CN113796005B - 马达驱动装置 - Google Patents

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Abstract

作为电源装置的直流母线电源(4)向能够将状态切换为接受电力提供而驱动的驱动状态和接受电力提供并且停止驱动的待机状态的负载提供电力。电源装置具备：作为整流电路的二极管桥电路(8)及电容器(9a、9b)，能够通过全波整流和倍压整流的各整流方式，对交流电压进行整流；以及切换部(11)，根据交流电压的电压值和负载的状态，切换全波整流和倍压整流。

Description

马达驱动装置
技术领域
本发明涉及将交流电压变换为直流电压的电源装置以及马达驱动装置。
背景技术
在商用的交流电源中，有输出100V至120V的范围内的交流电压的100V系统的交流电源、和输出200V至240V的范围内的交流电压的200V系统的交流电源。马达驱动装置在电源装置内的整流电路中进行从交流电压到直流电压的整流。马达驱动装置在逆变器电路中将直流电压变换为交流电压，向马达输出交流电压。马达驱动装置构成为能够应对100V系统的交流电源和200V系统的交流电源这双方。
在专利文献1中，公开一种根据探测交流电压的电压值的结果，将整流方式切换为全波整流和倍压整流而对交流电压进行整流的电源装置。专利文献1的电源装置根据探测电压值的结果，判定交流电源是100V系统的交流电源和200V系统的交流电源中的哪一个。专利文献1的电源装置在判定为交流电源是100V系统的交流电源的情况下，将整流方式切换为倍压整流。专利文献1的电源装置在判定为交流电源是200V系统的交流电源的情况下，将整流方式切换为全波整流。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第6297999号公报
发明内容
上述专利文献1的电源装置在交流电压的施加开始的定时，判定交流电源是100V系统的交流电源和200V系统的交流电源中的哪一个，根据判定结果来切换整流方式。在判定为交流电源是100V系统的交流电源的情况下，即便是马达未驱动的待机状态，也产生用于倍压整流的升压所引起的浪费的电力消耗。因此，根据上述专利文献1的以往的技术，存在由于浪费的电力消耗而电力消耗增加这样的问题。
本发明是鉴于上述完成的，其目的在于得到一种能够降低电力消耗的电源装置。
为了解决上述课题并达到目的，本发明的电源装置向负载提供电力，该负载能够将状态切换为接受电力提供而驱动的驱动状态和接受电力提供并且停止驱动的待机状态。本发明的电源装置具备：整流电路，能够通过全波整流和倍压整流的各整流方式，进行交流电压的整流；以及切换部，根据交流电压的电压值和负载的状态，切换全波整流和倍压整流。
本发明的电源装置起到能够降低电力消耗这样的效果。
附图说明
图1是具有本发明的实施方式1的电源装置的马达驱动装置的框图。
图2是示出控制实施方式1的电源装置的控制部的硬件结构的例子的第1图。
图3是示出控制实施方式1的电源装置的控制部的硬件结构的例子的第2图。
图4是示出具有实施方式1的电源装置的马达驱动装置的动作过程的流程图。
图5是示出具有本发明的实施方式2的电源装置的马达驱动装置的动作过程的流程图。
图6是示出具有本发明的实施方式3的电源装置的马达驱动装置的动作过程的流程图。
图7是示出具有本发明的实施方式4的电源装置的马达驱动装置的动作过程的流程图。
(附图标记说明)
1：马达驱动装置；2：交流电源；3：马达；4：直流母线电源；5：电压探测部；6：逆变器电路；7：控制部；8：二极管桥电路；9a、9b：电容器；10a、10b：直流母线；11：切换部；21：处理电路；22：输入输出接口；23：处理器；24：存储器。
具体实施方式
以下，根据附图详细说明本发明的实施方式的电源装置以及马达驱动装置。此外，本发明不限于该实施方式。
实施方式1.
