CN111034009B - 马达的驱动控制装置以及马达的驱动控制方法 - Google Patents

Abstract

实施方式的马达的驱动控制装置(1)具备：马达驱动部(10)，向马达(3)的3相线圈(Lu、Lv、Lw)选择性地通电；马达控制部(20)，通过向马达驱动部(10)输出驱动控制信号而将由马达驱动部(10)通电的线圈(Lu、Lv、Lw)的通电相以规定的顺序切换；制动控制部(30)，输出制动控制信号；相间短路部(40)，连接于线圈(Lu、Lv)间，根据短路信号来将线圈(Lu、Lv)间短路；以及短路信号输出部(50)，连接于线圈(Lw)与相间短路部(40)之间，若输入制动控制信号则将短路信号向相间短路部(40)输出。

Description

马达的驱动控制装置以及马达的驱动控制方法

技术领域

本发明涉及马达的驱动控制装置以及马达的驱动控制方法。

背景技术

以往，在使三相无刷马达例如作为风扇马达用途而动作时，一般使用从接收旋转停止指令，或从停止电源供给到使旋转停止为止，通过将驱动桥接电路在电学上短路从而使各马达线圈间短路的技术。像这样，通过使各马达线圈间短路，而使在马达线圈产生的反电动势短路，从而能够通过再生制动使马达的旋转迅速地停止。

此时，为了使各马达线圈间短路，需要用于使用于短路的系统动作的电源供给。因此，例如在电源切断时的制动动作中，制动时间被电源线的残存电荷量影响。另外，电源无供给时的风车(外界风导致的叶片的强制旋转)现象产生时的旋转抑制呈功能不足的状态。

对于上述的课题，公知有在电源供给停止后，确保制动状态并尽可能早地使马达停止的制动装置。

作为电动机的制动装置，例如存在在电动机的电源供给路设置用于通过发电制动而使电动机强制停止的短路电路的装置(例如参照专利文献1)。在涉及的装置的短路电路中，配备在无电压状态下导通而使短路电路短路的静电引导型晶体管。

另外，作为其他的制动装置，例如在通过开关元件来驱动控制马达的马达驱动电路中，存在具备整流电路与连接于该整流电路的能量消耗单元的马达的动态制动装置(例如参照专利文献2)。在上述装置中，整流电路将在断开开关元件时在马达的动力线产生的反电动势整流，并通过能量消耗单元消耗整流电路整流后的反电动势而停止马达。

另外，存在具备连接于电动马达的电磁线圈的整流电路、与开关电路的电动马达的电源切断控制电路(例如参照专利文献3)。上述电源切断控制电路的开关电路与电磁线圈和整流电路一同形成闭电路，并且在对电动马达供给电源时不导通，而在电源供给被切断时导通。

专利文献1：日本特开平1-133583号公报

专利文献2：日本特开平1-209973号公报

专利文献3：日本特开2010-28997号公报

上述的以往的电动机的制动装置为了控制静电引导型晶体管的导通状态而使用由光耦合器构成的开关元件，需要浮动电路结构。另外，上述装置为了使静电引导型晶体管发挥功能需要电池。并且，对进行发电制动而言，在马达驱动用电源供给切断时控制电路也接收电源供给而动作是前提。

另外，在上述的以往的动态制动装置中，为了在停电时或者特殊情况时使用于施加动态制动的晶体管导通，需要基于光耦合器的浮动电路结构。

另外，上述的电源切断控制电路需要连接于桥接电路的全波整流电路。另外，上述电路为了在电源供给切断时使马达作为发电制动器发挥功能，需要基于光学隔离器的浮动电路结构。

像这样，上述的以往的制动装置均不能说是简单的电路结构。另外，在以往的制动装置中，是需要用于制动的外部信号、电源的结构，在实用上存在价格较高等的课题。

发明内容

本发明是鉴于上述内容而完成的，其目的在于提供能够以简单的电路结构来实现完全独立型无电源制动的马达的驱动控制装置以及马达的驱动控制方法。

为了解决上述的课题且实现目的，本发明的一形式所涉及的马达的驱动控制装置，具备：马达驱动部，选择性地向马达的3相线圈通电；马达制部，通过向所述马达驱动部输出驱动控制信号，以规定的顺序切换由所述马达驱动部通电的所述3相线圈的通电相；制动控制部，输出制动控制信号；相间短路部，连接于所述3相线圈中的2相线圈间，根据短路信号来将该2相线圈间短路；以及短路信号输出部，连接于所述3相线圈中的与所述2相线圈不同的1相线圈和所述相间短路部之间，若被输入所述制动控制信号则向所述相间短路部输出所述短路信号。

