JP4601633B2 - Inverter circuit device - Google Patents
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Description
本発明は過熱保護及び過電流保護も行えるようにした温度検出回路を備えたインバータ回路装置に関する。 The present invention relates to an inverter circuit device including a temperature detection circuit that can perform overheat protection and overcurrent protection.
まず、図６を参照して、温度検出回路を備えたインバータ回路装置およびその制御回路の動作を簡単に説明する。 First, with reference to FIG. 6, the operation of the inverter circuit device including the temperature detection circuit and the control circuit thereof will be briefly described.
マイクロコンピュータあるいはＤＳＰにより構成された制御回路１から回転速度設定信号に応じた周波数の基準信号がドライバ回路２に出力される。この基準信号は、それぞれ１２０度の位相差を有する３つのパルス幅変調された矩形波とこのパルス幅変調された矩形波に対して一般的に１８０度位相が遅れた３つの矩形波からなっている。 A reference signal having a frequency corresponding to the rotation speed setting signal is output to the driver circuit 2 from the control circuit 1 constituted by a microcomputer or DSP. This reference signal is composed of three pulse-width-modulated rectangular waves each having a phase difference of 120 degrees and three rectangular waves that are generally 180 degrees behind the pulse-width-modulated rectangular waves. Yes.
それぞれ１２０度の位相差を有する３つのパルス幅変調された矩形波はドライバ回路２を介して、インバータ回路を構成する上側アームのスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３の制御電極に入力され、このスイッチング素子をオン・オフ制御する。 Three pulse-width-modulated rectangular waves each having a phase difference of 120 degrees are input to the control electrodes of the switching elements Q1, Q2 and Q3 of the upper arm constituting the inverter circuit via the driver circuit 2, and this switching element ON / OFF control.
また、このパルス幅変調された矩形波に対して１８０度位相が遅れたパルス幅変調された矩形波は同様にドライバ回路２を介して下側アームのスイッチング素子Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６をオン・オフ制御する。 Further, the pulse-width-modulated rectangular wave whose phase is delayed by 180 degrees with respect to the pulse-width-modulated rectangular wave similarly turns on / off the switching elements Q4, Q5 and Q6 of the lower arm via the driver circuit 2. Control.
なお、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６に接続されたダイオードＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６は回生ダイオードである。 The diodes D1, D2, D3, D4, D5, and D6 connected to the switching elements Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, and Q6 are regenerative diodes.
従って、それぞれ１２０度の位相差を有する３つのパルス幅変調された矩形波とこのパルス幅変調された矩形波に対してそれぞれ１８０度位相が遅れた３つのパルス幅変調された矩形波によりオン・オフ制御されるインバータ回路の出力端子、すなわちスイッチング素子Ｑ１とＱ４、スイッチング素子Ｑ２とＱ５、スイッチング素子Ｑ３とＱ６の接続点Ｕ、Ｖ、Ｗには３相のパルス幅変調された電圧が得られ、モータＭに流れる負荷電流は正弦波に近似したものとなる。 Therefore, three pulse width modulated rectangular waves each having a phase difference of 120 degrees and three pulse width modulated rectangular waves each having a phase difference of 180 degrees with respect to the pulse width modulated rectangular waves The output terminals of the inverter circuit to be controlled off, that is, switching elements Q1 and Q4, switching elements Q2 and Q5, and connection points U, V, and W of switching elements Q3 and Q6 are obtained three-phase pulse width modulated voltages. The load current flowing through the motor M approximates a sine wave.
前述のインバータ回路において、温度に応じてモータＭの回転速度を変化させたり、あるいは必要以上に温度が上昇したとき、インバータ回路が破損しないように停止させる必要がある。そのため温度検出回路３を設け、インバータ回路の異常温度上昇を検出し、検出された加熱異常信号を制御回路に加え、前記モータＭを停止させていた。 In the above-described inverter circuit, it is necessary to change the rotation speed of the motor M according to the temperature or to stop the inverter circuit from being damaged when the temperature rises more than necessary. Therefore, the temperature detection circuit 3 is provided to detect an abnormal temperature rise in the inverter circuit, and the detected heating abnormality signal is added to the control circuit to stop the motor M.
インバータ回路の温度変化に伴い、前記温度検出回路で検出された温度検出信号を制御回路に加えるには制御回路に専用の端子が必要とするので、制御回路の端子数が増加する。 As the temperature of the inverter circuit changes, a dedicated terminal is required for the control circuit in order to apply the temperature detection signal detected by the temperature detection circuit to the control circuit, so that the number of terminals of the control circuit increases.
