CN111837330A - 电机的驱动控制装置以及电机的驱动控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电机的驱动控制装置以及电机的驱动控制方法。实施方式的电机的驱动控制装置(1)具备：电机驱动部(10)，选择性地向电机3的三相线圈(Lu、Lv、Lw)通电；电机控制部(20)，通过向电机驱动部(10)输出驱动控制信号而以规定顺序切换由电机驱动部(10)通电的线圈(Lu、Lv、Lw)的通电相；制动控制部(30)，输出制动控制信号；相间短路部(40)，与线圈(Lu、Lv、Lw)连接，根据短路信号使线圈(Lu、Lv、Lw)中的两个线圈的组合相互不同的三组的每组的线圈间短路；以及短路信号输出部(50)，连接在线圈(Lw)与相间短路部(40)之间，若被输入制动控制信号则将短路信号输出至相间短路部(40)。

Description

电机的驱动控制装置以及电机的驱动控制方法

技术领域

本发明涉及电机的驱动控制装置以及电机的驱动控制方法。

背景技术

以往，在使三相无刷电机例如作为风扇电机用途而动作时，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电短路来使各电机线圈间短路的技术。像这样，通过使各电机线圈间短路，使在电机线圈产生的反电动势短路，从而能够通过再生制动使电机的旋转迅速地停止。

此时，为了使各电机线圈间短路，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(基于外界风的叶片的强制旋转)现象产生时的旋转抑制呈功能不足的状态

针对上述的课题，在已知在停止电源供给后，确保制动状态，并尽可能早地使电机停止的制动装置。

作为电动机的制动装置，例如有在电动机的电源供给路上设置有用于通过发电制动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)。在该装置的短路电路中配备有在无电压状态下导通而使短路电路短路的静电感应型晶体管。

另外，作为其它制动装置，例如有在通过开关元件来驱动控制电机的电机驱动电路中，具备整流电路和与该整流电路连接的能量消耗单元的电机的动态制动装置(例如，参照专利文献2)。在该装置中，整流电路对在开关元件断开时在电机的动力线产生的反电动势进行整流，能量消耗单元消耗整流电路整流后的反电动势，从而使电机停止。

另外，存在具备与电动电机的电磁线圈连接的整流电路和开关电路的电动电机的电源切断控制电路(例如，参照专利文献3)。该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合电路，并且在对电动电机供给电源时不导通，在切断电源供给时导通。

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感应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，该装置为了使静电感应型晶体管发挥功能需要电池。并且，进行发电制动的前提是即使在电机驱动用电源供给切断时控制电路也接收电源供给而动作。

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与桥接电路连接的全波整流电路。另外，该电路为了在电源供给切断时使电机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。

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，在实用上存在价格高等的课题。

发明内容

本发明是鉴于上述而完成的，目的在于提供能够以简单的电路结构实现完全独立型无电源制动的电机的驱动控制装置以及电机的驱动控制方法。

为了解决上述的课题而实现目的，本发明的一个方式所涉及的电机的驱动控制装置具备：电机驱动部，选择性地向电机的三相线圈通电；电机控制部，通过向上述电机驱动部输出驱动控制信号，而以规定顺序切换由上述电机驱动部通电的上述三相线圈的通电相；制动控制部，输出制动控制信号；相间短路部，与上述三相线圈连接，对应于短路信号将上述三相线圈中的两个线圈的组合相互不同的三组的每组的线圈间短路；以及短路信号输出部，连接在上述三相线圈中的一相线圈与上述相间短路部之间，若被输入上述制动控制信号，则上述短路信号输出部将上述短路信号输出至上述相间短路部。

根据本发明的一个方式，能够以简单的电路结构实现完全独立型无电源制动。

附图说明

图1是表示实施方式所涉及的电机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电机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电机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是对实施方式所涉及的电机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是对实施方式所涉及的电机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是用于对实施方式所涉及的电机驱动控制装置进行的制动动作的效果进行说明的图(1)。

图7是用于对实施方式所涉及的电机驱动控制装置进行的制动动作的效果进行说明的图(2)。

图8是用于对实施方式所涉及的电机驱动控制装置进行的制动动作的效果进行说明的图(3)。

图9是用于对实施方式所涉及的电机驱动控制装置进行的制动动作的效果进行说明的图(4)。

图10是表示实施方式所涉及的电机驱动控制装置的变形例的图。

图11是表示包括实施方式所涉及的电机驱动控制装置以及电机的系统的变形例的图(1)。

图12是表示包括实施方式所涉及的电机驱动控制装置以及电机的系统的变形例的图(2)。

图13是表示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电机的驱动控制装置以及电机的驱动控制方法进行说明。

(实施方式)

图1是表示实施方式所涉及的电机驱动控制装置的电路结构的一个例子的框图。

如图1所示，实施方式所涉及的电机驱动控制装置1具有电机驱动部10、电机控制部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所示的电机驱动控制装置1的构成要素是整体的一部分，电机驱动控制装置1除了图1所示的以外，还可以具备其它构成要素。

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

电机驱动部10选择性地向电机3的三相线圈Lu、Lv、Lw通电。电机控制部20通过向电机驱动部10输出驱动控制信号而以规定顺序切换由电机驱动部10通电的三相线圈Lu、Lv、Lw的通电相。

