CN105917573A - 电动机驱动装置 - Google Patents
电动机驱动装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105917573A CN105917573A CN201480073226.2A CN201480073226A CN105917573A CN 105917573 A CN105917573 A CN 105917573A CN 201480073226 A CN201480073226 A CN 201480073226A CN 105917573 A CN105917573 A CN 105917573A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- voltage
- terminal
- inverter
- motor drive
- resistor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
- H02P29/60—Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Ac Motors In General (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
本发明的电动机驱动装置(1)具备过电流检测部(17)和过电流调整部(17a),由此在电动机变为过负荷的状态时防止驱动装置产生过热状态。过电流调整部(17a)具有调节器电源(55)、输入电压发生器(14)、电压电流变换部(15)以及偏置电压发生器(12)。输入电压发生器(14)经由第二连接点(51)而与温敏器(13)串联连接。电压电流变换部(15)根据温敏器(13)所检测出的结果来输出规定的电流。向过电流检测部(17)传递利用偏置电压发生器(12)对电流检测电阻器(4)中产生的电压进行调整后得到的电压。
Description
技术领域
本发明涉及一种电动机的驱动装置,特别是,在电动机变为过负荷的状态时防止驱动装置产生过热状态。
背景技术
以往,关于电动机,经由逆变器部向电动机所包括的驱动绕组提供驱动电流。在对电动机进行驱动时,电动机有时会变为过负荷的状态。当电动机变为过负荷的状态时,逆变器部的温度会过度地上升。作为防止逆变器部的温度过度地上升的手段,存在以下的手段。即,在逆变器部安装检测温度的温敏元件。在电动机变为过负荷的状态时,温敏元件检测出逆变器部的温度的上升。当温敏元件检测出逆变器部的温度的上升时,减少供给到驱动绕组的电力或者停止向驱动绕组供给的电力。
作为在电动机变为高温时减少供给到驱动绕组的电力的技术,例如,存在专利文献1所公开的技术。下面,使用附图来示出专利文献1的概要。
图11A是以往的电动机驱动装置的结构图。图11B是构成图11A所示的电动机驱动装置的主要部分的放大图。图12A是以往的电动机驱动装置的电阻变化比的特性图。图12B是以往的电动机驱动装置的电流限制值的特性图。
图11A所示的结构图中示出了直流电源40、逆变器电路28、电流检测电阻器41、过电流检测电路35等。逆变器电路28包括开关元件Q11~开关元件Q16。在直流电源40所包括的+端子38与直流电源40所包括的-端子39之间串联连接有逆变器电路28和电流检测电阻器41。
图11B中示出了过电流检测电路35的内部结构。过电流检测电路35具有电阻器43(R101)和温敏电阻器42,该温敏电阻器42具有正特性。温敏电阻器42所包括的一方的端子与电流检测电阻器41连接。温敏电阻器42所包括的另一方的端子与比较器36的输入端子连接,并且经由电阻器43(R101)被上拉到恒压源44(E)。
图12A中示出了与温敏电阻器42的电阻值有关的温度变化比。关于具有正特性的温敏电阻器42,温度变化比以环境温度25℃为基准。
图12B中示出了过电流检测电路35的电流限制值的温度变化。
当电动机45变为过负荷的状态而持续向驱动绕组46、47、48提供大的电流时,电动机45的温度和电动机驱动装置的温度上升。但是,根据具有正特性的温敏电阻器42的特性,能够由过电流检测电路35限制的电流的限制值与电动机45等的温度的上升相反地急剧降低。因此,提供到驱动绕组46、47、48的电流减少,因此抑制电动机45等的温度上升。
专利文献1:日本专利第2920754号
发明内容
本发明当作对象的电动机驱动装置具备逆变器部、电流检测电阻器、过电流检测部以及过电流调整部。
逆变器部与电流检测电阻器经由第一连接点而串联连接于直流电源所包括的正极侧输出部与直流电源所包括的负极侧输出部之间。逆变器部包括多个开关元件。经过逆变器部的电流流经电流检测电阻器。从直流电源取出的电力经由逆变器部被供给到电动机。电动机包括多个驱动绕组。
在电流检测电阻器中产生的电压达到规定的电压值时,过电流检测部使多个开关元件成为断开状态。
温敏器检测逆变器部的温度。过电流调整部基于温敏器所检测出的结果,来调整向过电流检测部传递的、电流检测电阻器中产生的电压。
过电流检测部具有包括第一输入端子、第二输入端子以及第一输出端子的比较器。
第一输入端子被输入电流检测电阻器中产生的电压。第二输入端子被输入预先设定的规定的基准电压。比较器将电流检测电阻器中产生的电压与基准电压进行比较。第一输出端子输出通过比较器进行比较而得到的结果。
过电流调整部具有调节器电源、输入电压发生器、电压电流变换部以及偏置电压发生器。
调节器电源包括正极侧端子和负极侧端子。输入电压发生器经由第二连接点而与温敏器串联连接于正极侧端子与负极侧端子之间。
电压电流变换部包括电源连接端子、第三输入端子以及第二输出端子。电源连接端子与正极侧端子连接。第三输入端子与第二连接点连接。根据从第三输入端子输入的温敏器所检测出的结果,第二输出端子输出规定的电流。
偏置电压发生器包括第一端子和第二端子。第一端子与第一输入端子及第二输出端子连接。第二端子经由第一连接点而与电流检测电阻器连接。
关于输入到第一输入端子的电压,传递利用偏置电压发生器对电流检测电阻器中产生的电压进行调整后得到的电压。
附图说明
图1是本发明的实施方式1中的电动机驱动装置的结构图。
图2是本发明的实施方式1中的电动机驱动装置的特性图。
图3是本发明的实施方式2中的电动机驱动装置的结构图。
图4A是本发明的实施方式2中的电动机驱动装置中使用的具有负特性的温敏电阻器20(TH)所具备的代表特性图。
图4B是本发明的实施方式2中的电动机驱动装置的特性图。
图5是本发明的实施方式3中的电动机驱动装置的结构图。
图6A是本发明的实施方式3中的电动机驱动装置的特性图。
图6B是与本发明的实施方式3进行比较的比较例中的电动机驱动装置所具备的逆变器部的温度特性图。
图7是本发明的实施方式4中的电动机驱动装置的结构图。
图8A是本发明的实施方式4中的电动机驱动装置的特性图。
图8B是与本发明的实施方式4进行比较的比较例中的电动机驱动装置所具备的逆变器部的温度特性图。
图9是本发明的实施方式5中的电动机驱动装置的结构图。
图10是本发明的实施方式5中的电动机驱动装置的特性图。
图11A是以往的电动机驱动装置的结构图。
图11B是构成图11A所示的电动机驱动装置的主要部分的放大图。
图12A是以往的电动机驱动装置的电阻变化比的特性图。
图12B是以往的电动机驱动装置的电流限制值的特性图。
具体实施方式
作为本发明的实施方式的电动机驱动装置通过后述的结构,能够变更用于对流过逆变器部的电流进行限制的电流的限制值。
也就是说,以往的电动机驱动装置存在以下应该改进的方面。即,使电流的限制值降低的温度很大程度上依赖于具有正特性的温敏电阻器自己所具备的温度特性。也就是说,使用具有正特性的温敏电阻器的人只能够在制造具有正特性的温敏电阻器的人所准备的范围内进行温度设定。制造者所准备的温敏电阻器的温度特性表示为图12A所示的、电阻温度特性代表曲线A、B、C。换言之,使用者难以将使电流的限制值降低的温度变更为任意的温度。
而且,有些温敏电阻器的温敏电阻器温度特性相对于图12A所示的电阻温度特性代表曲线A、B、C包含±50%这样大的值的容许误差。在使用像这样包含大的容许误差的温敏电阻器的情况下,难以弄清为了检测希望的温度而对温敏电阻器设定的设计上的温度。
可是,本发明的实施方式中的电动机驱动装置能够通过对形成输入电压发生器的电阻器所包括的电阻值进行变更来任意地设定使电流的限制值降低的温度。
具体地说,例如,输入电压发生器和偏置电压发生器能够分别由电阻器来实现。温敏器例如能够由如热敏电阻(thermistor)那样的具有负特性的温敏电阻器来实现。电压电流变换部例如能够由晶体管来实现。