根据本发明的一形式，能够以简单的电路结构来实现完全独立型无电源制动。

附图说明

图1是输出实施方式所涉及的马达驱动控制装置的电路结构的一个例子的框图。

图2是对实施方式所涉及的马达驱动控制装置的动作模式进行说明的图。

图3是对实施方式所涉及的马达驱动控制装置的动作顺序的一个例子进行说明的流程图(1)。

图4是实施方式所涉及的马达驱动控制装置的动作顺序的一个例子进行说明的流程图(2)。

图5是实施方式所涉及的马达驱动控制装置的动作顺序的一个例子进行说明的流程图(3)。

图6是用于对基于实施方式所涉及的马达驱动控制装置的制动动作的效果进行说明的图(1)。

图7是用于对基于实施方式所涉及的马达驱动控制装置的制动动作的效果进行说明的图(2)。

图8是用于对基于实施方式所涉及的马达驱动控制装置的制动动作的效果进行说明的图(3)。

图9是示出实施方式所涉及的相间短路部的变形例的图。

图10是示出实施方式所涉及的制动控制部的变形例的图。

具体实施方式

以下，参照附图，对实施方式所涉及的马达的驱动控制装置以及马达的驱动控制方法进行说明。

(实施方式)

图1是示出实施方式所涉及的马达驱动控制装置的电路结构的一个例子的框图。

如图1所示，实施方式所涉及的马达驱动控制装置1具有马达驱动部10、马达控制部20、制动控制部30、相间短路部40、以及短路信号输出部50。此外，图1中示出的马达驱动控制装置1的构件也可以是整体的一部分，马达驱动控制装置1除了图1中示出的以外还具备其他的构件。

马达驱动控制装置1也可以是其全部被封装化而成的集成电路装置(IC)，或者也可以马达驱动控制装置1的一部分作为一个集成电路装置被封装化，还可以马达驱动控制装置1的全部或者一部分与其他的装置一同被封装化而构成一个集成电路装置。

马达驱动部10向马达3的3相线圈Lu、Lv、Lw选择性地通电。马达控制部20通过向马达驱动部10输出驱动控制信号而将由马达驱动部10通电的3相线圈Lu、Lv、Lw的通电相以规定的顺序切换。

另外，制动控制部30输出制动控制信号。相间短路部40连接于3相线圈Lu、Lv、Lw中的2相线圈(在图1中是线圈Lu、Lv)间，根据短路信号来将该2相线圈Lu、Lv间短路。短路信号输出部50连接于3相线圈Lu、Lv、Lw中的与2相线圈Lu、Lv不同的1相线圈Lw和相间短路部40之间，若被输入制动控制信号则将短路信号向相间短路部40输出。

如以上的那样，实施方式所涉及的马达驱动控制装置1具备：马达驱动部10，其向马达3的3相线圈Lu、Lv、Lw选择性地通电；马达控制部20，其通过向马达驱动部10输出驱动控制信号从而将由马达驱动部10通电的3相线圈Lu、Lv、Lw的通电相以规定的顺序切换；制动控制部30，其输出制动控制信号；相间短路部40，其连接于3相线圈Lu、Lv、Lw中的2相线圈Lu、Lv间，根据短路信号来将2相线圈Lu、Lv间短路；以及短路信号输出部50，其连接于3相线圈Lu、Lv、Lw中的与2相线圈Lu、Lv不同的1相线圈Lw和相间短路部40之间，若被输入制动控制信号则将短路信号向相间短路部40输出。另外，在实施方式所涉及的马达的驱动控制方法中，由马达驱动部10来向马达3的3相线圈Lu、Lv、Lw选择性地通电，由马达控制部20来通过向马达驱动部10输出驱动控制信号从而将由马达驱动部10通电的3相线圈Lu、Lv、Lw的通电相以规定的顺序切换，由制动控制部30来输出制动控制信号，由连接于3相线圈Lu、Lv、Lw中的2相线圈Lu、Lv间的相间短路部40根据短路信号来将2相线圈Lu、Lv间短路，由连接于3相线圈Lu、Lv、Lw中的与2相线圈Lu、Lv不同的1相线圈Lw和相间短路部40之间的短路信号输出部50，若被输入制动控制信号则将短路信号向相间短路部40输出。

由此，马达驱动控制装置1能够不需要浮动电路结构而以简易的结构对马达3的旋转制动。另外，由于马达驱动控制装置1的短路信号输出部50能够使用在1相线圈Lw产生的反电动势来输出短路信号，因此马达驱动控制装置1能够实现完全独立型无电源制动。

以下，对实施方式所涉及的马达驱动控制装置1的详细进行说明。马达驱动控制装置1构成为例如通过正弦波驱动来驱动马达3。另外，马达驱动控制装置1对马达3的旋转制动。

在实施方式中，马达3例如是3相的无刷马达，例如是使未图示的风扇等旋转的风扇马达。马达驱动控制装置1通过在马达3的电枢的线圈Lu、Lv、Lw使正弦波状的驱动电流流动从而使马达3旋转。另外，马达驱动控制装置1在判定为停止马达3的旋转的情况下，或者在来自电源2的电力供给被切断时，使马达3的旋转制动。

马达驱动部10是根据从马达控制部20输出的驱动控制信号来向马达3输出驱动信号，而向马达3所具备的电枢的线圈Lu、Lv、Lw通电的变频器电路。马达驱动部10通过对各相(U相、V相，W相)的线圈Lu、Lv、Lw分别配置例如设置于电源2的两端的2个开关元件的串联电路的对(一对开关元件Q1、Q2；一对开关元件Q3、Q4；以及一对开关元件Q5、Q6)而构成。此外，开关元件Q1～Q6在本实施方式中是MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor，金属氧化物半导体场效应晶体管)。在各对2个开关元件中，开关元件彼此的连接点成为输出端，在该输出端连接有联接于马达3的各相的线圈Lu、Lv、Lw的端子。具体而言，开关元件Q1、Q2彼此的连接点是联接于U相的线圈Lu的端子的输出端。另外，开关元件Q3、Q4彼此的连接点是联接于V相的线圈Lv的端子的输出端。另外，开关元件Q5、Q6彼此的连接点是联接于W相的线圈Lw的端子的输出端。