图1是具有本发明的实施方式1的电源装置的马达驱动装置的框图。马达驱动装置1接受来自商用的交流电源2的交流电力的提供来驱动马达3。马达3是无刷马达。马达驱动装置1被应用于手干燥装置、换气装置、电风扇、吸尘器、或者自动门开闭装置这样的具有马达3的设备。
马达驱动装置1具有：作为电源装置的直流母线电源4，输出直流母线电压；电压探测部5，探测直流母线电压的电压值；逆变器电路6，通过开关动作将直流母线电压变换为3相交流电压，向马达3输出3相交流电压；以及控制部7，控制马达驱动装置1的整体。
直流母线电源4通过整流作用将交流电压变换为直流电压，输出直流母线电压。电压探测部5探测施加到逆变器电路6的输入侧的直流母线电压的电压值。电压探测部5将作为电压值的探测结果的信号，输出给控制部7。逆变器电路6以及马达3是接受通过直流母线电源4的电力提供而驱动的负载。
直流母线电源4具有：二极管桥电路8，通过整流作用将交流电压变换为直流电压；以及2个电容器9a、9b，对直流电压进行平滑化。二极管桥电路8具有相互桥连接的多个二极管。在图1中，省略多个二极管的图示。直流母线10a连接二极管桥电路8的正极输出端子和逆变器电路6。直流母线10b连接二极管桥电路8的负极输出端子和逆变器电路6。二极管桥电路8的2个输入端子分别与交流电源2连接。
电容器9a和电容器9b在直流母线10a与直流母线10b之间相互串联地连接。二极管桥电路8和电容器9a、9b构成整流电路。整流电路进行从交流电压向直流电压的整流，输出直流母线电压。另外，整流电路能够通过全波整流和倍压整流的各整流方式，进行交流电压的整流。电压探测部5与电容器9a、9b并联地连接。
直流母线电源4具有进行全波整流和倍压整流的切换的切换部11。切换部11设置于连接电容器9a以及电容器9b的连接点和二极管桥电路8的1个输入端子的线。在切换部11中，使用具有常开型的接点的机械式的继电器。切换部11是能够依照信号来切换开路和短路的要素即可，也可以是具有常开型的接点的继电器以外的要素。
切换部11通过依照从控制部7输入的信号切换开路和短路，切换全波整流和倍压整流。在切换部11是开路状态时，直流母线电源4进行交流电压的全波整流。在切换部11是短路状态时，直流母线电源4进行交流电压的倍压整流。
逆变器电路6和马达3能够将状态切换为驱动状态和待机状态。在驱动状态下，逆变器电路6被施加从直流母线电源4输出的直流母线电压，向马达3输出3相交流电压。在驱动状态下，马达3通过被施加3相交流电压而驱动。驱动状态是逆变器电路6接受电力提供而驱动马达3的状态。
在待机状态下，逆变器电路6被施加从直流母线电源4输出的直流母线电压，另一方面，停止向马达3输出3相交流电压。在待机状态下，马达3停止驱动。待机状态是逆变器电路6接受电力提供并且停止马达3的驱动的状态。
控制部7通过向逆变器电路6输出控制信号，控制基于逆变器电路6的开关动作。另外，控制部7通过向切换部11输出控制信号，控制切换部11。控制部7根据由电压探测部5探测的电压值，探测向直流母线电源4输入的交流电压的电压值。控制部7判定负载的状态是驱动状态和待机状态中的哪一个。控制部7根据交流电压的电压值和负载的状态，控制切换部11。切换部11通过由控制部7执行的控制，根据交流电压的电压值和负载的状态，切换全波整流和倍压整流。
控制部7的功能是使用处理电路来实现的。处理电路是搭载于马达驱动装置1的专用的硬件。处理电路也可以是执行储存于存储器的程序的处理器。
图2是示出控制实施方式1的电源装置的控制部的硬件结构的例子的第1图。在图2中，示出通过使用专用的硬件实现控制部7的功能的情况下的硬件结构。控制部7具备执行各种处理的处理电路21、和承担信号的输入和信号的输出的输入输出接口22。处理电路21和输入输出接口22经由总线相互连接。