特别是,本实施方式中的电动机驱动装置通过使用具有负特性的温敏电阻器,温度设定的精度提高。关于具有负特性的温敏电阻器,易于容易地获得具有高精度的部件。
另外,本实施方式中的电动机驱动装置如果对形成偏置电压发生器的电阻器所包括的电阻值进行变更,则能够将所检测的电流的限制值设定为期望的值。
下面,参照附图来说明本发明的实施方式。此外,下面的实施方式是具体实现本发明的一个例子,并不对本发明的技术范围进行限定。
(实施方式1)
图1是本发明的实施方式1中的电动机驱动装置的结构图。图2是本发明的实施方式1中的电动机驱动装置的特性图。
本发明的实施方式1中的电动机驱动装置1具备逆变器部3、电流检测电阻器4、过电流检测部17以及过电流调整部17a。
逆变器部3与电流检测电阻器4经由第一连接点50而串联连接于直流电源2所包括的正极侧输出部2a与直流电源2所包括的负极侧输出部2b之间。逆变器部3包括多个开关元件Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6。经过逆变器部3的电流I0流经电流检测电阻器4。从直流电源2取出的电力经由逆变器部3被供给到电动机60。电动机60包括多个驱动绕组9、10、11。
在电流检测电阻器4中产生的电压达到规定的电压值时,过电流检测部17使多个开关元件Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6成为断开状态。
温敏器13检测逆变器部3的温度。过电流调整部17a基于温敏器13所检测出的结果,来调整向过电流检测部17传递的、电流检测电阻器4中产生的电压。
过电流检测部17具有包括第一输入端子16a、第二输入端子16b以及第一输出端子16c的比较器16。
第一输入端子16a被输入电流检测电阻器4中产生的电压。第二输入端子16b被输入预先设定的规定的基准电压。比较器16将电流检测电阻器4中产生的电压与基准电压进行比较。第一输出端子16c输出通过比较器16进行比较而得到的结果。
过电流调整部17a具有调节器电源55、输入电压发生器14、电压电流变换部15以及偏置电压发生器12。
调节器电源55包括正极侧端子55a和负极侧端子55b。输入电压发生器14经由第二连接点51而与温敏器13串联连接于正极侧端子55a与负极侧端子55b之间。
电压电流变换部15包括电源连接端子15a、第三输入端子15b以及第二输出端子15c。电源连接端子15a与正极侧端子55a连接。第三输入端子15b与第二连接点51连接。根据从第三输入端子15b输入的温敏器13所检测出的结果,第二输出端子15c输出规定的电流。
偏置电压发生器12包括第一端子12a和第二端子12b。第一端子12a与第一输入端子16a及第二输出端子15c连接。第二端子12b经由第一连接点50而与电流检测电阻器4连接。
关于输入到第一输入端子16a的电压,传递利用偏置电压发生器12对电流检测电阻器4中产生的电压进行调整后得到的电压。
本结构例如能够使用以下的具体要素来具体实现电动机驱动装置1。即,输入电压发生器14和偏置电压发生器12能够分别由电阻器构成。温敏器13能够由如热敏电阻那样具有负特性的温敏电阻器构成。电压电流变换部15能够由晶体管构成。
本实施方式1中的电动机驱动装置1只要对输入电压发生器14的电阻值进行变更就能够任意设定使电流限制值降低的温度。另外,关于本实施方式1中的电动机驱动装置1中使用的具有负特性的温敏电阻器,能够容易地获得具有高精度的部件。因此,本实施方式1中的电动机驱动装置1能够以高精度来设定用于进行判定的温度。并且,只要对偏置电压发生器12的电阻值进行变更,就能够对电流限制值任意设定作为目标的值。
使用附图来进一步详细说明。
如图1所示,电动机驱动装置1具备直流电源2、逆变器部3、电流检测电阻器4、栅极驱动电路6、控制LOGIC(逻辑)电路7、三角波发生器8、包括驱动绕组9、10、11的电动机60、过电流检测部17以及过电流调整部17a。过电流检测部17具有比较器16。过电流调整部17a具有偏置电压发生器12、温敏器13、输入电压发生器14以及电压电流变换部15。
接着,说明各结构要素相互连接的状态。
逆变器部3与电流检测电阻器4串联连接于直流电源2所包括的正极侧输出部2a与直流电源2所包括的负极侧输出部2b之间。电动机60所包括的驱动绕组9、10、11与逆变器部3的输出端子3a、3b、3c连接。驱动绕组9、10、11形成3相星型接线。
基于从三角波发生器8输出的输送周期信号的PWM信号按以下的过程被输入到逆变器部3。
即,从三角波发生器8向控制LOGIC电路7输出输送周期信号。控制LOGIC电路7基于所输入的输送周期信号来生成PWM信号。所生成的PWM信号从控制LOGIC电路7经由栅极驱动电路6而传递到逆变器部3。
过电流检测部17具有比较器16。比较器16包括第一输入端子16a、第二输入端子16b以及第一输出端子16c。电流检测电阻器4经由偏置电压发生器12而与第一输入端子16a连接。基准电压源18所包括的正极侧端子与第二输入端子16b连接。以Vref表示的电压施加于第二输入端子16b。
输入电压发生器14与温敏器13串联连接于调节器电源55所包括的正极侧端子55a与调节器电源55所包括的负极侧端子55b之间。负极侧端子55b也称为大地(ground)。
电压电流变换部15包括电源连接端子15a、第三输入端子15b以及第二输出端子15c。电源连接端子15a与调节器电源55所包括的正极侧端子55a连接。第三输入端子15b与第二连接点51连接,该第二连接点51将输入电压发生器14与温敏器13连接。第二输出端子15c与偏置电压发生器12所包括的第一端子12a及比较器16所包括的第一输入端子16a连接。
温敏器13配置于逆变器部3的附近、或者直接安装于逆变器部3。逆变器部3的温度以直接或间接的方式良好地传递到温敏器13。
对于如以上那样构成的电动机驱动装置1,使用图2所示的特性图来说明电动机驱动装置1的动作、作用。
此外,在下面的说明中,本实施方式1中的电动机驱动装置1使用具有负特性的温敏器13。
图2的(a)是表示随着时间t的经过而发生变化的温敏器13的电阻值RT以及与温敏器13的电阻值RT的变化相伴的输入电压发生器14的电压值ΔVIN的特性图。
在时刻t=0,电动机驱动装置1开始运转。之后,当时间t经过时,对电动机60进行驱动的电流流过逆变器部3,因此逆变器部3的温度上升。因此,检测逆变器部3的温度的温敏器13的温度也上升。此外,温敏器13具有负特性,因此温敏器13的电阻值RT降低。
并且,随着时间t的经过,温敏器13的电阻值RT降低。另一方面,输入电压发生器14的电压值ΔVIN上升。
结果,在时刻t=t1,输入电压发生器14的电压值ΔVIN达到Vth。
图2的(b)是表示偏置电压发生器12中产生的偏置电压ΔVOFFSET的特性图。
偏置电压ΔVOFFSET是通过从电压电流变换部15所包括的第二输出端子15c提供电流而在第二输出端子15c上产生的电压。
在输入到电压电流变换部15所包括的第三输入端子15b的电压达到规定的门限电压值Vth时,从第二输出端子15c提供电流。
进一步详细说明。
如图2的(a)所示,在时刻t<t1,输入电压发生器14的电压值ΔVIN比Vth低。因此,如图2的(b)所示,不从第二输出端子15c提供电流,因此偏置电压为ΔVOFFSET=0。
如图2的(a)所示,在时刻t=t1,输入电压发生器14的电压值ΔVIN为Vth。因此,如图2的(b)所示,从第二输出端子15c向偏置电压发生器12提供电流,因此产生偏置电压ΔVOFFSET(1)。
图2的(c)是表示使用电流检测电阻器4来进行判定的、将电流I0的限制电平换算成电压来表示的电流限制电平VCL的上限值的特性图。
电流检测电阻器4中产生的电压是由经由逆变器部3而流经电流检测电阻器4的电流I0引起的。与逆变器部3的ON/OFF相应地,电流I0流动或电流I0停止。电流限制电平VCL是将电流I0的限制电平换算成电压而得到的,表示电流检测电阻器4中产生的电压的上限值。
进一步详细说明。
如图2的(b)所示,在时刻t<t1,偏置电压是ΔVOFFSET=0。此时,如图2的(c)所示,电流限制电平为VCL(0)=Vref这样的大的值。
如图2的(b)所示,在时刻t=t1,从第二输出端子15c向偏置电压发生器12提供电流,因此偏置电压为ΔVOFFSET=ΔVOFFSET(1)。此时,如图2的(c)所示,通过VCL(1)=Vref-ΔVOFFSET(1)来推导出电流限制电平VCL。