马达控制部20例如由微型计算机构成，控制马达驱动控制装置1的各部分。马达控制部20具有马达驱动控制部21、和马达制动指令部22。

马达驱动控制部21生成用于驱动马达驱动部10的驱动控制信号而向马达驱动部10输出。作为生成的驱动控制信号，例如是与马达驱动部10的开关元件Q1～Q6分别对应的Vuu、Vul、Vvu、Vvl、Vwu以及Vwl。具体而言，向开关元件Q1输出驱动控制信号Vuu，向开关元件Q2输出驱动控制信号Vul。另外，向开关元件Q3输出驱动控制信号Vvu，向开关元件Q4输出驱动控制信号Vvl。另外，向开关元件Q5输出驱动控制信号Vwu，向开关元件Q6输出驱动控制信号Vwl。通过输出这些的驱动控制信号，从而与各个驱动控制信号对应的开关元件Q1～Q6进行接通、断开动作，而向马达3输出驱动信号来向马达3的各相的线圈Lu、Lv、Lw供给电力。在使马达3的旋转停止时，开关元件Q1～Q6均被设为断开。例如，马达驱动控制部21在通过马达制动指令部22来输出使马达3的旋转制动的制动指令信号的情况下，将开关元件Q1～Q6均断开。

马达制动指令部22生成用于制动控制部30使马达3的旋转制动的制动指令信号并向制动控制部30输出。马达制动指令部22例如在使马达3的旋转制动的情况下生成Low信号亦即制动指令信号，例如在不使马达3的旋转制动的情况下生成High信号亦即非制动指令信号。此外，也可以生成的制动指令信号是High信号，而非制动指令信号是Low信号。

制动控制部30向短路信号输出部50输出制动控制信号。制动控制信号是在将线圈Lu、Lv间短路的情况下输出的信号，如后述的那样通过制动控制信号向短路信号输出部50输出，从而短路信号从短路信号输出部50向相间短路部40输出，相间短路部40将线圈Lu、Lv间短路。

制动控制部30在马达制动指令部22输出了使马达3的旋转制动的制动指令信号的情况下，或者在来自电源2的电力供给被切断的情况下，输出制动控制信号。

例如，马达制动指令部22在马达驱动控制部21停止了马达3的驱动的情况下输出制动指令信号。即使马达驱动控制部21停止马达3的驱动，马达3也因惯性而继续旋转。由此，马达制动指令部22为了使基于惯性的旋转迅速地停止而输出制动指令信号。

若马达制动指令部22输出制动指令信号，则制动控制部30检测马达3的通过基于惯性的旋转而产生的反电动势，而使用检测到的反电动势来输出制动控制信号。

另外，若在马达3的旋转驱动中来自电源2的电力供给被切断，则变得不再输入来自马达驱动部10驱动信号，但马达3因惯性而继续旋转。由此，制动控制部30为了使基于惯性的旋转迅速地停止而检测反电动势，使用检测到的反电动势来输出制动控制信号。

或者，在马达3的旋转停止，并且来自电源2的电力供给被切断的状态下，例如因基于外力的马达3旋转，例如因外界风而风扇旋转等，而也在线圈Lu、Lv、Lw产生反电动势。制动控制部30为了抑制基于外力的马达3的旋转而检测因电力供给的切断与外力而产生的反电动势，通过使用检测到的反电动势来输出制动控制信号从而使马达3的旋转制动。

制动控制部30具有电源切断检测电路41、反电动势检测电路42、第1制动控制电路43、以及第2制动控制电路44。详细内容在后叙述，但对制动控制部30而言，在基于马达驱动部10的马达3的驱动中，若电源切断检测电路41检测到电力供给的切断，则输出制动控制信号。另外，对制动控制部30而言，在基于马达驱动部10的马达3的驱动停止中，若电源切断检测电路41检测到电力供给的切断，并且若检测到在线圈Lw(1相线圈的一个例子)产生的反电动势，则输出制动控制信号。

电源切断检测电路41检测来自电源2的电力供给的切断。电源切断检测电路41具有与电源2以并联的方式连接的电阻元件R1、R2的串联电路、和配置于串联电路与第1制动控制电路43之间的电阻元件R3。电源2的电源电压根据电阻元件R1、R2的抵抗值而被分压。电源切断检测电路41将根据被分压后的电压值的电源检测信号(High信号)向第1制动控制电路43输出。此外，由于若来自电源2的电力供给被切断则电源电压值变为零，因此电源切断检测电路41输出示出电源切断的切断检测信号(Low信号)。

第1制动控制电路43根据基于电源切断检测电路41的来自电源2的电力供给的切断的检测结果，或者马达制动指令部22所输出的制动指令信号、非制动指令信号，来切换马达3的制动、非制动。

