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JP2014057475A - Voltage control circuit - Google Patents

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JP2014057475A JP2012201938A JP2012201938A JP2014057475A JP 2014057475 A JP2014057475 A JP 2014057475A JP 2012201938 A JP2012201938 A JP 2012201938A JP 2012201938 A JP2012201938 A JP 2012201938A JP 2014057475 A JP2014057475 A JP 2014057475A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent overheat of each element constituting a circuit by single temperature measurement means.SOLUTION: A voltage control circuit includes: a circuit having inverter FETs 41A to 41F for adjusting power supplied to a supply target of the power and a reverse connection preventing FET 44 for preventing damage of the circuit due to erroneous connection; a single thermistor 46 provided at a position spaced apart from the inverter FETs 41A to 41F and the reverse connection preventing FET 44, and measuring the overheat state of the inverter FETs 41A to 41F and the reverse connection preventing FET 44 at the position; and a microcomputer 31 controlling to limit power outputted from the inverter FETs 41A to 41F when the overheat state measured by the thermistor 46 exceeds an overheat-state determination threshold defined in accordance with an applied power-supply voltage.

Description

本発明は、電圧制御回路に関する。   The present invention relates to a voltage control circuit.

モータの駆動制御を行うインバータ回路にはスイッチング素子としてFET(電界効果トランジスタ)等の半導体が実装されている。しかしながら、FET等の半導体は、所定の温度以上になると損傷するおそれがある。モータの駆動制御用のインバータ回路では素子の温度を感知し、素子の温度が所定の閾値を超えた場合には、制御対象であるモータに供給する電流のパルスのデューティ比を低下させてモータの回転数を低下させる制御をする。モータに供給する電流のパルスのデューティ比を低下させることにより、インバータ回路の素子に流れる電流が抑制されるので、素子の過熱を防止することが可能となる。   A semiconductor such as an FET (Field Effect Transistor) is mounted as a switching element in an inverter circuit that controls driving of the motor. However, semiconductors such as FETs may be damaged when the temperature exceeds a predetermined temperature. The inverter circuit for driving control of the motor senses the temperature of the element, and when the element temperature exceeds a predetermined threshold, the duty ratio of the current pulse supplied to the motor to be controlled is reduced to reduce the motor Control to reduce the rotational speed. By reducing the duty ratio of the pulse of the current supplied to the motor, the current flowing through the element of the inverter circuit is suppressed, so that the element can be prevented from overheating.

特許文献1には、温度検出用のサーミスタが実装された基板を組み込んだモータのコントロールユニットが開示されている。   Patent Document 1 discloses a motor control unit in which a substrate on which a temperature detection thermistor is mounted is incorporated.

特開2006−108398号公報JP 2006-108398 A

しかしながら、モータの駆動制御を行うインバータ回路にはモータに供給する電力をスイッチングするインバータ回路に設けられたインバータFETのほかに、回路保護用に設けられている逆接防止FETがある。逆接防止FETも、インバータ回路が動作中は、インバータFETと同様に発熱源となる。さらに、モータの駆動制御を行うインバータ回路には、ノイズ除去用のコイルが設けられている場合があり、かかるコイルもインバータ回路が動作中は発熱源となる。   However, the inverter circuit that controls the drive of the motor includes a reverse connection prevention FET provided for circuit protection in addition to the inverter FET provided in the inverter circuit that switches power supplied to the motor. Similarly to the inverter FET, the reverse connection prevention FET also becomes a heat source while the inverter circuit is operating. Furthermore, the inverter circuit that controls the drive of the motor may be provided with a coil for noise removal, and this coil also becomes a heat source during operation of the inverter circuit.

インバータ回路の過熱を防止する制御を行うには、インバータFET、逆接防止FET及びコイルの各々の温度を感知する必要がある。しかしながら、複数の温度検出用のセンサをインバータ回路に設けることはインバータ回路を用いたモータの駆動制御装置のコスト高を招くという問題があった。   In order to perform control to prevent overheating of the inverter circuit, it is necessary to sense the temperatures of the inverter FET, the reverse connection prevention FET, and the coil. However, providing a plurality of temperature detection sensors in the inverter circuit has a problem in that it increases the cost of a motor drive control device using the inverter circuit.

本発明は上記に鑑みてなされたもので、単一の温度計測に係る手段によって、回路を構成する各素子の過熱を防止できる電圧制御回路を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide a voltage control circuit capable of preventing overheating of each element constituting a circuit by means related to a single temperature measurement.