图2的(d)是表示逆变器部3的温度TC的特性图。向驱动绕组9、10、11提供的电流流过逆变器部3。在本实施方式1中,示出电动机60过负荷的状态。此时,向驱动绕组9、10、11提供的电流I0为电动机驱动装置1所容许的电流限制值的上限值。
进一步详细说明。
如图2的(c)所示,在时刻t<t1,流过逆变器部3的电流I0的电流限制电平被限制为VCL(0)=Vref。换言之,在电流检测电阻器4中产生的电压达到被限制为VCL(0)=Vref的值之前,电动机驱动装置1能够流通大的电流作为电流I0。此时,如图2的(d)所示,逆变器部3的温度TC随着通电时间的经过而上升。
之后,如图2的(c)所示,在时刻t=t1,如上所述,对能够流过逆变器部3的电流进行限制的电流限制电平为VCL(1)=Vref-ΔVOFFSET(1)。也就是说,实际上能够流过电流检测电阻器4的电流I0的上限变小。因此,如图2的(d)所示,流过逆变器部3的电流I0变少,因此逆变器部3的温度上升得到抑制。其结果,逆变器部3的温度在固定的温度TC(1)饱和。
根据以上的说明可以明确的是,本发明的实施方式1中的电动机驱动装置1经由逆变器部3对处于过负荷的状态的驱动绕组9、10、11流通电流I0。当电流I0流过逆变器部3时,逆变器部3的温度上升。温敏器13以直接或间接的方式检测出逆变器部3的温度的上升。温敏器13具有负特性,因此当由温敏器13检测的温度上升时,温敏器13的电阻值降低。如果温敏器13的电阻值降低,则输入电压发生器14的电压值ΔVIN上升。输入电压发生器14的电压值ΔVIN持续上升的结果是输入电压发生器14的电压值ΔVIN达到预先决定的门限电压Vth。
输入电压发生器14的电压值ΔVIN经由第三输入端子15b而传递到电压电流变换部15。当输入电压发生器14的电压值达到ΔVIN=Vth时,电压电流变换部15对偏置电压发生器12提供电流。结果,在偏置电压发生器12中产生偏置电压为ΔVOFFSET=ΔVOFFSET(1)的电压。
当在偏置电压发生器12中偏置电压变为ΔVOFFSET=ΔVOFFSET(1)时,电流限制电平从VCL(0)=Vref变为VCL(1)=Vref-ΔVOFFSET(1)。
其结果,以电流检测电阻器4限制的电流值变低。换言之,流过逆变器部3的电流I0变少,因此逆变器部3的温度上升得到抑制。逆变器部3的温度在固定的温度TC(1)饱和。因此,本发明的实施方式1中的电动机驱动装置1能够防止逆变器部3过热而最终损坏。
(实施方式2)
图3是本发明的实施方式2中的电动机驱动装置的结构图。图4A是本发明的实施方式2中的电动机驱动装置中使用的具有负特性的温敏电阻器20(TH)所具备的代表特性图。图4B是本发明的实施方式2中的电动机驱动装置的特性图。
相对于上述的实施方式1中的电动机驱动装置1,本发明的实施方式2中的电动机驱动装置101特别在以下方面不同:具有以下的过电流调整部117a。
即,电动机驱动装置101所具备的过电流调整部117a具有作为偏置电压发生器的第一电阻器19、作为输入电压发生器的第二电阻器21、作为电压电流变换部的晶体管22以及作为温敏器的温敏电阻器20。
晶体管22包括与正极侧端子55a连接的发射极端子22a、与第一输入端子16a连接的集电极端子22c以及与第二连接点51连接的基极端子22b。此外,发射极端子22a与上述的实施方式1中的电源连接端子15a相当。同样地,集电极端子22c与上述的实施方式1中的第二输出端子15c相当。基极端子22b与上述的实施方式1中的第三输入端子15b相当。
温敏电阻器20具有负特性。
根据本结构,只要对第二电阻器21的电阻值进行变更,就能够任意设定使电流限制值降低的温度。另外,关于本实施方式2中的电动机驱动装置101中使用的具有负特性的温敏电阻器,能够容易地获得具有高精度的部件。因此,本实施方式2中的电动机驱动装置101能够以高精度来设定用于进行判定的温度。并且,只要对第一电阻器19的电阻值进行变更,就能够对电流限制值当作目标的值进行任意设定。
使用附图来进一步详细说明。此外,对与上述的实施方式1所示的结构相同的结构标注相同的标记,并引用说明。
如图3所示,电动机驱动装置101具备直流电源2、逆变器部3、电流检测电阻器4、栅极驱动电路6、控制LOGIC电路7、三角波发生器8、包括驱动绕组9、10、11的电动机60、过电流检测部17以及过电流调整部117a。过电流检测部17具有比较器16。过电流调整部117a具有第一电阻器19(R1)、具有负特性的温敏电阻器20(TH)、第二电阻器21(R2)以及晶体管22(Q7)。
接着,说明各结构要素相互连接的状态。
逆变器部3与电流检测电阻器4串联连接于直流电源2所包括的正极侧输出部2a与直流电源2所包括的负极侧输出部2b之间。电动机60所包括的驱动绕组9、10、11与逆变器部3的输出端子3a、3b、3c连接。驱动绕组9、10、11形成3相星型接线。
基于从三角波发生器8输出的输送周期信号的PWM信号按以下的过程被输入到逆变器部3。
即,从三角波发生器8向控制LOGIC电路7输出输送周期信号。控制LOGIC电路7基于所输入的输送周期信号来生成PWM信号。所生成的PWM信号从控制LOGIC电路7经由栅极驱动电路6而传递到逆变器部3。
过电流检测部17具有比较器16。比较器16包括第一输入端子16a、第二输入端子16b以及第一输出端子16c。电流检测电阻器4经由第一电阻器19(R1)而与第一输入端子16a连接。基准电压源18所包括的正极侧端子与第二输入端子16b连接。以Vref表示的电压施加于第二输入端子16b。
第二电阻器21(R2)与具有负特性的温敏电阻器20(TH)串联连接于调节器电源55(VREG)所包括的正极侧端子55a与调节器电源55(VREG)所包括的负极侧端子55b之间。负极侧端子55b也称为大地。
晶体管22(Q7)包括发射极端子22a、基极端子22b以及集电极端子22c。发射极端子22a与调节器电源55(VREG)所包括的正极侧端子55a连接。基极端子22b与第二连接点51连接,该第二连接点51将第二电阻器21(R2)与温敏电阻器20(TH)连接。集电极端子22c与第一电阻器19(R1)及比较器16所包括的第一输入端子16a连接。
温敏电阻器20(TH)配置于逆变器部3的附近、或者直接安装于逆变器部3。逆变器部3的温度以直接或间接的方式良好地传递到温敏电阻器20(TH)。
对于如以上那样构成的电动机驱动装置101,使用图4A、图4B所示的特性图来说明电动机驱动装置101的动作、作用。
图4A是本发明的实施方式2中的电动机驱动装置中使用的具有负特性的温敏电阻器20(TH)所具备的代表特性图。温敏电阻器20(TH)在环境温度25℃下电阻值为100kΩ。温敏电阻器20(TH)具有负特性,因此电阻值与环境温度成反比地减少。例如,温敏电阻器20(TH)在环境温度100℃下电阻值约为5.5kΩ。在本实施方式2中的电动机驱动装置101中,使用具有图4A所示的特性的温敏电阻器20(TH)。
图4B的(a)是表示随着时间t的经过而发生变化的温敏电阻器20(TH)的电阻值RT以及与温敏电阻器20(TH)的电阻值RT的变化相伴的第二电阻器21(R2)的电压值ΔVR2的特性图。第二电阻器21(R2)位于晶体管22(Q7)所包括的基极-发射极之间。
在时刻t=0,电动机驱动装置101开始运转。之后,当时间t经过时,对电动机60进行驱动的电流流过逆变器部3,因此逆变器部3的温度上升。因此,检测逆变器部3的温度的温敏电阻器20(TH)的温度也上升。此外,温敏电阻器20(TH)具有负特性,因此温敏电阻器20(TH)的电阻值RT降低。
并且,随着时间t的经过,温敏电阻器20(TH)的电阻值RT降低。另一方面,第二电阻器21(R2)的电压值ΔVR2上升。
结果,在时刻t=t1,第二电阻器21(R2)的电压值ΔVR2达到晶体管22(Q7)开始导通的门限电压Vth(=VF)。
图4B的(b)是表示第一电阻器19(R1)中产生的电压ΔVR1的特性图。
电压ΔVR1是通过从集电极端子22c提供电流Ic而在集电极端子22c上产生的电压。在位于晶体管22(Q7)所包括的基极-发射极之间的第二电阻器21(R2)中产生的电压ΔVR2达到规定的门限电压值Vth(=VF)时,从集电极端子22c提供电流Ic。
进一步详细说明。
如图4B的(a)所示,在时刻t<t1,第二电阻器21(R2)的电压值ΔVR2比Vth低。因此,如图4B的(b)所示,不从集电极端子22c提供电流Ic,因此第一电阻器19(R1)中产生的电压为ΔVR1=0。