第1制动控制电路43具有开关元件SW1、和第1、第2二极管元件D1、D2。开关元件SW1在本实施方式中是晶体管，开关元件SW1的一端经由电阻元件R5连接于电源2，另一端经由电阻元件R6接地。另外，开关元件SW1的一端连接于第2制动控制电路44。第1二极管元件D1的阳极连接于电源切断检测电路41，阴极连接于开关元件SW1的控制端子。第2二极管元件D2的阳极连接于开关元件SW1的控制端子，阴极连接于马达制动指令部22。

例如，在电源2未被切断而电源切断检测电路41输出电源检测信号(High信号)的情况下，第1二极管元件D1成为导通。此时，若马达制动指令部22输出不使马达3的旋转制动的非制动指令信号(High信号)，则由于第2二极管元件D2成为截止，因此电源检测信号经过第1二极管元件D1向开关元件SW1的控制端子输入，开关元件SW1被导通。

另一方面，即使在电源切断检测电路41输出电源检测信号的情况下，若马达制动指令部22输出使马达3的旋转制动的制动指令信号(Low信号)，则第2二极管元件D2成为导通，而电源检测信号在第2二极管元件D2侧流动，而不向开关元件SW1的控制端子输入。因此，开关元件SW1成为断开。

另外，在电源切断检测电路41输出切断检测信号(Low信号)的情况下，由于与马达制动指令部22的输出无关地，电流不在第1二极管元件D1流动，因此电流不向开关元件SW1的控制端子输入，而开关元件SW1成为断开。

此外，详细内容在后叙述，但在第1制动控制电路43的开关元件SW1断开的情况下，第2制动控制电路44根据反电动势检测电路42的检测结果来输出制动控制信号。另一方面，在第1制动控制电路43的开关元件SW1接通的情况下，第2制动控制电路44与反电动势检测电路42的检测结果无关地也不输出制动控制信号。第1制动控制电路43通过切换开关元件SW1的断开/接通来控制第2制动控制电路44的输出，而切换马达3的制动/非制动。

反电动势检测电路42检测在线圈Lw产生的反电动势。反电动势检测电路42具有电阻元件R4与电阻元件R7。若在线圈Lw产生反电动势，则电流Iw在线圈Lw流动。电流Iw在反电动势检测电路42的电阻元件R4流动，而在电阻元件R4的两端产生与电流Iw的大小和电阻元件R4的抵抗值对应的电压，而外加于开关元件SW2的集电极。另外，电压经由电阻元件R7而外加于开关元件SW2的控制端子。这些成为检测反电动势的动作，其结果是，开关元件SW2接通。

第2制动控制电路44在第1制动控制电路43从马达3的非制动切换至制动的情况下，若在线圈Lw产生反电动势，则使用产生的反电动势输出制动控制信号。第2制动控制电路44具有开关元件SW2。

开关元件SW2在本实施方式中是晶体管，设置于反电动势检测电路42与短路信号输出部50之间。开关元件SW2的控制端子连接于第1制动控制电路43，并且经由电阻元件R7连接于线圈Lw。

在第1制动控制电路43的开关元件SW1断开，即来自电源2的电力供给被切断，或者马达制动指令部22输出制动指令信号的情况下，设为反电动势检测电路42检测到在线圈Lw产生的反电动势。这种情况下，在线圈Lw流动的电流Iw在开关元件SW2流动，开关元件SW2接通。由此，制动控制信号从第2制动控制电路44向短路信号输出部50输出。

另一方面，在第1制动控制电路43的开关元件SW1接通，即从电源2供给电力，在马达制动指令部22输出非制动指令信号的情况下，即使反电动势检测电路42检测到在线圈Lw产生的反电动势，在线圈Lw流动的电流也经由第2制动控制电路44在第1制动控制电路43的开关元件SW1流动。因此，电流Iw不向开关元件SW2的控制端子输入，开关元件SW2成为断开。因此，制动控制信号不从第2制动控制电路44向短路信号输出部50输出。

短路信号输出部50连接于线圈Lw与相间短路部40之间。短路信号输出部50若从第2制动控制电路44输入制动控制信号则将短路信号向相间短路部40输出。短路信号输出部50具有开关元件SW3。开关元件SW3在本实施方式中是晶闸管，阳极连接于线圈Lw，阴极连接于相间短路部40，栅极连接于第2制动控制电路44。

第2制动控制电路44所输出的制动控制信号向开关元件SW3的栅极输入。由此，开关元件SW3接通，而在线圈Lw流动的电流Iw作为短路信号被输出给相间短路部40。

相间短路部40连接于线圈Lu、Lv间，根据短路信号将线圈Lu、Lv间短路。相间短路部40具有设置于线圈Lu、Lv的两端的2个开关元件SW4、SW5。开关元件SW4、SW5在本实施方式中是晶闸管。开关元件SW4、SW5的阳极分别连接于线圈Lv、Lu，阴极接地。开关元件SW4、SW5的栅极连接于短路信号输出部50(具体而言，开关元件SW3的阴极)，被输入短路信号。若短路信号被输入则开关元件SW4、SW5接通，而线圈Lu、Lv间短路。另外，由于开关元件SW4、SW5的阴极通过接地而与马达驱动部10的开关元件Q2、Q4连接，因此从开关元件SW4、SW5流出的短路电流也在开关元件Q2、Q4的寄生二极管流动(图1的I2、I4)。即，在基于短路信号输出部50的线圈Lu、Lv(2相线圈的一个例子)间的短路时，马达驱动部10的开关元件Q2、Q4各自的寄生二极管作为再生电路的一部分动作。像这样，能够利用于在马达驱动部10的开关元件Q2、Q4流动的短路电流I2、I4的再生路径。