作为专用的硬件的处理电路21是单一电路、复合电路、程序化的处理器、并行程序化的处理器、ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路)、FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)、或者它们的组合。控制部7的功能使用处理电路21实现。输入输出接口22向逆变器电路6和切换部11输出控制信号。向输入输出接口22输入来自电压探测部5的信号。另外，向控制部7输入外部输入信号。外部输入信号是从马达驱动装置1的外部的设备输入到马达驱动装置1的信号。
图3是示出控制实施方式1的电源装置的控制部的硬件结构的例子的第2图。在图3中，示出通过使用执行程序的硬件实现控制部7的功能的情况下的硬件结构。输入输出接口22、处理器23、以及存储器24经由总线相互连接。
处理器23是CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)、处理装置、运算装置、微型处理器、微型计算机、或者DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)。控制部7的功能通过处理器23、和软件、固件、或者软件与固件的组合实现。软件或者固件被记述为程序，储存到作为内置存储器的存储器24。存储器24是非易失性或者易失性的半导体存储器，是RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory，只读存储器)、闪存存储器、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory，可擦除可编程只读存储器)或者EEPROM(注册商标)(Electrically Erasable Programmable Read OnlyMemory，电可擦可编程只读存储器)。
接下来，说明实施方式1的电源装置的动作。图4是示出具有实施方式1的电源装置的马达驱动装置的动作过程的流程图。
在开始向马达驱动装置1的通电时，切换部11成为开路状态。作为整流电路的整流方式，设定有全波整流。通过开始向马达驱动装置1的通电，逆变器电路6的状态成为待机状态。在开始了向马达驱动装置1的通电时，在步骤S1中，控制部7判断是否从通电开始起经过了设定时间。设定时间是预先设定的时间，是电容器9a、9b的充电所需的时间。设定时间是例如1秒程度。在控制部7判断为经过了设定时间的情况下(步骤S1、“是”)，马达驱动装置1使过程进入到步骤S2。在控制部7判断为未经过设定时间的情况下(步骤S1、“否”)，马达驱动装置1反复进行步骤S1。
在步骤S2中，控制部7判定连接有马达驱动装置1的交流电源2是否为100V系统的交流电源。控制部7通过比较由电压探测部5探测的直流电压的电压值和预先设定的阈值，进行上述判定。在判定为交流电源2是100V系统的交流电源的情况下(步骤S2、“是”)，马达驱动装置1使过程进入到步骤S3。在判定为交流电源2并非100V系统的交流电源的情况下(步骤S2、“否”)，马达驱动装置1使过程进入到步骤S11。
在通过100V系统的交流电源输出的交流电压的有效值的最大值是120V、通过200V系统的交流电源输出的交流电压的有效值的最小值是200V的情况下，将阈值设为226V。226V是对160V的交流电压进行全波整流的情况下的直流电压的电压值的近似值。160V是120V和200V的中心值，且设为用于识别100V系统的交流电源和200V系统的交流电源的基准值。即，控制部7通过关于直流电压的电压值和阈值的比较，进行关于交流电压的电压值和基准值的比较。