如图4B的(a)所示,在时刻t=t1,位于晶体管22(Q7)所包括的基极-发射极之间的第二电阻器21(R2)中产生的电压ΔVR2为Vth。因此,如图4B的(b)所示,从集电极端子22c向第一电阻器19(R1)提供电流Ic,因此产生电压ΔVR1(1)。此外,关于Vth的电压,若是双极型晶体管,则Vth=VF=约0.6V。
图4B的(c)是表示使用电流检测电阻器4来进行判定的、将电流I0的限制电平换算成电压来表示的电流限制电平VCL的上限值的特性图。
电流检测电阻器4中产生的电压是由经由逆变器部3而流经电流检测电阻器4的电流I0引起的。与逆变器部3的ON/OFF相应地,电流I0流动或电流I0停止。电流限制电平VCL是将电流I0的限制电平换算成电压而得到的,表示电流检测电阻器4中产生的电压的上限值。
进一步详细说明。
如图4B的(b)所示,在时刻t<t1,第一电阻器19(R1)中产生的电压是ΔVR1=0。此时,如图4B的(c)所示,电流限制电平为VCL(0)=Vref这样的大的值。
如图4B的(b)所示,在时刻t=t1,如上所述,从集电极端子22c向第一电阻器19(R1)提供电流,因此第一电阻器19(R1)中产生的电压为ΔVR1=ΔVR1(1)。此时,如图4B的(c)所示,通过VCL(1)=Vref-ΔVR1(1)来推导出电流限制电平VCL。
图4B的(d)是表示逆变器部3的温度TC的特性图。向驱动绕组9、10、11提供的电流流过逆变器部3。在本实施方式2中,示出电动机60过负荷的状态。此时,向驱动绕组9、10、11提供的电流I0为电动机驱动装置101所容许的电流限制值的上限值。
进一步详细说明。
如图4B的(c)所示,在时刻t<t1,流过逆变器部3的电流I0的电流限制电平被限制为VCL(0)=Vref。换言之,在电流检测电阻器4(R0)中产生的电压达到被限制为VCL(0)=Vref的值之前,电动机驱动装置1能够流通大的电流作为电流I0。此时,如图4B的(d)所示,逆变器部3的温度TC随着通电时间的经过而上升。
根据以上的说明可以明确的是,本发明的实施方式2中的电动机驱动装置101经由逆变器部3对处于过负荷的状态的驱动绕组9、10、11流通电流I0。当电流I0流过逆变器部3时,逆变器部3的温度上升。温敏电阻器20(TH)以直接或间接的方式检测出逆变器部3的温度的上升。温敏电阻器20(TH)具有负特性,因此当由温敏电阻器20(TH)检测的温度上升时,温敏电阻器20(TH)的电阻值降低。如果温敏电阻器20(TH)的电阻值降低,则第二电阻器21(R2)的电压值ΔVR2上升。第二电阻器21(R2)的电压值ΔVR2持续上升的结果是第二电阻器21(R2)的电压值ΔVR2达到预先决定的门限电压Vth。
第二电阻器21(R2)的电压值ΔVR2经由基极端子22b而传递到晶体管22(Q7)。当第二电阻器21(R2)的电压值达到ΔVR2=Vth时,晶体管22(Q7)对第一电阻器19(R1)提供电流Ic。结果,在第一电阻器19(R1)中产生ΔVR1=ΔVR1(1)的电压。
当在第一电阻器19(R1)中产生的电压变为ΔVR1=ΔVR1(1)时,电流限制电平从VCL(0)=Vref变为VCL(1)=Vref-ΔVR1(1)。
其结果,以电流检测电阻器4限制的电流值变低。换言之,流过逆变器部3的电流I0变少,因此逆变器部3的温度上升得到抑制。逆变器部3的温度在固定的温度TC(1)饱和。因此,本发明的实施方式2中的电动机驱动装置101能够防止逆变器部3过热而最终损坏。
关于温度TC(1),通过对第二电阻器21(R2)的电阻值进行变更、或者将温敏电阻器20(TH)变更为温度特性不同的温敏电阻器,能够任意变更温度TC(1)。
另外,关于用于对电流I0进行限制的电流限制值,通过对第一电阻器19(R1)的电阻值进行变更,能够变更对电流进行限制的量。
(实施方式3)
图5是本发明的实施方式3中的电动机驱动装置的结构图。图6A是本发明的实施方式3中的电动机驱动装置的特性图。图6B是与本发明的实施方式3进行比较的比较例中的电动机驱动装置所具备的逆变器部的温度特性图。
相对于上述的实施方式2中的电动机驱动装置101,本发明的实施方式3中的电动机驱动装置102特别在以下方面不同。
即,过电流调整部117b在晶体管22(Q7)所包括的基极端子22b与第二连接点51之间还具有二极管23(D10)。
二极管23(D10)的阳极23a与基极端子22b连接。二极管23(D10)的阴极23b与第二连接点51连接。
如果设为本结构,则本实施方式3中的电动机驱动装置102的使晶体管22导通所需的输入电压变为2倍。因此,与实施方式2中的电动机驱动装置101相比,本实施方式3中的电动机驱动装置102能够使相对于输入电压的集电极电流的变化更平缓。其结果,电动机驱动装置102的温度上升曲线变得平缓。
使用附图来进一步详细说明。此外,对与上述的实施方式1、2所示的结构相同的结构标注相同的标记,并引用说明。
如图5所示,本实施方式3中的电动机驱动装置102除了以下方面以外与实施方式2中的电动机驱动装置101结构相同:在晶体管22(Q7)所包括的基极端子22b与第二连接点51之间插入二极管23(D10)。
与不具有二极管23(D10)的电动机驱动装置101相比,追加了二极管23(D10)的电动机驱动装置102为了使晶体管22(Q7)导通而需要2倍的电压。
具体地说,在以第二连接点51为基准的情况下,电动机驱动装置101为了使晶体管22(Q7)导通而在基极-发射极之间需要电压VF。另一方面,电动机驱动装置102为了使晶体管22(Q7)导通而在基极-发射极之间需要电压VF×2。
对于如以上那样构成的电动机驱动装置102,使用图6A所示的特性图来说明电动机驱动装置102的动作、作用。
图6A的(a)是表示随着时间t的经过而发生变化的温敏电阻器20(TH)的电阻值RT以及与温敏电阻器20(TH)的电阻值RT的变化相伴的第二电阻器21(R2)的电压值ΔVR2的特性图。
在时刻t=0,电动机驱动装置102开始运转。之后,当时间t经过时,对电动机60进行驱动的电流流过逆变器部3,因此逆变器部3的温度上升。因此,检测逆变器部3的温度的温敏电阻器20(TH)的温度也上升。此外,温敏电阻器20(TH)具有负特性,因此温敏电阻器20(TH)的电阻值RT降低。
并且,随着时间t的经过,温敏电阻器20(TH)的电阻值RT降低。另一方面,第二电阻器21(R2)的电压值ΔVR2上升。
之后,在时刻t=t1,第二电阻器21(R2)的电压值ΔVR2达到电压VF。在实施方式2中,在第二电阻器21(R2)的电压值变为ΔVR2=VF时,电动机驱动装置101的晶体管22(Q7)达到导通。
然而,在本实施方式3中,即使第二电阻器21(R2)的电压值变为ΔVR2=VF,电动机驱动装置102的晶体管22(Q7)也不会达到导通。其理由如下:如上所述,在晶体管22(Q7)所包括的基极端子22b与第二连接点51之间存在二极管23(D10)。也就是说,第二电阻器21(R2)的电压值ΔVR2不满足晶体管22(Q7)导通所需的门限电压Vth=VF×2。
结果,在时刻t=t2,第二电阻器21(R2)的电压值ΔVR2达到晶体管22(Q7)开始导通的门限电压Vth(=VF×2)。
图6A的(b)是表示第一电阻器19(R1)中产生的电压ΔVR1的特性图。
电压ΔVR1是通过从集电极端子22c提供电流Ic而在集电极端子22c上产生的电压。在位于晶体管22(Q7)所包括的基极-发射极之间的第二电阻器21(R2)的两端产生的电压ΔVR2达到规定的门限电压值Vth时,从集电极端子22c提供电流Ic。
进一步详细说明。
如图6A的(a)所示,在时刻t<t2,第二电阻器21(R2)的电压值ΔVR2比Vth低。因此,如图6A的(b)所示,不从集电极端子22c提供电流Ic,因此第一电阻器19(R1)中产生的电压为ΔVR1=0。
如图6A的(a)所示,在时刻t=t2,位于晶体管22(Q7)所包括的基极-发射极之间的第二电阻器21(R2)的两端产生的电压ΔVR2为Vth。因此,如图6A的(b)所示,从集电极端子22c向第一电阻器19(R1)提供电流Ic,因此产生电压ΔVR1(1)。
图6A的(c)是表示使用电流检测电阻器4来进行判定的、将电流I0的限制电平换算成电压来表示的电流限制电平VCL的上限值的特性图。
电流检测电阻器4中产生的电压是由经由逆变器部3而流经电流检测电阻器4的电流I0引起的。与逆变器部3的ON/OFF相应地,电流I0流动或电流I0停止。电流限制电平VCL是将电流I0的限制电平换算成电压而得到的,表示电流检测电阻器4中产生的电压的上限值。
进一步详细说明。
