电动机驱动装置及电动机驱动装置的控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电动机驱动装置及电动机驱动装置的控制方法。元件控制部基于输出信号，将最大占空比的PWM信号输出到多个开关元件中将多个线圈中的第1线圈驱动至高电平的成对开关元件，将最小占空比的PWM信号输出到将多个线圈中的第2线圈驱动至低电平的串联连接的成对开关元件，将占空比为最大PWM信号的占空比与最小PWM信号的占空比之间的中间占空比的PWM信号输出到驱动多个线圈中的第3线圈的串联连接的成对开关元件。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电动机驱动装置及电动机驱动装置的控制方法
本专利技术涉及电动机驱动装置及电动机驱动装置的控制方法。本申请基于2015年12月2日提出的日本专利申请2015-235583号主张优先权，并在此处援引其内容。
技术介绍
在现有技术中，在对无刷电动机进行120°矩形波驱动的情况下，在无刷电动机的输入端子产生负电压时，对驱动无刷电动机的正极用开关元件进行驱动的控制电路可能会进行误动作。对于该可能性，使用图4～图6进行说明。图4是表示电动机驱动装置的控制系统的框图。另外，图5是示出120°矩形波驱动中的整流模式的图。此外，图6是用于说明在电动机的输入端子产生负电压时所发生的情况的图。图4中所示出的电动机18是三相DC无刷电动机。电动机18是转子内置型，包括埋入了含有一对N极和S极的永磁体(磁铁)来构成的转子。此外，电动机18包括电枢线圈(U相线圈、V相线圈、W相线圈)。U相线圈的一端与端子24相连接，另一端与端子25相连接。此外，V相线圈的一端与端子25相连接，另一端与端子26相连接。此外，W相线圈的一端与端子26相连接，另一端与端子24相连接。由此，在电动机18中，通过三角形接线来连接电枢线圈。控制电动机18的电动机驱动装置37a包括控制电枢线圈的通电的逆变器电路38。逆变器电路38连接至端子24、端子25以及端子26。该逆变器电路38包括串联电路38U，该串联电路38U由连接至外部电源40的正极的正极侧开关元件38a和连接至外部电源40的负极的负极侧开关元件38d串联连接而成。此外，逆变器电路38包括串联电路38V，该串联电路38V由连接至外部电源40的正极的正极侧开关元件38b和连接至外部电源40的负极的负极侧开关元件38e串联连接而成。此外，逆变器电路38包括串联电路38W，该串联电路38W由连接至外部电源40的正极的正极侧开关元件38c和连接至外部电源40的负极的负极侧开关元件38f串联连接而成。此外，在逆变器电路38中，串联电路38U与U相相对应地连接至端子24。此外，在逆变器电路38中，串联电路38V与V相相对应地连接至端子25，串联电路38W与W相相对应地连接至端子26。即，逆变器电路38包括对从外部电源40到电枢线圈的端子(端子24、端子25、端子26)的电流供给路径分别进行连接或切断的多个开关元件38a～38f。另外，多个开关元件38a～38f由FET等半导体元件构成。而且，电动机驱动装置37a包括对逆变器电路38进行控制的控制电路45a。控制电路45a是具备了CPU、RAM、ROM等的微机。控制电路45a包括控制部50a、FET驱动用电源51、驱动电路52。驱动电路52输出分别对开关元件38a～38f的栅极端子进行控制的驱动信号。FET驱动用电源51是用于将来自外部电源40的电力提供给驱动电路52所具备的缓冲器中对开关元件38a、38b、38c进行控制的缓冲器的电源。控制部50a基于检测传感器41～43的输出信号的组合(霍尔级号)，读取出存储于控制电路45a所具有的ROM中的与霍尔级号相对应的通电模式，根据该通电模式，对驱动电路52输出PWM指令信号。驱动电路52基于从控制部50a输入的PWM指令信号，输出分别对开关元件38a～38f的栅极端子进行控制的驱动信号。电动机驱动装置37a所具有的检测传感器41～43例如由霍尔IC构成，当转子进行旋转时，将转子的旋转位置(旋转相位)作为与U相、V相、W相对应的输出信号，独立地输出至控制部50a。控制部50a基于从检测传感器41～43输入的输出信号，对霍尔级号进行识别，读取出与霍尔级号相对应的通电模式，在偏移了与规定旋转相位相应的量(例如电气角30°)后，根据读取到的通电模式，对驱动电路52输出PWM指令信号。由此，开关元件38a～38f在PWM控制下进行驱动，在与各通电模式对应的期间，分别断续地导通、断开。例如，如图5所示，检测传感器41～43的输出信号从(导通(高电平)，断开(低电平)，断开)的霍尔级号HS2切换成(导通，导通，断开)的霍尔级号HS3时，在偏移电气角30°后，通电模式从TP2a切换成TP3a。此处，在与通电模式TP2a对应的期间，开关元件38a、38d是(导通，断开)，因此连接到U相线圈的端子24通电而处于高电平，U相线圈处于相通电期间。此外，开关元件38b、38e是(断开，断开)，因此连接到V相线圈的端子25不通电，V相线圈处于相断开期间(浮动电平期间)。