控制部7在由电压探测部5探测的电压值是阈值以下的情况下，视为交流电压的电压值是基准值以下，判定为交流电源2是100V系统的交流电源。控制部7在由电压探测部5探测的电压值大于阈值的情况下，视为交流电压的电压值大于基准值，判定为交流电源2是200V系统的交流电源而并非100V系统的交流电源。
在判定为交流电源2是100V系统的交流电源的情况下(步骤S2、“是”)，控制部7在步骤S3中，判定是否开始马达3的驱动。控制部7依照外部输入信号进行上述判定。在判定为开始马达3的驱动的情况下(步骤S3、“是”)，马达驱动装置1使过程进入到步骤S4。在判定为不开始马达3的驱动的情况下(步骤S3、“否”)，马达驱动装置1使过程进入到步骤S10。
在此，说明外部输入信号的例子。在马达驱动装置1被应用于手干燥装置的情况下，外部输入信号是表示在手插入部中有无探测到手的信号。向控制部7输入来自设置于手干燥装置的手探测传感器的外部输入信号。控制部7在被输入表示探测到手的外部输入信号的情况下，判定为开始马达3的驱动。控制部7在未被输入表示探测到手的外部输入信号的情况下，判定为不开始马达3的驱动。
在马达驱动装置1被应用于换气装置的情况下，外部输入信号是来自换气装置的开关或者遥控器的信号、且是表示指示了换气装置的运转的信号。控制部7在被输入表示指示了运转的外部输入信号的情况下，判定为开始马达3的驱动。控制部7在未被输入表示指示了运转的外部输入信号的情况下，判定为不开始马达3的驱动。
在马达驱动装置1被应用于换气装置的情况下，外部输入信号也可以是来自开关或者遥控器的信号以外的信号。在由CO2传感器探测的CO2浓度高于阈值的情况下自动地开始运转的换气装置的情况下，外部输入信号也可以是表示通过CO2传感器探测的探测结果的、表示探测到高于阈值的CO2浓度的信号。CO2传感器探测通过换气装置换气的空间中的CO2浓度。控制部7在被输入表示探测到高于阈值的CO2浓度的外部输入信号的情况下，判定为开始马达3的驱动。控制部7在未被输入表示探测到高于阈值的CO2浓度的外部输入信号的情况下，判定为不开始马达3的驱动。
在由人感传感器探测到人的情况下自动地开始运转的换气装置的情况下，外部输入信号也可以是来自人感传感器的、表示探测到人的信号。人感传感器探测处于通过换气装置换气的空间的人。控制部7在被输入表示探测到人的外部输入信号的情况下，判定为开始马达3的驱动。控制部7在未被输入表示探测到人的外部输入信号的情况下，判定为不开始马达3的驱动。
在马达驱动装置1被应用于吸尘器的情况下，外部输入信号是来自吸尘器的开关的信号、且是表示指示了吸尘器的运转的信号。控制部7在被输入表示指示了运转的外部输入信号的情况下，判定为开始马达3的驱动。控制部7在未被输入表示指示了运转的外部输入信号的情况下，判定为不开始马达3的驱动。
在由地面探测传感器探测到吸尘器的头和地面的接触的情况下自动地开始运转的吸尘器的情况下，外部输入信号也可以是来自地面探测传感器的、表示探测到向地面的接触的信号。控制部7在被输入表示探测到向地面的接触的外部输入信号的情况下，判定为开始马达3的驱动。控制部7在未被输入表示探测到向地面的接触的外部输入信号的情况下，判定为不开始马达3的驱动。
在马达驱动装置1被应用于自动门开闭装置的情况下，外部输入信号是来自探测通行者的位置或者物体的位置的位置传感器的信号、且是表示通行者的位置或者物体的位置的信号。位置传感器探测朝向门的通行者的位置或者朝向门移动的物体的位置。控制部7在被输入表示通行者的位置或者物体的位置的外部输入信号的情况下，判定为开始马达3的驱动。控制部7在未被输入表示通行者的位置或者物体的位置的外部输入信号的情况下，判定为不开始马达3的驱动。
此外，控制部7不限于依照外部输入信号进行是否开始马达3的驱动的判定。控制部7也可以利用保持于控制部7的内部数据，判定是否开始马达3的驱动。内部数据是时刻信息、具备马达驱动装置1的装置的运转累计时间、或者具备马达驱动装置1的设备的使用频度的信息等。
