JP5765056B2

JP5765056B2 - Motor control device and motor

Info

Publication number: JP5765056B2
Application number: JP2011116999A
Authority: JP
Inventors: 耕太郎田上
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2011-05-25
Filing date: 2011-05-25
Publication date: 2015-08-19
Anticipated expiration: 2031-05-25
Also published as: JP2012249360A

Description

本発明は、パルス幅変調（ＰＷＭ）駆動方式を採用したモータ制御装置、及び当該モータ制御装置によって駆動制御されるモータに関するものである。 The present invention relates to a motor control device that employs a pulse width modulation (PWM) drive system and a motor that is driven and controlled by the motor control device.

モータ制御装置は、一般に、演算装置から出力されたパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）により、インバータ回路を構成するＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ等のスイッチング素子をＯＮ，ＯＦＦさせることでモータを駆動制御する。
このようなモータ制御装置における電圧降下時のインバータ回路の出力停止方法（ＰＷＭ信号停止方法）として、例えば特許文献１に記載の技術がある。この技術は、インバータ回路の電源電圧の低下に伴って制御用電源電圧値が低下したとき、リセット回路がこれを検出してマイコンにリセット信号を出力するものである。マイコンは、このリセット信号を受けて、駆動回路へのＰＷＭ信号出力を停止するようになっている。 Generally, a motor control device drives and controls a motor by turning on and off switching elements such as MOSFETs and IGBTs constituting an inverter circuit by a pulse width modulation signal (PWM signal) output from an arithmetic unit.
As an output stop method (PWM signal stop method) of the inverter circuit at the time of voltage drop in such a motor control device, for example, there is a technique described in Patent Document 1. In this technique, when the power supply voltage value for control decreases as the power supply voltage of the inverter circuit decreases, the reset circuit detects this and outputs a reset signal to the microcomputer. The microcomputer receives the reset signal and stops outputting the PWM signal to the drive circuit.

特開平１０−１４０９８号公報JP-A-10-14098

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術にあっては、制御用電源とインバータ回路電源とが別系統である場合には、ＰＷＭ信号が遮断されない場合が存在する。
マイコンからの信号出力は信号電流をほとんど流せない。そのため、マイコン出力を一度ＩＣ等で受けるのが一般的である。ところが、制御用電源電圧が低下すると、マイコン出力を受けるＩＣの出力も不定となるため、マイコンがリセット信号を受けてＰＷＭ信号を停止しても、インバータ回路素子にＯＮ信号が入力されてしまう可能性がある。この場合、インバータスイッチングが正常に行われなくなり、その結果、インバータ素子短絡を引き起こし素子破壊が生じるおそれがある。
そこで、本発明は、制御用電源電圧が不足した際のインバータ素子短絡を防止することができるモータ制御装置、及びこれにより駆動制御されるモータを提供することを課題としている。 However, in the technique described in Patent Document 1, when the control power supply and the inverter circuit power supply are separate systems, the PWM signal may not be cut off.
The signal output from the microcomputer hardly allows signal current to flow. Therefore, the microcomputer output is generally received once by an IC or the like. However, if the power supply voltage for control decreases, the output of the IC that receives the microcomputer output also becomes unstable. Therefore, even if the microcomputer receives the reset signal and stops the PWM signal, an ON signal may be input to the inverter circuit element. There is sex. In this case, the inverter switching is not normally performed, and as a result, the inverter element may be short-circuited and the element may be destroyed.
Therefore, an object of the present invention is to provide a motor control device capable of preventing an inverter element short circuit when a control power supply voltage is insufficient, and a motor that is driven and controlled thereby.

上記課題を解決するために、本発明に係るモータ制御装置は、複数のスイッチング素子を有し、パルス幅変調信号によって当該スイッチング素子がオンオフされることでモータを駆動制御するモータ駆動手段を備えるモータ制御装置であって、前記パルス幅変調信号の指示信号を生成する演算手段と、前記演算手段で生成された前記パルス幅変調信号の指示信号が入力されて、前記モータ駆動手段に前記パルス幅変調信号を伝達可能なＰＷＭ信号伝達手段と、前記演算手段の電源電圧を監視する電源監視手段と、前記電源監視手段で前記演算手段の電源電圧が所定の閾値電圧まで低下したことを検出したとき、前記ＰＷＭ信号伝達手段の電源を遮断する電源遮断手段と、を備えることを特徴としている。 In order to solve the above problems, a motor control device according to the present invention includes a plurality of switching elements, and includes a motor driving unit that controls driving of the motor by turning on and off the switching elements by a pulse width modulation signal A control unit for generating an instruction signal for the pulse width modulation signal; and the instruction signal for the pulse width modulation signal generated by the calculation means is input, and the pulse width modulation is input to the motor driving unit. A PWM signal transmission means capable of transmitting a signal, a power supply monitoring means for monitoring the power supply voltage of the calculation means, and when detecting that the power supply voltage of the calculation means has dropped to a predetermined threshold voltage by the power supply monitoring means, And a power shut-off means for shutting off the power of the PWM signal transmitting means.