前記課題を解決するために、請求項1に記載の電圧制御回路は、電力の供給対象へ供給する電力を調節する第1の素子と、誤接続による回路の損傷を防止する第2の素子とを備えた回路と、前記第1の素子及び前記第2の素子から離れた位置に設けられ、設けられた位置で前記第1の素子及び前記第2の素子の過熱状態を計測する単一の過熱状態計測手段と、前記過熱状態計測手段にて計測された過熱状態が、印加された電源電圧に応じて定められる過熱状態判定閾値を超えた場合に、前記第1の素子が出力する電力を制限するように制御する制御手段と、を備えている。   In order to solve the above-described problem, the voltage control circuit according to claim 1 includes a first element that adjusts power supplied to a power supply target, and a second element that prevents damage to the circuit due to erroneous connection. And a single circuit for measuring an overheat state of the first element and the second element at the provided position, and provided at a position away from the first element and the second element. When the overheat state measuring means and the overheat state measured by the overheat state measurement means exceed the overheat state determination threshold determined according to the applied power supply voltage, the power output by the first element is Control means for controlling to limit.

この電圧制御回路は、制御手段が、回路に印加された電圧に応じて過熱状態判定閾値を設定し、過熱状態計測手段にて計測された過熱状態が過熱状態判定閾値を超えた場合に、回路が出力する電圧を制限(抑制)させる。   This voltage control circuit sets the overheat state determination threshold value according to the voltage applied to the circuit, and when the overheat state measured by the overheat state measurement unit exceeds the overheat state determination threshold value, Restricts (suppresses) the voltage output by.

また、この電圧制御回路は、回路に印加された電圧に応じて過熱状態判定閾値が設定されるので、回路に印加される電圧によって過熱度合いが異なる複数種類の素子の過熱を単一の温度計測に係る手段によって防止できる。   In addition, since this voltage control circuit has an overheat state determination threshold value set according to the voltage applied to the circuit, a single temperature measurement is performed for overheating of multiple types of elements having different degrees of overheating depending on the voltage applied to the circuit. It can prevent by the means which concerns on.

請求項2に記載の電圧制御回路は、請求項1に記載の電圧制御回路において、前記第1の素子は、インバータ回路を構成する電界効果トランジスタであり、前記第2の素子は、前記電圧を印加する電源と前記第1の素子との間に設けられ、前記インバータ回路を構成する逆接防止電界効果トランジスタ及びノイズ除去用コイルである。   A voltage control circuit according to a second aspect is the voltage control circuit according to the first aspect, wherein the first element is a field effect transistor constituting an inverter circuit, and the second element A reverse connection prevention field effect transistor and a noise removing coil which are provided between a power supply to be applied and the first element and constitute the inverter circuit.

この電圧制御回路によれば、単一の温度計測に係る手段によって、インバータ回路を構成する異種類の素子の過熱を防止できる。   According to this voltage control circuit, overheating of different types of elements constituting the inverter circuit can be prevented by means relating to a single temperature measurement.

請求項3に記載の電圧制御回路は、請求項1または請求項2に記載の電圧制御回路において、前記制御手段は、前記回路が出力する電圧のデューティ比を低下することにより前記回路が出力する電圧を低下する。   The voltage control circuit according to claim 3 is the voltage control circuit according to claim 1 or 2, wherein the control means outputs the voltage by reducing the duty ratio of the voltage output by the circuit. Reduce voltage.

この電圧制御回路によれば、回路が出力する電圧のデューティ比を低下させることにより、回路を構成する素子の負荷を低下させ、各素子の過熱を防止できる。   According to this voltage control circuit, by reducing the duty ratio of the voltage output from the circuit, it is possible to reduce the load of the elements constituting the circuit and prevent overheating of each element.

請求項4に記載の電圧制御回路は、請求項1〜請求項3のいずれか1項記載の電圧制御回路において、前記回路は、モータの駆動を制御するモータ駆動制御回路である。   A voltage control circuit according to a fourth aspect of the present invention is the voltage control circuit according to any one of the first to third aspects, wherein the circuit is a motor drive control circuit that controls driving of the motor.

この電圧制御回路によれば、上述のように基板に実装された素子の過熱を防止できるので、モータの駆動を継続する制御が可能となる。   According to this voltage control circuit, since the element mounted on the substrate can be prevented from being overheated as described above, it is possible to control to continue driving the motor.

