistor 104. .
[0022]
As described above, when the bipolar transistors 102 and 104 and the bipolar transistors 108 and 110 are complementarily turned on and off to rotate the single-phase motor, the driving duty of the rotation is determined according to the control signal output from the driving duty determination comparator CMP. Is done. That is, the drive duty determination comparator CMP includes a detected temperature voltage VTH, an internally set minimum speed voltage (first rotation speed setting voltage) VIN, an externally set minimum speed voltage (second rotation speed setting voltage) RMI, and 25 kHz. A triangular wave signal (saw-tooth voltage) PWM is input. Based on these inputs, the comparator CMP outputs a control signal. That is, when the bipolar transistors 102 and 104 and the bipolar transistors 108 and 110 are driven on and off, PWM (Pulse Width Modulation) control is performed.
[0023]
Therefore, as shown in FIG. 1, during the period in which the drive current is passed through the single-phase coil 106 in the direction of arrow a, the bipolar transistor 104 is always kept on, while the bipolar transistor 102 is turned on / off with a fundamental frequency of 25 kHz. On the other hand, during the period in which the drive current is passed through the single-phase coil 106 in the direction of the arrow b, the bipolar transistor 110 is always kept on, while the bipolar transistor 108 is turned on / off with a fundamental frequency of 25 kHz.
[0024]
In this embodiment, the control signal from the drive duty determination comparator CMP is the internal set minimum speed voltage VIN, the external set minimum speed voltage RMI, and the detected temperature voltage VTH with respect to the triangular wave signal PWM having a fundamental frequency of 25 kHz. Determined according to changes in The on / off operation of the bipolar transistors 102 and 104 and the bipolar transistors 108 and 110 is changed by the determined pulse signal, and the driving duty of the single-phase motor is controlled.
[0025]
The hall element 116 is fixed at a predetermined position facing the rotor-side magnet of the single-phase motor and is biased with a constant voltage. The Hall element 116 outputs a sine wave signal according to the rotational position of the single-phase motor, that is, according to the change in the magnetic poles on the opposite rotor side.
[0026]
The comparison circuit 118 has a hysteresis characteristic for preventing chattering, and converts the sine wave signal from the Hall element 116 into a rectangular wave signal. The rectangular wave signal is a commutation signal that is a basis for switching the driving current of the single-phase coil 106 in either the a direction or the b direction.
[0027]
The internally set minimum speed voltage VIN is a constant reference voltage that determines the minimum drive duty for setting the minimum rotation speed of the single-phase motor at a low temperature. This internally set minimum speed voltage VIN is a fixed set voltage preset in the integrated circuit constituting the single-phase motor drive circuit. As shown in FIG. 1, the internally set minimum speed voltage VIN is generated by an internally set minimum speed voltage generation circuit (first rotation speed setting voltage generation circuit) 200A. This internally set minimum speed voltage generating circuit 200A is configured by connecting voltage dividing resistors R21a and R22a in series between a power supply VCC and a ground VSS.
[0028]
This power supply VCC is the same as the power supply for generating the externally set minimum speed voltage RMI and the detected temperature voltage VTH.
An internally set minimum speed voltage VIN is obtained as a divided value from a connection point between the voltage dividing resistor R21a and the voltage dividing resistor R22a.
[0029]
The externally set minimum speed voltage RMI is a constant reference voltage that determines the minimum drive duty for setting the minimum rotation speed of the single-phase motor at a low temperature. This externally set minimum speed voltage RMI is a constant voltage generated by the externally set minimum speed voltage generation circuit (second rotational speed setting voltage generation circuit) 200B. The externally set minimum speed voltage generation circuit 200B is configured by connecting external voltage dividing resistors R21b and R22b in series between a power supply VCC and a ground VSS. The externally set minimum speed voltage RMI can be appropriately changed by setting the external voltage dividing resistors R21b and R22b.
[0030]
This power supply VCC is common to the power supply for generating the internally set minimum speed voltage VIN and the detected temperature voltage VTH.
An externally set minimum speed voltage RMI is obtained as a divided value from the connection point between the voltage dividing resistor R21b and the voltage dividing resistor R22b.