另外，通过由2个晶闸管构成相间短路部40，从而能够同时实现作为整流电路的功能与作为短路电路的功能，能够将相间短路部40设为简易的结构。另外，相间短路部40能够如本实施方式那样由晶闸管那样的通用性较高的部件构成。

接下来，使用图1、图2，对基于马达驱动控制装置1的制动动作的动作模式进行说明。图2是对实施方式所涉及的马达驱动控制装置1的动作模式进行说明的图。如上述的那样，马达驱动控制装置1在来自电源2的电力供给被切断的情况下，或者在马达制动指令部22输出了制动指令信号的情况下，使马达3的旋转制动。如图2所示，与马达驱动控制装置1的制动有关的动作被分为动作模式A～C这3个。

首先，在马达控制部20不进行马达3的制动而使之旋转的情况下(动作模式A)，如图2所示，在马达驱动控制装置1存在来自电源2的电力供给，而从马达制动指令部22输出非制动指令信号(High信号)。这种情况下，第1制动控制电路43的第1二极管元件D1导通，而第2二极管元件D2成为截止，开关元件SW1成为导通。由此，即使在马达3产生反电动势，开关元件SW2～SW5也均成为断开，不输出制动控制信号、短路信号中的任一个，不进行基于马达驱动控制装置1的制动动作(无制动)。

另外，例如设为马达控制部20决定马达3的旋转停止，而马达驱动控制部21停止马达3的驱动，并且马达制动指令部22进行马达3的制动(动作模式B)。这种情况下，在马达驱动控制装置1存在来自电源2的电力供给，另外，从马达制动指令部22输出制动指令信号(Low信号)。这种情况下，第1二极管元件D1、第2二极管元件D2均成为导通，开关元件SW1成为断开。此时，若在马达3产生反电动势，则开关元件SW2～SW5变为接通，使用在马达3产生的反电动势来生成制动控制信号、短路信号。由此，相间短路部40短路，而使马达3的旋转制动(有制动)。

像这样，在马达控制部20停止马达3的旋转驱动的情况下，马达驱动控制装置1能够使用因惯性在马达3产生的反电动势使马达3的旋转制动。

另外，在对马达驱动控制装置1的来自电源2的电力供给被切断，而变得无供给的情况下(动作模式C)，第1二极管元件D1、第2二极管元件D2的任意一个都成为截止，而开关元件SW1成为断开。此时，若在马达3产生反电动势，则开关元件SW2～SW5变为接通，使用在马达3产生的反电动势生成制动控制信号、短路信号。由此，相间短路部40短路，使马达3的旋转制动(有制动)。

此外，在动作模式C中，无论是在基于马达控制部20的马达3的旋转驱动中，还是在旋转停止中，若来自电源2的电力供给被切断，则马达驱动控制装置1使马达3的旋转制动。即，马达驱动控制装置1不管从马达制动指令部22在电力供给被切断之前输出的信号是非制动指令信号、制动指令信号的哪一个，在来自电源2的电力供给被切断的情况下，都使马达3的旋转制动。

因此，例如在马达3的旋转停止时电力供给切断时，能使基于外力的马达3的旋转制动。由此，例如马达3是风扇马达，能够实现在设置于用户系统内时的基于外界风的强制旋转的产生对策。

像这样，马达驱动控制装置1能够在来自电源2的电力供给切断时使马达3的旋转制动，且能够使马达3的旋转更迅速地停止。另外，由于马达驱动控制装置1使用在马达3产生的反电动势来使旋转制动，因此即使是来自电源2的电力供给切断时，也不需要具备电源2之外的电池，而能够进行完全独立型的无电源下的制动动作。另外，马达驱动控制装置1不需要为了进行电力供给切断的检测、以及制动指令信号的输出，而另外设置进行电力供给切断的检测以及制动指令信号的输出的外部装置，能够以马达驱动控制装置1实现独立型制动系统。

接着，使用图3～图5，对马达驱动控制装置1的动作顺序进行说明。图3～图5是对马达驱动控制装置1的动作顺序的一个例子进行说明的流程图。在图3中，对通过马达驱动控制装置1在马达3旋转驱动中切断来自电源2的电力供给的情况的马达驱动控制装置1的动作进行说明。

如图3所示，在马达驱动控制装置1的电源切断检测电路41未检测到电力供给的切断的情况下(步骤S101，否)，电源切断检测电路41继续步骤S101的电力供给的切断的检测。

另一方面，若电源切断检测电路41检测到电力供给的切断(步骤S101，是)，则第1制动控制电路43的第1二极管元件D1变为截止(步骤S102)，开关元件SW1变为断开(步骤S103)。

接着，在反电动势检测电路42未检测到反电动势的情况下(步骤S104，否)，反电动势检测电路42继续步骤S104的反电动势的检测。

另一方面，若反电动势检测电路42检测到线圈Lw的反电动势(步骤S104，是)，则第2制动控制电路44的开关元件SW2接通，输出制动控制信号(步骤S105)。由此，短路信号输出部50的开关元件SW3接通，输出短路信号(步骤S106)。若短路信号被向相间短路部40输入，则相间短路部40的开关元件SW4、SW5接通，线圈Lu、Lv间(2相线圈间)短路(步骤S107)。