本発明の実施の形態に係る電圧制御回路を用いたモータユニットの構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the motor unit using the voltage control circuit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る電圧制御回路の基板の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the board | substrate of the voltage control circuit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る電圧制御回路の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the voltage control circuit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る電圧制御回路のインバータ回路から出力されるパルスの変化の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the change of the pulse output from the inverter circuit of the voltage control circuit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る電圧制御回路を用いたモータ駆動制御装置の制御の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of control of the motor drive control apparatus using the voltage control circuit which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る電圧制御回路における電源電圧と過熱状態判定閾値との対応関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the correspondence of the power supply voltage and overheat state determination threshold value in the voltage control circuit which concerns on embodiment of this invention.

図1は、本実施の形態に係る電圧制御回路を用いたモータユニット10の構成を示す概略図である。図1の本実施の形態に係るモータユニット10は、一例として車載用エアコンの送風に用いられる、いわゆるブロアモータのユニットである。   FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a motor unit 10 using a voltage control circuit according to the present embodiment. The motor unit 10 according to the present embodiment in FIG. 1 is a so-called blower motor unit used for blowing air from an in-vehicle air conditioner as an example.

本実施の形態に係るモータユニット10は、ステータ14の外側にロータ12が設けられた、アウターロータ構造の三相モータに係るものである。ステータ14はコア部材に導線が巻かれた電磁石であって、U相、V相、W相の三相を構成している。   The motor unit 10 according to the present embodiment relates to a three-phase motor having an outer rotor structure in which a rotor 12 is provided outside a stator 14. The stator 14 is an electromagnet in which a lead wire is wound around a core member, and constitutes three phases of a U phase, a V phase, and a W phase.

ステータ14のU相、V相、W相の各々は、後述するモータ駆動制御装置20の制御により、電磁石で発生する磁界の極性が切り替えられることにより、いわゆる回転磁界を発生する。   Each of the U-phase, V-phase, and W-phase of the stator 14 generates a so-called rotating magnetic field by switching the polarity of the magnetic field generated by the electromagnet under the control of a motor drive control device 20 described later.

ロータ12の内側(図示せず)にはロータマグネットが設けられており、ロータマグネットは、ステータ14で生じた回転磁界に対応することにより、ロータ12を回転させる。   A rotor magnet is provided inside the rotor 12 (not shown), and the rotor magnet rotates the rotor 12 by responding to the rotating magnetic field generated by the stator 14.

ロータ12にはシャフト11が設けられており、ロータ12と一体になって回転する。図1には示していないが、本実施の形態ではシャフト11には、いわゆるシロッコファン等の多翼ファンが設けられ、当該多翼ファンがシャフト11と共に回転することにより、車載用エアコンにおける送風が可能となる。   The rotor 12 is provided with a shaft 11 and rotates integrally with the rotor 12. Although not shown in FIG. 1, in this embodiment, the shaft 11 is provided with a multi-blade fan such as a so-called sirocco fan, and the multi-blade fan rotates together with the shaft 11 so It becomes possible.

ステータ14は、上ケース13を介して、モータ駆動制御装置20に取り付けられる。モータ駆動制御装置20は、電圧制御回路の基板22と、基板22上の素子から生じる熱を放散するヒートシンク21とを備えている。   The stator 14 is attached to the motor drive control device 20 via the upper case 13. The motor drive control device 20 includes a substrate 22 of a voltage control circuit and a heat sink 21 that dissipates heat generated from elements on the substrate 22.

ロータ12、ステータ14及びモータ駆動制御装置20を含んで構成されるモータユニット10には、下ケース50が取り付けられる。   A lower case 50 is attached to the motor unit 10 including the rotor 12, the stator 14, and the motor drive control device 20.

続いて、図2を用いて、本実施の形態に係る電圧制御回路の基板について説明する。図2は、本発明の実施の形態に係る電圧制御回路の基板22の一例を示す図である。図2において、基板22には、車載バッテリから電力が供給されると共に、車載用エアコンに係る制御の信号がECU(Electronic Control Unit)等の制御装置を介して入力される外部接続コネクタ23が設けられている。   Subsequently, the substrate of the voltage control circuit according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the substrate 22 of the voltage control circuit according to the embodiment of the present invention. In FIG. 2, the board 22 is provided with an external connection connector 23 to which electric power is supplied from an in-vehicle battery and a control signal related to the in-vehicle air conditioner is input via a control device such as an ECU (Electronic Control Unit). It has been.