このように、演算手段の電源電圧（制御用電源電圧）の低下時にＰＷＭ信号伝達手段の電源を遮断するので、適切に演算手段からモータ駆動手段へのパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）の伝達を遮断することができる。したがって、演算手段の電源電圧の低下時に、演算手段からの信号出力が不定となることに起因して、モータ駆動手段のスイッチング素子が正常に制御されなくなる事態を回避することができる。その結果、当該スイッチング素子の短絡を防止することができ、素子破壊を防止することができる。 As described above, since the power supply of the PWM signal transmission means is cut off when the power supply voltage (control power supply voltage) of the calculation means is lowered, the pulse width modulation signal (PWM signal) is appropriately transmitted from the calculation means to the motor drive means. Can be blocked. Therefore, it is possible to avoid a situation in which the switching element of the motor driving unit is not normally controlled due to the indefinite signal output from the calculating unit when the power supply voltage of the calculating unit decreases. As a result, a short circuit of the switching element can be prevented, and element destruction can be prevented.

また、上記において、前記ＰＷＭ信号伝達手段は、入出力間が電気的に絶縁されたフォトカプラを含んで構成されていることを特徴としている。
これにより、演算手段側とモータ側とを電気的に絶縁しつつ、演算手段からモータ駆動手段へのＰＷＭ信号の伝達が可能となる。このように、演算手段側とモータ側とを電気的に絶縁することで、伝導ノイズの影響を抑制することができると共に、感電等を防止することができる。そして、演算手段の電源電圧の低下時に、このフォトカプラの電源を遮断することで、確実に演算手段からモータ駆動手段へのＰＷＭ信号の伝達を遮断することができる。 In the above, the PWM signal transmission means includes a photocoupler in which input and output are electrically insulated.
As a result, the PWM signal can be transmitted from the calculation means to the motor drive means while electrically insulating the calculation means side and the motor side. Thus, by electrically insulating the calculation means side and the motor side, the influence of conduction noise can be suppressed, and an electric shock or the like can be prevented. Then, when the power supply voltage of the calculation means is lowered, the power supply of the photocoupler is cut off, so that transmission of the PWM signal from the calculation means to the motor drive means can be cut off reliably.

さらに、上記において、前記電源遮断手段は、前記ＰＷＭ信号伝達手段の電源線上に設けられ、当該電源線の導通と遮断とを切換可能な第１のスイッチを備え、前記電源監視手段が前記演算手段の電源電圧が前記閾値電圧まで低下したことを検出したことに対応して出力される電圧低下検出信号によって、前記電源線が遮断されるように前記第１のスイッチを制御することを特徴としている。
このように、電圧低下検出信号によってＯＮ、ＯＦＦする第１のスイッチを用いて、ＰＷＭ信号伝達手段の電源線の導通と遮断とを切り換えるので、簡易な回路構成で電源遮断手段を実現することができる。 Further, in the above, the power cutoff means includes a first switch provided on the power supply line of the PWM signal transmission means and capable of switching between conduction and cutoff of the power supply line, and the power monitoring means is the calculation means. The first switch is controlled so that the power supply line is shut off by a voltage drop detection signal output in response to detecting that the power supply voltage of the power supply voltage has dropped to the threshold voltage. .
As described above, since the power supply line of the PWM signal transmission means is switched between on and off using the first switch that is turned on and off by the voltage drop detection signal, the power cutoff means can be realized with a simple circuit configuration. it can.

また、上記において、前記第１のスイッチはバイポーラトランジスタ及びＦＥＴの何れか一方であって、前記電源遮断手段は、前記第１のスイッチの制御電極に流れる電流を制御するＦＥＴからなる第２のスイッチをさらに備え、前記第２のスイッチのゲートに、前記演算手段の電源電圧が前記閾値電圧まで低下したことを検出したときＬレベルとなる前記電圧低下検出信号が入力され、ソースに、前記ＰＷＭ信号伝達手段による前記パルス幅変調信号の伝達を許可するときにＬレベルとなるＰＷＭイネーブル信号が入力され、ドレインが、前記第１のスイッチの制御電極に接続されていることを特徴としている。 In the above, the first switch is either a bipolar transistor or an FET, and the power shut-off means is a second switch made of an FET for controlling a current flowing in a control electrode of the first switch. The voltage drop detection signal that becomes L level when it is detected that the power supply voltage of the computing means has dropped to the threshold voltage is input to the gate of the second switch, and the PWM signal is supplied to the source A PWM enable signal that is at L level is input when transmission of the pulse width modulation signal by the transmission means is permitted, and a drain is connected to a control electrode of the first switch.

これにより、電圧低下検出信号がＬレベルとなったときに第１のスイッチをＯＦＦし、ＰＷＭ信号伝達手段の電源を遮断することができる。また、電圧低下検出信号のレベルにかかわらず、ＰＷＭイネーブル信号がＨレベルとなったときにも第１のスイッチをＯＦＦすることができる。したがって、過電流等の異常が発生しＰＷＭ信号の伝達を禁止すべき状態の場合には、ＰＷＭ信号伝達手段の電源を遮断することができ、より効果的にスイッチング素子を保護することができる。 Thereby, when the voltage drop detection signal becomes L level, the first switch can be turned OFF, and the power supply of the PWM signal transmission means can be shut off. Further, regardless of the level of the voltage drop detection signal, the first switch can be turned OFF also when the PWM enable signal becomes H level. Therefore, when abnormality such as overcurrent occurs and the transmission of the PWM signal should be prohibited, the power source of the PWM signal transmission means can be shut off, and the switching element can be protected more effectively.