另外，制动控制部30输出制动控制信号。相间短路部40与三相线圈Lu、Lv、Lw连接，根据短路信号使该三相线圈Lu、Lv、Lw中的两个线圈的组合相互不同的三组(线圈Lu、Lv的组、线圈Lu、Lw的组、以及线圈Lv、Lw的组)的每组的线圈间短路。短路信号输出部50连接在三相线圈Lu、Lv、Lw中的一相线圈Lw与相间短路部40之间，若被输入制动控制信号则将短路信号输出至相间短路部40。

如以上那样，实施方式所涉及的电机驱动控制装置1具备电机驱动部10、电机控制部20、相间短路部40以及短路信号输出部50。电机驱动部10选择性地向电机3的三相线圈Lu、Lv、Lw通电。电机控制部20通过向电机驱动部10输出驱动控制信号而以规定顺序切换由电机驱动部10通电的三相线圈Lu、Lv、Lw的通电相。制动控制部30输出制动控制信号。相间短路部40与三相线圈Lu、Lv、Lw连接，根据短路信号使三相线圈Lu、Lv、Lw中的两个线圈的组合相互不同的三组的每组的线圈间短路。短路信号输出部50连接在三相线圈Lu、Lv、Lw中的一相线圈(在图1中为线圈Lw)与相间短路部40之间，若被输入制动控制信号则将短路信号输出至相间短路部40。另外，在实施方式所涉及的电机的驱动控制方法中，通过电机驱动部10选择性地向电机3的三相线圈Lu、Lv、Lw通电，通过电机控制部20向电机驱动部10输出驱动控制信号而以规定顺序切换由电机驱动部10通电的三相线圈Lu、Lv、Lw的通电相。若通过制动控制部30将制动控制信号输出至连接在三相线圈Lu、Lv、Lw中的一相线圈Lw与相间短路部40之间的短路信号输出部50，则通过短路信号输出部50将短路信号输出至相间短路部40。通过与三相线圈Lu、Lv、Lw连接的相间短路部40，根据短路信号使三相线圈Lu、Lv、Lw中的相互两个线圈的组合不同的三组的每组的线圈间短路。

由此，电机驱动控制装置1能够不需要浮动电路结构而以简单的结构对电机3的旋转进行制动。另外，由于电机驱动控制装置1的短路信号输出部50能够使用在一相线圈Lw产生的反电动势来输出短路信号，因此电机驱动控制装置1能够实现完全独立型无电源制动。此外，短路信号输出部50也可以不连接在线圈Lw与相间短路部40之间，而连接在线圈Lu或者线圈Lw与相间短路部40之间。

以下，对实施方式所涉及的电机驱动控制装置1的详细进行说明。电机驱动控制装置1构成为例如通过正弦波驱动来驱动电机3。另外，电机驱动控制装置1对电机3的旋转进行制动。

在实施方式中，电机3例如是三相的无刷电机，例如是使未图示的风扇等旋转的风扇电机。电机驱动控制装置1通过使正弦波状的驱动电流在电机3的电枢的线圈Lu、Lv、Lw中流动从而使电机3旋转。另外，电机驱动控制装置1在判定为停止电机3的旋转的情况下，或者在来自电源2的电力供给切断时，对电机3的旋转进行制动。

电机驱动部10是基于从电机控制部20输出的驱动控制信号来向电机3输出驱动信号而向电机3具备的电枢的线圈Lu、Lv、Lw通电的逆变器电路。电机驱动部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(开关元件Q1、Q2一对、开关元件Q3、Q4一对；以及开关元件Q5、Q6一对)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2个开关元件的各对中，开关元件彼此的连接点成为输出端，在该输出端连接有与电机3的各相的线圈Lu、Lv、Lw相连的端子。具体而言，开关元件Q1、Q2彼此的连接点是与U相的线圈Lu的端子连接的输出端。另外，开关元件Q3、Q4彼此的连接点是与V相的线圈Lv的端子相连的输出端。另外，开关元件Q5、Q6彼此的连接点是与W相的线圈Lw的端子相连的输出端。

电机控制部20例如由微机构成，控制电机驱动控制装置1的各部。电机控制部20具有电机驱动控制部21和电机制动指令部22。

电机驱动控制部21生成用于驱动电机驱动部10的驱动控制信号，并输出至电机驱动部10。作为生成的驱动控制信号，例如是与电机驱动部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，向电机3输出驱动信号来向电机3的各相的线圈Lu、Lv、Lw供给电力。在使电机3的旋转停止时，开关元件Q1～Q6均断开。

电机制动指令部22生成用于制动控制部30对电机3的旋转进行制动的制动指令信号，并输出至制动控制部30。电机制动指令部22例如在对电机3的旋转进行制动的情况下生成Low信号亦即制动指令信号，例如在不对电机3的旋转进行制动的情况下，生成High信号亦即非制动指令信号。此外，生成的制动指令信号可以是High信号，非制动指令信号可以是Low信号。另外，电机制动指令部22在进行从电源2向电机驱动控制装置1的电力供给的状态下，电机驱动控制部21停止驱动控制信号的输出的情况下，在从停止驱动控制信号的输出时经过预先设定的时间后生成制动指令信号，并输出至制动控制部30。

制动控制部30向短路信号输出部50输出制动控制信号。制动控制信号是在使三相线圈Lu、Lv、Lw中的两个线圈的组合相互不同的三组的每组的线圈间短路的情况下输出的信号。如后述那样，通过将制动控制信号输出至短路信号输出部50，从而将短路信号从短路信号输出部50输出至相间短路部40，相间短路部40使上述的三组的每组的线圈间短路。