またインバータ回路の温度が所定の温度以上に過熱されたときに、回路素子が破損されるのを防止するため、単にスイッチング回路等に流れる電流を制御するだけでなく、前記インバータ回路の動作を停止させる必要がある。 In addition, when the temperature of the inverter circuit is overheated above a predetermined temperature, the circuit element is prevented from being damaged. In addition to controlling the current flowing in the switching circuit, the operation of the inverter circuit is stopped. It is necessary to let
さらに図７に示すように、前記温度検出回路３において温度を検出するにはサーミスタ３ａが使用される。従来はインバータ回路を印刷基板４に取り付け、前記サーミスタ３ａをインバータ回路が取り付けられた放熱板５に設けていた。従ってインバータ回路の正確な温度上昇を検出出来ず、またスペースを必要とした。 Further, as shown in FIG. 7, the thermistor 3 a is used to detect the temperature in the temperature detection circuit 3. Conventionally, an inverter circuit is attached to the printed circuit board 4, and the thermistor 3a is provided on the heat sink 5 to which the inverter circuit is attached. Therefore, an accurate temperature rise of the inverter circuit cannot be detected, and a space is required.
本発明は過熱保護及び過電流保護も行えるようにしたもので、
第１に、上側アームに接続された第１、第２および第３スイッチング素子と、下側アームに接続された第４、第５および第６スイッチング素子とからなるスイッチング回路と、
前記スイッチング素子の制御電極に制御信号を入力する事により前記スイッチング回路のスイッチング素子をスイッチング制御するドライバ回路と、
パルス幅変調された矩形波を前記ドライバ回路に出力する制御回路とを備えたインバータ回路に於いて、
前記スイッチング回路、前記ドライバ回路および前記制御回路から成るインバータ回路の温度変化を検知する温度検出回路が前記制御回路に接続され、
前記温度検出回路は、電源と一端が接続された第１の抵抗と、前記第１の抵抗の他端が前記制御回路と接続されるとともに、前記第１の抵抗の他端が一端と接続され、他端がグランドに接続されたサーミスタと、
前記サーミスタの両端に並列に接続された過電流保護用のスイッチング素子と、
前記下側アームと一端が接続された第２の抵抗と、
前記第２の抵抗の一端と接続されるとともに、前記過電流保護用のスイッチング素子の制御電極と接続された過電流検出回路とを備え、
前記インバータ回路の温度変化に応じて変化する前記サーミスタの変化を制御回路に加え、温度変化に応じてインバータ回路に流れる電流を変化させると共に、
前記第２の抵抗に過電流が流れた際、前記過電流検出回路で検出して前記過電流検出回路の信号により前記過電流保護用のスイッチング素子をオンさせることにより、前記制御回路を介してインバータ回路の動作を停止させることで解決するもので有る。
The present invention is also capable of overheat protection and overcurrent protection,
First, a switching circuit comprising first, second and third switching elements connected to the upper arm, and fourth, fifth and sixth switching elements connected to the lower arm;
A driver circuit that controls switching of the switching element of the switching circuit by inputting a control signal to the control electrode of the switching element;
In an inverter circuit comprising a control circuit for outputting a pulse width modulated rectangular wave to the driver circuit,
A temperature detection circuit for detecting a temperature change of an inverter circuit comprising the switching circuit, the driver circuit and the control circuit is connected to the control circuit,
The temperature detection circuit includes a first resistor having one end connected to a power source, the other end of the first resistor connected to the control circuit, and the other end connected to the one end. A thermistor with the other end connected to ground,
A switching element for overcurrent protection connected in parallel to both ends of the thermistor;
A second resistor having one end connected to the lower arm;
An overcurrent detection circuit connected to one end of the second resistor and connected to a control electrode of the overcurrent protection switching element;
Add the change of the thermistor that changes according to the temperature change of the inverter circuit to the control circuit, change the current flowing through the inverter circuit according to the temperature change,
When an overcurrent flows through the second resistor, the overcurrent detection circuit detects the overcurrent and turns on the overcurrent protection switching element according to a signal from the overcurrent detection circuit. The problem is solved by stopping the operation of the inverter circuit.