如图6A的(b)所示,在时刻t<t2,第一电阻器19(R1)中产生的电压是ΔVR1=0。此时,如图6A的(c)所示,电流限制电平为VCL(0)=Vref这样的大的值。
如图6A的(b)所示,在时刻t=t2,如上所述,从集电极端子22c向第一电阻器19(R1)提供电流,因此第一电阻器19(R1)中产生的电压为ΔVR1=ΔVR1(1)。此时,如图6A的(c)所示,通过VCL(1)=Vref-ΔVR1(1)来推导出电流限制电平VCL。
图6A的(d)是表示逆变器部3的温度TC的特性图。向驱动绕组9、10、11提供的电流流过逆变器部3。在本实施方式3中,示出电动机60过负荷的状态。此时,向驱动绕组9、10、11提供的电流I0为电动机驱动装置102所容许的电流限制值的上限值。
进一步详细说明。
如图6A的(c)所示,在时刻t<t2,流过逆变器部3的电流I0的电流限制电平被限制为VCL(0)=Vref。换言之,在电流检测电阻器4(R0)中产生的电压达到被限制为VCL(0)=Vref的值之前,电动机驱动装置102能够流通大的电流作为电流I0。此时,如图6A的(d)所示,逆变器部3的温度TC随着通电时间的经过而上升。
之后,如图6A的(c)所示,在时刻t=t2,如上所述,对能够流过逆变器部3的电流进行限制的电流限制电平变为VCL(1)=Vref-ΔVR1(1)。也就是说,实际上能够流过电流检测电阻器4(R0)的电流I0的上限变小。因此,如图6A的(d)所示,流过逆变器部3的电流I0变少,因此逆变器部3的温度上升得到抑制。其结果,逆变器部3的温度在固定的温度TC(1)饱和。
根据以上的说明可以明确的是,本发明的实施方式3中的电动机驱动装置102经由逆变器部3对处于过负荷的状态的驱动绕组9、10、11流通电流I0。当电流I0流过逆变器部3时,逆变器部3的温度上升。温敏电阻器20(TH)以直接或间接的方式检测出逆变器部3的温度的上升。温敏电阻器20(TH)具有负特性,因此当温敏电阻器20(TH)所检测的温度上升时,温敏电阻器20(TH)的电阻值降低。如果温敏电阻器20(TH)的电阻值降低,则第二电阻器21(R2)的电压值ΔVR2上升。第二电阻器21(R2)的电压值ΔVR2持续上升的结果是第二电阻器21(R2)的电压值ΔVR2达到预先决定的门限电压Vth。
第二电阻器21(R2)的电压值ΔVR2经由二极管23(D10)及基极端子22b而传递到晶体管22(Q7)。当第二电阻器21(R2)的电压值达到ΔVR2=Vth时,晶体管22(Q7)对第一电阻器19(R1)提供电流Ic。结果,在第一电阻器19(R1)中产生ΔVR1=ΔVR1(1)的电压。
当在第一电阻器19(R1)中产生的电压变为ΔVR1=ΔVR1(1)时,电流限制电平从VCL(0)=Vref变为VCL(1)=Vref-ΔVR1(1)。
其结果,与实施方式2同样地,以电流检测电阻器4限制的电流值变低。换言之,流过逆变器部3的电流I0变少,因此逆变器部3的温度上升得到抑制。逆变器部3的温度在固定的温度TC(1)饱和。因此,本实施方式3中的电动机驱动装置102能够防止逆变器部3过热而最终损坏。
并且,本实施方式3中的电动机驱动装置102在晶体管22(Q7)所包括的基极端子22b与第二连接点51之间存在二极管23(D10)。因此,与实施方式2中的电动机驱动装置101相比,电动机驱动装置102的晶体管22(Q7)达到导通的门限电压变为2倍的电压。因而,晶体管22(Q7)逐渐导通,因此逆变器部3的温度经过平缓的变化而达到固定的温度TC(1)。
如果设为本结构,则在流过逆变器部3的电流I0大而开关元件Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6所引起的开关损耗、电流检测电阻器4(R0)等所引起的损耗过大的情况下,起到以下的效果。
即,图6B是与本发明的实施方式3进行比较的比较例中的电动机驱动装置所具备的逆变器部的温度特性图。图6B中示出了在比较例中电动机驱动装置所具有的逆变器部3的温度TC。
如图6B所示,当在时刻t<t1过大的电流I0流过逆变器部3时,逆变器部3的温度上升。逆变器部3等具有热容量。因此,逆变器部3的温度在与提供电流I0的定时之间产生时间上的延迟地上升。
在时刻t=t1,向逆变器部3提供的电流I0瞬间被切换为小的电流值。由于产生了因热容量引起的时间延迟,因此逆变器部3的温度在向逆变器部3提供的电流I0被切换为小的电流值之后也继续上升。结果,逆变器部3的温度上升至Tc(2)(>TC(1))。
之后,由于向逆变器部3提供的电流I0被切换为小的电流值,逆变器部3的温度转为下降。结果,在逆变器部3与逆变器部3的周围等之间产生热量上的饱和状态。其结果,逆变器部3的温度达到TC(1)。
如果使用本实施方式3中的电动机驱动装置102,则晶体管22(Q7)所包括的基极端子22b与第二连接点51之间产生的电压比较平缓地上升。因此,向逆变器部3提供的电流I0逐渐变少,因此能够抑制发生过冲(overshoot)这样的不良状况的产生。
另外,与实施方式2中的电动机驱动装置101同样地起到以下的作用、效果。即,关于温度TC(1),通过对第二电阻器21(R2)的电阻值进行变更、或者将温敏电阻器20(TH)变更为温度特性不同的温敏电阻器,能够任意变更温度TC(1)。
另外,关于对电流I0进行限制的电流限制值,通过对第一电阻器19(R1)的电阻值进行变更,能够变更对电流进行限制的量。
(实施方式4)
图7是本发明的实施方式4中的电动机驱动装置的结构图。图8A是本发明的实施方式4中的电动机驱动装置的特性图。图8B是与本发明的实施方式4进行比较的比较例中的电动机驱动装置所具备的逆变器部的温度特性图。
相对于上述的实施方式2中的电动机驱动装置101,本发明的实施方式4中的电动机驱动装置103特别在以下方面不同。
即,关于过电流调整部117c所具有的以Q7表示的晶体管,使用绝缘栅极型晶体管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor。下面记载为“MOSFET”。)来代替双极型晶体管(Bipolar transistor)。
在本结构中,在本实施方式4中的电动机驱动装置103中,使以Q7表示的晶体管为MOSFET 24。MOSFET 24的使MOSFET 24导通所需的输入电压值大。因此,与实施方式2所示的电动机驱动装置101相比,本实施方式4中的电动机驱动装置103不增加部件数就能够与实施方式3同样地、或者超出实施方式3地缓和逆变器部3的温度上升曲线。
使用附图来进一步详细说明。此外,对与上述的实施方式1、2所示的结构相同的结构标注相同的标记,并引用说明。
如图7所示,本实施方式4中的电动机驱动装置103除了使用MOSFET24(Q7)这一方面以外与实施方式2中的电动机驱动装置101结构相同。电动机驱动装置103由于使用MOSFET 24(Q7),因此与电动机驱动装置101相比门限电压变高。
也就是说,MOSFET 24(Q7)的门限电压VGS(on)比电动机驱动装置101中的门限电压VF、电动机驱动装置102中的门限电压VF×2大。
对于如以上那样构成的电动机驱动装置103,使用图8A所示的特性图来说明电动机驱动装置103的动作、作用。
图8A的(a)是表示随着时间t的经过而发生变化的温敏电阻器20(TH)的电阻值RT以及与温敏电阻器20(TH)的电阻值RT的变化相伴的第二电阻器21(R2)的电压值ΔVR2的特性图。
在时刻t=0,电动机驱动装置103开始运转。之后,当时间t经过时,对电动机60进行驱动的电流流过逆变器部3,因此逆变器部3的温度上升。因此,检测逆变器部3的温度的温敏电阻器20(TH)的温度也上升。此外,温敏电阻器20(TH)具有负特性,因此温敏电阻器20(TH)的电阻值RT降低。
并且,随着时间t的经过,温敏电阻器20(TH)的电阻值RT降低。另一方面,第二电阻器21(R2)的电压值ΔVR2上升。
之后,在时刻t=t1,第二电阻器21(R2)的电压值ΔVR2达到电压VF。在实施方式2中,在第二电阻器21(R2)的电压值变为ΔVR2=VF时,电动机驱动装置101的晶体管22(Q7)达到导通。
然而,在本实施方式4中,即使第二电阻器21(R2)的电压值变为ΔVR2=VF,电动机驱动装置103的MOSFET 24(Q7)也不会达到导通。其理由如下:如上所述,MOSFET 24(Q7)达到导通的门限电压VGS(on)比电动机驱动装置101所具有的晶体管22(Q7)的门限电压VF高。也就是说,第二电阻器21(R2)的电压值ΔVR2不满足MOSFET 24(Q7)导通所需的门限电压Vth=VGS(on)。