[0031]
The externally set minimum speed voltage RMI is set lower than the internally set minimum speed voltage VIN. As will be described later, when the externally set minimum speed voltage RMI is set by the external voltage dividing resistors R21b and R22b, the comparator CMP is subjected to a differential operation performed with a triangular wave signal (sawtooth voltage) PWM. The externally set minimum speed voltage RMI which is lower than the internally set minimum speed voltage VIN is preferentially selected.
[0032]
Alternatively, when the voltage dividing resistors R21b and R22b are not externally attached and the externally set minimum speed voltage RMI is not set, the external terminal RMI shown in FIG. 1 is externally provided with a detection voltage VTH by the thermistor (temperature detection element) Rs. Connect to terminal VTH. As a result, the externally set minimum speed voltage RMI becomes the same value as the detection voltage VTH, and only the internally set minimum speed voltage VIN remains as the reference voltage for setting the minimum rotation speed of the single-phase motor at low temperatures. It becomes. In addition, by connecting the external terminal RMI to the external terminal VTH, it is possible to prevent an inappropriate voltage from being generated at the external terminal RMI and the comparator CMP from malfunctioning.
[0033]
The detected temperature voltage VTH is generated by the detected temperature voltage generation circuit 300. The detection temperature voltage generation circuit 300 is configured by connecting an external thermistor (temperature detection element) Rs and a resistor R3 in series between a power supply VCC and a ground VSS.
This power supply VCC is the same as the power supply for generating the externally set minimum speed voltage RMI and the internally set minimum speed voltage VIN.
The thermistor Rs is attached to the fan housing in order to detect the ambient temperature of the fan driven by the single-phase motor. A detection temperature voltage VTH reflecting the ambient temperature of the fan is generated at a connection point between the thermistor Rs and the resistor R3. The thermistor Rs has a negative temperature coefficient, and the detected temperature voltage VTH decreases as the temperature inside the housing increases.
[0034]
The detected temperature voltage VTH, the internally set minimum speed voltage VIN, the externally set minimum speed voltage RMI, and the triangular wave signal (sawtooth voltage) PWM described above are input to the comparator CMP. The comparator CMP is composed of a 4-differential (4-input) comparator. The PWM generation circuit outputs a triangular wave signal PWM as a PWM control signal in order to control the rotation speed of the single-phase motor.
[0035]
With such a configuration, each detected temperature voltage voltage VTH, internally set minimum speed voltage VIN, and externally set voltage are divided by a voltage dividing ratio of each voltage dividing resistor R21a, R22a, R21b, R22b, Rs and resistor R3 from a common power supply VCC. A lowest speed voltage RMI is generated. For this reason, even if the common power supply VCC varies, the output of the comparator CMP is not affected. Therefore, even if the common power supply VCC varies, the comparator CMP can accurately output a control signal for driving the single-phase motor. Further, even if the characteristics of the elements constituting the single-phase motor drive circuit vary, the influence can be prevented as much as possible.
[0036]
As a specific configuration example of the driving duty determination comparator CMP, as shown in the circuit diagram of FIG. 2, a constant current source, four PNP-type bipolar transistors Tr10, Tr20a, Tr20b, Tr30, and one NPN-type bipolar are provided. A transistor Tr40, a bias resistor R10, and a resistor R20 are included. The emitters of the three bipolar transistors Tr10, Tr20a, Tr20b, Tr30 are connected to a constant current source. The collectors of the three bipolar transistors Tr10, Tr20a, Tr20b are grounded. A bias resistor R10 is connected between the base and emitter of the bipolar transistor Tr40, and the connection point between the emitter and the bias resistor R10 is grounded. The collector of the bipolar transistor Tr30 is connected to the base of the bipolar transistor Tr40. A power supply VCC is connected to the collector of the bipolar transistor Tr40 via a resistor R20.
[0037]
In the comparator CMP having such a configuration, the detected temperature voltage VTH is applied to the base of the bipolar transistor Tr10. Further, the internally set minimum speed voltage VIN is applied to the base of the bipolar transistor Tr20a. Further, the externally set lowest speed voltage voltage RMI is applied to the base of the bipolar transistor Tr20b. Note that the lower one of the base voltages of the bipolar transistor Tr20a or the bipolar transistor Tr20b is to be compared with the triangular wave PWM. A triangular wave signal PWM is applied to the base of the bipolar transistor Tr30. Therefore, the output signal of the comparator CMP appears as a drive duty control signal at the collector of the bipolar transistor Tr40.