基板22には、ステータ14のU相、V相、W相に供給する電力を制御するためのインバータ回路40が実装されている。本実施の形態に係るモータ駆動制御装置20のインバータ回路40は、直流側の回路に大容量のコンデンサ42A、42B、42C、42Dが並列に接続され、電圧源として動作する電圧形インバータである。   An inverter circuit 40 for controlling power supplied to the U phase, V phase, and W phase of the stator 14 is mounted on the substrate 22. The inverter circuit 40 of the motor drive control apparatus 20 according to the present embodiment is a voltage source inverter that operates as a voltage source by connecting large-capacitance capacitors 42A, 42B, 42C, and 42D in parallel to a DC side circuit.

インバータ回路40は、スイッチング素子として、インバータFET41A、41B、41C、41D、41E、41Fを備えている。インバータFET41A、41DはU相に、インバータFET41B、41EはV相に、インバータFET41C、41FはW相に、各々供給する電力のスイッチングを行う。インバータFET41A〜41Fのスイッチングによって制御された電力は、電力供給端子24A、24B、24Cを介してステータ14に供給される。   The inverter circuit 40 includes inverter FETs 41A, 41B, 41C, 41D, 41E, and 41F as switching elements. The inverters FET 41A and 41D switch the power supplied to the U phase, the inverters FET 41B and 41E switch to the V phase, and the inverters FET 41C and 41F switch to the W phase. The electric power controlled by the switching of the inverters FET41A to 41F is supplied to the stator 14 via the power supply terminals 24A, 24B, and 24C.

基板22上のインバータ回路40の直流側には、ノイズ除去用のコイル43が設けられると共に、逆接防止FET44及び大容量のコンデンサ42Eが設けられている。また、基板22には、インバータ回路40を制御するためのマイコン31が実装されている。逆接防止FETは、車両のバッテリを反対の極性で接続した場合にインバータ回路40を保護するためのFETである。   On the DC side of the inverter circuit 40 on the substrate 22, a noise removing coil 43 is provided, and a reverse connection prevention FET 44 and a large-capacitance capacitor 42E are provided. A microcomputer 31 for controlling the inverter circuit 40 is mounted on the substrate 22. The reverse connection prevention FET is an FET for protecting the inverter circuit 40 when the vehicle battery is connected with the opposite polarity.

図2に示した基板22において、インバータFET41A〜41F、コイル43及び逆接防止FET44は、動作時の発熱が著しい。本実施の形態では、動作時の発熱が著しい素子が実装されている箇所の裏側に固定ボルト29によってヒートシンク21が取り付けられている。   In the substrate 22 shown in FIG. 2, the inverter FETs 41A to 41F, the coil 43, and the reverse connection prevention FET 44 generate significant heat during operation. In the present embodiment, the heat sink 21 is attached by the fixing bolt 29 on the back side of the portion where the element that generates significant heat during operation is mounted.

基板22には、基板の温度を感知する温度センサであるサーミスタ46がインバータFET41Bの近くに実装されている。本実施の形態では、素子の温度が所定の閾値以上となるおそれがある場合には、インバータ回路40から出力される電流のパルスのデューティ比を小さくして、熱による素子の損傷を防止する。   A thermistor 46, which is a temperature sensor that senses the temperature of the substrate, is mounted on the substrate 22 near the inverter FET 41B. In this embodiment, when there is a possibility that the temperature of the element becomes equal to or higher than a predetermined threshold, the duty ratio of the pulse of the current output from the inverter circuit 40 is reduced to prevent the element from being damaged by heat.

図3は、本実施の形態に係る電圧制御回路の概略を示す図である。インバータFET41は、モータ16のステータ14のコイルに供給する電力をスイッチングする。例えば、インバータFET41A、41DはU相のコイル14Uに、インバータFET41B、41EはV相のコイル14Vに、インバータFET41C、41FはW相のコイル14Wに、各々供給する電力のスイッチングを行う。   FIG. 3 is a diagram schematically illustrating the voltage control circuit according to the present embodiment. The inverter FET 41 switches power supplied to the coil of the stator 14 of the motor 16. For example, the inverter FETs 41A and 41D switch the power supplied to the U-phase coil 14U, the inverter FETs 41B and 41E switch to the V-phase coil 14V, and the inverter FETs 41C and 41F switch the power supplied to the W-phase coil 14W.