在电机制动指令部22输出对电机3的旋转进行制动的制动指令信号的情况下，或者来自电源2的电力供给被切断的情况下，制动控制部30输出制动控制信号。

例如，电机制动指令部22在电机驱动控制部21停止电机3的驱动的情况下输出制动指令信号。即使电机驱动控制部21停止电机3的驱动，电机3也会由于惯性而继续旋转。因此，电机制动指令部22为了使基于惯性的旋转迅速停止而输出制动指令信号。

若电机制动指令部22输出制动指令信号，则制动控制部30检测电机3的基于惯性的旋转产生的反电动势，并使用检测到的反电动势来输出制动控制信号。

另外，若在电机3的旋转驱动中来自电源2的电力供给被切断，则无法从电机驱动部10输出驱动信号，但电机3利用惯性而继续旋转。因此，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，并使用检测到的反电动势来输出制动控制信号。

或者，在电机3的旋转停止、且来自电源2的电力供给被切断的状态下，例如因外界风而风扇旋转等因外力引起的电机3旋转，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电机3的旋转而检测电力供给的切断与因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，从而对电机3的旋转进行制动。

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、第一制动控制电路43以及第二制动控制电路44。详细后述，但在电机驱动部10对电机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，则制动控制部30输出制动控制信号。另外，在电机驱动部10对电机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，并且检测到在线圈Lw(一相线圈的一个例子)产生的反电动势，则制动控制部30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并联连接的电阻元件R1、R2的串联电路、和配置在串联电路与第一制动控制电路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的电阻值而被分压。电源切断检测电路41将与分压后的电压值对应的电源检测信号(High信号)输出至第一制动控制电路43。此外，若来自电源2的电力供给被切断，则电源电压值成为零，所以电源切断检测电路41输出表示电源切断的切断检测信号(Low信号)。

第一制动控制电路43根据电源切断检测电路41对来自电源2的电力供给的切断的检测结果，或者电机制动指令部22输出的制动指令信号、非制动指令信号来切换电机3的制动、非制动。

第一制动控制电路43具有开关元件SW1和第一二极管元件D1、第二二极管元件D2。在本实施方式中，开关元件SW1是晶体管，开关元件SW1的一端经由电阻元件R5与电源2连接，另一端经由电阻元件R6接地。另外，开关元件SW1的一端与第二制动控制电路44连接。第一二极管元件D1的阳极与电源切断检测电路41连接，阴极与开关元件SW1的控制端子连接。第二二极管元件D2的阳极与开关元件SW1的控制端子连接，阴极与电机制动指令部22连接。

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，第一二极管元件D1导通。此时，若电机制动指令部22输出不对电机3的旋转进行制动的非制动指令信号(High信号)，则第二二极管元件D2截止，所以电源检测信号通过第一二极管元件D1被输入至开关元件SW1的控制端子，开关元件SW1接通。

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，若电机制动指令部22输出对电机3的旋转进行制动的制动指令信号(Low信号)，则第二二极管元件D2导通，电源检测信号流向第二二极管元件D2侧，而不向开关元件SW1的控制端子输入。因此，开关元件SW1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，不管电机制动指令部22的输出，电流都不流向第一二极管元件D1，所以不向开关元件SW1的控制端子输入电流，开关元件SW1断开。

此外，详细后述，但在第一制动控制电路43的开关元件SW1断开的情况下，第二制动控制电路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，在第一制动控制电路43的开关元件SW1接通的情况下，第二制动控制电路44不管反电动势检测电路42的检测结果，都不输出制动控制信号。第一制动控制电路43通过切换开关元件SW1的断开/接通来控制第二制动控制电路44的输出，切换电机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和电阻元件R7。若在线圈Lw产生反电动势，则经由电阻元件R7向开关元件SW2的控制端子施加电压。这些成为检测反电动势的动作，其结果为，开关元件SW2接通。电流Iw1的一部分流向反电动势检测电路42的电阻元件R4，在电阻元件R4的两端产生与在电阻元件R4中流动的电流的大小和电阻元件R4的电阻值对应的电压，从制动控制部30输出制动控制信号。

在第一制动控制电路43将电机3从非制动切换为制动的情况下，若在线圈Lw产生反电动势，则第二制动控制电路44使用产生的反电动势来输出制动控制信号。第二制动控制电路44具有开关元件SW2。

在本实施方式中，开关元件SW2是晶体管，被设置在反电动势检测电路42与短路信号输出部50之间。开关元件SW2的控制端子与第一制动控制电路43连接，并且经由电阻元件R7与线圈Lw连接。

在第一制动控制电路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，电机制动指令部22输出制动指令信号的情况下，反电动势检测电路42检测在线圈Lw产生的反电动势。该情况下，在线圈Lw中流动的电流Iw1流向开关元件SW2，开关元件SW2接通。由此，将制动控制信号从第二制动控制电路44输出至短路信号输出部50。

另一方面，第一制动控制电路43的开关元件SW1接通，即从电源2供给电力，在电机制动指令部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检测在线圈Lw产生的反电动势，第二制动控制电路44的开关元件SW2也维持断开。因此，制动控制信号不会从第二制动控制电路44输出至短路信号输出部50。

短路信号输出部50连接在线圈Lw与相间短路部40之间。若从第二制动控制电路44被输入制动控制信号，则短路信号输出部50将短路信号输出至相间短路部40。短路信号输出部50具有开关元件SW3。在本实施方式中，开关元件SW3是晶闸管，阳极与线圈Lw连接，阴极与相间短路部40连接，栅极与第二制动控制电路44连接。