[0038]
Based on the outputs of the comparator CMP and the comparison circuit 118, the control circuit 132 performs signal processing. As a result, as described above, the control circuit 132 outputs the drive signals A, B, C, and D for complementarily turning on and off the bipolar transistors 102 and 104 and the bipolar transistors 108 and 110.
[0039]
=== Operation of single-phase motor drive circuit ===
A characteristic operation of the single-phase motor drive circuit according to the present embodiment will be described with reference to the circuit diagram of FIG. 2 and the waveform diagram of FIG. First, the control principle of the drive duty will be described with reference to the waveform diagram of FIG. The waveform diagram of FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining the operation in an easy-to-understand manner.
[0040]
In the minimum speed setting rotation period T1 in FIG. 3, for example, the drive duty determination comparator CMP is the most at the start of the single-phase motor to be driven so that the single-phase motor rotates at the minimum rotation speed for low temperatures. A control signal with a narrow pulse width is output.
[0041]
That is, in the minimum speed setting rotation period T1 in FIG. 3, the detected temperature voltage VTH gradually decreases as the temperature increases due to the rotation of the single-phase motor, but the internally set minimum speed voltage VIN until the cross point α is reached. And larger than the externally set minimum speed voltage RMI.
[0042]
At this time, as described above, when the voltage dividing resistors R21b and R22b of FIG. 1 are not externally attached and the externally set minimum speed voltage RMI is not set, the drive duty determining comparator CMP is substantially set internally. The minimum speed voltage VIN is compared with the detected temperature voltage VTH. As a result of this comparison, the smaller internal setting minimum speed voltage VIN is set as the duty setting voltage. Then, as shown in the output waveform diagram of the comparator CMP in FIG. 3, the comparator CMP outputs a control signal of “H” only when the triangular wave signal PWM is larger than the duty setting voltage. The waveform of this control signal is represented by a solid line indicated by VIN.
[0043]
On the other hand, when the voltage dividing resistors R21b and R22b shown in FIG. 1 are externally connected and the externally set minimum speed voltage RMI is set, the drive duty determining comparator CMP has the internal set minimum speed voltage VIN and the externally set minimum speed voltage. RMI and detected temperature voltage VTH are compared. As a result of this comparison, the smallest externally set minimum speed voltage RMI is set as the duty set voltage. Then, as shown in the output waveform diagram of the comparator CMP in FIG. 3, the comparator CMP outputs a control signal of “H” only when the triangular wave signal PWM is larger than the duty setting voltage. The waveform of this control signal is represented by a broken line indicated by RMI. The minimum speed setting rotation period T1 during which this control signal is output extends to the cross point β where the externally set minimum speed voltage RMI and the detected temperature voltage VTH intersect.
[0044]
The detected temperature voltage VTH gradually decreases as the temperature increases due to the rotation of the single-phase motor. As a result, the detected temperature voltage VTH passes the cross point α (cross point β when the externally set minimum speed voltage RMI is set) in FIG. 3 and the internally set minimum speed voltage VIN (or the externally set minimum speed). When the voltage becomes lower than the voltage RMI (period T2 in FIG. 3, PWM control variable speed region), the comparator CMP switches the duty setting voltage to the detected temperature voltage VTH. As a result, the drive duty determining comparator CMP outputs a control signal only during a period when the triangular wave signal PWM is larger than the detected temperature voltage VTH. That is, the single-phase motor rotates with a driving duty corresponding to the detected temperature VTH of the thermistor Rs.
[0045]
When the temperature rises due to the rotation of the single-phase motor and the detected temperature VTH of the thermistor Rs becomes high (period T3 in FIG. 3, full speed region), the control signal output by the comparator CMP is fully driven with a duty of 100%.
[0046]
Next, the operation of the circuit element that realizes the drive duty control principle described so far will be described. As shown in FIG. 2, the internal set minimum speed voltage VIN (or externally set minimum speed voltage RMI) is smaller than the detected temperature voltage VTH in the period T1 (or up to the cross point β) in FIG.