インバータFET41A、41B、41Cの各々のドレインは、ノイズ除去用のコイル43を介して車載のバッテリ80の正極に接続されている。また、インバータFET41D、41E、41Fの各々のソースは、逆接防止FET44を介してバッテリ80の負極に接続されている。   The drains of the inverters FET 41A, 41B, and 41C are connected to the positive electrode of the on-vehicle battery 80 via the noise removing coil 43. The sources of the inverters FET 41D, 41E, and 41F are connected to the negative electrode of the battery 80 via the reverse connection prevention FET 44.

本実施の形態では、電源であるバッテリ80とインバータFET41との間に逆接防止FET44及びコイル43が設けられている。   In the present embodiment, a reverse connection prevention FET 44 and a coil 43 are provided between a battery 80 as a power source and the inverter FET 41.

また本実施の形態では、シャフト11と同軸に設けられたセンサマグネット12Aの磁界をホール素子12Bが検出する。マイコン31は、検出された磁界に基づいてロータ12の位置(回転位置)を検出し、ロータ12の回転位置に応じてインバータFET41のスイッチングの制御を行う。   In the present embodiment, the Hall element 12B detects the magnetic field of the sensor magnet 12A provided coaxially with the shaft 11. The microcomputer 31 detects the position (rotational position) of the rotor 12 based on the detected magnetic field, and controls switching of the inverter FET 41 according to the rotational position of the rotor 12.

さらにマイコン31には、エアコンを制御するエアコンECUからの制御信号、及びサーミスタ46による抵抗値の信号が入力され、これら入力された信号にも基づいて、インバータFET41のスイッチングを制御する。   Further, a control signal from an air conditioner ECU for controlling the air conditioner and a resistance value signal from the thermistor 46 are input to the microcomputer 31, and the switching of the inverter FET 41 is controlled based on these input signals.

図4は、インバータ回路40から出力されるパルスの変化の一例を示す図である。素子が過熱していない場合は、図4(A)に示したデューティ比のパルスを出力する。図4(A)に示す正弦波60は、図4(A)に示したパルスの平均電圧及び周波数を示している。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of changes in pulses output from the inverter circuit 40. When the element is not overheated, a pulse having a duty ratio shown in FIG. A sine wave 60 shown in FIG. 4A shows the average voltage and frequency of the pulse shown in FIG.

素子が過熱するおそれがある場合は、図4(B)のように、図4(A)の場合よりもデューティ比を小さくしたパルスを出力する。図4(B)に示す正弦波62は、図4(B)に示したパルスの平均電圧及び周波数であり、図4(A)の場合よりも、平均電圧及び周波数が低下している。   When the element may be overheated, a pulse having a duty ratio smaller than that in the case of FIG. 4A is output as shown in FIG. A sine wave 62 shown in FIG. 4B is the average voltage and frequency of the pulse shown in FIG. 4B, and the average voltage and frequency are lower than in the case of FIG.

インバータ回路40から出力されるパルスのデューティ比を小さくして、パルスの平均電圧及び周波数を低下させると、スイッチング素子であるインバータFET41A〜41Fを流れる電流は低下するので、インバータFET41A〜41Fの過熱を防止できる。   When the duty ratio of the pulse output from the inverter circuit 40 is reduced and the average voltage and frequency of the pulse are reduced, the current flowing through the inverter FETs 41A to 41F, which are switching elements, decreases, so that the inverter FETs 41A to 41F are overheated. Can be prevented.

また、バッテリを搭載した車両では、バッテリの充電の状態等によって、本来12Vであるべき電圧が変動する場合がある。本実施の形態に係るモータ駆動制御装置のインバータ回路40の素子は、バッテリから外部接続コネクタ23を介して供給される電力の電圧に依存して、発熱量が変化する。例えば、インバータFET41A〜41Fはバッテリの電圧が略16Vの高電圧の場合に高温になりやすく、逆接防止FET44及びコイル43は、バッテリの電圧が8〜11Vの低電圧の場合に高温になりやすい。   Further, in a vehicle equipped with a battery, the voltage that should originally be 12 V may vary depending on the state of charge of the battery. In the element of the inverter circuit 40 of the motor drive control device according to the present embodiment, the amount of generated heat changes depending on the voltage of power supplied from the battery via the external connection connector 23. For example, the inverter FETs 41 </ b> A to 41 </ b> F are likely to become high temperature when the battery voltage is a high voltage of about 16 V, and the reverse connection prevention FET 44 and the coil 43 are likely to become high temperature when the battery voltage is low to 8 to 11 V.