さらにまた、上記において、前記電源監視手段は、リセットＩＣにより構成されていることを特徴としている。
このように、電源監視手段を一般的に使用されるリセットＩＣで構成するので、容易且つ適切に演算手段の電源電圧の低下を検出することができる。
また、本発明に係るモータは、上記の何れかのモータ制御装置によって駆動制御されることを特徴としている。
これにより、モータ制御装置の演算手段の電源電圧が低下したときの誤作動が抑制された、安定したモータとすることができる。 Furthermore, in the above, the power monitoring means is constituted by a reset IC.
As described above, since the power supply monitoring means is constituted by a reset IC that is generally used, it is possible to easily and appropriately detect a drop in the power supply voltage of the calculation means.
The motor according to the present invention is characterized in that drive control is performed by any one of the motor control devices described above.
Thereby, it can be set as the stable motor by which the malfunctioning when the power supply voltage of the calculating means of the motor control apparatus fell was suppressed.

本発明のモータ制御装置では、演算手段の電源電圧が低下したとき、適切に演算手段からインバータ回路等のモータ駆動手段へのパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）の伝達を遮断することができる。そのため、演算手段の電源電圧低下時に、演算手段の信号出力が不定となった場合であっても、インバータスイッチングが正常に行われなくなるのを防止することができ、インバータ素子短絡を防止することができる。
したがって、上記モータ制御装置によって駆動されるモータは、誤作動が抑制された安定したモータとなる。 In the motor control device of the present invention, when the power supply voltage of the arithmetic means is lowered, the transmission of the pulse width modulation signal (PWM signal) from the arithmetic means to the motor driving means such as an inverter circuit can be appropriately cut off. Therefore, even when the signal output of the calculation means becomes indefinite when the power supply voltage of the calculation means is lowered, it is possible to prevent the inverter switching from being performed normally and to prevent a short circuit of the inverter element. it can.
Therefore, the motor driven by the motor control device is a stable motor in which malfunctions are suppressed.

本発明におけるモータ制御装置及びモータの全体構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the motor control apparatus in this invention, and the whole structure of a motor. 電源遮断回路と周辺回路の具体的構成を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the specific structure of a power cutoff circuit and a peripheral circuit. 電源遮断回路と周辺回路の実施例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the Example of a power supply cutoff circuit and a peripheral circuit.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明におけるモータ制御装置及びモータの全体構成を示すブロック図である。
図中、符号１は交流モータ（以下、単にモータ１と称す）であり、このモータ１は、モータ制御装置２によって駆動制御される。
モータ制御装置２は、制御用電源１１の制御用電源電圧Ｖ１を受けて、パルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）の指示信号を生成し出力するコントローラ１２を備える。コントローラ１２が出力したＰＷＭ信号の指示信号（ＰＷＭ入力信号／ＰＷＭ）はＰＷＭ信号伝達回路１３に入力され、ＰＷＭ信号伝達回路１３は、これをもとにＰＷＭ信号（ＰＷＭ出力信号ＰＷＭ）をインバータ回路１４に伝達可能となっている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a motor control device and a motor according to the present invention.
In the figure, reference numeral 1 denotes an AC motor (hereinafter simply referred to as a motor 1). The motor 1 is driven and controlled by a motor control device 2.
The motor control device 2 includes a controller 12 that receives the control power supply voltage V1 of the control power supply 11 and generates and outputs an instruction signal of a pulse width modulation signal (PWM signal). The instruction signal (PWM input signal / PWM) of the PWM signal output from the controller 12 is input to the PWM signal transmission circuit 13, and the PWM signal transmission circuit 13 converts the PWM signal (PWM output signal PWM) into an inverter circuit based on this. 14 can be transmitted.

ここで、ＰＷＭ入力信号／ＰＷＭは、ＰＷＭ出力信号ＰＷＭの反転信号とする。また、ＰＷＭ信号伝達回路１３は、制御用電源１１とは別系統の駆動用電源１５の駆動用電源電圧ＶＣＣを受けて動作するものとする。
なお、本実施形態では、ＰＷＭ入力信号をＰＷＭ出力信号の反転信号として説明するが、ＰＷＭ入力信号はＰＷＭ出力信号の反転信号でなくてもよい。また、ＰＷＭ信号伝達回路１３の電源を、制御用電源１１と同一電源としてもよい。 Here, the PWM input signal / PWM is an inverted signal of the PWM output signal PWM. Further, the PWM signal transmission circuit 13 operates by receiving a driving power supply voltage VCC of a driving power supply 15 of a system different from the control power supply 11.
In this embodiment, the PWM input signal is described as an inverted signal of the PWM output signal, but the PWM input signal may not be an inverted signal of the PWM output signal. The power supply of the PWM signal transmission circuit 13 may be the same power supply as the control power supply 11.

ＰＷＭ信号伝達回路１３は、入出力間を絶縁する絶縁素子を含んで構成されている。すなわち、コントローラ１２とインバータ回路１４とは電気的に絶縁されており、コントローラ１２からインバータ回路１４への信号伝達は、上記絶縁素子を介して行われる。
インバータ回路１４は、ＭＯＳＦＥＴやＩＧＢＴ等のインバータスイッチング素子を備える。当該インバータスイッチング素子は、ＰＷＭ信号伝達回路１３からのＰＷＭ出力信号ＰＷＭによってＯＮ、ＯＦＦされ、これによりモータ１が駆動制御されるようになっている。 The PWM signal transmission circuit 13 includes an insulating element that insulates the input and output. That is, the controller 12 and the inverter circuit 14 are electrically insulated, and signal transmission from the controller 12 to the inverter circuit 14 is performed via the insulating element.
The inverter circuit 14 includes an inverter switching element such as a MOSFET or IGBT. The inverter switching element is turned on and off by the PWM output signal PWM from the PWM signal transmission circuit 13, whereby the motor 1 is driven and controlled.