第二制动控制电路44输出的制动控制信号被输入至开关元件SW3的栅极。由此，开关元件SW3接通，在线圈Lw中流动的电流Iw1作为短路信号被输出至相间短路部40。

相间短路部40与线圈Lu、Lv、Lw连接，根据短路信号使三相线圈Lu、Lv、Lw中的两个线圈的组合相互不同的三组的每组的线圈间短路。相间短路部40具有设置在线圈Lu、Lv、Lw的端部的三个开关元件SW4、SW5、SW7(第一短路部～第三短路部的一个例子)。在本实施方式中，开关元件SW4、SW5、SW7是晶闸管。开关元件SW4、SW5、SW7的阳极分别与线圈Lv、Lu、Lw连接，阴极接地。开关元件SW4、SW5、SW7的栅极与短路信号输出部50(具体而言，开关元件SW3的阴极)连接，被输入短路信号。

若将从短路信号输出部50输出的短路信号输入至相间短路部40，则开关元件SW4、SW5、SW7接通。因此，三相线圈Lu、Lv、Lw中的相互两个线圈的组合不同的三组(线圈Lu、Lv的组、线圈Lu、Lw的组、以及线圈Lv、Lw的组)的每组的线圈间(线圈Lu、Lv间、线圈Lu、Lw间、以及线圈Lv、Lw间)短路。

例如，在线圈Lv产生正的电压、且在线圈Lw产生负的电压的情况下，线圈Lv、Lw间通过开关元件SW4和开关元件Q6的寄生二极管经由接地而被短路。因此，电流Iv作为短路电流流向线圈Lv，电流I6作为短路电流流向线圈Lw。另外，在线圈Lv产生正的电压、且在线圈Lu产生负的电压的情况下，线圈Lv、Lu间通过开关元件SW4和开关元件Q2的寄生二极管经由接地而被短路。因此，电流Iv作为短路电流流向线圈Lv，电流I2作为短路电流流向线圈Lu。

另外，在线圈Lu产生正的电压、且在线圈Lw产生负的电压的情况下，线圈Lu、Lw间通过开关元件SW5和开关元件Q6的寄生二极管经由接地而被短路。因此，电流Iu作为短路电流流向线圈Lu，电流I6作为短路电流流向线圈Lw。另外，在线圈Lu产生正的电压、且在线圈Lv产生负的电压的情况下，线圈Lu、Lv间通过开关元件SW5和开关元件Q4的寄生二极管经由接地而被短路。因此，电流Iu作为短路电流流向线圈Lu，电流I4作为短路电流流向线圈Lv。

另外，在线圈Lw产生正的电压、且在线圈Lu产生负的电压的情况下，线圈Lw、Lu间通过开关元件SW7和开关元件Q2的寄生二极管经由接地而被短路。因此，电流Iw2作为短路电流流向线圈Lw，电流I2作为短路电流流向线圈Lu。另外，在线圈Lw产生正的电压、且在线圈Lv产生负的电压的情况下，线圈Lw、Lv间通过开关元件SW4和开关元件Q4的寄生二极管经由接地而被短路。因此，电流Iw2作为短路电流流向线圈Lw，电流I4作为短路电流流向线圈Lv。

这样，通过相间短路部40，三相线圈Lu、Lv、Lw中的相互两个线圈的组合不同的三组的每组的线圈间短路。另外，在短路信号输出部50使线圈间短路时，电机驱动部10的开关元件Q2、Q4、Q6各自的寄生二极管包含在再生路径，作为再生电路的一部分进行动作。因此，能够使用于进行独立型无电源制动的电路成为简单的结构。此外，电机驱动控制装置1也可以是使独立的二极管与开关元件Q2、Q4、Q6反并列连接的结构。

另外，通过由三个晶闸管构成相间短路部40，能够同时实现作为整流电路的功能和作为短路电路的功能，并能够使相间短路部40成为简单的结构。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高的部件构成。

接下来，使用图1、图2，对由电机驱动控制装置1进行的、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电机驱动控制装置1的动作模式进行说明的图。如上述那样，电机驱动控制装置1在来自电源2的电力供给被切断的情况下，或者在电机制动指令部22输出了制动指令信号的情况下，对电机3的旋转进行制动。如图2所示，与电机驱动控制装置1的制动有关的动作被分为动作模式A～C这3个。

首先，在电机控制部20不进行电机3的制动而使之旋转的情况下(动作模式A)，如图2所示，在电机驱动控制装置1存在来自电源2的电力供给，从电机制动指令部22输出非制动指令信号(High信号)。该情况下，第一制动控制电路43的第一二极管元件D1导通，第二二极管元件D2截止，开关元件SW1接通。由此，即使在电机3产生反电动势，开关元件SW2～SW5、SW7均断开，不输出制动控制信号、短路信号的任何一个，电机驱动控制装置1不进行制动动作(无制动)。

另外，例如设为电机控制部20决定电机3的旋转停止，电机驱动控制部21停止电机3的驱动，并且电机制动指令部22进行电机3的制动(动作模式B)。该情况下，在电机驱动控制装置1存在来自电源2的电力供给的状态下，从电机驱动控制部21停止驱动控制信号的输出时经过预先设定的时间Ta后，从电机制动指令部22输出制动指令信号(Low信号)。该情况下，第一二极管元件D1、第二二极管元件D2均导通，开关元件SW1断开。此时，若在电机3产生反电动势，则开关元件SW2接通，使用在电机3所产生的反电动势来生成制动控制信号，通过制动控制信号，开关元件SW3接通，生成短路信号。由此，相间短路部40的开关元件SW4、SW5、SW7接通，对电机3的旋转进行制动(有制动)。