由此，短路电流I2、I4在包括马达驱动部10的开关元件Q2、Q4的寄生二极管的再生路径流动，开始基于马达驱动控制装置1的再生制动动作(步骤S108)，使马达3的旋转制动(步骤S109)。由此，由于马达3的转速降低(步骤S110)，在马达3产生的反电动势降低(步骤S111)，因此开关元件SW2的输出电压降低(步骤S112)，开关元件SW3维持断开的状态(步骤S113)，开关元件SW4、SW5维持断开的状态(步骤S114)。

接着，使用图4，对在马达驱动控制装置1在马达3的旋转驱动停止中在从电源2被供给电力的状态下进行马达3的制动的情况的马达驱动控制装置1的动作进行说明。此外，与图3相同的动作标记同一附图标记，省略说明。

如图4所示，在马达驱动控制装置1的电源切断检测电路41未检测到来自电源2的电力供给的切断的情况(步骤S101，否)，且马达制动指令部22未输出制动指令信号的情况下(步骤S201，否)，第1制动控制电路43继续步骤S201的处理，等待制动指令信号的输入。另一方面，在输出制动指令信号的情况下(步骤S201，是)，第1制动控制电路43的第2二极管元件D2导通(步骤S202)，开关元件SW1断开(步骤S203)。之后，与图3相同地，通过马达驱动控制装置1使马达3的旋转制动，从而马达3的旋转降低。

接下来，使用图5，对马达驱动控制装置1停止马达3的旋转驱动，在马达3不旋转的状态、或者来自电源2的电力供给被切断的状态下，因外力在马达3强制性地产生旋转的情况的马达驱动控制装置1的动作进行说明。即，对马达3的旋转停止的状态下，因外界风等外力而马达3被强制性地旋转的情况的马达驱动控制装置1的动作进行说明。

这种情况下，由于马达制动指令部22输出制动指令信号，或者电源切断检测电路41检测到电力切断，所以如图5所示，开关元件SW1变为断开(步骤S301)。之后，若在步骤S104中反电动势检测电路42检测到反电动势，则马达驱动控制装置1与图3的步骤S105以下的动作相同地使马达3的旋转制动。

接下来，使用图6～图8，对基于马达驱动控制装置1的制动动作的效果进行说明。图6～图8是用于对基于马达驱动控制装置1的制动动作的效果进行说明的图。

在图6、图7中，对在马达驱动控制装置1使马达3旋转驱动的状态下，来自电源2的电力供给被切断的情况进行说明。

如图6所示，若在时刻t1来自电源2的电力供给被切断，则因马达3的基于惯性的旋转而产生反电动势，而相间短路部40将线圈Lu、Lv间短路。由此，在时刻t1以下，如图6的以实线示出的那样短路电流Iu、Iv在相间短路部40流动，但之后，在时刻t2短路电流几乎降低至零。这是由于马达3的转速降低而反电动势降低。这种情况下，从时刻t1至时刻t2的T1成为制动时间。

在这里，如图7的以点划线示出的那样，在时刻t1来自电源2的电力供给被切断后，未进行基于马达驱动控制装置1的制动的情况下，因惯性而马达3继续旋转，例如在从t1经过40秒后停止。此外，在图7中，从电力切断时的经过时间在横轴示出。因此，图7的横轴的零相当于时刻t1。

另一方面，如图7的以实线示出的那样，在进行基于马达驱动控制装置1的制动的情况下，从时刻t1至T1的期间进行马达3的制动。由此，马达3的转速到时刻t2为止大幅度地降低。之后，由于因马达3的转速降低而在马达3产生的电动势降低，因此不进行基于驱动控制装置1的制动动作，而马达3因惯性而继续旋转，但由于转速较低，因此例如在从t1经过10秒后停止旋转。

像这样，通过马达驱动控制装置1在电力供给切断时也进行制动动作，从而与不进行制动的情况相比能够减少马达3停止之前的时间。

此外，图7所示的经过时间是一个例子，不限于图7所示的时间。马达3停止之前的时间因马达3的转速、卷线数、叶轮形状等而变化。

接着，使用图8，对在马达3的旋转停止时外界风施加于风扇，而向马达3施加外力的情况的制动效果的具体例子进行说明。

图8的横轴示出外界风的风量，而纵轴示出马达3的转速。如图8的以虚线示出的那样，在不进行基于马达驱动控制装置1的制动动作的情况下，若外界风的风量变大则马达3的转速也增加。

另一方面，如图8的以实线示出的那样，在进行基于马达驱动控制装置1的制动动作的情况下，即使外界风的风量变大，也能够大幅度地抑制马达3的转速的增加。像这样，通过马达驱动控制装置1在马达3的旋转停止中进行制动动作，从而即使是外界风较强的情况也能够抑制马达3的旋转，即风扇的旋转。