并且,在时刻t=t2,第二电阻器21(R2)的电压值ΔVR2达到电压VF×2。在实施方式3中,在第二电阻器21(R2)的电压值变为ΔVR2=VF×2时,电动机驱动装置102的晶体管22(Q7)达到导通。
然而,在本实施方式4中,即使第二电阻器21(R2)的电压值变为ΔVR2=VF×2,电动机驱动装置103的MOSFET 24(Q7)也不会达到导通。其理由如下:如上所述,MOSFET 24(Q7)达到导通的门限电压VGS(on)比电动机驱动装置102所具有的晶体管22(Q7)的门限电压VF×2高。也就是说,第二电阻器21(R2)的电压值ΔVR2不满足MOSFET 24(Q7)导通所需的门限电压Vth=VGS(on)。
结果,在时刻t=t3,第二电阻器21(R2)的电压值ΔVR2达到MOSFET 24(Q7)开始导通的门限电压Vth(=VGS(on))。
图8A的(b)是表示第一电阻器19(R1)中产生的电压ΔVR1的特性图。
电压ΔVR1是通过从漏极端子24c提供电流Id而在漏极端子24c上产生的电压。在位于MOSFET 24(Q7)所包括的栅极-源极之间的第二电阻器21(R2)的两端产生的电压ΔVR2达到规定的门限电压值Vth(=VGS(on))时,从源极端子24a经由漏极端子24c而提供电流Id。
进一步详细说明。
如图8A的(a)所示,在时刻t<t3,第二电阻器21(R2)的电压值ΔVR2比Vth低。因此,如图8A的(b)所示,不从漏极端子24c提供电流Id,因此第一电阻器19(R1)中产生的电压为ΔVR1=0。
如图8A的(a)所示,在时刻t=t3,位于MOSFET 24(Q7)所包括的栅极-源极之间的第二电阻器21(R2)的两端产生的电压ΔVR2为Vth(=VGS(on))。因此,如图8A的(b)所示,从漏极端子24c向第一电阻器19(R1)提供电流Id,因此产生电压ΔVR1(1)。
图8A的(c)是表示使用电流检测电阻器4来进行判定的、将电流I0的限制电平换算成电压来表示的电流限制电平VCL的上限值的特性图。
电流检测电阻器4中产生的电压是由经由逆变器部3而流经电流检测电阻器4的电流I0引起的。与逆变器部3的ON/OFF相应地,电流I0流动或电流I0停止。电流限制电平VCL是将电流I0的限制电平换算成电压而得到的,表示电流检测电阻器4中产生的电压的上限值。
进一步详细说明。
如图8A的(b)所示,在时刻t<t2,第一电阻器19(R1)中产生的电压是ΔVR1=0。此时,如图8A的(c)所示,电流限制电平为VCL(0)=Vref这样的大的值。
之后,如图8A的(b)所示,在时刻t=t3,如上所述,从漏极端子24c向第一电阻器19(R1)提供电流,因此第一电阻器19(R1)中产生的电压为ΔVR1=ΔVR1(1)。此时,如图8A的(c)所示,通过VCL(1)=Vref-ΔVR1(1)来推导出电流限制电平VCL。
图8A的(d)是表示逆变器部3的温度TC的特性图。向驱动绕组9、10、11提供的电流流过逆变器部3。在本实施方式3中,示出电动机60过负荷的状态。此时,向驱动绕组9、10、11提供的电流I0为电动机驱动装置103所容许的电流限制值的上限值。
进一步详细说明。
如图8A的(c)所示,在时刻t<t3,流过逆变器部3的电流I0的电流限制电平被限制为VCL(0)=Vref。换言之,在电流检测电阻器4(R0)中产生的电压达到被限制为VCL(0)=Vref的值之前,电动机驱动装置103能够流通大的电流作为电流I0。此时,如图8A的(d)所示,逆变器部3的温度TC随着通电时间的经过而上升。
之后,如图8A的(c)所示,在时刻t=t3,如上所述,对能够流过逆变器部3的电流进行限制的电流限制电平变为VCL(1)=Vref-ΔVR1(1)。也就是说,实际上能够流过电流检测电阻器4(R0)的电流I0的上限变小。因此,如图8A的(d)所示,流过逆变器部3的电流I0变少,因此逆变器部3的温度上升得到抑制。其结果,逆变器部3的温度在固定的温度TC(1)饱和。
根据以上的说明可以明确的是,本发明的实施方式4中的电动机驱动装置103经由逆变器部3对处于过负荷的状态的驱动绕组9、10、11流通电流I0。当电流I0流过逆变器部3时,逆变器部3的温度上升。温敏电阻器20(TH)以直接或间接的方式检测出逆变器部3的温度的上升。温敏电阻器20(TH)具有负特性,因此当温敏电阻器20(TH)所检测的温度上升时,温敏电阻器20(TH)的电阻值降低。如果温敏电阻器20(TH)的电阻值降低,则第二电阻器21(R2)的电压值ΔVR2上升。第二电阻器21(R2)的电压值ΔVR2持续上升的结果是第二电阻器21(R2)的电压值ΔVR2达到预先决定的门限电压Vth=VGS(ON)。
第二电阻器21(R2)的电压值ΔVR2经由栅极端子24b而传递到MOSFET24(Q7)。当第二电阻器21(R2)的电压值达到ΔVR2=Vth时,MOSFET 24(Q7)对第一电阻器19(R1)提供电流Id。结果,在第一电阻器19(R1)中产生ΔVR1=ΔVR1(1)的电压。
当在第一电阻器19(R1)中产生的电压变为ΔVR1=ΔVR1(1)时,电流限制电平从VCL(0)=Vref变为VCL(1)=Vref-ΔVR1(1)。
其结果,与实施方式2同样地,以电流检测电阻器4限制的电流值变低。换言之,流过逆变器部3的电流I0变少,因此逆变器部3的温度上升得到抑制。逆变器部3的温度在固定的温度TC(1)饱和。因此,本实施方式4中的电动机驱动装置103能够防止逆变器部3过热而最终损坏。
并且,本实施方式4中的电动机驱动装置103所具有的MOSFET 24(Q7)与实施方式2中的电动机驱动装置101及实施方式3中的电动机驱动装置102所具有的晶体管22(Q7)相比,MOSFET 24(Q7)达到导通的门限电压高。因而,MOSFET 24(Q7)逐渐导通,因此逆变器部3的温度经过平缓的变化而达到固定的温度TC(1)。
如果设为本结构,则在流过逆变器部3的电流I0大而开关元件Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6所引起的开关损耗、电流检测电阻器4(R0)等所引起的损耗过大的情况下,起到以下的效果。
即,图8B是与本发明的实施方式4进行比较的比较例中的电动机驱动装置所具备的逆变器部的温度特性图。图8B中示出了在比较例中电动机驱动装置所具有的逆变器部3的温度TC。
如图8B所示,当在时刻t<t1过大的电流I0流过逆变器部3时,逆变器部3的温度上升。逆变器部3等具有热容量。因此,逆变器部3的温度在与提供电流I0的定时之间产生时间上的延迟地上升。
在时刻t=t1,向逆变器部3提供的电流I0瞬间被切换为小的电流值。由于产生了因热容量引起的时间延迟,因此逆变器部3的温度在向逆变器部3提供的电流I0被切换为小的电流值之后也继续上升。结果,逆变器部3的温度上升至TC(2)(>TC(1))。
之后,由于向逆变器部3提供的电流I0被切换为小的电流值,逆变器部3的温度转为下降。结果,在逆变器部3与逆变器部3的周围等之间产生热量上的饱和状态。其结果,逆变器部3的温度达到TC(1)。
如果使用本实施方式4中的电动机驱动装置103,则晶体管22(Q7)所包括的基极端子22b与第二连接点51之间产生的电压比较平缓地上升。因此,向逆变器部3提供的电流I0逐渐变少,因此能够抑制发生过冲这样的不良状况的产生。
另外,与实施方式2中的电动机驱动装置101同样地起到以下的作用、效果。即,关于温度TC(1),通过对第二电阻器21(R2)的电阻值进行变更、或者将温敏电阻器20(TH)变更为温度特性不同的温敏电阻器,能够任意变更温度TC(1)。
另外,关于用于对电流I0进行限制的电流限制值,通过对第一电阻器19(R1)的电阻值进行变更,能够变更对电流进行限制的量。
(实施方式5)
图9是本发明的实施方式5中的电动机驱动装置的结构图。图10是本发明的实施方式5中的电动机驱动装置的特性图。
相对于上述的实施方式2中的电动机驱动装置101,本发明的实施方式5中的电动机驱动装置104特别在以下方面不同。
即,过电流调整部117d在第二连接点51与温敏电阻器20(TH)之间还具有第三电阻器25(R3)。
在本结构中,第二连接点51经由第三电阻器25而与温敏电阻器20连接。因此,本实施方式5中的电动机驱动装置104能够减少温敏电阻器20的损耗。另外,本实施方式5中的电动机驱动装置104通过抑制因温敏电阻器20自身所产生的损耗引起的发热,能够减小逆变器部3与温敏电阻器20之间产生的温度差。
使用附图来进一步详细说明。此外,对与上述的实施方式1、2所示的结构相同的结构标注相同的标记,并引用说明。