また、モータ制御装置２は、制御用電源電圧Ｖ１を監視するリセットＩＣ１６を備える。リセットＩＣ１６は、電源の監視を行うものとして市販されている一般的なＩＣである。このリセットＩＣ１６は、制御用電源電圧Ｖ１と所定の閾値電圧Ｖｔｈとを比較し、制御用電源電圧Ｖ１が閾値電圧Ｖｔｈまで低下したことを検知すると、電源遮断回路１７に、制御用電源電圧Ｖ１の低下を検知したことを示す電圧低下検知信号として、所定レベルのリセット信号／ＲＥＳＥＴを出力する。
ここで、閾値電圧Ｖｔｈは、コントローラ１２が正常にＰＷＭ信号を出力できる下限電源電圧値に設定する。なお、閾値電圧Ｖｔｈは、コントローラ１２が正常にＰＷＭ信号を出力できる電源電圧値であればよく、上記下限電源電圧値よりも高い電圧値に設定してもよい。 The motor control device 2 also includes a reset IC 16 that monitors the control power supply voltage V1. The reset IC 16 is a general IC marketed as a power supply monitor. When the reset IC 16 compares the control power supply voltage V1 with a predetermined threshold voltage Vth and detects that the control power supply voltage V1 has decreased to the threshold voltage Vth, the reset IC 16 causes the power shut-off circuit 17 to detect the control power supply voltage V1. A predetermined level reset signal / RESET is output as a voltage drop detection signal indicating that a drop has been detected.
Here, the threshold voltage Vth is set to a lower limit power supply voltage value at which the controller 12 can normally output a PWM signal. The threshold voltage Vth only needs to be a power supply voltage value at which the controller 12 can normally output a PWM signal, and may be set to a voltage value higher than the lower limit power supply voltage value.

電源遮断回路１７は、ＰＷＭ信号伝達回路１３への駆動用電源１５の駆動用電源電圧ＶＣＣの供給と遮断とを切換可能な回路であり、リセットＩＣ１６からのリセット信号／ＲＥＳＥＴと、ＰＷＭイネーブル信号（ＰＷＭ出力許可信号）／ＰＷＭ＿ＥＮとが入力される。そして、リセット信号／ＲＥＳＥＴが、制御用電源電圧Ｖ１が低下していないことを示しており、且つＰＷＭイネーブル信号／ＰＷＭ＿ＥＮがＰＷＭ出力許可状態を示している通常時には、電源遮断回路１７は、駆動用電源１５の駆動用電源電圧ＶＣＣをＰＷＭ信号伝達回路１３に供給する。 The power cut-off circuit 17 is a circuit capable of switching between supply and cut-off of the drive power supply voltage VCC of the drive power supply 15 to the PWM signal transmission circuit 13, and a reset signal / RESET from the reset IC 16 and a PWM enable signal ( PWM output enable signal) / PWM_EN is input. In the normal state where the reset signal / RESET indicates that the control power supply voltage V1 has not decreased and the PWM enable signal / PWM_EN indicates the PWM output permission state, the power shutoff circuit 17 The drive power supply voltage VCC of the power supply 15 is supplied to the PWM signal transmission circuit 13.

一方、電源遮断回路１７は、リセットＩＣ１６から制御用電源電圧Ｖ１が低下していることを示すリセット信号／ＲＥＳＥＴを受けると、ＰＷＭ信号伝達回路１３に供給する駆動用電源電圧ＶＣＣを遮断する。すなわち、駆動用電源電圧ＶＣＣを遮断することで、インバータ回路１４へのＰＷＭ信号の出力を停止する。
また同様に、電源遮断回路１７は、ＰＷＭイネーブル信号／ＰＷＭ＿ＥＮがＰＷＭ出力禁止状態を示している場合にも、ＰＷＭ信号伝達回路１３に供給する駆動用電源電圧ＶＣＣを遮断するようになっている。 On the other hand, when receiving the reset signal / RESET indicating that the control power supply voltage V1 is decreasing from the reset IC 16, the power supply cutoff circuit 17 cuts off the drive power supply voltage VCC supplied to the PWM signal transmission circuit 13. That is, the output of the PWM signal to the inverter circuit 14 is stopped by cutting off the driving power supply voltage VCC.
Similarly, the power cut-off circuit 17 cuts off the drive power supply voltage VCC supplied to the PWM signal transmission circuit 13 even when the PWM enable signal / PWM_EN indicates a PWM output prohibited state.

次に、電源遮断回路１７の構成について詳細に説明する。
図２は、電源遮断回路１７と周辺回路の具体的構成を示す回路図である。
ＰＷＭ信号伝達回路１３には、コントローラ１２からＰＷＭ入力信号／ＰＷＭが入力される。このＰＷＭ信号伝達回路１３は、上記絶縁素子として、発光ダイオード１３ａとフォトトランジスタ（不図示）とを備えるフォトカプラＰＣ等を含んで構成されており、入力側（コントローラ１２側）と出力側（モータ１側）とを電気的に絶縁している。このような構成により、異なるＧＮＤ間の信号を伝達しながら、伝導ノイズの影響を抑制すると共に、感電等を防止している。 Next, the configuration of the power cutoff circuit 17 will be described in detail.
FIG. 2 is a circuit diagram showing a specific configuration of the power cutoff circuit 17 and peripheral circuits.
A PWM input signal / PWM is input from the controller 12 to the PWM signal transmission circuit 13. The PWM signal transmission circuit 13 includes a photocoupler PC including a light emitting diode 13a and a phototransistor (not shown) as the insulating element, and includes an input side (controller 12 side) and an output side (motor). 1 side) is electrically insulated. With such a configuration, while transmitting a signal between different GNDs, the influence of conduction noise is suppressed and an electric shock or the like is prevented.