第２に、上側アームに接続された第１、第２および第３スイッチング素子と、下側アームに接続された第４、第５および第６スイッチング素子とからなるスイッチング回路と、
前記スイッチング素子の制御電極に制御信号を入力する事により前記スイッチング回路のスイッチング素子をスイッチング制御するドライバ回路と、
パルス幅変調された矩形波を前記ドライバ回路に出力する制御回路とを備えたインバータ回路に於いて、
前記スイッチング回路、前記ドライバ回路および前記制御回路から成るインバータ回路の温度変化を検知する温度検出回路が前記制御回路に接続され、
前記温度検出回路は、電源と一端が接続された第１の抵抗と、前記第１の抵抗の他端が一端と接続されたサーミスタと、前記サーミスタの他端と接続されたコンパレータと、前記コンパレータおよび前記サーミスタの他端および前記制御回路と一端が接続された第２の抵抗とを有し、
前記下側アームと一端が接続された第３の抵抗と、
前記第３の抵抗の一端と接続されるとともに、前記第２の抵抗の一端と接続された過電流検出回路とを備え、
前記インバータ回路の温度変化に応じて変化する前記サーミスタの変化を検出した前記コンパレータの出力により、前記制御回路は異常と判断し、前記制御回路により前記駆動回路を停止させるとともに、前記制御回路から発生するパルス幅変調された矩形波を遮断することで解決するものである。
Second, a switching circuit comprising first, second and third switching elements connected to the upper arm, and fourth, fifth and sixth switching elements connected to the lower arm;
A driver circuit that controls switching of the switching element of the switching circuit by inputting a control signal to the control electrode of the switching element;
In an inverter circuit comprising a control circuit for outputting a pulse width modulated rectangular wave to the driver circuit,
A temperature detection circuit for detecting a temperature change of an inverter circuit comprising the switching circuit, the driver circuit and the control circuit is connected to the control circuit,
The temperature detection circuit includes: a first resistor having one end connected to a power supply; a thermistor having the other end of the first resistor connected to one end; a comparator connected to the other end of the thermistor; and the comparator And a second resistor having one end connected to the other end of the thermistor and the control circuit,
A third resistor having one end connected to the lower arm;
An overcurrent detection circuit connected to one end of the third resistor and connected to one end of the second resistor;
Based on the output of the comparator that detects a change in the thermistor that changes in response to a temperature change in the inverter circuit, the control circuit determines that the control circuit is abnormal, causes the control circuit to stop the drive circuit, and generates from the control circuit. The problem is solved by blocking the pulse-width modulated rectangular wave.
本発明は温度検出回路の温度検出素子と過電流検出素子とを接続し、検出された信号を制御回路の同一端子に加えるようにしたので、制御回路に別に端子あるいは回路を設けることなく、温度制御と過電流検出をすることができる。 In the present invention, the temperature detection element and the overcurrent detection element of the temperature detection circuit are connected, and the detected signal is applied to the same terminal of the control circuit. Control and overcurrent detection can be performed.
また前記温度検出回路に過熱保護信号検出回路を接続したので、回路が所定温度以上に上昇したとき動作を停止させて、過熱して回路が破壊されるのを保護できる。 Further, since the overheat protection signal detection circuit is connected to the temperature detection circuit, the operation is stopped when the circuit rises to a predetermined temperature or more, and it is possible to protect the circuit from being overheated and destroyed.
さらに回路は放熱兼用配線基板にスイッチング回路とドライブ回路とを取り付けたので、その熱伝達性の良さから基板温度がほぼ均一となる特性を利用し、スイッチング回路の温度変化が的確にサーミスタにより正確に検出でき温度変化に応じて負荷に供給される電流を制御できる。 Furthermore, since the circuit is equipped with a switching circuit and a drive circuit on a heat dissipation / wiring board, the temperature of the switching circuit is accurately adjusted by a thermistor using the characteristic that the substrate temperature is almost uniform due to its good heat transferability. It can be detected and the current supplied to the load can be controlled according to the temperature change.
図１に本発明の温度検出回路を備えたインバータ回路装置のブロック図を示す。 FIG. 1 shows a block diagram of an inverter circuit device provided with a temperature detection circuit of the present invention.
本発明におけるインバータ回路は、上側アームのスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３と、下側アームのスイッチング素子Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６とで構成されるスイッチング回路９と、各スイッチング素子の制御電極に入力され、このスイッチング素子をオン・オフ制御するドライバ回路２と、該ドライバ回路２に入力され制御信号を発生する制御回路１とを備える。 The inverter circuit in the present invention is input to the switching circuit 9 composed of the switching elements Q1, Q2, Q3 of the upper arm and the switching elements Q4, Q5, Q6 of the lower arm, and the control electrode of each switching element, A driver circuit 2 that controls on / off of the switching element and a control circuit 1 that is input to the driver circuit 2 and generates a control signal are provided.
