CN109212294B - 电路基板及电动机控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够提高并联连接有多个电阻元件的电流检测部的检测精度的电路基板及电动机控制装置。电动机控制装置(1)的第二基板具备供给三相的电动机驱动电流的倒相电路(63)和检测三相中的两相的电动机驱动电流的电流检测部(70)。电流检测部(70)具备经由第一配线区域(71)和第二配线区域(72)并联连接的第一电阻元件(R1)及第二电阻元件(R2),电流通过第一路径(C1)和第二路径(C2)这两个路径流过第一电阻元件(R1)和第二电阻元件(R2)。第一电阻元件(R1)和第二电阻元件(R2)的电阻值相同。另外,第一路径(C1)和第二路径(C2)的阻抗之差在构成电流检测部(70)的电阻元件相对于标称电阻值的电阻值容许差的范围内。

Description

电路基板及电动机控制装置
技术领域
本发明涉及具备通过检测电阻元件的两端的电位而检测电流的电流检测部的电路基板、及具备该电路基板的电动机控制装置。
背景技术
使用使电流流过串联插入电路基板上的电路的电阻元件,通过检测电阻元件的两端的电位而求出电流值的电流检测部。在专利文献1中,公开有如下构造:该构造在利用这种电流检测部检测电流时,在检测与电路基板上的配线图案连接的电阻元件的两端的电位时,用于排除成为误差要因的焊锡或配线图案的阻抗的影响,能够检测尽可能接近电阻元件的两端本身的电位的电位。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2009-8548号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
在电路基板上设置将多个电阻元件通过配线图案并联连接,基于多个电阻元件的合成电阻检测电流的电流检测部的情况下,当电流流过各电阻元件的路径的阻抗存在差异时,不能进行高精度的电流检测。例如,因设于配线图案上的电位检测用的端子和各电阻元件的配置不同,有时在电流从电位检测用的端子经由各电阻元件流通的路径的阻抗中存在差异,在这种情况下,不能进行高精度的电流检测。
鉴于以上的问题点,本发明的课题在于,提高将多个电阻元件并联连接的电流检测部的检测精度。
解决技术问题所采用的技术方案
为了解决上述课题,本发明提供一种电路基板,其具有基板本体和检测在形成于所述基板本体的配线图案中流通的被检测电流的电流检测部,其特征在于,所述电流检测部具备:电流检测用配线图案,所述电流检测用配线图案具备设有第一电位检测部的第一配线区域及设有第二电位检测部的第二配线区域;以及多个电阻元件,所述多个电阻元件经由所述第一配线区域和所述第二配线区域并联连接,作为所述被检测电流在所述第一电位检测部和所述第二电位检测部之间流通的路径,具备经由所述多个电阻元件中的各电阻元件的多个路径,所述多个路径的阻抗之差在所述多个电阻元件各自相对于标称电阻值的电阻值容许差的范围内。
根据本发明,能够根据第一电位检测部与第二电位检测部之间的电位差和多个电阻元件的合成电阻求出被检测电流。另外,电流经由各电阻元件流通的多个路径的阻抗之差在电阻元件相对于标称电阻值的电阻值容许差的范围内。这样,由于多个路径的阻抗的差异,流经多个路径的电流产生差异,其结果是,可以减少产生的电流值的检测误差。因此,能够高精度地检测电路。另外,由于多个路径的阻抗的差异引起的检测误差不超过电阻元件的零件特性引起的检测误差,所以不会浪费电阻元件的零件特性。因此,在使用高精度的电阻元件的情况下,可以有效地使用其零件性能,从而能够高精度地检测电流。
在本发明中,理想的是,所述多个电阻元件至少包含第一电阻元件和第二电阻元件,所述第一电位检测部在所述第一配线区域上,与所述第二电阻元件比,设于更接近所述第一电阻元件的位置,所述第二电位检测部在所述第二配线区域上,与所述第一电阻元件比,设于更接近所述第二电阻元件的位置。当采用这种配置时,相对于第一电阻元件及第二电阻元件的第一电位检测部侧的路径部分的路径长度的大小关系和相对于第一电阻元件及第二电阻元件的第二电位检测部侧的路径部分的路径长度的大小关系相反。由此,在将两路径部分合计后,第一电位检测部侧的路径部分的路径长度之差和第二电位检测部侧的路径部分的路径长度之差相抵消。因此,可以减小经由第一电阻元件的电流的路径和经由第二电阻元件的电流的路径的阻抗之差。因此,能够高精度地检测电流。