電源遮断回路１７は、バイポーラトランジスタ又はＦＥＴで構成される第１のスイッチＳＷ１と、ＦＥＴで構成される第２のスイッチＳＷ２とを備える。
なお、本実施形態では、第１のスイッチＳＷ１をバイポーラトランジスタで構成する場合について説明する。第１のスイッチＳＷ１をＦＥＴで構成した場合にも、バイポーラトランジスタで構成した場合と同様の動作となるため、ここでは説明を省略する。 The power cut-off circuit 17 includes a first switch SW1 configured by a bipolar transistor or FET, and a second switch SW2 configured by an FET.
In the present embodiment, the case where the first switch SW1 is formed of a bipolar transistor will be described. Even when the first switch SW1 is formed of an FET, the operation is the same as that of a bipolar transistor, and the description thereof is omitted here.

第２のスイッチＳＷ２のゲートにはリセット信号／ＲＥＳＥＴが印加され、そのソースにはＰＷＭイネーブル信号／ＰＷＭ＿ＥＮが印加される。ここで、リセット信号／ＲＥＳＥＴは、制御用電源電圧Ｖ１が閾値電圧Ｖｔｈを上回る正常時にＨレベルとなり、制御用電源電圧Ｖ１が閾値電圧Ｖｔｈ以下となる異常時にＬレベルとなる信号である。また、ＰＷＭイネーブル信号／ＰＷＭ＿ＥＮは、ＰＷＭ信号出力の許可時にＬレベルとなり、禁止時にＨレベルとなる信号である。また、第２のスイッチＳＷ２のドレインは、第１のスイッチＳＷ１の制御電極であるベースに接続されている。 A reset signal / RESET is applied to the gate of the second switch SW2, and a PWM enable signal / PWM_EN is applied to its source. Here, the reset signal / RESET is a signal that becomes H level when the control power supply voltage V1 is normal exceeding the threshold voltage Vth and becomes L level when the control power supply voltage V1 is lower than the threshold voltage Vth. The PWM enable signal / PWM_EN is a signal that becomes L level when the PWM signal output is permitted and becomes H level when the PWM signal output is prohibited. The drain of the second switch SW2 is connected to the base that is the control electrode of the first switch SW1.

このような構成により、リセット信号／ＲＥＳＥＴがＨレベルで、且つＰＷＭイネーブル信号／ＰＷＭ＿ＥＮがＬレベルであるとき、第２のスイッチＳＷ２がＯＮとなる。このとき、第１のスイッチＳＷ１もＯＮとなるため、駆動用電源１５の駆動用電源電圧ＶＣＣがＰＷＭ信号伝達回路１３に供給される。
したがって、この状態でコントローラ１２からＰＷＭ入力信号／ＰＷＭがフォトカプラＰＣに入力されると、ＰＷＭ入力信号／ＰＷＭの電圧レベルに応じて発光ダイオード１３ａが点滅し、この点滅によってフォトトランジスタがＯＮ、ＯＦＦする。そして、このフォトトランジスタのＯＮ、ＯＦＦにより、ＰＷＭ信号伝達回路１３の図示しないＰＷＭ信号出力端子の電圧が上昇と低下を繰り返し、ＰＷＭ入力信号／ＰＷＭの反転信号となるＰＷＭ出力信号ＰＷＭが出力される。 With such a configuration, when the reset signal / RESET is at the H level and the PWM enable signal / PWM_EN is at the L level, the second switch SW2 is turned on. At this time, since the first switch SW1 is also turned on, the drive power supply voltage VCC of the drive power supply 15 is supplied to the PWM signal transmission circuit 13.
Therefore, when the PWM input signal / PWM is inputted from the controller 12 to the photocoupler PC in this state, the light emitting diode 13a blinks according to the voltage level of the PWM input signal / PWM, and the phototransistor is turned on and off by this blinking. To do. The voltage at the PWM signal output terminal (not shown) of the PWM signal transmission circuit 13 repeatedly rises and falls by turning on and off the phototransistor, and a PWM output signal PWM that is an inverted signal of the PWM input signal / PWM is output. .

一方、リセット信号／ＲＥＳＥＴがＬレベルで、且つＰＷＭイネーブル信号／ＰＷＭ＿ＥＮがＬレベルである場合には、第２のスイッチＳＷ２のゲート−ソース間の電位差がなくなるため、第２のスイッチＳＷ２がＯＦＦとなる。このとき、第１のスイッチＳＷ１もＯＦＦとなるため、フォトカプラＰＣの駆動用電源電圧ＶＣＣが遮断される。
同様に、リセット信号／ＲＥＳＥＴがＨレベルで、且つＰＷＭイネーブル信号／ＰＷＭ＿ＥＮがＨレベルである場合にも、第２のスイッチＳＷ２のゲート−ソース間の電位差がなくなるため、第２のスイッチＳＷ２がＯＦＦとなる。このとき、第１のスイッチＳＷ１もＯＦＦとなるため、フォトカプラＰＣの駆動用電源電圧ＶＣＣが遮断される。 On the other hand, when the reset signal / RESET is at the L level and the PWM enable signal / PWM_EN is at the L level, the potential difference between the gate and the source of the second switch SW2 disappears, so that the second switch SW2 is turned off. Become. At this time, since the first switch SW1 is also turned off, the driving power supply voltage VCC for the photocoupler PC is cut off.
Similarly, when the reset signal / RESET is at the H level and the PWM enable signal / PWM_EN is at the H level, the potential difference between the gate and the source of the second switch SW2 disappears, so the second switch SW2 is turned off. It becomes. At this time, since the first switch SW1 is also turned off, the driving power supply voltage VCC for the photocoupler PC is cut off.