前記スイッチング回路９のスイッチング素子Ｑ１とＱ４、スイッチング素子Ｑ２とＱ５、スイッチング素子Ｑ３とＱ６の接続点Ｕ、Ｖ、ＷにモータＭ等の負荷が接続されている。制御回路１からは前述したようにパルス幅変調された矩形波がドライブ回路２に出力され、スイッチング回路９の制御を行っている。 A load such as a motor M is connected to connection points U, V, and W of the switching elements Q1 and Q4, switching elements Q2 and Q5, and switching elements Q3 and Q6 of the switching circuit 9. As described above, the control circuit 1 outputs a rectangular wave that has been subjected to pulse width modulation to the drive circuit 2 to control the switching circuit 9.
本発明の特徴は制御回路１に温度検出回路１０が接続されていることである。
前記温度検出回路１０は制御回路１、ドライバ回路２、スイッチング回路９からなるインバータ回路の温度変化を検出するもので、電源ＶＤＤに接続された抵抗１１と、該抵抗１１に一端が接続されると共に制御回路１のＦＡＵＬＴ端子に接続されたサーミスタ１２からなる。
A feature of the present invention is that a temperature detection circuit 10 is connected to the control circuit 1.
The temperature detection circuit 10 detects a temperature change of the inverter circuit including the control circuit 1, the driver circuit 2, and the switching circuit 9, and has a resistor 11 connected to the power supply VDD and one end connected to the resistor 11. The thermistor 12 is connected to the FAULT terminal of the control circuit 1.
前記サーミスタ１２に並列に過電流保護用ＦＥＴ１３のドレイン・ソース電極が接続されている。前記過電流保護用ＦＥＴ１３のドレイン電極はダイオード１４を介して電源ＶＤＤに接続され、且つ前記サーミスタ１２の一端と共にＦＡＵＬＴ端子として制御回路１に接続されている。 A drain / source electrode of an overcurrent protection FET 13 is connected in parallel to the thermistor 12. The drain electrode of the overcurrent protection FET 13 is connected to the power supply VDD via the diode 14 and is connected to the control circuit 1 as a FAULT terminal together with one end of the thermistor 12.
また、前記過電流保護用ＦＥＴ１３のゲート電極は抵抗１５に流れる過電流を検出する過電流検出回路１６に接続されている。尚前記過電流保護用ＦＥＴ１３は前記ドライバ回路２に組み込まれているが、前記温度検出回路１０に設けてもよい。 The gate electrode of the overcurrent protection FET 13 is connected to an overcurrent detection circuit 16 that detects an overcurrent flowing through the resistor 15. The overcurrent protection FET 13 is incorporated in the driver circuit 2, but may be provided in the temperature detection circuit 10.
図２は本発明の温度検出回路を備えたインバータ回路装置に用いた温度検出回路１０を放熱兼用配線基板１７に取り付けた取付図である。前記放熱兼用配線基板１７は表面を酸化し絶縁したアルミニュウム基板を用いている。 FIG. 2 is an attachment diagram in which the temperature detection circuit 10 used in the inverter circuit device provided with the temperature detection circuit of the present invention is attached to the heat dissipation / wiring board 17. The heat-radiation wiring board 17 uses an aluminum substrate whose surface is oxidized and insulated.
前記絶縁された放熱兼用配線基板１７の表面には印刷配線が施されていると共に、前記スイッチング回路９の上側アームのスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３と、下側アームのスイッチング素子Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６及びドライバ回路２等が取り付けられている。 Printed wiring is applied to the surface of the insulated heat-radiation wiring board 17, and the switching elements Q1, Q2, Q3 of the upper arm of the switching circuit 9, and the switching elements Q4, Q5, Q6 of the lower arm. The driver circuit 2 and the like are attached.
前記サーミスタ１２は放熱兼用配線基板１７上の動作時温度上昇するスイッチング回路９及びドライバ回路２に出来るだけ近接して取り付けることが望ましい。しかし、本発明の場合、基板材にアルミニュウムを使用している為、その熱伝達性の良さから基板温度がほぼ均一となるので、基板内に実装すればその位置に関係なくインバータ回路の温度を正確に検出できる。 It is desirable that the thermistor 12 be mounted as close as possible to the switching circuit 9 and the driver circuit 2 that increase the temperature during operation on the heat radiation / wiring board 17. However, in the case of the present invention, since aluminum is used for the substrate material, the substrate temperature becomes almost uniform because of its good heat transfer characteristics. Therefore, if it is mounted in the substrate, the temperature of the inverter circuit can be set regardless of its position. It can be detected accurately.
