本發(fā)明涉及一種電動機驅(qū)動裝置，特別是涉及一種具有直流環(huán)節(jié)電流檢測功能的驅(qū)動裝置。

背景技術(shù)：

在無刷DC(直流)電動機中，采用著如下逆變器控制：將轉(zhuǎn)子設(shè)為永磁體且將定子設(shè)為線圈，利用逆變器電路來與電動機的旋轉(zhuǎn)相配合地對流向線圈的電流的切換進(jìn)行控制。向逆變器電路提供直流電流。在直流電源與逆變器電路之間設(shè)置有熔斷器以防止布線基板的發(fā)煙等(例如日本特開2005-304145號公報)。

在上述的以往技術(shù)中，利用設(shè)置于供給直流電力的直流環(huán)節(jié)部的熔斷器的兩端的電壓來檢測過電流，一邊進(jìn)行PWM(Pulse Width Modulation：脈沖寬度調(diào)制)控制一邊使電動機的旋轉(zhuǎn)停止或減速。然而，由于在檢測出過電流時沒有立即將功率元件截止，因此存在產(chǎn)生無法保護(hù)功率元件免受過電流的損害的情況這樣的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種電動機控制裝置，該電動機控制裝置在檢測出從直流環(huán)節(jié)部流向逆變器電路的直流環(huán)節(jié)電流處于過電流狀態(tài)之后，立即對構(gòu)成逆變器電路的功率元件提供截止信號來使功率元件截止，由此能夠進(jìn)行功率元件的保護(hù)。

本發(fā)明的一個實施例所涉及的電動機驅(qū)動裝置的特征在于，具有：逆變器電路，其通過多個功率元件的開關(guān)動作來將從直流環(huán)節(jié)部的端子提供的直流電流變換為交流電流并將該交流電流提供到電動機；驅(qū)動電路，其對逆變器電路的多個功率元件的開關(guān)動作進(jìn)行控制；熔斷器，其經(jīng)由導(dǎo)體而串聯(lián)連接于直流環(huán)節(jié)部的端子中的一個端子與逆變器電路的一個端子之間；直流環(huán)節(jié)電流檢測電路，其基于熔斷器兩端的電壓、包括熔斷器和導(dǎo)體的一部分的電路的兩端的電壓以及導(dǎo)體的一部分的兩端的電壓中的至少一個電壓，來檢測從直流環(huán)節(jié)部的端子流向逆變器電路的直流環(huán)節(jié)電流；以及直流環(huán)節(jié)過電流檢測電路，在檢測出的直流環(huán)節(jié)電流超過規(guī)定的電流值的情況下，該直流環(huán)節(jié)過電流檢測電路檢測出直流環(huán)節(jié)電流為過電流，而向驅(qū)動電路輸出用于使多個功率元件中的至少一個功率元件截止的功率元件截止指令。

附圖說明

本發(fā)明的目的、特征以及優(yōu)點通過與附圖關(guān)聯(lián)的以下的實施方式的說明會變得更加明確。在該附圖中，

圖1是本發(fā)明的實施例1所涉及的電動機驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)圖，

圖2是本發(fā)明的實施例1所涉及的電動機驅(qū)動裝置的第一變形例的結(jié)構(gòu)圖，

圖3是本發(fā)明的實施例1所涉及的電動機驅(qū)動裝置的第二變形例的結(jié)構(gòu)圖，

圖4是用于說明本發(fā)明的實施例1所涉及的電動機驅(qū)動裝置的動作過程的流程圖，

圖5是本發(fā)明的實施例2所涉及的電動機驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)圖，以及

圖6是用于說明本發(fā)明的實施例2所涉及的電動機驅(qū)動裝置的動作過程的流程圖。

具體實施方式

以下，參照附圖來說明本發(fā)明所涉及的電動機驅(qū)動裝置。

[實施例1]

首先，使用附圖來說明本發(fā)明的實施例1所涉及的電動機驅(qū)動裝置。在圖1中，示出本發(fā)明的實施例1所涉及的電動機驅(qū)動裝置101的結(jié)構(gòu)圖。本發(fā)明的實施例1所涉及的電動機驅(qū)動裝置101具有逆變器電路1、驅(qū)動電路2、熔斷器3、直流環(huán)節(jié)電流檢測電路4以及直流環(huán)節(jié)過電流檢測電路5。