したがって、この状態でコントローラ１２からＰＷＭ入力信号／ＰＷＭがフォトカプラＰＣに入力されても、ＰＷＭ信号伝達回路１３からはＰＷＭ出力信号ＰＷＭは出力されない。
なお、上記において、コントローラ１２が演算手段に対応し、ＰＷＭ信号伝達回路１３がＰＷＭ信号伝達手段に対応し、インバータ回路１４がモータ駆動手段に対応し、リセットＩＣ１６が電源監視手段に対応し、電源遮断回路１７が電源遮断手段に対応している。 Therefore, even if the PWM input signal / PWM is input from the controller 12 to the photocoupler PC in this state, the PWM output signal PWM is not output from the PWM signal transmission circuit 13.
In the above, the controller 12 corresponds to the calculation means, the PWM signal transmission circuit 13 corresponds to the PWM signal transmission means, the inverter circuit 14 corresponds to the motor drive means, the reset IC 16 corresponds to the power supply monitoring means, the power supply The cutoff circuit 17 corresponds to the power cutoff means.

（実施例）
以下、実施例を用いて本発明の効果を具体的に説明する。
図３は、電源遮断回路１７と周辺回路の実施例を示す回路図である。ここでは、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）２１を備え、ＤＳＰ２１がＰＷＭイネーブル信号／ＰＷＭ＿ＥＮを出力するものとする。また、リセットＩＣ１６からの出力やＤＳＰ２１のようなＰＷＭ出力素子電源を３．３Ｖ系、駆動用電源電圧ＶＣＣ＝５Ｖとして、３．３Ｖ→５Ｖ変換回路を含めるようにする。なお、電圧変換が不要の場合は、当該電圧変換回路は省略可能である。
ＤＳＰ２１は、例えば、モータ１の電流検出値と所定の閾値電流とを比較し、電流検出値が閾値電流を上回るときにモータ１に過電流が発生しているとして、Ｈレベルとなる過電流検出信号を出力するコンパレータ等を含んで構成される。 (Example)
Hereinafter, the effects of the present invention will be specifically described with reference to examples.
FIG. 3 is a circuit diagram showing an embodiment of the power cutoff circuit 17 and peripheral circuits. Here, it is assumed that a DSP (Digital Signal Processor) 21 is provided and the DSP 21 outputs a PWM enable signal / PWM_EN. Further, the output from the reset IC 16 and the PWM output element power supply such as the DSP 21 are 3.3V system and the drive power supply voltage VCC = 5V, and a 3.3V → 5V conversion circuit is included. When voltage conversion is unnecessary, the voltage conversion circuit can be omitted.
For example, the DSP 21 compares the current detection value of the motor 1 with a predetermined threshold current, and detects that an overcurrent has occurred in the motor 1 when the current detection value exceeds the threshold current. It includes a comparator that outputs a signal.

そして、ＤＳＰ２１は、上記過電流検出信号のレベルに応じたＰＷＭイネーブル信号／ＰＷＭ＿ＥＮを出力する。具体的には、過電流検出信号がＬレベルであるとき（電流検出値が閾値電流以下である正常時）に、ＬレベルとなるＰＷＭイネーブル信号／ＰＷＭ＿ＥＮを出力し、過電流検出信号がＨレベル（電流検出値が閾値電流を上回る異常時）に、ＨレベルとなるＰＷＭイネーブル信号／ＰＷＭ＿ＥＮを出力する。
なお、ここでは、ＤＳＰ２１で過電流を検知し、過電流検出信号に応じたＰＷＭイネーブル信号／ＰＷＭ＿ＥＮを出力する場合について説明したが、ここで検知する異常は、ＰＷＭ信号出力を停止すべき異常であれば過電流に限定されるものではない。 The DSP 21 outputs a PWM enable signal / PWM_EN corresponding to the level of the overcurrent detection signal. Specifically, when the overcurrent detection signal is at L level (normally when the current detection value is equal to or less than the threshold current), the PWM enable signal / PWM_EN that becomes L level is output, and the overcurrent detection signal is at H level. When the current detection value exceeds the threshold current, the PWM enable signal / PWM_EN that becomes H level is output.
Although the DSP 21 detects an overcurrent and outputs the PWM enable signal / PWM_EN corresponding to the overcurrent detection signal, the abnormality detected here is an abnormality that should stop the PWM signal output. If it exists, it is not limited to overcurrent.

ＤＳＰ２１が過電流を検知しておらず、制御用電源電圧Ｖ１が低下していない正常時では、ＤＳＰ２１から出力されるＰＷＭイネーブル信号／ＰＷＭ＿ＥＮはＬレベルであり、リセットＩＣ１６から出力されるリセット信号／ＲＥＳＥＴはＨレベルである。そのため、第２のスイッチＳＷ２のゲート−ソース間の電位差により当該第２のスイッチＳＷ２がＯＮとなる。したがって、この正常時には第１のスイッチＳＷ１はＯＮとなり、５Ｖ電源がフォトカプラＰＣに入力される。 When the DSP 21 has not detected an overcurrent and the control power supply voltage V1 has not dropped, the PWM enable signal / PWM_EN output from the DSP 21 is at the L level, and the reset signal / output output from the reset IC 16 RESET is at the H level. Therefore, the second switch SW2 is turned on by the potential difference between the gate and the source of the second switch SW2. Therefore, at this normal time, the first switch SW1 is turned on, and 5V power is input to the photocoupler PC.