バッテリの電圧が高い場合は、インバータFET41A〜41Fにバッテリの電圧が低い場合よりも大きな負荷がかかり、インバータFET41A〜41Fが高温になりやすい。特に、バッテリの電圧が16Vの場合には、電圧の高さに加えて、インバータFET41A〜41Fによるスイッチング損失に係る発熱が影響して、インバータFET41A〜41Fは最も高温になる。   When the battery voltage is high, a larger load is applied to the inverter FETs 41A to 41F than when the battery voltage is low, and the inverter FETs 41A to 41F are likely to be hot. In particular, when the battery voltage is 16 V, the inverter FETs 41A to 41F have the highest temperature due to the influence of the heat generated by the switching losses by the inverter FETs 41A to 41F in addition to the high voltage.

なお、バッテリの電圧が16Vを超えた場合は、モータに供給する電流を制限するためにインバータFET41A〜41Fが通電を休止する時間が長くなるので、インバータFET41A〜41Fに流れる電流が減少し、インバータFET41A〜41Fの温度はバッテリの電圧が16Vの場合よりも低くなる。   When the voltage of the battery exceeds 16V, the time for which the inverter FETs 41A to 41F stop energizing in order to limit the current supplied to the motor becomes long, so that the current flowing through the inverter FETs 41A to 41F decreases and the inverter The temperatures of the FETs 41A to 41F are lower than when the battery voltage is 16V.

バッテリの電圧が低い場合は、モータに供給する電流を大きくするため、インバータFET41A〜41Fはフルオン状態となる。その結果、インバータFET41A〜41Fのスイッチング損失はなくなり、バッテリから供給される電力の電圧の低さも影響して、インバータFET41A〜41Fはバッテリの電圧が高い場合に比べて低温となる。   When the voltage of the battery is low, the inverter FETs 41A to 41F are in a full-on state in order to increase the current supplied to the motor. As a result, the switching losses of the inverters FET41A to 41F are eliminated, and the low voltage of the power supplied from the battery is also affected, so that the inverters FET41A to 41F have a lower temperature than when the battery voltage is high.

また、逆接防止FET44は、バッテリの極性が正しく接続されている場合、オン状態となっている。しかしながら、バッテリから供給される電圧が高い場合は、モータに供給する電流を制限するためにインバータFET41A〜41Fが通電を休止する。インバータFET41A〜41Fが通電を休止している間は、逆接防止FET44にも電流は流れないので、逆接防止FET44の発熱が抑制される。   The reverse connection prevention FET 44 is in an on state when the battery polarity is correctly connected. However, when the voltage supplied from the battery is high, the inverter FETs 41A to 41F stop energization in order to limit the current supplied to the motor. While the inverter FETs 41 </ b> A to 41 </ b> F are not energized, no current flows through the reverse connection prevention FET 44, so that the heat generation of the reverse connection prevention FET 44 is suppressed.

また、インバータFET41A〜41Fが通電を休止している間は、コイル43にも電流は流れないので、バッテリから供給される電圧が高い場合は、コイル43の発熱が抑制される。   Further, while the inverter FETs 41A to 41F are not energized, no current flows through the coil 43. Therefore, when the voltage supplied from the battery is high, heat generation of the coil 43 is suppressed.

バッテリの電圧が低い場合には、インバータFET41A〜41Fはフルオン状態となり、逆接防止FET44には電流が流れ続けるので、逆接防止FET44の発熱が促進される。   When the voltage of the battery is low, the inverters FET 41A to 41F are in a full-on state, and a current continues to flow through the reverse connection prevention FET 44, so that heat generation of the reverse connection prevention FET 44 is promoted.

インバータFET41A〜41Fがフルオン状態の場合は、コイル43にも電流が流れ続けるので、バッテリから供給される電圧が低い場合は、コイル43の発熱が促進される。   When the inverter FETs 41 </ b> A to 41 </ b> F are in a full-on state, current continues to flow through the coil 43.

図5は、本実施の形態に係る電圧制御回路を用いたモータ駆動制御装置の制御の一例を示すフローチャートである。   FIG. 5 is a flowchart showing an example of control of the motor drive control device using the voltage control circuit according to the present embodiment.