逆變器電路1具備多個功率元件Tr1～Tr6和二極管D1～D6。逆變器電路1通過多個功率元件Tr1～Tr6的開關(guān)動作來將從直流環(huán)節(jié)部(未圖示)的端子A、B提供的直流電流變換為交流電流并將該交流電流提供到電動機20。例如，在三相電動機的情況下，逆變器電路1由6個功率元件Tr1～Tr6及6個二極管D1～D6構(gòu)成。能夠?qū)⒕w管、FET(Field Effect Transistor：場效應(yīng)晶體管)、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：絕緣柵雙極型晶體管)等用于功率元件Tr1～Tr6。

6個功率元件Tr1～Tr6中的Tr1為U相的上臂晶體管，Tr2為U相的下臂晶體管，兩者以節(jié)點J連接。另外，從節(jié)點J向電動機20提供U相電流i_U。通過第一電流檢測部71檢測U相電流i_U。第一電流檢測部71所檢測出的U相電流i_U的電流值被輸出到電動機電流檢測電路7。

另外，6個功率元件Tr1～Tr6中的Tr3為V相的上臂晶體管，Tr4為V相的下臂晶體管，兩者以節(jié)點K連接。另外，從節(jié)點K向電動機20提供V相電流i_V。通過第二電流檢測部72檢測V相電流i_V。第二電流檢測部72所檢測出的V相電流i_V的電流值被輸出到電動機電流檢測電路7。

另外，6個功率元件Tr1～Tr6中的Tr5為W相的上臂晶體管，Tr6為W相的下臂晶體管，兩者以節(jié)點L連接。另外，從節(jié)點L向電動機20提供W相電流i_W。

驅(qū)動電路2基于來自PWM控制電路9的PWM信號，來控制逆變器電路1的多個功率元件Tr1～Tr6的開關(guān)動作。PWM控制電路9基于位置指令或速度指令以及位置反饋或速度反饋來生成PWM信號。

熔斷器3經(jīng)由導(dǎo)體61、62而串聯(lián)連接于直流環(huán)節(jié)部的端子A、B中的一個端子B與逆變器電路1的一個端子D之間。但是，熔斷器3也可以經(jīng)由導(dǎo)體而串聯(lián)連接于直流環(huán)節(jié)部的端子A、B中的另一個端子A與逆變器電路1的另一個端子C之間。

直流環(huán)節(jié)電流檢測電路4基于熔斷器3兩端的電壓，來檢測從直流環(huán)節(jié)部的端子A、B流向逆變器電路1的直流環(huán)節(jié)電流i_DC。具體地說，對熔斷器3的端子E、F之間的端子間電壓進(jìn)行測定，將測定出的電壓值除以熔斷器3的電阻值，由此計算直流環(huán)節(jié)電流i_DC。

直流環(huán)節(jié)電流i_DC的計算方法不限于上述那樣的例子。在圖2中，示出本發(fā)明的實施例1的第一變形例所涉及的電動機驅(qū)動裝置102。如圖2所示，也可以基于包括熔斷器3和導(dǎo)體的一部分611、621的電路的兩端的電壓，來對從直流環(huán)節(jié)部的端子A、B流向逆變器電路1的直流環(huán)節(jié)電流i_DC進(jìn)行檢測。具體地說，對包括熔斷器3和導(dǎo)體的一部分611、621的電路的端子G、H之間的端子間電壓進(jìn)行測定。然后，將測定出的電壓值除以熔斷器3和導(dǎo)體的一部分611、621的電阻值，由此計算直流環(huán)節(jié)電流i_DC。

并且，直流環(huán)節(jié)電流i_DC的計算方法不限于上述那樣的例子。在圖3中，示出本發(fā)明的實施例1的第二變形例所涉及的電動機驅(qū)動裝置103。如圖3所示，也可以基于導(dǎo)體的一部分611的兩端的電壓，來對從直流環(huán)節(jié)部的端子A、B流向逆變器電路1的直流環(huán)節(jié)電流i_DC進(jìn)行檢測。具體地說，對導(dǎo)體的一部分611的端子G與熔斷器3的端子E之間的端子間電壓進(jìn)行測定。然后，將測定出的電壓值除以導(dǎo)體的一部分611的電阻值，由此計算直流環(huán)節(jié)電流i_DC。此外，在圖3所示的例子中，示出了基于直流環(huán)節(jié)部的端子B與熔斷器3的端子E之間的導(dǎo)體的一部分611的端子間電壓來計算直流環(huán)節(jié)電流i_DC的例子。然而，不限于這樣的例子。即，也可以基于圖2示出的逆變器電路1的端子D與熔斷器3的端子F之間的導(dǎo)體的一部分621的端子間電壓來計算直流環(huán)節(jié)電流i_DC。