前記制御回路１から出力されたそれぞれ１２０度の位相差を有する３つのパルス幅変調された矩形波はドライバ回路２を介して、スイッチング回路９を構成する上側アームのスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３の制御電極に入力され、このスイッチング素子をオン・オフ制御する。 Three pulse-width-modulated rectangular waves each having a phase difference of 120 degrees outputted from the control circuit 1 are connected to the switching elements Q1, Q2, Q3 of the upper arm constituting the switching circuit 9 via the driver circuit 2. The switching element is input to the control electrode to control on / off of the switching element.
また制御回路１からの前記パルス幅変調された矩形波に対して１８０度位相が遅れたパルス幅変調された矩形波は同様にドライバ回路２を介して下側アームのスイッチング素子Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６をオン・オフ制御する。 Further, the pulse width modulated rectangular wave whose phase is delayed by 180 degrees with respect to the pulse width modulated rectangular wave from the control circuit 1 is similarly switched via the driver circuit 2 through the switching elements Q4, Q5, Q6 of the lower arm. ON / OFF control.
従って、それぞれ１２０度の位相差を有する３つのパルス幅変調された矩形波とこのパルス幅変調された矩形波に対してそれぞれ１８０度位相が遅れた３つのパルス幅変調された矩形波によりオン・オフ制御されるスイッチング回路９の出力端子、すなわちスイッチング素子Ｑ１とＱ４、スイッチング素子Ｑ２とＱ５、スイッチング素子Ｑ３とＱ６の接続点Ｕ、Ｖ、Ｗには３相のパルス幅変調された電圧が加えられ、前記モータＭに負荷電流を供給し該モータＭを回転させる。 Therefore, three pulse width modulated rectangular waves each having a phase difference of 120 degrees and three pulse width modulated rectangular waves each having a phase difference of 180 degrees with respect to the pulse width modulated rectangular waves The output terminals of the switching circuit 9 to be controlled off, that is, the switching elements Q1 and Q4, the switching elements Q2 and Q5, and the connection points U, V, and W of the switching elements Q3 and Q6 are applied with three-phase pulse width modulated voltage. Then, a load current is supplied to the motor M to rotate the motor M.
モータＭが回転し、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６及びＤ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６等の温度が上昇すると、前記放熱兼用配線基板１７の温度も熱を伝達され直ぐに上昇する。図３に示すように、放熱兼用配線基板１７の温度が上昇すると、サーミスタ１２の抵抗値は２５℃で１００ＫΩであるのが１２５℃で約２．８ＫΩと抵抗値が低下する。 When the motor M rotates and the temperature of the switching elements Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6 and D1, D2, D3, D4, D5, D6 etc. rises, the temperature of the heat radiation / wiring board 17 also transfers heat. It rises immediately. As shown in FIG. 3, when the temperature of the heat radiation / wiring board 17 rises, the resistance value of the thermistor 12 decreases from 100 KΩ at 25 ° C. to about 2.8 KΩ at 125 ° C.
従って図５に示す回路においては、抵抗１１の抵抗値を１０ＫΩ、抵抗１９の抵抗値を５．１ＫΩそして電源電圧ＶＤＤを１５Ｖとすると、図３、図４に示すように、サーミスタ１２の温度検出信号Ｖ（ＩＴＲＩＰ）は２５℃のとき約０．７Ｖであったのが、１２５℃では約４．３Ｖまで変化する。 Therefore, in the circuit shown in FIG. 5, when the resistance value of the resistor 11 is 10 KΩ, the resistance value of the resistor 19 is 5.1 KΩ, and the power supply voltage VDD is 15 V, the temperature detection of the thermistor 12 is performed as shown in FIGS. The signal V (ITRIP) was about 0.7 V at 25 ° C., but changed to about 4.3 V at 125 ° C.
この変化した温度検出信号はＦＡＵＬＴ端子から制御回路１に加えられ、前記制御回路１によりパルス幅変調された矩形波を制御し、モータＭに温度の変化に応じたモータ電流を流し、回転数を変化させることができる。 This changed temperature detection signal is applied to the control circuit 1 from the FAULT terminal, controls the rectangular wave pulse-modulated by the control circuit 1, passes a motor current according to the temperature change to the motor M, and sets the rotation speed. Can be changed.