如图9所示,本实施方式5中的电动机驱动装置104除了以下方面以外与实施方式2中的电动机驱动装置101结构相同:在第二连接点51与温敏电阻器20(TH)之间插入第三电阻器25(R3)。
与不具有第三电阻器25(R3)的电动机驱动装置101相比,追加了第三电阻器25(R3)的电动机驱动装置104能够减少流过温敏电阻器20(TH)的电流ITH。
对于如以上那样构成的电动机驱动装置104,使用图10所示的特性图来说明电动机驱动装置104的动作、作用。
图10中示出了逆变器部3的温度TC达到固定的温度TC(1)的情形以及与该状态对应的温敏电阻器20(TH)的温度TTH发生变化的情形。
由于电流ITH流过温敏电阻器20(TH),在温敏电阻器20(TH)中产生损耗。因此,在温敏电阻器20(TH)与逆变器部3之间产生温度差ΔTC-TH(1)。温度差ΔTC-TH(1)与流过温敏电阻器20(TH)的电流ITH的值成正比。
关于逆变器部3,期望避免由过热引起的元件的损坏。因此,在逆变器部3与温敏电阻器20(TH)之间产生温度差ΔTC-TH(1)是不理想的。
因此,通过在第二连接点51与温敏电阻器20(TH)之间插入第三电阻器25(R3),来减少流过温敏电阻器20(TH)的电流ITH。因此,电动机驱动装置104的温度差ΔTC-TH(1)变小。
其它动作与实施方式2中的电动机驱动装置101相同,引用说明。
另外,如果将第三电阻器25(R3)追加到实施方式3中的电动机驱动装置102、实施方式4中的电动机驱动装置103,则能够得到与本实施方式5相同的效果。
此外,上述的实施方式3至实施方式5所示的电动机驱动装置102、103、104除了起到能够通过实施方式1和实施方式2所示的电动机驱动装置1、101得到的效果以外,还起到能够通过各自的结构来得到的效果。
产业上的可利用性
本发明中的电动机驱动装置能够将使电流限制值降低的温度设定调整为任意的设定值。
即,以往的电动机驱动装置在以往仅在具有正特性的温敏电阻器的制造者所准备的选择项中决定使电流限制值降低的温度设定。本发明中的电动机驱动装置能够通过选择具有负特性的温敏电阻器以及与该温敏电阻器进行组合的电阻器的电阻值,来决定任意的使电流限制值降低的温度设定。
因此,本发明的电动机驱动装置除了应用于使用逆变器技术的电动机驱动装置的过热保护以外,还能够应用于对电感负载进行逆变器控制的设备等。
另外,具有负特性的温敏电阻器是容易获得的,因此设计的自由度提高。
附图标记说明
1、101、102、103、104:电动机驱动装置;2:直流电源;2a:正极侧输出部;2b:负极侧输出部;3:逆变器部;3a、3b、3c:输出端子;4:电流检测电阻器;6:栅极驱动电路;7:控制LOGIC电路;8:三角波发生器;9、10、11、46、47、48:驱动绕组;12:偏置电压发生器;12a:第一端子;12b:第二端子;13:温敏器;14:输入电压发生器;15:电压电流变换部;15a:电源连接端子;15b:第三输入端子;15c:第二输出端子;16:比较器;16a:第一输入端子;16b:第二输入端子;16c:第一输出端子;17:过电流检测部;17a、117a、117b、117c、117d:过电流调整部;18:基准电压源;19:第一电阻器(偏置电压发生器);20:温敏电阻器(温敏器);21:第二电阻器(输入电压发生器);22:晶体管(电压电流变换部);22a:发射极端子;22b:基极端子;22c:集电极端子;23:二极管;23a:阳极;23b:阴极;24:MOSFET(绝缘栅极型晶体管);24a:源极端子;24b:栅极端子;24c:漏极端子;25:第三电阻器;28:逆变器电路;35:过电流检测电路;36:比较器;38:+端子;39:-端子;40:直流电源;41:电流检测电阻器;42:温敏电阻器;43:电阻器;44:恒压源;45、60:电动机;50:第一连接点;51:第二连接点;55:调节器电源;55a:正极侧端子;55b:负极侧端子;Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q11、Q12、Q13、Q14、Q15、Q16:开关元件。
Claims (6)
1.一种电动机驱动装置,将包括多个开关元件的逆变器部与经过所述逆变器部的电流所流经的电流检测电阻器经由第一连接点而串联连接于直流电源所包括的正极侧输出部与所述直流电源所包括的负极侧输出部之间,将从所述直流电源取出的电力经由所述逆变器部来供给到包括多个驱动绕组的电动机,并且,该电动机驱动装置具备:
过电流检测部,其在所述电流检测电阻器中产生的电压达到规定的电压值时,使所述多个开关元件成为断开状态;以及
过电流调整部,其利用温敏器来检测所述逆变器部的温度,基于所述温敏器所检测出的结果,来调整向所述过电流检测部传递的、所述电流检测电阻器中产生的电压,
其中,所述过电流检测部具有比较器,该比较器包括:
第一输入端子,其被输入所述电流检测电阻器中产生的电压;
第二输入端子,其被输入预先设定的规定的基准电压;以及
第一输出端子,该比较器将所述电流检测电阻器中产生的电压与所述基准电压进行比较,该第一输出端子输出比较后的结果,
所述过电流调整部具有:
调节器电源,其包括正极侧端子和负极侧端子;
输入电压发生器,其经由第二连接点而与所述温敏器串联连接于所述正极侧端子与所述负极侧端子之间;
电压电流变换部,其包括与所述正极侧端子连接的电源连接端子、与所述第二连接点连接的第三输入端子、以及第二输出端子,根据从所述第三输入端子输入的所述温敏器所检测出的结果,该第二输出端子输出规定的电流;以及
偏置电压发生器,其包括与所述第一输入端子及所述第二输出端子连接的第一端子以及经由所述第一连接点而与所述电流检测电阻器连接的第二端子,
关于输入到所述第一输入端子的电压,传递利用所述偏置电压发生器对所述电流检测电阻器中产生的电压进行调整后得到的电压。
2.根据权利要求1所述的电动机驱动装置,其特征在于,
在所述过电流调整部中,
所述偏置电压发生器是第一电阻器,
所述输入电压发生器是第二电阻器,
所述电压电流变换部是包括与所述正极侧端子连接的发射极端子、与所述第一输入端子连接的集电极端子以及与所述第二连接点连接的基极端子的晶体管,
所述温敏器是具有负特性的温敏电阻器。
3.根据权利要求2所述的电动机驱动装置,其特征在于,
在所述基极端子与所述第二连接点之间还具有二极管,该二极管的阳极与所述基极端子连接,阴极与所述第二连接点连接。
4.根据权利要求2或3所述的电动机驱动装置,其特征在于,
所述晶体管是绝缘栅极型晶体管。
5.根据权利要求2或3所述的电动机驱动装置,其特征在于,
在所述第二连接点与所述温敏电阻器之间还具有第三电阻器。
6.根据权利要求4所述的电动机驱动装置,其特征在于,
在所述第二连接点与所述温敏电阻器之间还具有第三电阻器。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014003871 | 2014-01-14 | ||
JP2014-003871 | 2014-01-14 | ||
PCT/JP2014/006175 WO2015107596A1 (ja) | 2014-01-14 | 2014-12-11 | モータ駆動装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105917573A true CN105917573A (zh) | 2016-08-31 |
CN105917573B CN105917573B (zh) | 2017-10-03 |
Family
ID=53542521
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201480073226.2A Active CN105917573B (zh) | 2014-01-14 | 2014-12-11 | 电动机驱动装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6023990B2 (zh) |
CN (1) | CN105917573B (zh) |
WO (1) | WO2015107596A1 (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111525805A (zh) * | 2019-02-01 | 2020-08-11 | 群光电能科技股份有限公司 | 具有过温度保护补偿的电源转换器 |