本実施の形態では、図5のステップ500でマイコン31が、外部接続コネクタ23を介して供給される電力の電圧に基づいて、過熱状態判定閾値を設定する。過熱状態判定閾値は、例えば、図6に示したように電源電圧に対して変化する閾値である。図6は、本実施の形態に係る電圧制御回路における電源電圧と過熱状態判定閾値との対応関係の一例を示す図である。   In the present embodiment, the microcomputer 31 sets the overheat state determination threshold value based on the voltage of the power supplied via the external connection connector 23 in step 500 of FIG. The overheat state determination threshold is, for example, a threshold that changes with respect to the power supply voltage as shown in FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a correspondence relationship between the power supply voltage and the overheat state determination threshold in the voltage control circuit according to the present embodiment.

本実施の形態では、図6のような電源電圧と閾値との対応関係を基板22に実装されたメモリに予め記憶しておき、測定された電源電圧を当該対応関係に当てはめて、過熱状態判定閾値を設定する。なお過熱状態判定閾値は、インバータ回路の構成によって差異が生じ得る。例えば、電源電圧と過熱状態判定閾値との対応関係は、基板22における各素子とサーミスタ46との相対的な位置関係等に影響を受ける場合がある。そのため、コンピュータを用いたシミュレーション又は試作品を用いたテストを通じて電源電圧と過熱状態判定閾値との対応関係を決定することが好ましい。   In the present embodiment, the correspondence relationship between the power supply voltage and the threshold value as shown in FIG. 6 is stored in advance in a memory mounted on the substrate 22, and the measured power supply voltage is applied to the correspondence relationship to determine the overheat state. Set the threshold. The overheat state determination threshold value may vary depending on the configuration of the inverter circuit. For example, the correspondence relationship between the power supply voltage and the overheat state determination threshold may be affected by the relative positional relationship between each element and the thermistor 46 on the substrate 22. For this reason, it is preferable to determine the correspondence relationship between the power supply voltage and the overheat state determination threshold through a simulation using a computer or a test using a prototype.

バッテリから供給される電力の電圧値は、車載の電圧計測手段(図示せず)によって計測されたものを外部接続コネクタ23を介して取得するが、基板22に電圧計測手段を設け、この電圧計測手段が計測した電圧値でもよい。   The voltage value of the electric power supplied from the battery is obtained via an external connection connector 23 as measured by an in-vehicle voltage measuring means (not shown). The voltage measuring means is provided on the substrate 22 and this voltage measurement is performed. The voltage value measured by the means may be used.

ステップ502では、サーミスタ46が検知した温度が過熱状態判定閾値以上か否かを判定する。   In step 502, it is determined whether the temperature detected by the thermistor 46 is equal to or higher than the overheat state determination threshold value.

ステップ502で肯定判定の場合は、基板22に実装されているインバータFET41A〜41F、逆接防止FET44又はコイル43が過熱するおそれがある状態である。ステップ504ではインバータ回路40から出力される電流のデューティ比を図4(B)に示したように低下させる、又はインバータ回路40の出力を停止して、素子を過熱から保護する。   If the determination in step 502 is affirmative, the inverter FETs 41A to 41F, the reverse connection prevention FET 44, or the coil 43 mounted on the substrate 22 may be overheated. In step 504, the duty ratio of the current output from the inverter circuit 40 is reduced as shown in FIG. 4B, or the output of the inverter circuit 40 is stopped to protect the element from overheating.

ステップ504で過熱からインバータFET41A〜41F、逆接防止FET44又はコイル43を保護する制御を行った後は、手順をステップ500に戻し、ステップ500及び502の手順を繰り返す。   After performing control to protect the inverter FETs 41A to 41F, the reverse connection prevention FET 44, or the coil 43 from overheating in step 504, the procedure is returned to step 500, and the procedures of steps 500 and 502 are repeated.

ステップ502で否定判定の場合は、インバータFET41A〜41F、逆接防止FET44及びコイル43は過熱のおそれがないので、ステップ506ではデューティ比を低下させずにインバータ回路40の通常の制御を行う。   If the determination in step 502 is negative, the inverter FETs 41A to 41F, the reverse connection prevention FET 44, and the coil 43 are not likely to be overheated, so in step 506, normal control of the inverter circuit 40 is performed without reducing the duty ratio.