また、図３及び図４に示すように、放熱兼用配線基板１７の温度（Ｔc）が上昇するにつれ、Ｖ（ＩＴＲＩＰ）電圧が上昇したとき、その電圧が設定したＶｒｅｆ電圧を超えるとコンパレータ２０が反転して、ＦＡＵＬＴ端子がＬｏレベルとなる。ＦＡＵＬＴ端子がＬｏレベルとなると、制御回路１は異常が発生したと判断し、ドライブ回路２を駆動停止すると共に、前記制御回路１から発生するパルス幅変調された矩形波を遮断して、モータ動作を停止させ、スイッチング素子の加熱による破壊を防止する。 As shown in FIGS. 3 and 4, when the temperature (Tc) of the heat radiation / wiring board 17 rises and the V (ITRIP) voltage rises, if the voltage exceeds the set Vref voltage, the comparator 20 Inverted, the FAULT terminal becomes Lo level. When the FAULT terminal becomes Lo level, the control circuit 1 determines that an abnormality has occurred and stops driving the drive circuit 2 and cuts off the pulse width modulated rectangular wave generated from the control circuit 1 to operate the motor. To prevent the switching element from being damaged by heating.
ところでモータＭがロックする等して、ドライバ回路２及びスイッチング回路９に過電流が流れると抵抗１５に流れる電流が増加する。前記抵抗１５に流れる電流が設定値以上となると、過電流検出回路１６より過電流検出信号が検出される。図１においては、前記過電流検出回路１６に検出された過電流検出信号は過電流保護ＦＥＴ１３のゲート電極に加わる。それにより前記過電流保護用ＦＥＴ１３がオンしてＦＡＵＬＴ端子がＬｏレベルとなる。 By the way, when the motor M is locked or the like and an overcurrent flows through the driver circuit 2 and the switching circuit 9, the current flowing through the resistor 15 increases. When the current flowing through the resistor 15 exceeds a set value, the overcurrent detection signal is detected by the overcurrent detection circuit 16. In FIG. 1, the overcurrent detection signal detected by the overcurrent detection circuit 16 is applied to the gate electrode of the overcurrent protection FET 13. As a result, the overcurrent protection FET 13 is turned on and the FAULT terminal becomes Lo level.
前記過電流保護ＦＥＴ１３がオンして、Ｌｏレベルとなる過電流異常信号が出力されるが、このとき前記温度検出信号を出力するのと同じＦＡＵＬＴ端子を通じて制御回路１に異常信号を伝える。そして前記制御回路１から発生するパルス幅変調された矩形波を遮断して、モータＭの動作を停止させスイッチング素子の過電流破壊やモータ故障を防止する。 The overcurrent protection FET 13 is turned on and an overcurrent abnormality signal that is at the Lo level is output. At this time, an abnormality signal is transmitted to the control circuit 1 through the same FAULT terminal that outputs the temperature detection signal. Then, the pulse-width-modulated rectangular wave generated from the control circuit 1 is cut off to stop the operation of the motor M, thereby preventing overcurrent destruction of the switching element and motor failure.
図５を用いて温度検出回路を有するインバータ回路装置の放熱兼用配線基板の温度が設定したある温度以上になったら、前記モータＭに流れる電流を遮断し、過熱保護ができることを詳しく説明する。前記温度検出回路１０に過熱検出用のコンパレータ２０を設け、該コンパレータ２０の一入力端子には前記サーミスタ１２が接続され、他端子には基準電圧Ｖｒｅｆが加えられる。 With reference to FIG. 5, it will be described in detail that when the temperature of the heat radiation / wiring board of the inverter circuit device having the temperature detection circuit becomes equal to or higher than a set temperature, the current flowing through the motor M is cut off and overheat protection can be performed. The temperature detection circuit 10 is provided with a comparator 20 for detecting overheating. The thermistor 12 is connected to one input terminal of the comparator 20 and the reference voltage Vref is applied to the other terminal.
前述と同様に、インバータ回路装置の温度が上昇すると、サーミスタ１２の抵抗値が低下して、温度検出信号を検出する。前記温度検出信号はＩＴＲＩＰ端子から制御回路に加えられ、該制御回路１から出力されるパルス幅変調された矩形波を制御し、モータＭに温度の変化に応じたモータ電流を流し、温度に応じて回転数を変化させることができる機能は同じである。 Similarly to the above, when the temperature of the inverter circuit device rises, the resistance value of the thermistor 12 decreases and a temperature detection signal is detected. The temperature detection signal is applied to the control circuit from the ITRIP terminal, controls the pulse-width-modulated rectangular wave output from the control circuit 1, passes the motor current according to the temperature change to the motor M, and responds to the temperature. The functions that can change the rotation speed are the same.
しかし前述した図４に示すように、本回路ではある温度以上になり、サーミスタ１２で検出されコンパレータ２０の一入力端子に加えられる前記温度検出信号Ｖ（ＩＴＲＩＰ）が基準電圧Ｖｒｅｆ以上となると、コンパレータ２０の出力端子から過熱異常信号ＴＴが発生する。 However, as shown in FIG. 4 described above, in this circuit, when the temperature exceeds a certain temperature and the temperature detection signal V (ITRIP) detected by the thermistor 12 and applied to one input terminal of the comparator 20 becomes equal to or higher than the reference voltage Vref, the comparator An overheat abnormality signal TT is generated from the 20 output terminals.