CN113424427A (zh) * | 2019-02-19 | 2021-09-21 | 三菱电机株式会社 | 功率转换装置及电动助力转向装置 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018129922A (ja) * | 2017-02-08 | 2018-08-16 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | ブラシレスdcモータ |
KR102198184B1 (ko) * | 2018-12-14 | 2021-01-04 | 엘지전자 주식회사 | 모터 구동 장치 및 이를 구비하는 홈 어플라이언스 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002223581A (ja) * | 2001-01-26 | 2002-08-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | モータ駆動装置およびモータ |
CN102055393A (zh) * | 2009-11-10 | 2011-05-11 | 株式会社日立制作所 | 电动机控制装置 |
CN202026268U (zh) * | 2011-04-28 | 2011-11-02 | 中山大洋电机制造有限公司 | 一种带温度保护的直流无刷电机控制器 |
CN102332468A (zh) * | 2010-06-04 | 2012-01-25 | 株式会社电装 | 电流传感器、逆变器电路以及具有其的半导体器件 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5682148B2 (ja) * | 2010-06-04 | 2015-03-11 | 株式会社デンソー | 電流検出回路およびそれを有するインバータ回路が備えられる半導体装置 |
US8547045B2 (en) * | 2011-02-23 | 2013-10-01 | Deere & Company | Method and system controlling an electrical motor with temperature compensation |
CN102684599A (zh) * | 2012-05-07 | 2012-09-19 | 徐州中矿大传动与自动化有限公司 | 一种低开关频率的矿井防爆变频装置 |
CN103050944B (zh) * | 2012-11-02 | 2015-04-22 | 深圳市航盛电子股份有限公司 | 一种电动汽车牵引电机控制器 |
-
2014
- 2014-12-11 CN CN201480073226.2A patent/CN105917573B/zh active Active
- 2014-12-11 JP JP2015557594A patent/JP6023990B2/ja active Active
- 2014-12-11 WO PCT/JP2014/006175 patent/WO2015107596A1/ja active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002223581A (ja) * | 2001-01-26 | 2002-08-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | モータ駆動装置およびモータ |
CN102055393A (zh) * | 2009-11-10 | 2011-05-11 | 株式会社日立制作所 | 电动机控制装置 |
CN102332468A (zh) * | 2010-06-04 | 2012-01-25 | 株式会社电装 | 电流传感器、逆变器电路以及具有其的半导体器件 |
CN202026268U (zh) * | 2011-04-28 | 2011-11-02 | 中山大洋电机制造有限公司 | 一种带温度保护的直流无刷电机控制器 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111525805A (zh) * | 2019-02-01 | 2020-08-11 | 群光电能科技股份有限公司 | 具有过温度保护补偿的电源转换器 |
US11050341B2 (en) | 2019-02-01 | 2021-06-29 | Chicony Power Technology Co., Ltd. | Power converter with over temperature protection compensation |
CN113424427A (zh) * | 2019-02-19 | 2021-09-21 | 三菱电机株式会社 | 功率转换装置及电动助力转向装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2015107596A1 (ja) | 2015-07-23 |
JPWO2015107596A1 (ja) | 2017-03-23 |
CN105917573B (zh) | 2017-10-03 |
JP6023990B2 (ja) | 2016-11-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9974336B2 (en) | Power control circuit and power control method for electronic cigarette | |
US8450982B2 (en) | Charge control circuit and charge controlling semiconductor integrated circuit | |
CN105917573A (zh) | 电动机驱动装置 | |
TWI574018B (zh) | 半導體裝置及其控制方法 | |
CN104967095B (zh) | 过温保护电路 | |
WO2016189804A1 (ja) | 半導体装置 | |
US9543833B2 (en) | Constant on time controller | |
TWI494732B (zh) | 電流控制電路和電流控制方法 | |
DE102012213354A1 (de) | Schaltung mit einem temperaturgeschützten elektronischen Schalter | |
WO2015077770A2 (en) | High speed sync fet control | |
JP6520102B2 (ja) | 半導体装置および電流制限方法 | |
CN203859700U (zh) | 智能功率模块 | |
CN105593778A (zh) | 用于连接电子系统中的两个节点的开关拓扑 | |
JP2010206699A (ja) | ソレノイド電流制御回路 | |
CN104641557A (zh) | 半导体装置以及使用该半导体装置的电流检测电路 | |
JP7292286B2 (ja) | 温度過昇保護回路 | |
CN103775366A (zh) | 电源温度采样及风扇控制电路及电源装置 | |
US11496129B2 (en) | Method and system of current sharing among bidirectional double-base bipolar junction transistors | |
JP6812935B2 (ja) | 車載用判定回路及び車載用電源装置 | |
CN211702006U (zh) | 一种场效应管并联电路 | |
JP2013090153A (ja) | 半導体装置、電子装置、車両、及び過熱検出方法 | |
GB2563686A (en) | Method and apparatus for monitoring a semiconductor switch | |
JP5309637B2 (ja) | 充電制御用半導体集積回路 | |
JP2007315836A (ja) | 過熱検知装置 | |
JP6601372B2 (ja) | ゲート駆動装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |