电动机驱动设备制造技术

在电动机驱动设备中，驱动开关元件(7、32、T1)在电源(6)和地之间与电动机(8)串联连接，并且由从控制电路(2、2L、43)输出的PWM信号来操作。返回电流路径形成单元(9、42、T3)与电动机(8)并联连接，以在驱动开关元件(7、32、T1)关断时允许返回电流。电流限制元件(10)和开关(11、T2)的串联电路与返回电流路径形成单元(9、42、T3)并联连接。当施加至电动机(8)的电压未根据PWM信号波动时，断开确定单元(13)禁止PWM信号的输出并闭合串联电路的开关(11、T2)，并且只要在该状态中检测到的电压(Vm)指示改变越过第二阈值(Vth2)，则确定电动机(8)断开。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及通过脉冲宽度调制(PWM)控制来驱动电动机的电动机驱动设备。
技术介绍
已知通过在PWM控制下操作与电动机串联连接的诸如MOSFET等半导体开关元件来将电动机作为电感负载驱动的电动机驱动设备。此外，在这种电动机驱动设备中，已经提出了具有检测电动机的断开的功能。例如，基于在电动机断开时电动机的电流不流动并且不朝向电动机输出PWM信号的事实来检测电动机的断开。然而，在这种检测中，在电动机用作车辆的风扇电动机的情况下，如果电动机由于诸如风之类的干扰而旋转，则在电动机的绕组处产生电动势。因此，由于对负载的PWM振荡看起来是停止的，因此错误地检测到断开。 例如，对应于USP6，512，346的JP2001-298988A描述了具有断开检测功能的电动机驱动装置。在所描述的装置中，电阻元件与驱动电动机的晶体管并联连接，并且监视电动机和晶体管之间的公共连接点处的电压。当电压未根据控制信号(PWM信号)波动的状态持续了预定的时间段时，确定电动机是断开的。此外，当平均电压检测电路检测到的驱动电压超过目标驱动电压时，停止控制信号的输出，从而避免了错误检测。
技术实现思路
本公开的一个目的是提供一种能够准确地检测电动机的断开同时不增加暗电流的电动机驱动设备。在根据一个方面的电动机驱动设备中，驱动开关元件在电源和地之间与电动机串联连接，并且根据从控制电路输出的脉冲宽度调制信号操作以驱动电动机。返回电流路径形成单元与电动机并联连接，并且在驱动开关元件关断时提供电流路径以允许返回电流。包括电流限制元件和与所述电流限制元件串联连接的开关的串联电路是与返回电流路径形成单元并联连接的。当由于在电动机和驱动开关元件之间的公共连接点处检测到的电压与第一阈值进行比较的结果确定向所述电动机施加未根据脉冲宽度调制信号波动的电压时，断开确定单元禁止控制电路输出脉冲宽度调制信号并且闭合串联电路的开关，并且如果在禁止脉冲宽度调制信号的输出以及闭合串联电路的开关的状态中检测到的电压指示改变越过第二阈值，则确定电动机断开。在这种结构中，当由于将输出电压与第一阈值进行比较的结果输出电压未根据PWM信号波动时，断开确定单元禁止PWM信号的输出，这是因为在该状态中存在电动机断开的可能。此外，当在串联电路的开关闭合的状态中检测到的输出电压指示改变越过第二阈值时，断开确定单元确定电动机断开。这里，“改变越过第二阈值”包括其中输出电压从大于第二阈值的值改变为低于第二阈值的值的改变，以及输出电压从低于第二阈值的值改变为高于第二阈值的值的改变。即，“改变越过第二阈值”意味着其中第二阈值存在于输出电压改变前的电势和输出电压改变后的电势之间的改变。S卩，当串联电路的开关闭合时，形成允许电流通过电流控制元件的电流路径。在此状态中，当由于电动机通过干扰而旋转，从而在电动机中产生电动势时，所检测的输出电压不指示改变越过第二阈值。通过这种方式，由于用两个步骤来进行断开的确定，因此可以辨别由于干扰而引起的电动机的旋转，并因此可以正确地检测断开。此外，可以检测断开不增加暗电流。附图说明根据参考附图进行的下列详细描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优点将变得更加显而易见，在附图中，相似的附图标记指示相似的部件，并且在附图中图I是根据第一实施例的电动机驱动设备的框图；图2是示出了根据第一实施例主要由电动机驱动设备的操作处理电路和断开确定电路执行的处理的流程图； 