前記過熱異常信号ＴＴは制御回路１に加えられると、前記制御回路１から発生するパルス幅変調された矩形波は遮断して、モータＭの動作を停止させスイッチング素子の過電流破壊やモータ故障を防止する。 When the overheat abnormality signal TT is applied to the control circuit 1, the pulse width modulated rectangular wave generated from the control circuit 1 is cut off, and the operation of the motor M is stopped to cause overcurrent breakdown or motor failure of the switching element. To prevent.
また過電流が流れる抵抗１５に過電流検出回路１６を接続し、抵抗１９の一端に過電流検出回路１６から検出される過電流検出信号を加えることにより、図１と同様に同一端子で過電流と過熱保護ができる。 Further, the overcurrent detection circuit 16 is connected to the resistor 15 through which the overcurrent flows, and an overcurrent detection signal detected from the overcurrent detection circuit 16 is added to one end of the resistor 19 so that the overcurrent is detected at the same terminal as in FIG. And overheat protection.
本発明は温度検出回路の温度検出素子と過電流検出素子とを接続し、検出された信号を制御回路の同一端子に加えるようにしたので、制御回路に別に端子あるいは回路を設けることなく、温度制御と過電流検出をすることができる。 In the present invention, the temperature detection element and the overcurrent detection element of the temperature detection circuit are connected, and the detected signal is applied to the same terminal of the control circuit. Control and overcurrent detection can be performed.
また前記温度検出回路に過熱保護信号検出回路を接続したので、回路が所定温度以上に上昇したとき動作を停止させて、過熱して回路が破壊されるのを保護できる。 Further, since the overheat protection signal detection circuit is connected to the temperature detection circuit, the operation is stopped when the circuit rises to a predetermined temperature or more, and it is possible to protect the circuit from being overheated and destroyed.
さらに回路は放熱兼用配線基板にスイッチング回路とドライブ回路とを取り付けたので、その熱伝達性の良さから基板温度がほぼ均一となる特性を利用し、スイッチング回路の温度変化が的確にサーミスタにより正確に検出でき温度変化に応じて負荷に供給される電流を制御できる。 Furthermore, since the circuit is equipped with a switching circuit and a drive circuit on a heat dissipation / wiring board, the temperature of the switching circuit is accurately adjusted by a thermistor using the characteristic that the substrate temperature is almost uniform due to its good heat transferability. It can be detected and the current supplied to the load can be controlled according to the temperature change.
Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６ スイッチング素子
１ 制御回路
２ ドライバ回路
９ スイッチング回路
１０ 温度検出回路
１２ サーミスタ
１３ 過電流保護用ＦＥＴ
１７ 放熱兼用配線基板
２０ 過熱検出用及び過電流保護用のコンパレータ
Q1, Q2, Q3, Q4, Q5, Q6 Switching element 1 Control circuit 2 Driver circuit 9 Switching circuit 10 Temperature detection circuit 12 Thermistor 13 Overcurrent protection FET
17 Heat Dissipation Wiring Board 20 Overheat Detection and Overcurrent Protection Comparator
Claims (3)
前記スイッチング回路、前記ドライバ回路および前記制御回路から成るインバータ回路の温度変化を検知する温度検出回路が前記制御回路に接続され、前記温度検出回路は、電源と一端が接続された第１の抵抗と、
前記第１の抵抗の他端が前記制御回路と接続されるとともに、前記第１の抵抗の他端が一端と接続され、他端がグランドに接続されたサーミスタと、
前記サーミスタの両端に並列に接続された過電流保護用のスイッチング素子と、
前記下側アームと一端が接続された第２の抵抗と、
前記第２の抵抗の一端と接続されるとともに、前記過電流保護用のスイッチング素子の制御電極と接続された過電流検出回路と、
前記第１の抵抗及び前記サーミスタとの接点と前記過電流保護用のスイッチング素子及び前記サーミスタとの接点とを接続した端子と、を備え、
前記端子からの信号に応じて、前記インバータ回路の温度変化に応じて変化する前記サーミスタの変化を前記制御回路に加え、前記制御回路は温度変化に応じてインバータ回路に流れる電流を変化させると共に、前記第２の抵抗に過電流が流れた際、前記過電流検出回路での検出信号により前記過電流保護用のスイッチング素子の状態変化を前記制御回路に加え、前記制御回路は過電流に応じてインバータ回路の動作を停止させることを特徴とする温度検出回路を備えたインバータ回路装置。 A switching circuit composed of first, second and third switching elements connected to the upper arm, and fourth, fifth and sixth switching elements connected to the lower arm, and a control electrode of the switching element is controlled. In an inverter circuit comprising: a driver circuit that controls switching of the switching element of the switching circuit by inputting a signal; and a control circuit that outputs a pulse-width modulated rectangular wave to the driver circuit.
