电机驱动装置制造方法及图纸

电机驱动装置，具有无刷DC电机(1)、逆变器(2)、逆变器(2)的高压侧开关元件(2a、2c、2e)驱动的自举电源(6)和作为自举电源(6)的开关部(6b)的驱动电源的充电泵电源(7)。进一步，充电泵电源(7)的电容器(7b)在逆变器(2)的低压侧开关元件(2b、2d、2f)的断开时被充电，低压侧开关元件(2b、2d、2f)被控制导通时间和断开时间以使得被导通的时间不比规定的时间长。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及逆变器控制的电机驱动装置。
技术介绍
现有的电机驱动装置中，在逆变电路的高压侧开关元件驱动部使用由二极管、电阻和电容器构成的自举电源(bootstrap电源)。自举电源的电容器在电机起动时，导通或断开逆变电路的低压侧开关元件，由此被充电至稳定的电位(例如参照专利文献1)。图6表示专利文献1中记载的现有的电机驱动装置。图6表示驱动三相电机的电机驱动装置的一个相(U相)的逆变器、驱动电路和自举电路的连接关系。在图6中，驱动三相电机的逆变器102(图6中仅表示对应一个相的部分)由使用六个将开关元件和二极管反并联连接的电路的三相全桥构成。高压侧驱动电路104和低压侧驱动电路105分别根据输入信号Up和输入信号Un的状态、进行高压侧开关元件102a和低压侧开关元件102b的导通和断开控制。U相自举电路106由15V左右的直流电源106a、二极管106b、电阻106c和电容器106d的串联连接构成。电容器106d的负电位侧与高压侧驱动电路104的负电位侧连接，与高压侧开关元件102a的发射极端子共同连接。电容器106d的正侧端子与高压侧驱动电路104的电源侧端子连接。在即将使电机起动之前，使低压侧开关元件102b按导通断开占空比(on-offduty)50％断续通电，由此，在低压侧开关元件102b导通状态的时间中，电容器106d自直流电源106a经二极管106b和电阻106c被初始充电。由此确保高压侧驱动电路104的电源，高压侧开关元件102a成为可驱动状态。接着，每当使电机旋转起动时，高压侧开关元件102a被进行PWM控制。此处，对自举电路106的充电的动作进行说明。在高压侧开关元件102a断开时，电机(未图示)的电感的蓄积能量作为再生电流经低压侧二极管102h流动。此时，自举电路106的电容器106d的负侧端子接近逆变器102的电路的GND电平，电容器106d被充电。由此，在低压侧开关元件102b被导通的情况下和高压侧开关元件102a在导通后被断开的情况下，电容器106d被充电，自举电位被保持稳定的电位。在上述现有的结构中，在自举电路的二极管中需要能够以高速进行导通和断开且具有能够以短时间向电容器注入充电电荷的比较大的额定电流的高速二极管、和用于将电容器的充电电流抑制为二极管额定值以下的电流限制电阻。进一步，自举电路需要三个相，各电路为了保持高的电位差而需要保持与安全限制相应的绝缘距离，从而电路面积会变大。因此，近年来，使用将自举电路的二极管换成能够进行高速开关的MOSFET、通过使MOSFET的栅极驱动与低压侧开关元件的驱动信号同步的充电泵电源(chargepump电源)的充电而进行自举电路的充电的结构。此外，提案有通过自举电路和逆变器的开关元件的驱动部使用单芯片的集成电路的元件实现的、电路部件个数的削减和小型化。但是，在需要的现有的结构中，在电机刚刚起动后的低速驱动区域，低压侧开关元件连续通电，MOSFET栅极驱动的充电泵电源的电位降低。由此，自举电源的开关部成为断开状态，产生电机的起动不良。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2000-23484号公报。
技术实现思路
本专利技术是鉴于现有的问题而完成的专利技术，是能够在自举电源的开关部的驱动电源确保稳定的电压、可靠地使自举电源的开关部导通和断开的电机驱动装置。即，本专利技术的电机驱动装置包括：无刷DC电机，其包括具有永磁铁的转子、和定子；逆变器，其在将高压侧开关元件与低压侧开关元件串联连接而成的一对开关元件并联连接三对后的两端输入直流电压输出交流电压；自举电源，其具有用于驱动所述逆变器的所述高压侧开关元件的电容器、和开关部；和驱动所述自举电源的开关部的充电泵电源，所述充电泵电源的所述电容器，在所述逆变器的所述低压侧开关元件为断开状态时被充电，控制所述低压侧开关元件的导通状态的时间和断开状态的时间以使得所述低压侧开关元件的被导通时间不比规定的时间长，从而所述充电泵电源的所述电容器被充电。根据这样的结构，即使电机刚刚起动后等低速驱动时，也能够在使自举电源的开关部驱动的充电泵电源确保稳定且为一定以上的电位。由此，能够使自举电源的开关部可靠且稳定地导通。