在本实施方式中，由于通过上述的制动功能来将在线圈Lw产生的反电动势能量设为制动动作的电源，因此不需要电池等另外的电源，而能够实现完全独立型的无电源动作。特别是，在来自电源2的电力供给切断时，能够可靠地实现马达3的旋转停止，另外，在基于马达控制部20的马达3的旋转停止动作时也能够通过制动控制部30进行制动动作。另外，通过上述的制动功能，例如能够抑制将马达3作为风扇马达设置于用户系统内时的基于外界风的强制旋转的产生，而也能够作为风扇马达的逆流(基于逆流风的强制旋转)对策而利用。另外，由于相间短路部40构成为同时实现作为整流电路的功能与作为短路电路的功能，因此为了线圈Lu、Lv间的短路(制动)而需要的部件结构简单，另外能够由通用性较高的部件构成。另外，由于将马达驱动部10所具有的开关元件Q2、Q4(MOSFET)的寄生二极管作为短路电流的再生路径的一部分而利用(共享)，因此能够使构成短路电流再生路径的电路简化。另外，与之伴随地，印刷电路基板上的图案布局也能够在马达驱动部10与短路电流再生路径之间共用，而能够使马达驱动控制装置1小型化。

另外，在本实施方式中，为了实现上述的制动功能并不需要机械继电器、开关，能够使马达驱动控制装置1的可靠性提高，并且将制品寿命延长得更长。

此外，上述实施方式的马达驱动控制装置1的各部分的结构以及马达的结构不限定于图1的例子。

在图1中示出马达3的线圈Lu、Lv、Lw的接线是星形接线的情况，但也可以是三角形接线。

另外，在图1中，将相间短路部40的2个开关元件SW4、SW5设为晶闸管，但不限于此。例如，也可以通过一个双向晶闸管实现相间短路部40。这种情况下，如图9所示，在线圈Lu、Lv间配置双向晶闸管(TRIAC：triode for alternating current)，从短路信号输出部50向双向晶闸管的栅极输入短路信号。这种情况下，相间短路部40不需要接地，而不需要将马达驱动部10的开关元件Q2、Q4的寄生二极管用于再生路径。

此外，图9是示出相间短路部40的变形例的图，在图9中省略马达驱动控制装置1的构件中的说明所需要的构件的图示。

另外，在上述实施方式的马达驱动控制装置1中，设为制动控制部30检测来自电源2的电力切断，但不限定于此。例如，也可以设为马达控制部20检测电力切断。这种情况下，如图10所示，马达驱动控制装置1代替电源切断检测电路41、第1、第2制动控制电路43、44而具有第3制动控制电路45。如以下记述的那样，第3制动控制电路45若接收到从马达制动指令部22输出的制动指令信号，并且反电动势检测电路42检测到反电动势，则使用该反电动势来输出制动控制信号。

此外，图10是示出制动控制部30的变形例的图，在图10中省略马达驱动控制装置1的构件中的说明所不需要的构件的图示。

如图10所示，第3制动控制电路45具有开关元件SW6。开关元件SW6例如是晶体管，配置于反电动势检测电路42与地之间，从马达制动指令部22向控制端子输入非制动指令信号或者制动指令信号。

马达制动指令部22在使马达3旋转驱动的情况下输出非制动指令信号(High信号)。由此，第3制动控制电路45的开关元件SW6变为接通，而即使反电动势检测电路42检测到反电动势，也由于在线圈Lw流动的电流Iw经由开关SW6流向地，因此第3制动控制电路45不输出制动控制信号。

另一方面，马达制动指令部22例如在检测到电源2的电力切断的情况等，停止马达3的旋转的情况下，输出制动指令信号(Low信号)。由此，第3制动控制电路45的开关元件SW6成为断开。在该状态下，若反电动势检测电路42检测到反电动势，则在线圈Lw流动的电流Iw不在开关元件SW6流动，第3制动控制电路45将制动控制信号向短路信号输出部50输出。

像这样，通过马达控制部20检测来自电源2的电力供给切断，从而能够使制动控制部30的电路结构简化。

此外，上述实施方式的马达驱动控制装置1的各部分的结构不限定于上述的图1、图9以及图10的结构。例如，也可以将制动控制部30的结构的一部分或者全部通过硬件、或者软件的某一方来实现。

另外，在上述实施方式中，设为相间短路部40连接于线圈Lu、Lv间并将该2相线圈间短路，但并不限定于此，也可以设为相间短路部40连接于线圈Lv、Lw间或是线圈Lw、Lv间，将各个2相线圈间短路。

另外，也可以设为以电源2以外的电源驱动马达控制部20。这种情况下，也可以设为例如将马达控制部20作为供马达驱动控制装置1搭载的IC之外的IC安装。像这样，通过以电源2以外的电源驱动马达控制部20，从而即使来自电源2的电力供给切断，马达控制部20也能够输出制动指令信号。

另外，在上述实施方式中，设为马达控制部20决定是否进行马达3的制动，但不限定于此。例如，也可以设为在用户按下紧急停止按钮时进行马达3的制动等，控制马达驱动控制装置1以便由马达控制部20以外的外部装置进行马达3的制动。这种情况下，向第1制动控制电路43追加用于输入来自外部装置的制动指令的端子。由此，例如在马达3的紧急时需要停止的情况下，能够使马达3迅速地强制停止。