[0047]
Therefore, when the externally set minimum speed voltage RMI is set, when the externally set minimum speed voltage RMI is lower than the triangular wave signal PWM, the bipolar transistor Tr20b is turned on while the detected temperature voltage VTH is applied to the base. Both the bipolar transistor Tr10 and the bipolar transistor Tr20a to be maintained maintain an off state. Then, the bipolar transistor Tr30 to which the triangular wave signal PWM is applied to the base is turned off while the triangular wave signal PWM is larger than the externally set lowest speed voltage RMI, while the triangular wave signal PWM is smaller than the externally set lowest speed voltage RMI. Turn on inside. As a result, the bipolar transistor Tr40 in which the output of the comparator CMP appears at the collector outputs a “H” signal during the period in which the triangular wave signal PWM is greater than the externally set minimum speed voltage RMI, while the triangular wave signal PWM is at the externally set minimum speed. An “L” signal is output during a period smaller than the voltage RMI.
[0048]
On the other hand, when the externally set minimum speed voltage RMI is not set, when the internally set minimum speed voltage VIN is lower than the triangular wave signal PWM, the bipolar transistor Tr20a is turned on, while both the bipolar transistor Tr10 and the bipolar transistor Tr20b are turned off. Maintain the state. Then, the bipolar transistor Tr30 to which the triangular wave signal PWM is applied to the base is turned off while the triangular wave signal PWM is larger than the internally set minimum speed voltage VIN, while the triangular wave signal PWM is smaller than the internally set minimum speed voltage VIN. Turn on inside. As a result, the bipolar transistor Tr40 in which the output of the comparator CMP appears at the collector outputs an “H” signal during a period when the triangular wave signal PWM is greater than the internally set minimum speed voltage VIN, while the triangular wave signal PWM is at the internally set minimum speed. An “L” signal is output during a period smaller than the voltage VIN.
[0049]
Then, as shown in periods T2 and T3 in FIG. 3, the detected temperature voltage VTH is based on the internally set minimum speed voltage VIN (or the externally set minimum speed voltage RMI when the externally set minimum speed voltage RMI is set). When it becomes smaller, when the detected temperature voltage VTH is lower than the triangular wave signal PWM, the bipolar transistor Tr10 is turned on, while both the bipolar transistors Tr20a and Tr20b are turned off. Then, the bipolar transistor Tr30 is turned off while the triangular wave signal PWM is larger than the detected temperature voltage VTH, while it is turned on while the triangular wave signal PWM is smaller than the detected temperature voltage VTH. As a result, the bipolar transistor Tr40 in which the output of the comparator CMP appears at the collector outputs an “H” signal during the period when the triangular wave signal PWM is larger than the detected temperature voltage VTH, while the triangular wave signal PWM is smaller than the detected temperature voltage VTH. During this period, an “L” signal is output. Therefore, the comparator CMP outputs a pulse signal corresponding to the detected temperature voltage VTH of the thermistor Rs.
[0050]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described concretely based on the embodiment, it is not limited to this and can be variously changed in the range which does not deviate from the summary.
[0051]
For example, if the triangular wave signal supplied from the PWM generation circuit to the comparator CMP is also generated from the common power supply VCC that generates the detected temperature voltage VTH, the internally set minimum speed voltage VIN, and the externally set minimum speed voltage RMI, Even if VCC varies, the rotational speed of the single-phase motor can be stabilized.
[0052]
That is, as shown in FIG. 1, the PWM generation circuit is constituted by a well-known circuit, but the power supply is a common power supply VCC. A connection point between the voltage dividing resistor R0 and the voltage dividing resistor R1 is connected to the inverting input terminal (−) of the comparator CMP1. The voltage dividing resistor R0, the voltage dividing resistor R1, and the voltage dividing resistor R2 are connected in series between the common power supply VCC and the ground. The collector of the transistor Tr1 is connected to the connection point between the voltage dividing resistor R1 and the voltage dividing resistor R2. The emitter of this transistor Tr1 is grounded. A triangular wave signal (PWM signal) output from the comparator CMP1 is applied to the base of the transistor Tr1. On the other hand, the other end of the capacitor C0 whose one end is grounded is connected to the non-inverting input terminal (+) of the comparator CMP1, and is connected to the connection point between the switch SW1 and the switch SW2. These switches SW1 and SW2, and the upper-stage constant current source and the lower-stage constant current source are connected in series between a common power supply VCC and the ground as shown in FIG.