这样，在电机控制部20停止电机3的旋转驱动的情况下，电机驱动控制装置1能够使用由于惯性而在电机3产生的反电动势来对电机3的旋转进行制动。

另外，在对电机驱动控制装置1的来自电源2的电力供给被切断，无供给的情况下(动作模式C)，第一二极管元件D1、第二二极管元件D2均截止，开关元件SW1断开。此时，若在电机3产生反电动势，则开关元件SW2接通，使用在电机3所产生的反电动势来生成制动控制信号，通过制动控制信号，开关元件SW3接通，生成短路信号。由此，相间短路部40的开关元件SW4、SW5以及SW7接通，对电机3的旋转进行制动(有制动)。

此外，在动作模式C下，无论是电机控制部20对电机3的旋转驱动中，还是旋转停止中，若来自电源2的电力供给被切断，则电机驱动控制装置1对电机3的旋转进行制动。即，不管在电力供给被切断之前从电机制动指令部22输出的信号是非制动指令信号还是制动指令信号，在来自电源2的电力供给被切断的情况下，电机驱动控制装置1都对电机3的旋转进行制动。

因此，例如在电机3的旋转停止时且电力供给切断时，能够对基于外力的电机3的旋转进行制动。由此，例如电机3是风扇电机，能够实现设置在用户系统内时的基于外界风的强制旋转的产生对策。

这样，电机驱动控制装置1能够在来自电源2的电力供给切断时对电机3的旋转进行制动，且能够使电机3的旋转更迅速地停止。另外，由于电机驱动控制装置1使用在电机3产生的反电动势来对旋转进行制动，因此即使在来自电源2的电力供给切断时，也不需要具备与电源2不同的电池，而能够进行完全独立型的无电源下的制动动作。另外，电机驱动控制装置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，能够以电机驱动控制装置1实现独立型制动系统。

接着，使用图3～图5，对电机驱动控制装置1的动作顺序进行说明。图3～图5是对电机驱动控制装置1的动作顺序的一个例子进行说明的流程图。在图3中，对通过电机驱动控制装置1在电机3旋转驱动中来自电源2的电力供给被切断的情况下的电机驱动控制装置1的动作进行说明。

如图3所示，在电机驱动控制装置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)，则第一制动控制电路43的第一二极管元件D1截止(步骤S102)，开关元件SW1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)，则第二制动控制电路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)。若将短路信号输入至相间短路部40，则相间短路部40的开关元件SW4、SW5、SW7接通。因此，使上述的三组(线圈Lu、Lv的组、线圈Lu、Lw的组以及线圈Lv、Lw的组)的每组的线圈间短路(步骤S107)。

由此，在包括电机驱动部10的开关元件Q2、Q4、Q6的寄生二极管的再生路径中流动短路电流I2、I4、I6以及短路电流Iu、Iv、Iw2，电机驱动控制装置1开始再生制动动作(步骤S108)，对电机3的旋转进行制动(步骤S109)。由此，由于电机3的转速降低(步骤S110)，在电机3产生的反电动势降低(步骤S111)，所以开关元件SW2的输出电压降低(步骤S112)，开关元件SW3被维持为断开的状态(步骤S113)，开关元件SW4、SW5、SW7被维持为断开的状态(步骤S114)。

接着，使用图4，对电机驱动控制装置1在电机3的旋转驱动停止中，从电源2供给电力的状态下进行电机3的制动的情况下的电机驱动控制装置1的动作进行说明。此外，对于与图3相同的动作，附加同一附图标记，省略说明。

如图4所示，在电机驱动控制装置1的电源切断检测电路41未检测到来自电源2的电力供给的切断情况下(步骤S101，否)，并且电机制动指令部22未输出制动指令信号的情况下(步骤S201，否)，第一制动控制电路43继续步骤S201的处理，等待制动指令信号的输入。另一方面，在输出了制动指令信号的情况下(步骤S201，是)，第一制动控制电路43的第二二极管元件D2接通(步骤S202)，开关元件SW1断开(步骤S203)。之后，与图3同样地，电机驱动控制装置1对电机3的旋转进行制动，由此电机3的旋转降低。

接下来，使用图5，对电机驱动控制装置1停止电机3的旋转驱动，在电机3未旋转的状态，或者来自电源2的电力供给被切断的状态下，由于外力而在电机3强制地产生旋转的情况下的电机驱动控制装置1的动作进行说明。即，对在电机3的旋转停止的状态下，由于外界风等外力而使电机3强制地旋转的情况下的电机驱动控制装置1的动作进行说明。

该情况下，由于电机制动指令部22输出了制动指令信号，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，则电机驱动控制装置1与图3的步骤S105以后的动作同样地对电机3的旋转进行制动。

接下来，使用图6～图9，对电机驱动控制装置1进行的制动动作的效果进行说明。图6～图9是用于对电机驱动控制装置1进行的制动动作的效果进行说明的图。

在图6～图8中，对在电机驱动控制装置1使电机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，则通过基于电机3的惯性的旋转而产生反电动势，相间短路部40使上述的三组的每组的线圈间短路。由此，在时刻t1以后，如图6的实线所示，在相间短路部40流动短路电流，但之后，在时刻t2，短路电流几乎降低为零。这是因为电机3的转速降低，反电动势降低。该情况下，从时刻t1到时刻t2为止的T1成为制动时间。