在步骤S3中，判定为开始马达3的驱动的情况下(步骤S3、“是”)，切换部11在步骤S4中将整流方式从全波整流切换到倍压整流。控制部7将指示向倍压整流的切换的控制信号，输出给切换部11。切换部11依照从控制部7输入的控制信号，从开路状态切换到短路状态。
在步骤S5中，控制部7判断直流母线电压的电压值是否达到阈值。控制部7比较由电压探测部5探测的直流电压的电压值和阈值。阈值是对通过200V系统的交流电源输出的交流电压进行全波整流的情况下的直流电压的电压值、例如是280V。在判断为直流母线电压的电压值达到阈值的情况下(步骤S5、“是”)，马达驱动装置1使过程进入到步骤S6。在判断为直流母线电压的电压值未达到阈值的情况下(步骤S5、“否”)，马达驱动装置1反复进行步骤S5。
在判断为直流母线电压的电压值达到阈值的情况下(步骤S5、“是”)，马达驱动装置1在步骤S6中驱动马达3。控制部7通过将指示向马达3输出3相交流电压的控制信号输出给逆变器电路6，驱动逆变器电路6。逆变器电路6依照从控制部7输入的控制信号，进行从直流母线电压到3相交流电压的变换，向马达3输出3相交流电压。通过开始马达3的驱动，逆变器电路6的状态从待机状态切换到驱动状态。
马达驱动装置1通过在步骤S5以及S6中在直流母线电压的电压值达到阈值后开始马达3的驱动，能够避免由于整流方式的切换引起的电压变动的影响波及到马达3的驱动。由此，马达驱动装置1能够稳定地驱动马达3。
在步骤S7中，控制部7判定是否停止马达3的驱动。控制部7依照外部输入信号，进行上述判定。在判定为停止马达3的驱动的情况下(步骤S7、“是”)，马达驱动装置1使过程进入到步骤S8。在判定为不停止马达3的驱动的情况下(步骤S7、“否”)，马达驱动装置1反复进行步骤S7。
在马达驱动装置1被应用于手干燥装置的情况下，控制部7在未被输入表示探测到手的外部输入信号的情况下，判定为停止马达3的驱动。控制部7在继续进行表示探测到手的外部输入信号的输入的情况下，判定为不停止马达3的驱动。在判定为不停止马达3的驱动的情况下，马达驱动装置1继续进行马达3的驱动。
在马达驱动装置1被应用于换气装置的情况下，外部输入信号是来自换气装置的开关或者遥控器的信号、且是表示指示了换气装置的运转停止的信号。控制部7在被输入表示指示了运转停止的外部输入信号的情况下，判定为停止马达3的驱动。控制部7在未被输入表示指示了运转停止的外部输入信号的情况下，判定为不停止马达3的驱动。
在CO2浓度低于阈值的情况下自动地停止运转的换气装置的情况下，控制部7也可以在被输入表示探测到低于阈值的CO2浓度的外部输入信号的情况下，判定为停止马达3的驱动。或者，控制部7也可以在未被输入表示探测到高于阈值的CO2浓度的外部输入信号的情况下，判定为停止马达3的驱动。
在未由人感传感器探测到人的情况下自动地停止运转的换气装置的情况下，控制部7也可以在被输入表示未探测到人的外部输入信号的情况下，判定为停止马达3的驱动。或者，控制部7也可以在未被输入表示探测到人的外部输入信号的情况下，判定为停止马达3的驱动。
在马达驱动装置1被应用于吸尘器的情况下，外部输入信号是来自吸尘器的开关的信号、且是表示指示了吸尘器的运转停止的信号。控制部7在被输入表示指示了运转停止的外部输入信号的情况下，判定为停止马达3的驱动。控制部7在未被输入表示指示了运转停止的外部输入信号的情况下，判定为不停止马达3的驱动。
在未探测到向地面的接触的情况下自动地停止运转的吸尘器的情况下，控制部7也可以在未被输入表示探测到向地面的接触的外部输入信号的情况下，判定为停止马达3的驱动。控制部7在继续进行表示探测到向地面的接触的外部输入信号的输入的情况下，判定为不停止马达3的驱动。