[0053]
In such a configuration, the transistor Tr1 is turned on / off according to the level of the triangular wave signal output from the comparator CMP1. As a result, the reference voltage applied to the inverting input terminal (−) of the comparator CMP1 of the PWM generation circuit is switched to V1 or V2. These reference voltages V1 or V2 are generated by voltage dividing resistors R0, R1, and R2 connected to a common power supply VCC.
[0054]
Therefore, since the triangular wave signal (PWM signal) is generated from the common power supply VCC, the four-input comparator CMP suppresses variations in the control signal for driving the single-phase motor and stably outputs the control signal. be able to.
[0055]
Further, the comparator CMP1 of the PWM generation circuit has hysteresis. Therefore, the comparator CMP1 can output a stable triangular wave signal without being affected by noise or the like. Therefore, the 4-input comparator CMP can further stabilize the control signal for driving the single-phase motor.
[0056]
【The invention's effect】
Both the rotation speed setting voltage and the detected temperature voltage compared by the comparator are generated by a common power source. Therefore, even if the voltage of the power supply varies, the comparator can stably output a control signal for driving the single-phase motor without being affected by the fluctuation. Therefore, it is possible to perform stable variable speed control according to the ambient temperature for the single-phase motor. Further, even if the characteristics of the elements constituting the single-phase motor drive circuit vary, the influence can be prevented as much as possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a single-phase motor and a driving device thereof according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a specific configuration example of a four-input comparator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a waveform diagram showing main signals in a drive circuit for a single-phase motor according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
106 Single-phase coil
116 Hall element
122 Rotation stop detection circuit
132 Control circuit
200A internal setting minimum speed voltage generation circuit (first rotation speed setting voltage generation circuit)
200B External setting minimum speed voltage generation circuit (second rotation speed setting voltage generation circuit)
300 Detection temperature voltage generation circuit
Comparator for CMP drive duty determination (4-input, 4-differential)
Rs thermistor (voltage dividing resistor)
R3, R21a, R22a, R21b, R22b Voltage dividing resistor
Common power supply for VCC
VTH detection temperature
VIN Internally set minimum speed voltage (first rotation speed setting voltage)
RMI external setting minimum speed voltage (second rotation speed setting voltage)

Claims (5)

温度検知素子が検知した温度に基づき変化する検知温度電圧と、単相モータの所定の回転速度を設定するための回転速度設定電圧とを比較し、前記単相モータがより高い回転速度で回転するように前記検知温度電圧と前記回転速度設定電圧とのうちいずれか一方をデューティ設定電圧とし、所定周期の鋸歯状電圧と前記デューティ設定電圧との比較結果に基づいて前記単相モータを駆動するための制御信号を出力するコンパレータと、
前記検知温度電圧を生成する検知温度電圧生成回路と、
前記回転速度設定電圧を生成する回転速度設定電圧生成回路と、を備え、
前記検知温度電圧生成回路は、
温度の上昇に応じて低下する前記検出温度電圧を生成し、
前記コンパレータは、
前記検知温度電圧と前記回転速度設定電圧とを比較し、前記検知温度電圧と前記回転速度設定電圧のうちいずれか小さい方を前記デューティ設定電圧とし、所定周期の鋸歯状電圧が前記デューティ設定電圧より大の期間に前記単相モータを駆動するための制御信号を出力し、
前記回転速度設定電圧生成回路は、第一の回転速度設定電圧を生成する第一の回転速度設定電圧生成回路と、第二の回転速度設定電圧を生成する第二の回転速度設定電圧生成回路とを更に備え、
前記第一の回転速度設定電圧は予め設定された固定の設定電圧であるとともに、
前記第二の回転速度設定電圧は適宜変更可能な設定電圧であって、
前記第二の回転速度設定電圧が前記第一の回転速度設定電圧より小さい場合に、当該第二の回転速度設定電圧を前記回転速度設定電圧とすることを特徴とする単相モータ用駆動回路。
The detected temperature voltage that changes based on the temperature detected by the temperature detecting element is compared with the rotation speed setting voltage for setting a predetermined rotation speed of the single-phase motor, and the single-phase motor rotates at a higher rotation speed. As described above, either one of the detected temperature voltage and the rotation speed setting voltage is set as a duty setting voltage, and the single-phase motor is driven based on a comparison result between the sawtooth voltage having a predetermined cycle and the duty setting voltage. A comparator that outputs a control signal of
A detection temperature voltage generation circuit for generating the detection temperature voltage;
A rotation speed setting voltage generation circuit for generating the rotation speed setting voltage , and
The detected temperature voltage generation circuit includes:
Generating the detected temperature voltage that decreases with increasing temperature;
The comparator is
The detected temperature voltage and the rotation speed setting voltage are compared, and the smaller one of the detected temperature voltage and the rotation speed setting voltage is set as the duty setting voltage, and a sawtooth voltage having a predetermined period is greater than the duty setting voltage. Outputting a control signal for driving the single-phase motor in a large period of time,
The rotation speed setting voltage generation circuit includes a first rotation speed setting voltage generation circuit that generates a first rotation speed setting voltage, and a second rotation speed setting voltage generation circuit that generates a second rotation speed setting voltage. Further comprising
The first rotation speed setting voltage is a fixed setting voltage set in advance,
The second rotation speed setting voltage is a setting voltage that can be changed as appropriate,
When the second rotation speed setting voltage is smaller than the first rotation speed setting voltage, the second rotation speed setting voltage is used as the rotation speed setting voltage.