此处，如图7的点划线所示，在时刻t1来自电源2的电力供给被切断后，电机驱动控制装置1不进行制动的情况下，由于惯性而电机3继续旋转，例如从t1起40秒后停止。此外，在图7中，横轴示出从电力切断时起的经过时间。因此，图7的横轴的零相当于时刻t1。

另一方面，如图7的实线所示，在电机驱动控制装置1进行制动的情况下，从时刻t1起在T1的期间进行电机3的制动。由此，电机3的转速到时刻t2为止大幅度地降低。之后，由于电机3的转速降低，在电机3产生的反电动势降低，不再进行基于电机驱动控制装置1的制动动作，电机3由于惯性而继续旋转，但由于转速较低，所以例如在从t1起10秒后停止旋转。

这样，通过电机驱动控制装置1即使在电力供给切断时也进行制动动作，由此与不进行制动的情况相比，能够减少直到电机3停止为止的时间。

此外，图7所示的经过时间是一个例子，并不限定于图7所示的时间。直到电机3停止为止的时间根据电机3的转速、卷线数、叶轮形状等而变化。

图8示出电机3的W相的电压、开关元件SW5的电流以及开关元件SW5的栅极电压的关系。若电机驱动控制部21停止驱动控制信号的输出，则在图8所示的时刻t0，通过电机驱动部10使电机3的驱动停止，电机3开始惯性旋转。在电机驱动控制部21停止驱动控制信号的输出之后经过了预先设定的时间的时刻t1，从电机制动指令部22向制动控制部30输出制动指令信号，相间短路部40开始制动控制。这样，由于在停止驱动控制信号的输出之后延迟预先设定的时间再开始制动控制，所以能够防止在电机驱动控制部21停止驱动控制信号的输出后，在直到从电机驱动部10向电机3的电力供给停止为止的时间，相间短路部40开始制动控制。

另外，由于在从时刻t1到时刻t2的期间，相间短路部40进行制动控制，所以与惯性旋转的情况相比，能够使电机3的转速迅速地减少。之后，经由惯性旋转，在时刻t3，电机3的旋转停止。特别是，由于相间短路部40具有分别与三相线圈Lu、Lv、Lw连接的三个开关元件SW4、SW5、SW7，所以即使在三相线圈Lu、Lv、Lw的任何一个成为正的电压的情况下，也能够进行再生制动，因此能够产生三相的制动力。由此，能够提高制动力。另外，即使电机3是集中卷绕结构，也能够抑制在环绕方向上产生制动的失衡。

接着，使用图9，对电机3的旋转停止时，外界风施加于风扇并向电机3施加外力的情况下的制动效果的具体例子进行说明。

图9的横轴表示外界风的风量，纵轴表示电机3的转速。如图9的点线所示，在不进行基于电机驱动控制装置1的制动动作的情况下，若外界风的风量变大则电机3的转速也增加。

另一方面，如图9的实线所示，在进行基于电机驱动控制装置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电机3的转速的增加。这样，通过电机驱动控制装置1在电机3的旋转停止中进行制动动作，即使在外界风较强的情况下，也能够抑制电机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，能够可靠地实现电机3的旋转停止，另外，在电机控制部20对电机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，例如能够抑制将电机3作为风扇电机设置于用户系统内时的基于外界风的强制旋转的产生，也能够作为风扇电机的逆流(由于逆流风导致的强制旋转)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和作为短路电路的功能，因此线圈间的短路(制动)所需的部件结构简单，另外能够由通用性较高的部件构成。另外，由于将电机驱动部10所具有的开关元件Q2、Q4、Q6(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，伴随于此，印刷电路基板上的图案布局也能够在电机驱动部10与短路电流再生路径之间共用，能够使电机驱动控制装置1小型化。

另外，在本实施方式中，不需要机械继电器、开关以实现上述的制动功能，能够提高电机驱动控制装置1的可靠性，并且将产品寿命延长得更长。

此外，上述实施方式的电机驱动控制装置1的各部的结构以及电机的结构并不限于图1的例子。

在图1中，对电机3的线圈Lu、Lv、Lw的接线是星形接线的情况进行表示，但也可以是三角形接线。

另外，在图1中，将相间短路部40的两个开关元件SW4、SW5、SW7设为晶闸管，但并不限于此。例如，也可以通过三个双向晶闸管实现相间短路部40。图10是表示这样的情况下的相间短路部40的变形例的图，在图10中，省略电机驱动控制装置1的构成要素中说明不需要的构成要素的图示。

如图10所示，开关元件SW11、SW12、SW13(第一短路部～第三短路部的一个例子)是双向晶闸管，在线圈Lu、Lv之间配置开关元件SW11，在线圈Lu、Lw之间配置开关元件SW12，在线圈Lv、Lw之间配置开关元件SW13。从短路信号输出部50向各开关元件SW11、SW12、SW13的栅极输入短路信号。该情况下，相间短路部40不需要接地，无需在再生路径使用电机驱动部10的开关元件Q2、Q4、Q6的寄生二极管。

另外，在上述实施方式的电机驱动控制装置1中，将供给电力的线圈Lu、Lv、Lw用于再生制动。图11以及图12是表示包括电机驱动控制装置1以及电机3的系统的变形例的图，在图11以及图12中，省略电机驱动控制装置1的构成要素说明不需要的构成要素的图示。