此外，开关元件38c、38f交替地切换成导通和断开，因此连接到W相线圈的端子26通电并处于低电平，W相线圈处于相通电期间。此外，在与通电模式TP3a对应的期间，开关元件38a、38d是(断开，断开)，因此到U相线圈的端子24不通电，U相线圈处于相断开期间。此外，开关元件38b、38e是(导通，断开)，因此到V相线圈的端子25通电并处于高电平，V相线圈处于相通电期间。此外，开关元件38c、38f交替地切换成导通和断开，因此到W相线圈的端子26通电并处于低电平，W相线圈处于相通电期间。作为示例，对于从通电模式TP2a切换到通电模式TP3a之际在端子24(无刷电动机的输入端子)产生负电压时，驱动开关元件38a(驱动无刷电动机的正极用开关元件)的控制电路45a进行误动作的可能性进行说明。在图6中，电动机线路的端子电压表示端子24的电压。此外，流出电流表示从FET驱动用电源51经由构成驱动电路52的缓冲电路流到端子24的电流。此外，FET驱动用电压表示FET驱动用电源51的输出电压。在切换到通电模式TP3a后，在数百μsec以上的期间产生反向电压(负电压)。产生时间的数百μsec是100～800μsec左右的期间，表示通电模式TP3a的期间。在从通电模式TP2a时电动机线路的端子电压变化到通电模式TP3a时电动机线路的端子电压的电位差(在通电模式从通电模式TP2a变化到通电模式TP3a时，开关元件在从导通切换到断开时所产生的负电压)例如变为－0.5V以下，从而意料之外的电流从FET驱动用电源51流出。其结果，超过FET驱动用电源51的供电能力，FET驱动用电压下降(电压降)。在该FET驱动电压不足的状态下由驱动电路52的缓冲器驱动开关元件38a，则驱动开关元件38a的控制电路45a无法被提供正常的电源电压，因此在驱动开关元件38a时可能进行误动作。上述的FET驱动用电压发生电压下降的期间如图5中用○标记圈出的那样，是开关元件38c、38f从与通电模式TP6a对应的期间的(导通，断开)状态切换到与通电模式TP1a对应的期间的(断开，断开)状态从而W相线圈处于相断开期间的期间。此外，如以上所说明的那样，是开关元件38a、38d从与通电模式TP2a对应的期间的(导通，断开)状态切换到与通电模式TP3a对应的期间的(断开，断开)状态从而U相线圈处于相断开期间的期间。还是开关元件38b、38e从与通电模式TP4a对应的期间的(导通，断开)状态切换到与通电模式TP5a对应的期间的(断开，断开)状态从而V相线圈处于相断开期间的期间。因此，为了缩短上述的FET驱动用电压发生电压降低的期间，需要一种能够抑制在无刷电动机的输入端子产生负电压的期间的电动机驱动装置。另外，例如在专利文献1中记载有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动机驱动装置，将电流提供给多个线圈并使转子旋转，其特征在于，包括：多个开关元件，该多个开关元件将连接至所述多个线圈的电流供给路径分别导通或断开；多个检测传感器，该多个检测传感器设置在所述转子的旋转方向上彼此不同的相位，并且检测所述转子的旋转方向的相位并产生输出信号；以及元件控制部，该元件控制部基于所述输出信号，将所述多个开关元件分别导通或断开，所述元件控制部基于所述输出信号，将最大占空比的PWM信号输出到所述多个开关元件中将所述多个线圈中的第1线圈驱动至高电平的成对开关元件，将最小占空比的PWM信号输出到将所述多个线圈中的第2线圈驱动至低电平的串联连接的成对开关元件，将占空比为所述最大的PWM信号的占空比与所述最小的PWM信号的占空比之间的中间占空比的PWM信号输出到驱动所述多个线圈中的第3线圈的串联连接的成对开关元件。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.12.02 JP 2015-2355831.一种电动机驱动装置，将电流提供给多个线圈并使转子旋转，其特征在于，包括：多个开关元件，该多个开关元件将连接至所述多个线圈的电流供给路径分别导通或断开；多个检测传感器，该多个检测传感器设置在所述转子的旋转方向上彼此不同的相位，并且检测所述转子的旋转方向的相位并产生输出信号；以及元件控制部，该元件控制部基于所述输出信号，将所述多个开关元件分别导通或断开，所述元件控制部基于所述输出信号，将最大占空比的PWM信号输出到所述多个开关元件中将所述多个线圈中的第1线圈驱动至高电平的成对开关元件，将最小占空比的PWM信号输出到将所述多个线圈中的第2线圈驱动至低电平的串联连接的成对开关元件，将占空比为所述最大的PWM信号的占空比与所述最小的PWM信号的占空比之间的中间占空比的PWM信号输出到驱动所述多个线圈中的第3线圈的串联连接的成对开关元件。2.如权利要求1所述的电动机驱动装置，其特征在于，所述中间占空比为50％，所述最大占空比是将从外部输入的指令占空比的一半占空比加上所述中间占空比后得到的占空比，所述最小占空...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩崎保，古泽透，星野隆，小林知史，
申请(专利权)人：株式会社美姿把，
类型：发明
国别省市：日本,JP