この状態から制御用電源電圧Ｖ１が閾値電圧Ｖｔｈまで低下すると、リセットＩＣ１６はＬレベルとなるリセット信号／ＲＥＳＥＴを出力する。このとき、ＰＷＭイネーブル信号／ＰＷＭ＿ＥＮはＬレベルであるため、第２のスイッチＳＷ２のゲート−ソース間の電位差がなくなることになり、当該第２のスイッチＳＷ２がＯＦＦとなる。故に、第１のスイッチＳＷ１がＯＦＦとなってフォトカプラＰＣの電源を遮断できる。 When the control power supply voltage V1 drops to the threshold voltage Vth from this state, the reset IC 16 outputs a reset signal / RESET that becomes L level. At this time, since the PWM enable signal / PWM_EN is at the L level, the potential difference between the gate and the source of the second switch SW2 is eliminated, and the second switch SW2 is turned off. Therefore, the first switch SW1 is turned OFF and the power supply of the photocoupler PC can be shut off.

一方、制御用電源電圧Ｖ１の正常時にＤＳＰ２１が過電流を検知すると、ＤＳＰ２１がＨレベルとなるＰＷＭイネーブル信号／ＰＷＭ＿ＥＮを出力する。このとき、リセット信号／ＲＥＳＥＴもＬレベルであるため、第２のスイッチＳＷ２のゲート−ソース間の電位差がなくなることになり、この場合にも当該第２のスイッチＳＷ２がＯＦＦとなる。故に、第１のスイッチＳＷ１がＯＦＦとなってフォトカプラＰＣの電源を遮断できる。このように、過電流を検知した場合などＰＷＭイネーブル信号／ＰＷＭ＿ＥＮがＨレベルとなった場合には、リセットＩＣ１６の出力状態にかかわらず第２のスイッチＳＷ２をＯＦＦすることができ、ＰＷＭ信号の出力を確実に停止することができる。 On the other hand, when the DSP 21 detects an overcurrent when the control power supply voltage V1 is normal, the DSP 21 outputs a PWM enable signal / PWM_EN that becomes H level. At this time, since the reset signal / RESET is also at the L level, the potential difference between the gate and the source of the second switch SW2 is eliminated, and in this case, the second switch SW2 is also turned off. Therefore, the first switch SW1 is turned OFF and the power supply of the photocoupler PC can be shut off. Thus, when the PWM enable signal / PWM_EN becomes H level, such as when an overcurrent is detected, the second switch SW2 can be turned off regardless of the output state of the reset IC 16, and the PWM signal output Can be stopped reliably.

このように、制御用電源電圧Ｖ１が所定の閾値電圧Ｖｔｈまで低下したとき、ＰＷＭ駆動素子であるフォトカプラＰＣの電源（駆動用電源電圧ＶＣＣ）を遮断するので、インバータ回路１４へのＰＷＭ信号の出力を確実に停止することができる。そして、これにより、制御用電源電圧Ｖ１の低下によりコントローラ１２からのＰＷＭ信号出力が不定となった場合であっても、インバータスイッチングが正常に行われなくなる事態を回避することができる。その結果、インバータ素子短絡を防止することができ、素子破壊からの保護が可能となる。 Thus, when the control power supply voltage V1 drops to the predetermined threshold voltage Vth, the power supply (drive power supply voltage VCC) of the photocoupler PC that is the PWM drive element is cut off, so that the PWM signal to the inverter circuit 14 is The output can be stopped reliably. As a result, even when the PWM signal output from the controller 12 becomes unstable due to a decrease in the control power supply voltage V1, it is possible to avoid a situation in which inverter switching is not normally performed. As a result, an inverter element short circuit can be prevented, and protection from element destruction can be achieved.

また、上記閾値電圧Ｖｔｈを、コントローラ１２が正常にＰＷＭ信号を出力できる電源電圧値に設定するので、制御用電源電圧Ｖ１の低下によりコントローラ１２からのＰＷＭ信号出力が不定となる前に、確実にＰＷＭ信号の出力を停止することができる。
さらに、フォトカプラＰＣの電源線上に第１のスイッチＳＷ１を設け、制御用電源電圧Ｖ１の低下時に第１のスイッチＳＷ１をＯＦＦすることで、フォトカプラＰＣの電源を遮断するので、簡易な構成で電源遮断回路１７を構成することができると共に、電源遮断制御を容易に行うことができる。 Further, since the threshold voltage Vth is set to a power supply voltage value at which the controller 12 can normally output a PWM signal, it is ensured that the PWM signal output from the controller 12 becomes unstable due to a decrease in the control power supply voltage V1. The output of the PWM signal can be stopped.
Furthermore, since the first switch SW1 is provided on the power supply line of the photocoupler PC and the first switch SW1 is turned off when the control power supply voltage V1 is lowered, the power supply of the photocoupler PC is shut off. The power cutoff circuit 17 can be configured, and the power cutoff control can be easily performed.