以上、説明したように、本実施の形態によれば、インバータ回路に供給される電力の電圧値に応じて過熱状態判定閾値を設定し、基板上に設けられた温度測定手段であるサーミスタが感知した温度が、電力の電圧値に応じて設定された過熱状態判定閾値以上か否かを判定する。その結果、単一の温度測定手段によって、発熱が電圧に依存する各素子の過熱を防止するインバータ回路の制御が可能となる。   As described above, according to the present embodiment, the overheat state determination threshold is set according to the voltage value of the electric power supplied to the inverter circuit, and the thermistor, which is a temperature measurement means provided on the substrate, senses it. It is determined whether the measured temperature is equal to or higher than an overheat state determination threshold set in accordance with the voltage value of power. As a result, it is possible to control the inverter circuit that prevents overheating of each element whose heat generation depends on the voltage by a single temperature measuring means.

10・・・モータユニット、11・・・シャフト、12・・・ロータ、12A・・・センサマグネット、12B・・・ホール素子、13・・・上ケース、14・・・ステータ、14U、14V、14W・・・コイル、16・・・モータ、20・・・モータ駆動制御装置、21・・・ヒートシンク、21A・・・突起、22・・・基板、23・・・外部接続コネクタ、24A、24B、24C・・・電力供給端子、25・・・グラウンド電位領域、26・・・絶縁用部材、27、28・・・突起、29・・・固定ボルト、31・・・マイコン、40・・・インバータ回路、41A、41B、41C、41D、41E、41F・・・インバータFET、42A、42B、42C、42D、42E・・・コンデンサ、43・・・コイル、44・・・逆接防止FET、46・・・サーミスタ、50・・・下ケース、60、62・・・正弦波、80・・・バッテリ、82・・・エアコンECU DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Motor unit, 11 ... Shaft, 12 ... Rotor, 12A ... Sensor magnet, 12B ... Hall element, 13 ... Upper case, 14 ... Stator, 14U, 14V, 14W ... coil, 16 ... motor, 20 ... motor drive control device, 21 ... heat sink, 21A ... projection, 22 ... substrate, 23 ... external connection connector, 24A, 24B , 24C: power supply terminal, 25: ground potential region, 26: insulating member, 27, 28 ... projection, 29 ... fixing bolt, 31 ... microcomputer, 40 ... Inverter circuit, 41A, 41B, 41C, 41D, 41E, 41F ... Inverter FET, 42A, 42B, 42C, 42D, 42E ... Capacitor, 43 ... Coil, 44 ... Contact prevention FET, 46 ... thermistor, 50 ... lower case, 60, 62 ... sinusoidal wave, 80 ... battery, 82 ... air conditioner ECU

Claims (4)

電力の供給対象へ供給する電力を調節する第1の素子と、誤接続による回路の損傷を防止する第2の素子とを備えた回路と、
前記第1の素子及び前記第2の素子から離れた位置に設けられ、設けられた位置で前記第1の素子及び前記第2の素子の過熱状態を計測する単一の過熱状態計測手段と、
前記過熱状態計測手段にて計測された過熱状態が、印加された電源電圧に応じて定められる過熱状態判定閾値を超えた場合に、前記第1の素子が出力する電力を制限するように制御する制御手段と、
を備えた電圧制御回路。
A circuit comprising: a first element that adjusts power supplied to a power supply target; and a second element that prevents damage to the circuit due to erroneous connection;
A single overheat state measuring means provided at a position away from the first element and the second element, and measuring an overheat state of the first element and the second element at the provided position;
When the overheat state measured by the overheat state measuring means exceeds an overheat state determination threshold determined according to the applied power supply voltage, control is performed so as to limit the power output from the first element. Control means;
Voltage control circuit with
前記第1の素子は、インバータ回路を構成する電界効果トランジスタであり、前記第2の素子は、前記電圧を印加する電源と前記第1の素子との間に設けられ、前記インバータ回路を構成する逆接防止電界効果トランジスタ及びノイズ除去用コイルである請求項1記載の電圧制御回路。   The first element is a field effect transistor constituting an inverter circuit, and the second element is provided between a power supply for applying the voltage and the first element to constitute the inverter circuit. 2. The voltage control circuit according to claim 1, wherein the voltage control circuit is a reverse connection prevention field effect transistor and a noise removal coil. 前記制御手段は、前記回路が出力する電圧のデューティ比を低下することにより前記回路が出力する電圧を低下する請求項1または請求項2記載の電圧制御回路。   The voltage control circuit according to claim 1, wherein the control unit reduces the voltage output from the circuit by reducing a duty ratio of a voltage output from the circuit. 前記回路は、モータの駆動を制御するモータ駆動制御回路である請求項1〜請求項3のいずれか1項記載の電圧制御回路。   The voltage control circuit according to claim 1, wherein the circuit is a motor drive control circuit that controls driving of a motor.
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