另外,在将第一电位检测部及第二电位检测部配置于这样的位置的情况下,第一配线区域只要仅扩大第一电阻元件侧的区域即可,第二配线区域只要仅扩大第二电阻元件侧的区域即可。因此,因为在无用的区域可以不形成配线图案,所以可以减小电流检测用配线图案的面积。因此,可以减小电流检测部的基板专有面积,能够将电路基板小型化。另外,可以增大电路基板上的电路配置的自由度。因此,电路基板的设计自由度增大。
在本发明中,可以如下规定可实现如上所述的配置的结构。即,可以采用如下结构:所述多个电阻元件包含配置于最靠第一方向的一侧的所述第一电阻元件和配置于最靠所述第一方向的另一侧的所述第二电阻元件,所述第一电位检测部和所述第二电位检测部中,以连结所述第一电阻元件的所述第一方向的一侧的角部中、位于与所述第一方向正交的第二方向的一侧的第一角部和所述第二电阻元件的所述第一方向的另一侧的角部中、位于所述第二方向的另一侧的第二角部的对角线的中点为基准,在比所述中点靠所述第一方向的一侧、且比所述中点靠所述第二方向的一侧的第一对角区域配置所述第一电位检测部,在比所述中点靠所述第一方向的另一侧、且比所述中点靠所述第二方向的另一侧的第二对角区域配置所述第二电位检测部。
在该配置中,以多个电阻元件的配置区域的对角线的中点为基准,在对角方向的一侧和另一侧配置第一电位检测部和第二电位检测部。在这种配置中,在第一电位检测部侧和第二电位检测部侧,穿过第一电阻元件的路径和穿过第二电阻元件的路径的路径长度的大小关系相反。因此,可以减小两个路径的阻抗之差,从而可以高精度地检测电流。进而,在这种配置中,只要仅扩大对角方向的一侧和另一侧的区域即可。因此,可以减小电流检测用配线图案的面积。因此,可以减小电流检测部的基板专有面积,能够将电路基板小型化。
该情况下,理想的是,所述第一电位检测部和所述第二电位检测部设于以所述中点为基准呈点对称的位置。这样,可以使穿过第一电阻元件的路径和穿过第二电阻元件的路径的阻抗相同或大致相同。因此,能够高精度地检测电流。
在本发明中,理想的是,在所述第一电位检测部和所述第二电位检测部的至少一方,形成有贯通所述基板本体的通孔。这样,可以通过变更连接电位检测用的端子的通孔的位置,调节电流流通的路径的路径长度,以调节阻抗。因此,只要预先形成多个通孔,即可调节电流流通的路径的阻抗而不必变更配线图案。另外,由于可以利用通孔使形成于基板本体的一表面和另一表面的配线图案导通,所以可以在电路基板的两表面配置电阻元件,构成电流检测部。进而,在将基板本体设为多层基板的情况下,在基板表面以外的层上也可以形成配线图案并经由通孔使配线图案导通。因此,能够扩大配线图案的形成面积。
在本发明中,理想的是,在所述基板本体的一表面及另一表面配置有所述电阻元件。这样,与将所有电阻元件都配置在基板本体的一表面的情况相比,可以减小电流检测部的基板专有面积。
该情况下,理想的是,在所述一表面和所述另一表面各配置有相同数量的所述电阻元件。这样,与电阻元件的数量在表面和背面上不同的情况相比,可以减小经由各电阻元件的路径的阻抗之差。另外,理想的是,所述一表面和所述另一表面上的所述电阻元件的配置相同。这样,能够以简单的配置减小经由各电阻元件的路径的阻抗之差。因此,能够简单地提高检测精度。
在本发明中,理想的是,所述多个电阻元件的标称电阻值相同。这样,与使用标称电阻值不同的多个电阻元件构成电流检测部的情况相比,能够更简单地求出被检测电流。
接着,本发明提供一种电动机控制装置,其特征在于,具有:上述的电路基板;倒相电路,所述倒相电路供给三相的交流电流;以及输出端子,所述输出端子经由所述电路基板上的配线图案与所述倒相电路连接,将从所述倒相电路供给的三相的电流向伺服电动机的线圈供给,所述电流检测部被串联连接于所述倒相电路和所述输出端子之间,检测所述三相中的至少两相的电流。
根据本发明,由于具备检测从倒相电路向伺服电动机供给的电流的电流检测部,所以能够监视向伺服电动机供给的电流值。另外,电流检测部能够高精度地检测电流。因此,可以基于检测到的电流值进行反馈控制,能够高精度地控制伺服电动机。另外,由于用于驱动伺服电动机的三相的电流的合计值为0,所以只要检测三相中的两相的电流,即可根据所检测的两相的电流值求出剩余的一相的电流值。因此,与通过电流检测部分别检测三相的电流的情况相比,电流检测部的数量减少。因此,可消减零件数量及装配工序的数量,这对于成本消减及小型化是有利的。