前記検知温度電圧生成回路、前記第一の回転速度設定電圧生成回路、及び前記第二の回転速度設定電圧生成回路は、それぞれ分圧抵抗を有し、  The detected temperature voltage generation circuit, the first rotation speed setting voltage generation circuit, and the second rotation speed setting voltage generation circuit each have a voltage dividing resistor,
前記検知温度電圧、前記第一の回転速度設定電圧及び前記第二の回転速度設定電圧は、共通の電源から前記分圧抵抗でもってそれぞれ生成される分圧値であることを特徴とする請求項1に記載の単相モータ用駆動回路。  The detected temperature voltage, the first rotation speed setting voltage, and the second rotation speed setting voltage are divided voltage values respectively generated by a voltage dividing resistor from a common power source. 1. A drive circuit for a single-phase motor according to 1.
前記鋸歯状電圧を生成する回路と、前記制御信号に基づき駆動信号を生成して前記単相モータへ出力する制御回路とを更に備えたことを特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載の単相モータ用駆動回路。  3. The circuit according to claim 1, further comprising: a circuit that generates the sawtooth voltage; and a control circuit that generates a drive signal based on the control signal and outputs the drive signal to the single-phase motor. Single-phase motor drive circuit. 前記鋸歯状電圧は前記コンパレータに入力され、当該鋸歯状電圧は、前記共通の電源から生成されることを特徴とする請求項2に記載の単相モータ用駆動回路。  The single-phase motor drive circuit according to claim 2, wherein the sawtooth voltage is input to the comparator, and the sawtooth voltage is generated from the common power source. 温度検知素子が検知した温度の上昇に応じて低下する検知温度電圧と、単相モータの所定の回転速度を設定するための回転速度設定電圧とを比較し、前記検知温度電圧と前記回転速度設定電圧のうちいずれか小さい方をデューティ設定電圧とし、所定周期の鋸歯状電圧が前記デューティ設定電圧より大の期間に前記単相モータを駆動するための制御信号を出力し、  The detected temperature voltage that decreases as the temperature detected by the temperature detecting element decreases and the rotation speed setting voltage for setting a predetermined rotation speed of the single-phase motor are compared, and the detected temperature voltage and the rotation speed setting are compared. A smaller one of the voltages is set as a duty setting voltage, and a control signal for driving the single-phase motor is output in a period in which a sawtooth voltage having a predetermined period is larger than the duty setting voltage,
第一の回転速度設定電圧は予め設定された固定の設定電圧であるとともに、第二の回転速度設定電圧は適宜変更可能な設定電圧であって、  The first rotation speed setting voltage is a preset fixed setting voltage, and the second rotation speed setting voltage is a setting voltage that can be changed as appropriate.
前記第二の回転速度設定電圧が前記第一の回転速度設定電圧より小さい場合に、当該第二の回転速度設定電圧を前記回転速度設定電圧とすることを特徴とする単相モータ用駆動回路の駆動方法。  When the second rotation speed setting voltage is smaller than the first rotation speed setting voltage, the second rotation speed setting voltage is used as the rotation speed setting voltage. Driving method.
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