在马达驱动装置1被应用于自动门开闭装置的情况下，在未被输入表示探测到通行者或者物体的外部输入信号的情况下，判定为停止马达3的驱动。控制部7在继续进行表示探测到通行者或者物体的外部输入信号的输入的情况下，判定为不停止马达3的驱动。
此外，控制部7不限于依照外部输入信号进行是否停止马达3的驱动的判定。控制部7也可以利用保持于控制部7的内部数据，判定是否停止马达3的驱动。内部数据是时刻信息、具备马达驱动装置1的装置的运转累计时间、或者具备马达驱动装置1的装置的使用频度的信息等。
在步骤S7中判定为停止马达3的驱动的情况下(步骤S7、“是”)，马达驱动装置1在步骤S8中停止马达3的驱动。控制部7通过停止向逆变器电路6输出控制信号，停止逆变器电路6的驱动。逆变器电路6停止从直流母线电压向3相交流电压的变换、和向马达3的3相交流电压的输出。通过停止马达3的驱动，逆变器电路6的状态从驱动状态切换到待机状态。
在步骤S8中停止了马达3的驱动时，切换部11在步骤S9中将整流方式从倍压整流切换到全波整流。控制部7将指示向全波整流的切换的控制信号，输出给切换部11。切换部11依照从控制部7输入的控制信号，从短路状态切换到开路状态。
在步骤S9中切换了整流方式时，马达驱动装置1使过程返回到步骤S3。在判定为开始马达3的驱动的情况下(步骤S3、“是”)，马达驱动装置1反复进行从步骤S4起的过程。在判定为不开始马达3的驱动的情况下(步骤S3、“否”)，控制部7在步骤S10中判定马达驱动装置1的通电是否结束。在通电未结束的情况下(步骤S10、“否”)，马达驱动装置1使过程返回到步骤S3。在通电结束的情况下(步骤S10、“是”)，马达驱动装置1结束基于图4所示的过程的动作。
在步骤S2中，判定为交流电源2并非100V系统的交流电源的情况下(步骤S2、“否”)，控制部7在步骤S11中判定是否开始马达3的驱动。控制部7与步骤S3同样地，依照外部输入信号进行上述判定。在判定为开始马达3的驱动的情况下(步骤S11、“是”)，马达驱动装置1使过程进入到步骤S12。在判定为不开始马达3的驱动的情况下(步骤S11、“否”)，马达驱动装置1使过程进入到步骤S15。
在判定为开始马达3的驱动的情况下(步骤S11、“是”)，马达驱动装置1在步骤S12中驱动马达3。控制部7通过将指示向马达3输出3相交流电压的控制信号输出给逆变器电路6，驱动逆变器电路6。逆变器电路6依照从控制部7输入的控制信号，进行从直流母线电压到3相交流电压的变换，向马达3输出3相交流电压。
在步骤S13中，控制部7判定是否停止马达3的驱动。控制部7与步骤S7同样地，依照外部输入信号进行上述判定。在判定为停止马达3的驱动的情况下(步骤S13、“是”)，马达驱动装置1使过程进入到步骤S14。在判定为不停止马达3的驱动的情况下(步骤S13、“否”)，马达驱动装置1反复进行步骤S13。
在判定为停止马达3的驱动的情况下(步骤S13、“是”)，马达驱动装置1在步骤S14中停止马达3的驱动。在步骤S14中停止了马达3的驱动时，马达驱动装置1使过程回到步骤S11。在判定为开始马达3的驱动的情况下(步骤S11、“是”)，马达驱动装置1反复进行从步骤S12起的过程。
在判定为不开始马达3的驱动的情况下(步骤S11、“否”)，控制部7在步骤S15中判定马达驱动装置1的通电是否结束。在通电未结束的情况下(步骤S15、“否”)，马达驱动装置1使过程回到步骤S11。在通电结束的情况下(步骤S15、“是”)，马达驱动装置1结束基于图4所示的过程的动作。
在交流电源2是100V系统的交流电源的情况下，直流母线电源4在马达3的驱动停止的待机状态下，进行交流电压的全波整流。直流母线电源4仅限定于在交流电源2是100V系统的交流电源的情况中的驱动马达3的驱动状态时，能够进行交流电压的倍压整流。由此，直流母线电源4能够在待机状态下抑制用于倍压整流的升压所引起的浪费的电力消耗。