また、制御用電源電圧Ｖ１を一般的なリセットＩＣ１６を用いて監視するので、容易に制御用電源電圧Ｖ１が低下していることを検知することができる。そして、このリセットＩＣが出力するリセット信号／ＲＥＳＥＴをフォトカプラＰＣの電源遮断に用いるので、適切な電源遮断制御が可能となる。
さらにまた、電源遮断回路１７を第１のスイッチＳＷ１と第２のスイッチＳＷ２とを含んで構成し、リセット信号／ＲＥＳＥＴに加えてＰＷＭイネーブル信号／ＰＷＭ＿ＥＮを用いてフォトカプラＰＣの電源遮断を行うので、過電流等のアラーム信号によってもＰＷＭ信号の出力を停止することができる。 Further, since the control power supply voltage V1 is monitored using a general reset IC 16, it is possible to easily detect that the control power supply voltage V1 is decreasing. Since the reset signal / RESET output from the reset IC is used for power cutoff of the photocoupler PC, appropriate power cutoff control can be performed.
Furthermore, since the power cutoff circuit 17 includes the first switch SW1 and the second switch SW2, the power cutoff of the photocoupler PC is performed using the PWM enable signal / PWM_EN in addition to the reset signal / RESET. The output of the PWM signal can also be stopped by an alarm signal such as an overcurrent.

以上のように、制御用電源電圧の低下時にＰＷＭ駆動用フォトカプラの電源を遮断することで、ＰＷＭ信号出力を確実に停止することができ、ＰＷＭ信号出力が不定となることに起因するインバータ素子破壊を防止することができる。これは、パルス信号出力にロジックＩＣを用い、フォトカプラ絶縁を行っているサーボモータ制御装置に特に有効である。 As described above, by interrupting the power supply of the PWM drive photocoupler when the control power supply voltage is lowered, the PWM signal output can be stopped reliably, and the inverter element resulting from the PWM signal output becoming unstable Destruction can be prevented. This is particularly effective for a servo motor control device that uses a logic IC for pulse signal output and performs photocoupler insulation.

１…電動モータ（モータ）、２…モータ制御装置、１１…制御用電源、１２…コントローラ（演算手段）、１３…ＰＷＭ信号伝達回路（ＰＷＭ信号伝達手段）、１４…インバータ回路（モータ駆動手段）、１５…駆動用電源、１６…リセットＩＣ（電源監視手段）、１７…電源遮断回路（電源遮断手段）、２１…ＤＳＰ、ＳＷ１…第１のスイッチ、ＳＷ２…第２のスイッチ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric motor (motor), 2 ... Motor control apparatus, 11 ... Control power supply, 12 ... Controller (calculation means), 13 ... PWM signal transmission circuit (PWM signal transmission means), 14 ... Inverter circuit (motor drive means) , 15 ... Driving power supply, 16 ... Reset IC (power supply monitoring means), 17 ... Power supply cutoff circuit (power supply cutoff means), 21 ... DSP, SW1 ... First switch, SW2 ... Second switch

Claims

  Motor driving means having a plurality of switching elements and driving the motor by turning the switching elements on and off by a pulse width modulation signal;
  Arithmetic means for generating an instruction signal of the pulse width modulation signal;
  PWM signal transmission means capable of transmitting the pulse width modulation signal to the motor driving means by inputting an instruction signal of the pulse width modulation signal generated by the arithmetic means;
  Power supply monitoring means for monitoring the power supply voltage of the computing means;
  Permits transmission of a voltage drop detection signal indicating whether or not the power supply monitoring means has detected that the power supply voltage of the computing means has dropped to a predetermined threshold voltage, and the pulse width modulation signal by the PWM signal transmission means. A PWM enable signal indicating whether or not the input voltage drop detection signal has been detected to have fallen to the predetermined threshold voltage, or the input PWM enable signal is A motor control device comprising: a power shut-off means for shutting off the power of the PWM signal transmitting means when at least one of the transmission prohibition of the pulse width modulation signal is indicated.

A plurality of switching elements, and a motor driving means for driving and controlling the motors by the switching element is turned on and off by a pulse width modulation signal,
Arithmetic means for generating an instruction signal of the pulse width modulation signal;
PWM signal transmission means capable of transmitting the pulse width modulation signal to the motor driving means by inputting an instruction signal of the pulse width modulation signal generated by the arithmetic means;
Power supply monitoring means for monitoring the power supply voltage of the computing means;
A power shut-off means for shutting off the power of the PWM signal transmitting means when the power monitoring means detects that the power voltage of the computing means has dropped to a predetermined threshold voltage ;
The power shut-off means is
A first switch provided on the power supply line of the PWM signal transmission means and capable of switching between conduction and interruption of the power supply line;
The first switch is configured such that the power supply line is interrupted by a voltage drop detection signal output in response to the power supply monitoring means detecting that the power supply voltage of the computing means has dropped to the threshold voltage. Control
The first switch is either a bipolar transistor or a FET,
The power shut-off means further includes a second switch composed of an FET for controlling a current flowing through a control electrode of the first switch,
The voltage drop detection signal that becomes L level when detecting that the power supply voltage of the computing means has dropped to the threshold voltage is input to the gate of the second switch, and the PWM signal transmission means by the PWM signal transmitting means is input to the source. A motor control device , wherein a PWM enable signal that is at L level is input when transmission of a pulse width modulation signal is permitted, and a drain is connected to a control electrode of the first switch .

The PWM signal transmission means, the motor controller according to claim 1 or 2 between input and output that is configured to include an electrically insulated photocoupler.

It said power supply monitoring means, a motor control device according to any one of claims 1 to 3 that is constituted by a reset IC.

Motor that will be controlled by the motor control device according to any one of the preceding claims 1-4.