图3A是示出了根据第一实施例在正常驱动状态中在PWM控制下电动机驱动设备的电流Im和输出电压Wm的改变的波形图；图3B是示出了根据第一实施例在电动机绕组处产生电动势的状态中在PWM控制下电动机驱动设备的电流Im和输出电压Vm的改变的波形图；图3C是示出了根据第一实施例在电动机断开的状态中在PWM控制下电动机驱动设备的电流Im和输出电压Vm的改变的波形图；图4A是示出了根据第一实施例在正常驱动状态中当持续向电动机供电时电流Im和输出电压Vm的改变的波形图；图4B是示出了根据第一实施例在电动机的绕组处产生电动势的状态中当持续向电动机供电时电流Im和输出电压Vm的改变的波形图；图4C是示出了根据第一实施例在电动机断开的状态中当持续向电动机供电时电流Im和输出电压Vm的改变的波形图；图5是根据第二实施例的电动机驱动设备的框图；图6A是根据第二实施例在正常驱动状态中在PWM控制下电动机驱动设备的电流Im和输出电压Vm的改变的波形图；图6B是示出了根据第二实施例在电动机的绕组处产生电动势的状态中在PWM控制下电动机驱动设备的电流Im和输出电压Vm的改变的波形图；图6C是示出了根据第二实施例在电动机断开的状态中在PWM控制下电动机驱动设备的电流Im和输出电压Vm的改变的波形图；图7A是示出了根据第二实施例在正常驱动状态中当持续向电动机供电时电流Im和输出电压Vm的改变的波形图；图7B是示出了根据第二实施例在电动机的绕组处产生电动势的状态中当持续向电动机供电时电流Im和输出电压Vm的改变的波形图；图7C是示出了根据第二实施例在电动机断开的状态中当持续向电动机供电时电流Im和输出电压Vm的改变的波形图；图8是根据第三实施例的电动机驱动设备的框图；图9是示出了根据第三实施例主要由电动机驱动设备的操作处理电路和断开确定电路执行的处理的流程图；图10是根据第四实施例的电动机驱动设备的部件；图11是根据第五实施例的电动机驱动设备的部件；以及图12是解释作为对比示例的电动机驱动设备的控制操作的示图。具体实施例方式(第一实施例)下面将参照图I至图4描述第一实施例。图I是示出了驱动风扇的电动机驱动设备I的结构的框图。电动机驱动设备I从置于电动机驱动设备I外部的上位控制单元接收 控制命令。在电动机驱动设备I中，内部控制电路2的输入处理电路3接收该控制命令。例如，控制命令被提供为具有诸如大约100赫兹(Hz)的低频率的PWM信号(占空比信号)。输入处理电路3通过对PWM信号积分来产生电压信号，并将该电压信号发送给操作处理电路4。虽然没有示出，但是操作处理电路4包括产生诸如三角形波等载波的电路。操作处理电路4通过将输入至其的电压信号与载波电平进行比较来产生PWM输出信号，或者通过根据输入至其的电压信号进行数字计算来产生PWM输出信号。操作处理电路4将PWM输出信号发送至驱动电路5。P-沟道MOSFET 7和电动机8的串联电路连接在作为电源的电池6 (电压+B)和地之间。P-沟道MOSFET 7用作驱动开关元件Tl。例如，电动机8是风扇电动机。电动机8连接在电动机驱动设备I的外部。电阻元件10和开关11 (T2)的串联电路以及二极管9与电动机8并联连接，但是位于电动机驱动设备I的内部。二极管9与电动机8反并联连接，并且在驱动开关元件Tl关断时用作允许返回电流的返回电流路径形成单元。电阻元件10用作电流限制元件。例如，通过诸如晶体管等开关元件来提供开关11。驱动电路5向P-沟道MOSFET 7的栅极提供驱动信号(PWM信号)。电动机驱动设备I被构造为高边驱动器。控制电路2的平均电压检测电路12检测施加至电动机8的电压(输出电压)Vm的平均值。平均电压检测电路12将检测结果提供给操作处理电路4。检测结果对应于PWM控制的目标控制电压。因此，操作处理电路4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于驱动电动机的电动机驱动设备，包括：驱动开关元件(7、32、T1)，其在电源(6)和地之间与所述电动机串联连接，并且由脉冲宽度调制信号来操作以驱动所述电动机；返回电流路径形成单元(9、42、T3)，其与所述电动机(8)并联连接，并且在所述驱动开关元件(7、32、T1)关断时提供电流路径以允许返回电流；串联电路，其包括电流限制元件(10)和与所述电流限制元件(10)串联连接的开关(11、T2)，所述串联电路是与所述返回电流路径形成单元(9)并联连接的；控制电路(2、2L、43)，其向所述驱动开关元件(7、32、T1)的控制端子提供所述脉冲宽度调制信号；以及断开确定单元(13、13L)，当由于将在所述电动机(8)和所述驱动开关元件(7、32、T1)之间的公共连接点处检测到的电压(Vm)与第一阈值(Vth1)进行比较的结果确定向所述电动机(8)施加未根据所述脉冲宽度调制信号波动的电压时，所述断开确定单元禁止所述控制电路(2、2L、43)输出所述脉冲宽度调制信号并且闭合所述串联电路的所述开关(11、T2)，并且只要在禁止所述脉冲宽度调制信号的输出以及闭合所述串联电路的所述开关(11、T2)的状态中检测到的所述电压(Vm)指示改变越过第二阈值，则确定所述电动机(8)的断开。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：岩宫广记，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：