另外，直流母线电源4通过在待机状态下进行利用全波整流的整流，相比于进行利用倍压整流的整流的情况，使直流母线电压减半。直流母线电源4通过直流母线电压的减半，能够缩短结束通电时的电容器9a、9b的放电所需的时间。
通过基于马达3的驱动停止将整流方式切换到全波整流，马达驱动装置1的通电开始时的整流方式始终成为全波整流。直流母线电源4在与200V系统的交流电源2连接的情况下，能够防止整流方式成为倍压整流的状态的整流电路与200V系统的交流电源2连接的事态。由此，马达驱动装置1能够防止电路结构和马达3的故障。
马达驱动装置1也可以代替与电容器9a、9b并联地连接的电压探测部5，而设置有在紧接着交流电源2之后连接的电压探测部。在紧接着交流电源2之后连接的电压探测部探测从交流电源2输出的交流电压。在该情况下，马达驱动装置1代替上述步骤S5而在从整流方式切换到倍压整流起经过了设定时间的情况下，进行通过步骤S6的马达3的驱动。上述设定时间是直至直流母线电压的电压值达到阈值所需的时间。通过在经过了设定时间后开始马达3的驱动，能够避免由于整流方式的切换引起的电压变动的影响波及到马达3的驱动。由此，马达驱动装置1能够稳定地驱动马达3。
另外，在设置有在紧接着交流电源2之后连接的电压探测部的情况下，控制部7在上述步骤S2中，根据由上述电压检测部检测的电压值，判定交流电源2是否为100V系统的交流电源。
也可以在切换部11中，代替机械式的继电器，而使用双向可控硅这样的半导体开关元件。半导体开关元件由于没有机械性地开闭的接点，所以没有由于磨耗引起的劣化、并且不产生驱动音。通过在切换部11中使用半导体开关元件，直流母线电源4寿命变长，并且能够得到安静性。
实施方式1的直流母线电源4不限于向驱动马达3的逆变器电路6输出直流电压，也可以向逆变器电路6以外的负载输出直流电压。
根据实施方式1，直流母线电源4通过根据探测直流电压的电压值的结果和判定负载的状态的结果来切换全波整流和倍压整流，抑制用于倍压整流的升压所引起的浪费的电力消耗。由此，直流母线电源4起到能够降低电力消耗这样的效果。
实施方式2.
图5是示出具有本发明的实施方式2的电源装置的马达驱动装置的动作过程的流程图。具有实施方式2的电源装置的马达驱动装置1具有与实施方式1的马达驱动装置1同样的结构。作为实施方式2的电源装置的直流母线电源4根据驱动马达3时的负载来切换整流方式。在实施方式2中，对与上述实施方式1相同的构成要素附加同一符号，主要说明与实施方式1不同的结构。
马达驱动装置1能够将模式切换为高负载模式和低负载模式来驱动马达3。在此，高负载模式设为每单位时间中的旋转数相互不同的2个模式中的旋转数更多的模式、即用高的能量驱动马达3的情况的模式。低负载模式设为该2个模式中的可切换的模式中的旋转数更少的模式、即用低的能量驱动马达3的情况的模式。
图5所示的步骤S1至步骤S3的过程与图4的情况相同。在步骤S3中，判定为开始马达3的驱动的情况下(步骤S3、“是”)，控制部7在步骤S21中，判断是否以高负载模式驱动马达3。
控制部7依照外部输入信号，判断是否以高负载模式驱动马达3。在判断为以高负载模式驱动马达3的情况下(步骤S21、“是”)，马达驱动装置1使过程进入到步骤S4。在判断为并非高负载模式而以低负载模式驱动马达3的情况下(步骤S21、“否”)，马达驱动装置1使过程进入到步骤S6。
在此，说明外部输入信号的例子。在能够切换风量的手干燥装置中应用马达驱动装置1的情况下，外部输入信号是表示被指定的风量的信号。向控制部7输入来自手干燥装置的外部输入信号。设手干燥装置能够将风量切换到“强”和“弱”，控制部7在被输入表示被指定“强”的外部输入信号的情况下，判断为以高负载模式驱动马达3。控制部7在被输入表示被指定“弱”的外部输入信号的情况下，判断为以低负载模式驱动马达3。