在图11所示的变形例中，电机驱动控制装置1与除了供给电力的三相线圈Lu、Lv、Lw(三相的第一线圈的一个例子)之外，还具有三相线圈Lu2、Lv2、Lw2(三相的第二线圈的一个例子)的电机3连接。电机驱动控制装置1将三相线圈Lu2、Lv2、Lw2中的一相线圈(在图11中，为线圈Lw2)用于电动势检测。

在图11所示的变形例中，线圈Lu与线圈Lu2连接，在线圈Lv连接线圈Lv2。另一方面，线圈Lw2(一相的第二线圈的一个例子)不与线圈Lw连接，除了短路信号输出部50之外，还与图1所示的制动控制部30连接，用于反电动势的检测动作。即，制动控制部30检测在线圈Lw2产生的反电动势。制动控制部30基于检测在线圈Lw2产生的反电动势的结果，将制动控制信号向短路信号输出部50输出。由此，能够进行不与旋转驱动用的线圈Lu、Lv、Lw的控制竞争的独立的反电动势的检测动作，所以能够进行稳定的动作。

另外，在图11所示的变形例中，线圈Lu与线圈Lu2连接，在线圈Lv连接有线圈Lv2，但如图12所示，也可以使线圈Lu、Lv不与线圈Lu2、Lv2连接。在图12中，对于电机3而言，在三相的各相具有线圈Lu、Lv、Lw(三相的第一线圈的一个例子)和线圈Lv2、Lu2、Lw2(三相的第二线圈的一个例子)，三相线圈Lu、Lv、Lw由电机驱动部10通电。三相线圈Lv2、Lu2、Lw2中的一相线圈Lw2与制动控制部30以及短路信号输出部50连接。制动控制部30检测在线圈Lw2产生的反电动势，并基于检测的结果来输出制动控制信号。短路信号输出部50与相间短路部40连接，若从制动控制部30输出制动控制信号，则向相间短路部40输出短路信号。相间短路部40与线圈Lv2、Lu2、Lw2连接，根据短路信号使线圈Lv2、Lu2、Lw2中的两个线圈的组合相互不同的三组的每组的线圈间短路。三相线圈Lv2、Lu2、Lw2与三相线圈Lu、Lv、Lw非连接。由此，由于能进行不与旋转驱动用的线圈Lu、Lv、Lw的控制竞争的独立的反电动势的检测动作以及再生制动的动作，所以能够进行稳定的动作。在图12所示的变形例中，电机驱动控制装置1的相间短路部40是与图10所示的相间短路部40同样的结构，但也可以是与图1的相间短路部40同样的结构。

另外，在上述实施方式的电机驱动控制装置1中，设为制动控制部30检测来自电源2的电力切断，但并不限于此。例如，也可以使得电机控制部20检测电力切断。该情况下，如图13所示，电机驱动控制装置1具有第三制动控制电路45来代替电源切断检测电路41、第一控制电路43、第二制动44。如以下所描述那样，第三制动控制电路45若接收到从电机制动指令部22输出的制动指令信号，并且若反电动势检测电路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13是表示制动控制部30的变形例的图，在图13中，省略电机驱动控制装置1的构成要素中说明不需要的构成要素的图示。

如图13所示，第三制动控制电路45具有开关元件SW6。开关元件SW6例如是晶体管，被配置在反电动势检测电路42与接地之间，从电机制动指令部22向控制端子输入非制动指令信号或者制动指令信号。

电机制动指令部22在使电机3旋转驱动的情况下输出非制动指令信号(High信号)。由此，第三制动控制电路45的开关元件SW6接通，即使反电动势检测电路42检测到反电动势，由于在线圈Lw中流动的电流Iw1经由开关SW6流向接地，所以第三制动控制电路45不输出制动控制信号。

另一方面，电机制动指令部22例如在检测到电源2的电力切断的情况下等停止电机3的旋转的情况下，输出制动指令信号(Low信号)。由此，第三制动控制电路45的开关元件SW6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中流动的电流Iw1不流向开关元件SW6，第三制动控制电路45将制动控制信号输出至短路信号输出部50。

这样，通过电机控制部20检测来自电源2的电力供给切断，能够使制动控制部30的电路结构简化。

此外，上述实施方式的电机驱动控制装置1的各部的结构并不限于上述的图1、图10～图13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，也可以利用电源2以外的电源使电机控制部20驱动。该情况下，也可以设为例如将电机控制部20作为与搭载电机驱动控制装置1的IC不同的IC安装。这样，通过利用电源2以外的电源驱动电机控制部20，从而即使来自电源2的电力供给切断，电机控制部20也能够输出制动指令信号。

另外，在上述实施方式中，设为电机控制部20决定是否进行电机3的制动，并不限于此。例如也可以设为在用户按下紧急停止按钮时进行电机3的制动等，控制电机驱动控制装置1以便由电机控制部20以外的外部装置进行电机3的制动。这种情况下，向第一制动控制电路43追加用于输入来自外部装置的制动指令的端子。由此，例如在电机3的紧急时需要停止的情况下，能够使电机3迅速地强制停止。

另外，短路信号输出部50并不限于本实施方式的结构。也可以设为作为构成要素而包括晶闸管以外的部件。例如，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。该情况下，人们希望进行接点不良对策等考虑到长期可靠性的设计。

另外，上述实施方式的电机驱动控制装置1的动作并不限于使用图3～图5所说明的动作。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。将上述的各构成要素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。