此外，在逆变器的高压侧开关元件的驱动电路电源确保稳定且为一定以上的电位，所以能够可靠地进行高压侧开关元件的导通和断开控制。本专利技术的电机驱动装置优选在所述无刷DC电机起动时，使所述定子的绕组通电并使所述逆变器导通状态的所述低压侧开关元件以任意的频度断开，从而使所述充电泵电源的所述电容器充电。本专利技术的电机驱动装置优选还具有导通时间修正部，该导通时间修正部对所述逆变器的所述高压侧开关元件的导通状态的时间进行修正，利用所述导通时间修正部修正所述逆变器的所述高压侧开关元件的所述导通状态的时间。附图说明图1是本专利技术的实施方式1和实施方式2的电机驱动装置的框图。图2是本专利技术的实施方式1和实施方式2的电机起动时的时序图。图3是本专利技术的实施方式1的电机驱动装置的定位时的时序图。图4是本专利技术的实施方式2的驱动信号生成部的框图。图5是本专利技术的实施方式2的电机驱动装置的定位时的时序图。图6是表示现有的电机驱动装置的一个相的电路的电路图。具体实施方式以下、参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。此外，本专利技术并不由以下的实施方式所限定。(实施方式1)图1是本专利技术的实施方式1的电机驱动装置的框图。在图1中，无刷DC电机1由具有永磁铁的转子1a和三相绕组的定子1b构成。逆变器2由串联连接6个开关元件2a～2f而成的电路三电路并联连接的三相全桥构成。另外，在各开关元件反并联地连接有二极管2g～2l。无刷DC电机1的定子1b的三相绕组的各端与逆变器2的开关元件的串联连接的连接点连线。此处，对驱动电路3进行说明。另外，在图1和本实施方式中，为了简化说明，驱动电路3仅记载对应包含高压侧开关元件2a和低压侧开关元件2b的一个相的部分。另两个相(包含高压侧开关元件2c和低压侧开关元件2d的相与包含高压侧开关元件2e和低压侧开关元件2f的相)也连接至与以下说明的驱动电路3相同的驱动电路。驱动电路3是逆变器2的开关元件的驱动电路。逆变器2的与高压侧连接的高压侧开关元件2a被高压侧元件驱动部4根据输入至驱动电路3的高压侧元件驱动部4的Hin信号驱动。此外，逆变器2的与接地侧连接的低压侧开关元件2b，由低压侧元件驱动部5根据输入至驱动电路3的低压侧元件驱动部5的Lin信号驱动。自举电源6由二极管6a、开关部6b和电容器6c构成。自举电源6是高压侧元件驱动部4的电源，为开关部6b的驱动电压。另外，开关部6b优选使用半导体元件开关元件，例如使用MOSFET等。作为开关驱动部的充电泵电源7由二极管7a、电容器7b和驱动部7c构成。充电泵电源7通过向开关部6b供给电压而使开关部6b导通。驱动部7c因为被输入低压侧开关元件2b的驱动信号Lin而与低压侧开关元件2b、2d、2f同步驱动。此外，在自举电源6的电路(自举电路)中，一般在二极管6a与开关部6b的串联电路部使用高速二极管，但是在本实施方式中使用可高速开关的MOSFET。此外，二极管6a朝向阻止电容器6c的充电电荷向VCC侧逆流的方向被串联插入。在开关部6b使用MOSFET的情况下，能够将高压侧元件驱动部4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电机驱动装置，其特征在于，包括：无刷DC电机，其包括具有永磁铁的转子、和定子；逆变器，其在将高压侧开关元件与低压侧开关元件串联连接而成的一对开关元件并联连接三对后的两端输入直流电压输出交流电压；自举电源，其具有用于驱动所述逆变器的所述高压侧开关元件的电容器、和开关部；和驱动所述自举电源的开关部的充电泵电源，所述充电泵电源的所述电容器，在所述逆变器的所述低压侧开关元件为断开状态时被充电，控制所述低压侧开关元件的导通状态的时间和断开状态的时间以使得所述低压侧开关元件的被导通时间不比规定的时间长，从而所述充电泵电源的所述电容器被充电。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.20 JP 2014-007496;2014.03.07 JP 2014-044591.一种电机驱动装置，其特征在于，包括：无刷DC电机，其包括具有永磁铁的转子、和定子；逆变器，其在将高压侧开关元件与低压侧开关元件串联连接而成的一对开关元件并联连接三对后的两端输入直流电压输出交流电压；自举电源，其具有用于驱动所述逆变器的所述高压侧开关元件的电容器、和开关部；和驱动所述自举电源的开关部的充电泵电源，所述充电泵电源的所述电容器，在所述逆变器的所述低压侧开关元件为断...

【专利技术属性】
技术研发人员：田中秀尚，竹冈义典，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：新型
国别省市：日本;JP