发明效果
根据本发明,可以根据第一电位检测部与第二电位检测部之间的电位差和多个电阻元件的合成电阻求出被检测电流。另外,由于电流经由各电阻元件流通的多个路径的阻抗之差在电阻元件相对于标称电阻值的电阻值容许差的范围内,所以由于多个路径的阻抗的差异,在多个路径流通的电流中产生差异,其结果是,能够避免所产生的电流值的检测误差超过电阻元件的电阻值容许差。因此,产生超过电阻元件的零件特性引起的检测误差的检测误差的可能性少,能够高精度地检测电流。
附图说明
图1是从前表面侧(斜右上方)观察应用了本发明的电动机控制装置的立体图。
图2是从第一罩部件侧观察的电动机控制装置的分解立体图。
图3是电动机控制装置及伺服电动机的框图。
图4(a)~图4(c)是示意性表示电流检测的说明图。
图5是表示电流检测误差的曲线图。
符号说明
1…电动机控制装置、2…伺服电动机、3…编码器、10…框架、11…框架本体、12…背面板、13…钩、15…凸台部、20…罩部件、21…第一罩部件、22…第二罩部件、23…第三罩部件、24…连接器部、25…开闭盖、27…卡合孔、28…卡合孔、29U、29V、29W…输出端子、30…散热片、32…风扇、40…第一基板、42…IGBT晶体管、43…二极管电桥、44…绝缘子、46…环流二极管、51…MCU、52…栅极驱动IC、60…商用交流电源、61…整流电路、62…平滑电容器、63…倒相电路、70…电流检测部、71…第一配线区域、72…第二配线区域、73…第一电位检测部、74…第二电位检测部、75…通孔、80…A/D转换器、231…钩、C1…第一路径、C11…第一路径部分、C12…第二路径部分、C2…第二路径、C21…第一路径部分、C22…第二路径部分、D…中点、E1…第一角部、E2…第二角部、F1…第一对角区域、F2…第二对角区域、G1…第三对角区域、G2…第四对角区域、R1…第一电阻元件、R2…第二电阻元件、RX…第一方向、RX1…第一方向的一侧、RX2…第一方向的另一侧、RY…第二方向、RY1…第二方向的一侧、RY2…第二方向的另一侧、X…宽度方向、Y…上下方向、Z…前后方向
具体实施方式
以下,参照附图,说明应用了本发明的电路基板及电动机控制装置的实施方式。本方式的电动机控制装置是用于控制伺服电动机的伺服放大器。
图1是从前表面侧(斜右上方)观察应用了本发明的电动机控制装置1的立体图。图1中所说的“右”是从前表面侧观察电动机控制装置1时的“右”。在本说明书中,XYZ这三方向是相互正交的方向,X方向是电动机控制装置1的宽度方向(左右方向),Y方向是电动机控制装置1的上下方向,Z方向是电动机控制装置1的前后方向。另外,用+X表示X方向的一侧(右侧),用-X表示另一侧(左侧),用+Y表示Y方向的一侧(上侧),用-Y表示另一侧(下侧),用+Z表示Z方向的一侧(前侧),用-Z表示另一侧(后侧)。
(电动机控制装置)
如图1所示,电动机控制装置1作为整体为长方体状。电动机控制装置1具备配置于宽度方向X的大致中央的框架10和固定在框架10上的罩部件20。罩部件20具备相对于框架10配置于宽度方向X的一侧(+X方向)的第一罩部件21、相对于框架10配置于宽度方向X的另一侧(-X方向)的第二罩部件22、配置于第一罩部件21的前方(+Z方向)的第三罩部件23。在电动机控制装置1的前表面的+X方向侧(右侧)的部分设有连接器部24。另外,在电动机控制装置1的前表面的-X方向侧(左侧)的部分设有开闭盖25。在开闭盖25的内侧设有输出用的端子部(参照图3)。
框架10具备配置于电动机控制装置1的宽度方向X的中央的框架本体11和设于框架本体11的后端(-Z方向的端部)的矩形的背面板12。在框架本体11上形成有钩13,第一罩部件21及第二罩部件22具备形成于与钩13对应的位置的卡合孔27。第一罩部件21及第二罩部件22通过由钩13和卡合孔27构成的钩机构固定在框架10上。另外,第三罩部件23具备与形成于第一罩部件21的卡合孔28卡合的钩231,第三罩部件23通过由卡合孔28和钩231构成的钩机构固定于第一罩部件21。此外,框架10和罩部件20的固定构造也可以是钩机构以外的构造。