這樣，直流環(huán)節(jié)電流檢測電路4基于熔斷器3兩端的電壓、包括熔斷器3和導(dǎo)體61、62的一部分611、621的電路的兩端的電壓以及導(dǎo)體61、62的一部分611、612的兩端的電壓中的至少一個電壓，來檢測從直流環(huán)節(jié)部的端子A、B流向逆變器電路1的直流環(huán)節(jié)電流i_DC。

在檢測出的直流環(huán)節(jié)電流i_DC超過規(guī)定的電流值i_TH的情況下，直流環(huán)節(jié)過電流檢測電路5檢測出直流環(huán)節(jié)電流i_DC為過電流，而向驅(qū)動電路2輸出用于使多個功率元件Tr1～Tr6中的至少一個功率元件截止的功率元件截止指令。在此，優(yōu)選的是，規(guī)定的電流值i_TH被設(shè)定為比多個功率元件Tr1～Tr6中的至少一個功率元件會發(fā)生故障的電流值小的值。另外，也可以將規(guī)定的電流值i_TH設(shè)定為比熔斷器3熔斷的電流值小的值。

驅(qū)動電路2按照來自直流環(huán)節(jié)過電流檢測電路5的功率元件截止指令，不進(jìn)行功率元件的PWM控制，而是立即對功率元件Tr1～Tr6中的處于導(dǎo)通狀態(tài)的功率元件提供截止信號，來使功率元件截止。其結(jié)果，能夠保護(hù)功率元件Tr1～Tr6免受過電流的損害。

接著，對本發(fā)明的實施例1所涉及的電動機驅(qū)動裝置的驅(qū)動方法進(jìn)行說明。在圖4中，示出用于說明本發(fā)明的實施例1所涉及的電動機驅(qū)動裝置的動作過程的流程圖。首先，在步驟S101中，電動機驅(qū)動裝置101對電動機20(參照圖1)進(jìn)行驅(qū)動。此時，功率元件Tr1～Tr6中的某一個功率元件(例如Tr1和Tr4這兩個)為導(dǎo)通狀態(tài)，直流環(huán)節(jié)電流i_DC從直流環(huán)節(jié)部的端子A經(jīng)由端子C流向逆變器電路1。

接著，在步驟S102中，直流環(huán)節(jié)電流檢測電路4對從逆變器電路1的端子D流向直流環(huán)節(jié)部的端子B的直流環(huán)節(jié)電流i_DC進(jìn)行檢測。在此，假定直流環(huán)節(jié)電流i_DC與流過功率元件Tr1～Tr6中的某一個功率元件的電流相等。與檢測出的直流環(huán)節(jié)電流i_DC的電流值有關(guān)的數(shù)據(jù)被輸出到直流環(huán)節(jié)過電流檢測電路5。

接著，在步驟S103中，直流環(huán)節(jié)過電流檢測電路5判斷直流環(huán)節(jié)電流i_DC是否超過規(guī)定的電流值i_TH。規(guī)定的電流值i_TH能夠預(yù)先存儲在存儲部(未圖示)中。

直流環(huán)節(jié)過電流檢測電路5在判斷為直流環(huán)節(jié)電流i_DC超過規(guī)定的電流值i_TH的情況下，判定為直流環(huán)節(jié)電流i_DC處于過電流的狀態(tài)，而向驅(qū)動電路2輸出用于使多個功率元件Tr1～Tr6中的處于導(dǎo)通狀態(tài)的至少一個功率元件截止的功率元件截止指令。

另一方面，在直流環(huán)節(jié)過電流檢測電路5判斷為直流環(huán)節(jié)電流i_DC為規(guī)定的電流值i_TH以下的情況下，判定為直流環(huán)節(jié)電流i_DC未處于過電流的狀態(tài)，而返回步驟S102，繼續(xù)電動機20的驅(qū)動，并進(jìn)行直流環(huán)節(jié)電流i_DC的檢測。

如以上那樣，根據(jù)本發(fā)明的實施例1所涉及的電動機驅(qū)動裝置，在檢測出直流環(huán)節(jié)電流為過電流之后，不進(jìn)行功率元件的PWM控制，而是立即對功率元件提供截止信號，來使功率元件截止，因此能夠保護(hù)功率元件免受過電流的損害。

[實施例2]