A temperature detection circuit for detecting a temperature change of an inverter circuit composed of the switching circuit, the driver circuit, and the control circuit is connected to the control circuit, and the temperature detection circuit includes a first resistor having one end connected to a power source. ,
A thermistor having the other end of the first resistor connected to the control circuit, the other end of the first resistor connected to one end, and the other end connected to the ground;
A switching element for overcurrent protection connected in parallel to both ends of the thermistor;
A second resistor having one end connected to the lower arm;
An overcurrent detection circuit connected to one end of the second resistor and connected to a control electrode of the overcurrent protection switching element ;
A terminal connecting the contact point with the first resistor and the thermistor and the switching element for overcurrent protection and the contact point with the thermistor;
In response to a signal from the terminal, in addition to the change of the thermistor changes according to a temperature change of said inverter circuit to said control circuit, said control circuit along with changing the current flowing through the inverter circuit in response to temperature change, When an overcurrent flows through the second resistor, a change in the state of the switching element for overcurrent protection is added to the control circuit by a detection signal from the overcurrent detection circuit, and the control circuit responds to the overcurrent. An inverter circuit device provided with a temperature detection circuit, characterized in that the operation of the inverter circuit is stopped.
前記スイッチング回路、前記ドライバ回路および前記制御回路から成るインバータ回路の温度変化を検知する温度検出回路が前記制御回路に接続され、前記温度検出回路は、電源と一端が接続された第１の抵抗と、
前記第１の抵抗の他端が一端と接続されたサーミスタと、
前記サーミスタの他端と接続されたコンパレータと、
前記コンパレータおよび前記サーミスタの他端および前記制御回路と一端が接続された第２の抵抗と、
前記下側アームと一端が接続された第３の抵抗と、
前記第３の抵抗の一端と接続されるとともに、前記第２の抵抗の一端と接続された過電流検出回路と、
前記サーミスタ及び前記コンパレータとの接点の信号を取り出す温度検出信号端子と、を備え、
前記温度検出信号端子からの信号に応じて、前記インバータ回路の温度変化に応じて変化する前記サーミスタの変化を前記制御回路に加え、前記制御回路は温度変化に応じてインバータ回路に流れる電流を変化させると共に、
前記第３の抵抗に過電流が流れた際、前記過電流検出回路での検出信号を前記温度検出信号端子に加え、前記コンパレータの状態変化を過熱異常信号として前記制御回路に出力し、前記制御回路はインバータ回路の動作を停止させることを特徴とする温度検出回路を備えたインバータ回路装置。 A switching circuit composed of first, second and third switching elements connected to the upper arm, and fourth, fifth and sixth switching elements connected to the lower arm, and a control electrode of the switching element is controlled. In an inverter circuit comprising: a driver circuit that controls switching of the switching element of the switching circuit by inputting a signal; and a control circuit that outputs a pulse-width modulated rectangular wave to the driver circuit.
A temperature detection circuit for detecting a temperature change of an inverter circuit composed of the switching circuit, the driver circuit, and the control circuit is connected to the control circuit, and the temperature detection circuit includes a first resistor having one end connected to a power source. ,
A thermistor in which the other end of the first resistor is connected to one end;
A comparator connected to the other end of the thermistor;
A second resistor having one end connected to the other end of the comparator and the thermistor and the control circuit ;
A third resistor having one end connected to the lower arm;
An overcurrent detection circuit connected to one end of the third resistor and connected to one end of the second resistor;
A temperature detection signal terminal for taking out a signal at a contact point between the thermistor and the comparator,
In response to a signal from the temperature detection signal terminal, a change in the thermistor that changes in response to a temperature change in the inverter circuit is added to the control circuit, and the control circuit changes a current flowing in the inverter circuit in response to a temperature change. As well as
When an overcurrent flows through the third resistor, a detection signal from the overcurrent detection circuit is added to the temperature detection signal terminal, and a state change of the comparator is output to the control circuit as an overheat abnormality signal, and the control An inverter circuit device comprising a temperature detection circuit, wherein the circuit stops the operation of the inverter circuit.
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