图2是从第一罩部件21侧观察的电动机控制装置1的分解立体图。如图2所示,在第一罩部件21的内侧配置有与框架本体11一体形成的散热片30及第一基板40。第一基板40配置于散热片30和第三罩部件23之间,且被螺纹紧固于从框架本体11向+X方向突出的凸台部15。另外,在第二罩部件22的内侧配置有第二基板(省略图示)。第二基板被螺纹紧固于从框架本体11向-X方向突出的凸台部(省略图示)。
在框架本体11的朝向-X方向的面上固定有发热电子零件。在本方式中,作为发热电子零件,具备构成后述的整流电路61的二极管电桥43及构成倒相电路63的IGBT晶体管42。散热片30从框架本体11向固定发热电子零件的一侧的相反侧突出。如图2所示,在散热片30的-Y方向侧配置有冷却用的风扇32。来自风扇32的冷却风向+Y方向送风,经由散热片30从电动机控制装置1的顶面排出。
(控制系统)
图3是电动机控制装置1及伺服电动机2的框图。电动机控制装置1经由设于开闭盖25的内侧的端子部向伺服电动机2供给U相、V相、W相这三相的电流。伺服电动机2具备检测输出轴的旋转位置的编码器3,编码器信号经由连接器部24输入到电动机控制装置1。
第一基板40是控制基板。在第一基板40上设有具备作为控制元件的MCU51及栅极驱动IC52的控制电路。编码器信号从伺服电动机2的编码器3输入到MCU51,同时,来自检测向伺服电动机2供给的三相的电流中的两相的电流的电流检测部70的电流检测信号输入到MCU51。如后述,电流检测部70构成为检测电阻元件的两端侧的两个部位的电位。来自电流检测部70的电流检测信号经由A/D转换器80输入MCU51。另外,来自外部的控制命令经由连接器部24输入MCU51。
第二基板(省略图示)是驱动器基板。在第二基板上设有与商用交流电源60连接的整流电路61、与整流电路61连接的平滑电容器62、相对于平滑电容器62串联连接的倒相电路63、检测从倒相电路63向伺服电动机2供给的电流的电流检测部70。整流电路61由上述的二极管电桥43构成,将从商用交流电源60供给的电源电流进行整流并对平滑电容器62进行充电。倒相电路63具备六个IGBT晶体管42和与各IGBT晶体管42并联连接的环流二极管46。
设于第一基板40上的MCU51基于编码器信号及电流检测信号,向栅极驱动IC52供给PWM信号。栅极驱动IC52基于PWM信号,向倒相电路63供给栅极驱动信号。由此,进行IGBT晶体管42的开关动作,生成U相、V相、W相的电动机驱动电流。此外,在构成伺服电动机控制电路时,也可以使用将倒相电路63模块化的IPM(智能功率模块)。
(电流检测部)
在电动机控制装置1的端子部,设有与伺服电动机2的线圈连接的输出端子29U、29V、29W(参照图3)。另外,第二基板(省略图示)具备基板本体和形成于基板本体的表面的配线图案,输出端子29U、29V、29W经由第二基板上的配线图案与倒相电路63连接,从倒相电路63对伺服电动机2的线圈供给U相、V相、W相的电动机驱动电流。在第二基板上,设有串联插入输出端子29U、29V、29W和倒相电路63之间检测电动机驱动电流的电流检测部70。即,第二基板是应用了本发明的电路基板。电流检测部70设于第二基板上的两个部位,检测三相的电动机驱动电流中的两相的电流值。在本方式中,检测U相和V相的电流,但检测的两相也可以不是U相和V相。三相的电动机驱动电流的总和为0,因此,MCU51根据两相的电流值计算剩余的一相的电流值。
电动机控制装置1具备检测U相的电动机驱动电流的电流检测部70U和检测V相的电动机驱动电流的电流检测部70V,作为电流检测部70。电流检测部70U、70V均具备形成于第二基板上的电流检测用配线图案及多个电阻元件。多个电阻元件的电阻值相同或为同等程度,通过电流检测用配线图案并联连接。
图4(a)~图4(c)是示意性表示电流检测部70的说明图,图4(a)~图4(c)分别是电流检测部70的方式的例子。电流检测部70也可以是图4(a)~图4(c)的任一种方式。另外,图4(a)~图4(c)所示的方式中,电阻元件的数量是2,但电阻元件的数量也可以是3以上。进而,电流检测部也可以设于电路基板的一表面和另一表面上。例如,也可以是在电路基板的一表面和另一表面分别设置电流检测用配线图案及电阻元件,经由贯通电路基板的通孔将多个电阻元件并联连接的方式。