接著，使用附圖來說明本發(fā)明的實施例2所涉及的電動機驅(qū)動裝置。在圖5中，示出本發(fā)明的實施例2所涉及的電動機驅(qū)動裝置104的結(jié)構(gòu)圖。本發(fā)明的實施例2所涉及的電動機驅(qū)動裝置104與實施例1所涉及的電動機驅(qū)動裝置101的不同之處在于，還具有電動機電流檢測電路7和直流環(huán)節(jié)電流校正電路8。本發(fā)明的實施例2所涉及的電動機驅(qū)動裝置104的其它結(jié)構(gòu)與實施例1所涉及的電動機驅(qū)動裝置101中的結(jié)構(gòu)相同，因此省略詳細(xì)的說明。

在電動機驅(qū)動(控制)的之前階段(測試模式)，在使多個功率元件Tr1～Tr6中的至少兩個導(dǎo)通時，電動機電流檢測電路7對流過電動機20的電動機電流i_M進(jìn)行檢測。例如，在圖5所示的例子中，電動機電流檢測電路7對在使U相的上臂晶體管Tr1及V相的下臂晶體管Tr4導(dǎo)通且使其它晶體管截止時流過電動機20的電動機電流i_M進(jìn)行檢測。

在圖5所示的例子中，U相的上臂晶體管Tr1導(dǎo)通，U相的下臂晶體管Tr2截止。因此，從逆變器電路1的端子C流來的直流環(huán)節(jié)電流i_DC如箭頭所示那樣經(jīng)過U相的上臂晶體管Tr1，并作為U相的電動機電流i_M而從節(jié)點J向電動機20提供。由第一電流檢測部71檢測該U相的電動機電流i_M，檢測結(jié)果被輸出到電動機電流檢測電路7。

另外，在圖5所示的例子中，V相的上臂晶體管Tr3截止，V相的下臂晶體管Tr4導(dǎo)通。因此，作為V相的電動機電流i_M，如箭頭所示那樣，從電動機20經(jīng)由節(jié)點K經(jīng)過V相的下臂晶體管Tr4流向逆變器電路1的端子D。該電流通過設(shè)置于直流環(huán)節(jié)部的端子B與逆變器電路1的端子D之間的直流環(huán)節(jié)電流檢測電路4而被檢測為直流環(huán)節(jié)電流i_DC。

直流環(huán)節(jié)電流校正電路8對直流環(huán)節(jié)電流i_DC的值進(jìn)行校正，以使電動機電流i_M的值與直流環(huán)節(jié)電流i_DC的值相等。具體地說，直流環(huán)節(jié)電流校正電路8從電動機電流檢測電路7獲取與電動機電流i_M的值有關(guān)的數(shù)據(jù)，并且從直流環(huán)節(jié)電流檢測電路4獲取與直流環(huán)節(jié)電流i_DC的值有關(guān)的數(shù)據(jù)。然后，直流環(huán)節(jié)電流校正電路8將來自電動機電流檢測電路7的與電動機電流i_M的值有關(guān)的數(shù)據(jù)作為基準(zhǔn)，來計算針對來自直流環(huán)節(jié)電流檢測電路4的與直流環(huán)節(jié)電流i_DC的值有關(guān)的數(shù)據(jù)的校正量。將來自電動機電流檢測電路7的與電動機電流i_M的值有關(guān)的數(shù)據(jù)作為基準(zhǔn)的原因在于，相比于來自直流環(huán)節(jié)電流檢測電路4的與直流環(huán)節(jié)電流i_DC的值有關(guān)的數(shù)據(jù)，來自電動機電流檢測電路7的與電動機電流i_M的值有關(guān)的數(shù)據(jù)為更接近實際的電流的數(shù)據(jù)。

例如，設(shè)來自電動機電流檢測電路7的與電動機電流i_M的值有關(guān)的數(shù)據(jù)為100[A]，且來自直流環(huán)節(jié)電流檢測電路4的與直流環(huán)節(jié)電流i_DC的值有關(guān)的數(shù)據(jù)為101[A]。在該情況下，將校正量設(shè)為100/101，將來自直流環(huán)節(jié)電流檢測電路4的與直流環(huán)節(jié)電流i_DC的值有關(guān)的數(shù)據(jù)乘以100/101而得到的值設(shè)為直流環(huán)節(jié)電流i_DC。直流環(huán)節(jié)電流校正電路8將校正后的直流環(huán)節(jié)電流i_DC的值輸出到直流環(huán)節(jié)過電流檢測電路5。

之后，在校正后的直流環(huán)節(jié)電流i_DC超過規(guī)定的電流值的情況下，直流環(huán)節(jié)過電流檢測電路5檢測出直流環(huán)節(jié)電流i_DC為過電流，而向驅(qū)動電路2輸出用于使多個功率元件Tr1～Tr6中的處于導(dǎo)通狀態(tài)的至少一個功率元件截止的功率元件截止指令。