另外，短路信号输出部50不限定于本实施方式的结构。也可以设为作为构件包括晶闸管以外的部件。例如，也可以使用机械式的开关(机械接点继电器等)来实现短路信号输出部50。这种情况下，希望进行接点不良对策等，考虑到长期可靠性的设计。

另外，上述实施方式的马达驱动控制装置1的动作不限定于使用图3～图5进行了说明的动作。也可以包括图3～图5所示的动作以外的动作，另外，也可以设为将图3～图5所示的动作部分地并列进行。

另外，本发明并不被上述实施方式限定。将上述的各构件适当地组合而构成的产物也包含于本发明。另外，进一步的效果、变形例能够被本领域技术人员容易地导出。因此，本发明的更广泛的形式不限定于上述的实施方式，而能够进行各种变更。

附图标记说明：

1...马达驱动控制装置；2...电源；3...马达；10...马达驱动部；20...马达控制部；21...马达驱动控制部；22...马达制动指令部；30...制动控制部；40...相间短路部；41...电源切断检测电路；42...反电动势检测电路；43...第1制动控制电路；44...第2制动控制电路；45...第3制动控制电路；50...短路信号输出部；Lu、Lv、Lw...线圈；Q1～Q6...开关元件；Vuu、Vul、Vvu、Vvl、Vwu、Vwl...驱动控制信号；R1～R7...电阻元件；SW1、SW2、SW6...开关元件(晶体管)；SW3、SW4、SW5...开关元件(晶闸管)；D1...第二极管元件；D2...第2二极管元件；Iw...电流；I2、I4...短路电流。

Claims (11)

1.一种马达的驱动控制装置，具备：

马达驱动部，选择性地向马达的3相线圈通电；

马达控制部，通过向所述马达驱动部输出驱动控制信号，以规定的顺序切换由所述马达驱动部通电的所述3相线圈的通电相；

相间短路部，连接于所述3相线圈中的2相线圈间，根据短路信号来将该2相线圈间短路；

制动控制部，输出基于在所述3相线圈中的与所述2相线圈不同的1相线圈产生的反电动势的制动控制信号；以及

短路信号输出部，连接于所述3相线圈中的与所述2相线圈不同的1相线圈和所述相间短路部之间，若被输入所述制动控制信号则向所述相间短路部输出所述短路信号。

2.根据权利要求1所述的马达的驱动控制装置，其中，

所述制动控制部具有电源切断检测电路，所述电源切断检测电路检测来自向所述马达供给电力的电源的电力供给的切断，

在基于所述马达驱动部的马达驱动中，若所述电源切断检测电路检测到所述电力供给的切断，则所述制动控制部输出所述制动控制信号。

3.根据权利要求2所述的马达的驱动控制装置，其中，

所述制动控制部还具有反电动势检测电路，所述反电动势检测电路检测在所述1相线圈产生的反电动势，

在基于所述马达驱动部的马达驱动的停止中，若所述电源切断检测电路检测到所述电力供给的切断，并且所述反电动势检测电路检测到所述1相线圈产生的反电动势，则所述制动控制部输出所述制动控制信号。

4.根据权利要求2所述的马达的驱动控制装置，其中，

所述制动控制部还具有：

反电动势检测电路，检测在所述1相线圈产生的反电动势；

第1制动控制电路，根据基于所述电源切断检测电路的所述电力供给的切断的检测结果，切换所述马达的制动以及非制动；以及

第2制动控制电路，使用所述反电动势检测电路检测到的所述反电动势，输出所述制动控制信号。

5.根据权利要求1所述的马达的驱动控制装置，其中，

在基于所述马达驱动部的马达驱动的停止中，所述马达控制部输出对所述马达的旋转制动的制动指令信号，

若接收到所述制动指令信号，则所述制动控制部输出所述制动控制信号。

6.根据权利要求5所述的马达的驱动控制装置，其中，

所述制动控制部还具有：

反电动势检测电路，检测所述1相线圈产生的反电动势；以及

第3制动控制电路，若接收到所述制动指令信号且所述反电动势检测电路检测到所述反电动势，则使用该反电动势来输出所述制动控制信号。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的马达的驱动控制装置，其中，

所述短路信号输出部包括晶闸管。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的马达的驱动控制装置，其中，

所述相间短路部包括2个晶闸管。

9.根据权利要求8所述的马达的驱动控制装置，其中，

所述马达驱动部具有：在基于所述短路信号输出部的所述2相线圈的短路时寄生二极管作为再生电路的一部分动作的开关元件。

10.根据权利要求1至6中任一项所述的马达的驱动控制装置，其中，

所述相间短路部包括双向晶闸管。

11.一种马达的驱动控制方法，

利用马达驱动部，选择性地向马达的3相线圈通电，

利用马达控制部，通过向所述马达驱动部输出驱动控制信号，以规定的顺序切换由所述马达驱动部通电的所述3相线圈的通电相，

利用连接于所述3相线圈中的2相线圈间的相间短路部，根据短路信号将该2相线圈间短路，

利用制动控制部，输出基于在所述3相线圈中的与所述2相线圈不同的1相线圈产生的反电动势的制动控制信号，

利用连接于所述3相线圈中的与所述2相线圈不同的1相线圈和所述相间短路部之间的短路信号输出部，若被输入所述制动控制信号则向所述相间短路部输出所述短路信号。