图4(a)~图4(c)所示的电流检测部70具备沿第一方向RX排列的两个电阻元件(第一电阻元件R1及第二电阻元件R2)和与第二方向RY对置的第一配线区域71及第二配线区域72,其中,第二方向RY与第一方向RX正交。第一配线区域71及第二配线区域72构成电流检测用配线图案。在第一配线区域71设有第一电位检测部73。另外,在第二配线区域72设有第二电位检测部74。第一电阻元件R1及第二电阻元件R2通过第一配线区域71及第二配线区域72并联连接。
电流检测部70与电路基板上的配线图案连接,以使电流在第一电位检测部73和第二电位检测部74之间流通。电流检测部70具备经由第一电阻元件R1的第一路径C1、及经由第二电阻元件R2的第二路径C2,作为电流在第一电位检测部73和第二电位检测部74之间流通的路径。电流检测部70具有与第一电阻元件R1及第二电阻元件R2的电阻值相对应的规定的合成电阻,因此,可以基于第一电位检测部73与第二电位检测部74的电位差和合成电阻测量电流值。在并联连接的多个电阻元件的电阻值相同的情况下,由于第一电阻元件R1和第二电阻元件R2产生的电流损失(发热)均等,因此,电流检测部70容易选定元件,也容易计算检测精度。因此,电流值的测量最容易。因此,理想的是,使用电阻值相同的元件作为第一电阻元件R1及第二电阻元件R2。
在经由第一电阻元件R1的第一路径C1的阻抗和经由第二电阻元件R2的第二路径C2的阻抗相等的情况下,电流检测部70可以使电流均等地流过两个路径。当电流均等地流通时,基于将第一电阻元件R1及第二电阻元件R2并联连接时的合成电阻,能够最高精度地测量电流值。因此,为了减小第一路径C1的阻抗和第二路径C2的阻抗之差,电流检测部70采用第一路径C1的路径长度和第二路径C2的路径长度之差小的结构。例如,构成为第一路径C1的阻抗和第二路径C2的阻抗之差在第一电阻元件R1及第二电阻元件R2相对于标称电阻值的电阻值容许差的范围内。本方式的电流检测部70中,第一路径C1的阻抗和第二路径C2的阻抗之差引起的电流值的测量误差在第一电阻元件R1及第二电阻元件R2的电阻值容许差引起的测量误差以下。
在图4(a)的例子中,第一路径C1具备从第一电位检测部73到第一电阻元件R1的第一路径部分C11和从第一电阻元件R1到第二电位检测部74的第二路径部分C12。另外,第二路径C2具备从第一电位检测部73到第二电阻元件R2的第一路径部分C21和从第二电阻元件R2到第二电位检测部74的第二路径部分C22。另外,第一电位检测部73在第一配线区域71上,配置于比第二电阻元件R2更接近第一电阻元件R1的位置。另一方面,第二电位检测部74在第二配线区域72上,配置于比第一电阻元件R1更接近第二电阻元件R2的位置。
上述四个部位的路径部分中,第一路径部分C11和第一路径部分C21的路径长度的大小关系与第二路径部分C12和第二路径部分C22的路径长度的大小关系相反。因此,第一路径部分C11和第一路径部分C21的阻抗的大小关系与第二路径部分C12和第二路径部分C22的阻抗的大小关系相反。这样,在第一路径C1和第二路径C2中,如果相对于第一电阻元件R1及第二电阻元件R2在第一电位检测部73侧和第二电位检测部74侧,路径长度的大小关系相反,则在将第一电位检测部73侧和第二电位检测部74侧的路径部分的阻抗合计后,阻抗之差的至少一部分被抵消。因此,第一路径C1整体的阻抗和第二路径C2整体的阻抗之差较小,所以第一路径C1和第二路径C2的阻抗之差引起的电流值的测量误差较小。
在图4(a)的例子中,为了使路径长的大小关系相对于第一电阻元件R1及第二电阻元件R2在第一电位检测部73侧和第二电位检测部74侧相反,第一电位检测部73和第二电位检测部74如下配置。即,第一电阻元件R1和第一电阻元件R1的配置区域整体为矩形,以其对角位置的角部(第一角部E1和第二角部E2)的中点D为基准,在位于对角方向的第一对角区域F1和第二对角区域F2的一方配置有第一电位检测部73,在另一方配置有第二电位检测部74。