附图标记的说明

1…电机驱动控制装置，2…电源，3…电机，10…电机驱动部，20…电机控制部，21…电机驱动控制部，22…电机制动指令部，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…第一制动控制电路，44…第二制动控制电路，45…第三制动控制电路，50…短路信号输出部，Lu、Lv、Lw…线圈(三相的第一线圈的一个例子)，Lv2、Lu2、Lw2…线圈(三相的第二线圈的一个例子)，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…开关元件(晶闸管)，SW4、SW5、SW7…开关元件(晶闸管；第一短路部～第三短路部的一个例子)，SW11、SW12、SW13…开关元件(双向晶闸管)，D1…第一二极管元件，D2…第二二极管元件，Iu、Iv、Iw1、Iw2…电流，I2、I4、I6…短路电流。

Claims (14)

1.一种电机的驱动控制装置，具备：

电机驱动部，选择性地向电机的三相线圈通电；

电机控制部，通过向上述电机驱动部输出驱动控制信号，而以规定的顺序切换由上述电机驱动部通电的上述三相线圈的通电相；

制动控制部，输出制动控制信号；

相间短路部，与上述三相线圈连接，对应于短路信号将上述三相线圈中的两个线圈的组合相互不同的三组的每组的线圈间短路；以及

短路信号输出部，连接在上述三相线圈中的一相线圈与上述相间短路部之间，若被输入上述制动控制信号，则上述短路信号输出部将上述短路信号输出至上述相间短路部。

2.根据权利要求1所述的电机的驱动控制装置，其中，

上述制动控制部具有电源切断检测电路，上述电源切断检测电路检测来自向上述电机供给电力的电源的电力供给的切断，

在基于上述电机驱动部的电机驱动中，若上述电源切断检测电路检测到上述电力供给的切断，则上述制动控制部输出上述制动控制信号。

3.根据权利要求2所述的电机的驱动控制装置，其中，

在上述电机驱动部对电机驱动的停止中，若上述电源切断检测电路检测到上述电力供给的切断，并且检测到在上述一相线圈产生的反电动势，则上述制动控制部输出上述制动控制信号。

4.根据权利要求2或者3所述的电机的驱动控制装置，其中，

上述制动控制部还具有：

反电动势检测电路，检测在上述一相线圈产生的反电动势；

第一制动控制电路，根据上述电源切断检测电路对上述电力供给的切断的检测结果来切换上述电机的制动以及非制动；以及

第二制动控制电路，使用上述反电动势检测电路检测到的上述反电动势来输出上述制动控制信号。

5.根据权利要求1所述的电机的驱动控制装置，其中，

在上述电机驱动部对电机驱动的停止中，上述电机控制部输出对上述电机的旋转进行制动的制动指令信号，

若接收到上述制动指令信号，则上述制动控制部输出上述制动控制信号。

6.根据权利要求5所述的电机的驱动控制装置，其中，

上述制动控制部还具有：

反电动势检测电路，检测在上述一相线圈产生的反电动势；以及

第三制动控制电路，若接收到上述制动指令信号，并且上述反电动势检测电路检测到上述反电动势，则使用该反电动势来输出上述制动控制信号。

7.根据权利要求1所述的电机的驱动控制装置，其中，

在从停止上述驱动控制信号的输出时经过了预先设定的时间的情况下，上述电机控制部从上述制动控制部输出上述制动控制信号。

8.根据权利要求1～7中的任意一项所述的电机的驱动控制装置，其中，

上述短路信号输出部包括晶闸管。

9.根据权利要求1～8中的任意一项所述的电机的驱动控制装置，其中，

上述相间短路部包括第一短路部～第三短路部，上述第一短路部～第三短路部与上述三组中相互不同的组的线圈间或者上述三相线圈中相互不同的线圈连接，使上述三组中相互不同的组的线圈间短路。

10.根据权利要求1～9中的任意一项所述的电机的驱动控制装置，其中，

上述电机驱动部具备：具有寄生二极管的开关元件，

基于上述相间短路部的上述线圈间的短路路径中包括上述寄生二极管。

11.根据权利要求1～10中的任意一项所述的电机的驱动控制装置，其中，

在上述电机中，

上述三相中的各相具有第一线圈和第二线圈，上述三相的第一线圈由上述电机驱动部通电，

上述制动控制部检测在上述三相的第二线圈中的一项线圈产生的反电动势，并基于检测的结果来输出上述制动控制信号。

12.根据权利要求1～10中的任意一项所述的电机的驱动控制装置，其中，

在上述电机中，

在上述三相中的各相具有第一线圈和第二线圈，上述三相的第一线圈由上述电机驱动部通电，

上述相间短路部与上述三相的第二线圈连接，根据短路信号使上述第二线圈中的两个线圈的组合相互不同的三组的每个组的线圈间短路，

上述三相的第二线圈与上述三相的第一线圈非连接。

13.根据权利要求1～11中的任意一项所述的电机的驱动控制装置，其中，

上述相间短路部包括晶闸管或者双向晶闸管。

14.一种电机的驱动控制方法，

通过电机驱动部选择性地向电机的三相线圈通电；

通过电机控制部向上述电机驱动部输出驱动控制信号，而以规定顺序切换由上述电机驱动部通电的上述三相线圈的通电相；

通过制动控制部输出制动控制信号；

通过与上述三相线圈连接的相间短路部，对应于短路信号将上述三相线圈中的两个线圈的组合相互不同的三组的每组的线圈间短路；以及

通过连接在上述3相线圈中的1相线圈与上述相间短路部之间的短路信号输出部，若被输入上述制动控制信号，则将上述短路信号输出至上述相间短路部。

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