驅(qū)動電路2按照來自直流環(huán)節(jié)過電流檢測電路5的功率元件截止指令，不進(jìn)行功率元件的PWM控制，而是立即對功率元件提供截止信號，來使功率元件截止。其結(jié)果，能夠保護(hù)功率元件Tr1～Tr6免受過電流的損害。

接著，對本發(fā)明的實施例2所涉及的電動機驅(qū)動裝置的直流環(huán)節(jié)電流的校正方法進(jìn)行說明。在圖6中，示出用于說明本發(fā)明的實施例2所涉及的電動機驅(qū)動裝置的動作過程的流程圖。首先，在步驟S201中，使多個功率元件Tr1～Tr6中的至少兩個功率元件導(dǎo)通。例如，如圖5所示，逆變器電路1的U相的上臂晶體管Tr1及V相的下臂晶體管Tr4導(dǎo)通，因此直流環(huán)節(jié)電流i_DC從直流環(huán)節(jié)部的端子A流向逆變器電路1。

接著，在步驟S202中，第一電流檢測部71對從逆變器電路1流向電動機20的電動機電流i_M進(jìn)行檢測。與檢測出的電動機電流i_M的電流值有關(guān)的數(shù)據(jù)經(jīng)由電動機電流檢測電路7被輸出到直流環(huán)節(jié)電流校正電路8。

同時，直流環(huán)節(jié)電流檢測電路4基于熔斷器3的端子E、F之間的電壓，將從逆變器電路1的端子D流向直流環(huán)節(jié)部的端子B的電流檢測為直流環(huán)節(jié)電流i_DC。與檢測出的直流環(huán)節(jié)電流i_DC的電流值有關(guān)的數(shù)據(jù)被輸出到直流環(huán)節(jié)電流校正電路8。

接著，在步驟S203中，將來自電動機電流檢測電路7的與電動機電流i_M的值有關(guān)的數(shù)據(jù)作為基準(zhǔn)，進(jìn)行針對來自直流環(huán)節(jié)電流檢測電路4的與直流環(huán)節(jié)電流i_DC的值有關(guān)的數(shù)據(jù)的校正量的計算。此時，將校正量存儲在直流環(huán)節(jié)電流校正電路8內(nèi)。

接著，在步驟S204中，開始電動機的驅(qū)動。

接著，在步驟S205中，將向直流環(huán)節(jié)過電流檢測電路5發(fā)送的直流環(huán)節(jié)電流i_DC設(shè)為在直流環(huán)節(jié)電流校正電路8中對由直流環(huán)節(jié)電流檢測電路4檢測出的數(shù)據(jù)乘以上述的校正量而得到的數(shù)據(jù)，來判斷檢測出的直流環(huán)節(jié)電流i_DC是否超過規(guī)定的電流值i_TH。在判斷為直流環(huán)節(jié)電流i_DC的值超過規(guī)定的電流值i_TH的情況下，在步驟S206中，判定為直流環(huán)節(jié)電流i_DC處于過電流的狀態(tài)，而向驅(qū)動電路2輸出用于使多個功率元件Tr1～Tr6中的處于導(dǎo)通狀態(tài)的至少一個功率元件截止的功率元件截止指令。

另一方面，在直流環(huán)節(jié)過電流檢測電路5判斷為直流環(huán)節(jié)電流i_DC為規(guī)定的電流值i_TH以下的情況下，返回步驟S204與步驟S205之間，繼續(xù)電動機20的驅(qū)動，并進(jìn)行直流環(huán)節(jié)電流i_DC的檢測。

如以上那樣，根據(jù)本發(fā)明的實施例2所涉及的電動機驅(qū)動裝置，將檢測出的直流環(huán)節(jié)電流i_DC的值與實際流過電動機的電動機電流i_M的值進(jìn)行比較并進(jìn)行校正使得檢測出的直流環(huán)節(jié)電流i_DC與電動機電流i_M相等，在此基礎(chǔ)上判斷直流環(huán)節(jié)電流i_DC是否處于過電流的狀態(tài)，因此能夠準(zhǔn)確地判斷是否存在過電流狀態(tài)。

根據(jù)本發(fā)明的實施例所涉及的電動機驅(qū)動裝置，在檢測出從直流環(huán)節(jié)部流向逆變器電路的直流環(huán)節(jié)電流為過電流之后，不進(jìn)行逆變器電路的PWM控制，而是立即對逆變器電路的功率元件提供截止信號，來使功率元件截止，由此能夠進(jìn)行功率元件的保護(hù)。