换言之,以连结设于第一电阻元件R1的第一方向RX的一侧RX1的边缘的两个部位的角部中位于第二方向RY的一侧RY1的第一角部E1和设于第二电阻元件R2的第一方向RX的另一侧RX2的边缘的两个部位角部中位于第二方向RY的另一侧RY2的第二角部E2的对角线的中点D为基准,在比该中点D靠第一方向RX的一侧RX1、且比中点D靠第二方向RY的一侧RY1的第一对角区域F1配置有第一电位检测部73。另外,在比中点D靠第一方向RX的另一侧RX2、且比中点D靠第二方向RY的另一侧RY2的第二对角区域F2配置有第二电位检测部74。
这样,只要将第一电位检测部73和第二电位检测部74配置在以配置有第一电阻元件R1及第二电阻元件R2的矩形区域的对角线的中点D为基准位于对角方向的区域,即可减小第一路径C1的路径长度和第二路径C2的路径长度之差。因此,可以减小第一路径C1和第二路径C2的阻抗之差。
图4(b)的例子中,第一电阻元件R1和第二电阻元件R2配置于沿第二方向RY错开的位置。即使是这样的配置,也能够以配置第一电阻元件R1和第二电阻元件R2的区域的对角位置(第一角部E1和第二角部E2)的中点D为基准,在位于对角方向的第一对角区域F1和第二对角区域F2的一方配置第一电位检测部73,在另一方配置第二电位检测部74。因此,与图4(a)的例子同样,可以减小第一路径C1和第二路径C2的路径长度之差,且可以减小第一路径C1和第二路径C2的阻抗之差。
在图4(a)、图4(b)的方式中,第一配线区域71和第二配线区域72扩展到配置有第一电位检测部73的第一对角区域F1及配置有第二电位检测部74的第二对角区域F2,但在未配置第一电位检测部73及第二电位检测部74的一侧的对角区域(第三对角区域G1及第四对角区域G2),不需要为了设置电位检测部而设置配线图案。因此,第一配线区域71和第二配线区域72在第三对角区域G1和第四对角区域G2形成向电阻元件侧凹陷的形状,而不必向第三对角区域G1和第四对角区域G2扩展。因此,电流检测部70在第二基板上的专有面积较小。
图4(c)所示的电流检测部70在第一电位检测部73及第二电位检测部74形成有贯通基板本体的多个通孔75。这样,只要预先形成多个通孔75,即可调节电位差的检测位置而不必变更配线图案。因此,可以在形成电流检测部70之后调节第一路径C1和第二路径C2的阻抗。另外,通过通孔75可以使设于电路基板的一表面和另一表面的配线图案导通。因此,能够将多个电阻元件配置于电路基板的一表面和另一表面,构成将多个电阻元件并联连接的电流检测部70。进而,在使用多层基板作为电路基板的情况下,能够使设于电路基板的表面的配线图案或电阻元件与设于内部的层上的配线图案导通。因此,可以将电路基板小型化。此外,通孔75也可以仅设于第一电位检测部73和第二电位检测部74中的一方。
在图4(a)~图4(c)的方式中,第一电位检测部73和第二电位检测部74配置在以中点D为基准呈点对称的位置。在这样的配置中,第一路径C1和第二路径C2的路径长度相同或大致相同。因此,可以减小第一路径C1和第二路径C2的阻抗之差引起的测量误差。
图5是表示电流检测误差的曲线图。在图5中,用实线表示的曲线H1表示比较例的电流检测部(省略图示)的电流检测误差。比较例的电流检测部中,虽然图4(c)的例子中所示的第二电位检测部74设于第二对角区域F2,但是第一电位检测部73不是设于第一对角区域F1,而是被设于距第一电阻元件R1和第二电阻元件R2大致相等的距离的位置。另外,用虚线表示的曲线H2表示图4(c)所示的电流检测部70的电流检测误差。根据图5的数据可知,通过将第一电位检测部73移动到对角区域,电流检测误差变得非常小。
(本方式的主要的效果)
如上所述,本方式的电动机控制装置1的第二基板具备供被检测电流流通的电路图案(例如,供电动机驱动电流流通的电路图案)和检测被检测电流的电流检测部70,电流检测部70具备经由第一配线区域71和第二配线区域72并联连接的多个电阻元件(例如第一电阻元件R1及第二电阻元件R2)。因此,能够根据设于第一配线区域71的第一电位检测部73与设于第二配线区域72的第二电位检测部74之间的电位差和多个电阻元件的合成电阻求出被检测电流。另外,如果构成电流检测部70的多个电阻元件的电阻值(标称电阻值)相同,则与使用电阻值不同的多个电阻元件构成电流检测部70的情况相比,可以更简单地求出被检测电流。
另外,本方式的电流检测部70具备供电流经由多个电阻元件流通的多个路径(例如,第一路径C1和第二路径C2),这些多个路径的阻抗之差在构成电流检测部70的电阻元件相对于标称电阻值的电阻值容许差的范围内。因此,可以减少因多个路径的阻抗的差异而使在多个路径中流通的电流产生差异所导致的电流值的检测误差。另外,由于起因于多个路径的阻抗的差异引起的检测误差不会超过电阻元件的零件特性引起的检测误差,所以不会浪费电阻元件的零件特性。因此,在使用高精度的电阻元件的情况下,能够有效地使用其零件性能高精度地检测电流。
具体而言,在本方式中,第一电位检测部73在第一配线区域71上,与第二电阻元件R2比,设于更接近第一电阻元件R1的位置,第二电位检测部74在第二配线区域72上,与第一电阻元件R1比,设于更接近第二电阻元件R2的位置。由此,在第一路径C1和第二路径C2中,第一电位检测部73侧的路径部分的路径长度之差和第二电位检测部74侧的路径部分的路径长度之差在将两路径部分合计后,至少一部分被抵消。因此,可以减小第一路径C1和第二路径C2的阻抗之差。
另外,该配置也可以如下规定。即,电流检测部70包含配置于最靠第一方向RX的一侧RX1的第一电阻元件R1和配置于最靠第一方向RX的另一侧RX2的第二电阻元件R2,第一电位检测部73和第二电位检测部74以连结第一电阻元件R1的第一方向RX的一侧RX1的角部中、位于与第一方向RX正交的第二方向RY的一侧RY1的第一角部E1和第二电阻元件R2的第一方向RX的另一侧RX2的角部中、位于第二方向RY的另一侧RY2的第二角部E2的对角线的中点D为基准,在比该中点D靠第一方向RX的一侧RX1、且比中点D靠第二方向RY的一侧RY1的第一对角区域F1配置有第一电位检测部73,在比中点D靠第一方向RX的另一侧RX2、且比中点D靠第二方向RY的另一侧RY2的第二对角区域F2配置有第二电位检测部74。这样,通过以多个电阻元件的配置区域的对角线的中点D为基准,在对角方向的一侧和另一侧配置第一电位检测部73和第二电位检测部74,可以减小第一路径C1和第二路径C2的路径长度之差,从而可以减小第一路径C1和第二路径C2的阻抗之差。
特别是,只要第一电位检测部73和第二电位检测部74设于以中点D为基准呈点对称的位置,即可使穿过第一电阻元件R1的第一路径C1和穿过第二电阻元件R2的第二路径C2的阻抗相同。在这种情况下,不会产生第一路径C1和第二路径C2的路径长度之差引起的检测误差。
另外,像本方式那样,在靠第一电阻元件R1的部位配置第一电位检测部73、靠第二电阻元件R2的部位配置第二电位检测部74的情况下,第一配线区域71只要仅扩大第一电阻元件R1侧的区域即可,第二配线区域72只要仅扩大第二电阻元件R2侧的区域即可。因此,在不需要配线图案的区域不形成配线图案,从而能够减小电流检测用配线图案的面积。因此,能够减小电流检测部70的基板专有面积,可以将电路基板小型化。或者,可以增大电路基板上的电路配置的自由度,从而可以增大电路基板的设计自由度。
另外,电流检测部70可以采用在第一电位检测部73和第二电位检测部74形成有贯通基板本体的通孔75的方式。只要在检测电位的位置预先形成有多个通孔75,即可调节电流流通的路径的阻抗而不必变更配线图案。进而,在将基板本体设为多层基板的情况下,也可以在基板表面以外的层上形成配线图案并经由通孔75使配线图案导通,因此,能够扩大配线图案的形成面积。
另外,在基板本体上形成通孔75的情况下,能够在基板本体的两面配置电阻元件并经由通孔75并联连接,从而构成电流检测部70,在这种情况下,与将所有电阻元件配置在基板本体的一面的情况相比,可以减小电流检测部的基板专有面积。另外,在基板本体的两面各配置有相同数量的电阻元件的情况下,能够以简单的配置减小经由各电阻元件的路径的阻抗之差。因此,可以简单地提高检测精度。
在本方式的电动机控制装置1的第二基板上,搭载有供给三相的电动机驱动电流的倒相电路63,作为电流检测部70,设有串联连接于倒相电路63和输出三相中的两相的电动机驱动电流的输出端子29U、29V之间的电流检测部70U、70V。因此,可高精度地检测向伺服电动机2供给的电流值,能够高精度地控制伺服电动机。另外,仅检测三相中的两相的电流,根据检测到的两相的电流值可求出剩余的一相的电流值,因此,与通过电流检测部70分别检测三相的电流的情况相比,电流检测部70的数量减少。因此,可以消减零件数量及装配工序的数量,对成本消减及小型化是有利的。
(其它实施方式)
上述方式是将本发明应用于具备检测电动机驱动电流的电流检测部70的电路基板的方式,但电流检测部70也可以用于检测电动机驱动电流以外的电流。

Claims (15)

1.一种电路基板,其具有基板本体和检测在形成于所述基板本体的配线图案中流通的被检测电流的电流检测部,其特征在于,
所述电流检测部具备:
电流检测用配线图案,所述电流检测用配线图案具备设有第一电位检测部的第一配线区域及设有第二电位检测部的第二配线区域;以及
多个电阻元件,所述多个电阻元件经由所述第一配线区域和所述第二配线区域并联连接,
作为所述被检测电流在所述第一电位检测部和所述第二电位检测部之间流通的路径,具备经由所述多个电阻元件中的各电阻元件的多个路径,
所述多个路径的阻抗之差在所述多个电阻元件各自相对于标称电阻值的电阻值容许差的范围内。
2.根据权利要求1所述的电路基板,其特征在于,
所述多个电阻元件至少包含第一电阻元件和第二电阻元件,
所述第一电位检测部在所述第一配线区域上,与所述第二电阻元件比,设于更接近所述第一电阻元件的位置,
所述第二电位检测部在所述第二配线区域上,与所述第一电阻元件比,设于更接近所述第二电阻元件的位置。
3.根据权利要求2所述的电路基板,其特征在于,
所述多个电阻元件包含配置于最靠第一方向的一侧的所述第一电阻元件和配置于最靠所述第一方向的另一侧的所述第二电阻元件,
所述第一电位检测部和所述第二电位检测部中,
以连结所述第一电阻元件的所述第一方向的一侧的角部中、位于与所述第一方向正交的第二方向的一侧的第一角部和所述第二电阻元件的所述第一方向的另一侧的角部中、位于所述第二方向的另一侧的第二角部的对角线的中点为基准,在比所述中点靠所述第一方向的一侧、且比所述中点靠所述第二方向的一侧的第一对角区域配置有所述第一电位检测部,在比所述中点靠所述第一方向的另一侧、且比所述中点靠所述第二方向的另一侧的第二对角区域配置有所述第二电位检测部。
4.根据权利要求3所述的电路基板,其特征在于,
所述第一电位检测部和所述第二电位检测部设于以所述中点为基准呈点对称的位置。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的电路基板,其特征在于,
在所述第一电位检测部和所述第二电位检测部的至少一方,形成有贯通所述基板本体的通孔。
6.根据权利要求1所述的电路基板,其特征在于,
在所述基板本体的一表面及另一表面配置有所述电阻元件。
7.根据权利要求6所述的电路基板,其特征在于,
在所述一表面和所述另一表面各配置有相同数量的所述电阻元件。
8.根据权利要求7所述的电路基板,其特征在于,
所述一表面和所述另一表面上的所述电阻元件的配置相同。
9.根据权利要求8所述的电路基板,其特征在于,
所述多个电阻元件的标称电阻值相同。
10.根据权利要求5所述的电路基板,其特征在于,
在所述基板本体的一表面及另一表面配置有所述电阻元件。
11.根据权利要求10所述的电路基板,其特征在于,
在所述一表面和所述另一表面各配置有相同数量的所述电阻元件。
12.根据权利要求11所述的电路基板,其特征在于,
所述一表面和所述另一表面上的所述电阻元件的配置相同。
13.根据权利要求12所述的电路基板,其特征在于,
所述多个电阻元件的标称电阻值相同。
14.一种电动机控制装置,其特征在于,具有:
权利要求1所述的电路基板;
倒相电路,所述倒相电路供给三相的交流电流;以及
输出端子,所述输出端子经由所述电路基板上的配线图案与所述倒相电路连接,将从所述倒相电路供给的三相的电流向伺服电动机的线圈供给,
所述电流检测部被串联连接于所述倒相电路和所述输出端子之间,检测所述三相中的至少两相的电流。
15.一种电动机控制装置,其特征在于,具有:
权利要求13所述的电路基板;
倒相电路,所述倒相电路供给三相的交流电流;以及
输出端子,所述输出端子经由所述电路基板上的配线图案与所述倒相电路连接,将从所述倒相电路供给的三相的电流向伺服电动机的线圈供给,
所述电流检测部串联连接于所述倒相电路和所述输出端子之间,检测所述三相中的至少两相的电流。
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