在能够切换风量的换气装置中应用马达驱动装置1的情况下，外部输入信号是来自换气装置的开关或者遥控器的信号、且是表示被指定的风量的信号。设换气装置能够将风量切换为“强”和“弱”，控制部7在被输入表示被指定“强”的外部输入信号的情况下，判断为以高负载模式驱动马达3。控制部7在被输入表示被指定“弱”的外部输入信号的情况下，判断为以低负载模式驱动马达3。
在能够切换风量的换气装置中应用马达驱动装置1的情况下，外部输入信号也可以是来自开关或者遥控器的信号以外的信号。在CO2浓度高于阈值的情况下使风量成为“强”、并且在CO2浓度低于阈值的情况下使风量成为“弱”的换气装置的情况下，外部输入信号也可以是表示通过CO2传感器探测CO2浓度的探测结果的信号。控制部7在被输入表示探测到高于阈值的CO2浓度的外部输入信号的情况下，判断为以高负载模式驱动马达3。控制部7在被输入表示探测到低于阈值的CO2浓度的外部输入信号的情况下，判断为以低负载模式驱动马达3。
在处于通过换气装置换气的空间的人的数量多于阈值的情况下使风量成为“强”、在处于通过换气装置换气的空间的人的数量少于阈值或者在空间无人的情况下使风量成为“弱”的换气装置的情况下，外部输入信号也可以是表示通过人感传感器探测人的数量的探测结果的信号。控制部7在被输入表示人的数量多于阈值的外部输入信号的情况下，判断为以高负载模式驱动马达3。控制部7在被输入表示人的数量少于阈值或者无人的外部输入信号的情况下，判断为以低负载模式驱动马达3。
在能够切换吸引的强度的吸尘器中应用马达驱动装置1的情况下，外部输入信号是来自吸尘器的开关的信号、且是表示被指定的吸引的强度的信号。设吸尘器能够将吸引的强度切换为“强”和“弱”，控制部7在被输入表示被指定“强”的外部输入信号的情况下，判断为以高负载模式驱动马达3。控制部7在被输入表示被指定“弱”的外部输入信号的情况下，判断为以低负载模式驱动马达3。
在根据吸尘器的头和地面有无接触来切换吸引的强度的吸尘器的情况下，外部输入信号也可以是来自地面探测传感器的信号。上述吸尘器在探测到向地面的接触的情况下，使吸引的强度成为“强”，在未探测到向地面的接触的情况下，使吸引的强度成为“弱”。控制部7在被输入表示探测到向地面的接触的外部输入信号的情况下，判断为以高负载模式驱动马达3。控制部7在未被输入表示探测到向地面的接触的外部输入信号的情况下，判断为以低负载模式驱动马达3。
在马达驱动装置1应用于自动门开闭装置的情况下，控制部7在被输入表示通行者或者物体接近门的外部输入信号的情况下，判断为以低负载模式驱动马达3。控制部7在被输入表示通行者或者物体远离门的外部输入信号的情况下，判断为以高负载模式驱动马达3。
此外，控制部7不限于依照外部输入信号进行是否以高负载模式驱动马达3的判断。控制部7也可以根据保持于控制部7的内部数据，判断是否以高负载模式驱动马达3。内部数据是时刻信息、具备马达驱动装置1的装置的运转累计时间、或者具备马达驱动装置1的设备的使用频度的信息等。
在步骤S21中判断为以高负载模式驱动马达3的情况下(步骤S21、“是”)，切换部11在步骤S4中将整流方式从全波整流切换到倍压整流。图5所示的步骤S4以及步骤S5的过程与图4所示的过程相同。马达驱动装置1在步骤S5之后，使过程进入到步骤S6。由此，在以高负载模式驱动马达3的情况下，直流母线电源4进行交流电压的倍压整流。
在步骤S21中判断为以低负载模式驱动马达3的情况下(步骤S21、“否”)，马达驱动装置1跳过步骤S4以及步骤S5，使过程进入到步骤S6。由此，在以低负载模式驱动马达3的情况下，直流母线电源4进行交流电压的全波整流。
在基于步骤S6的马达3的驱动之后，控制部7在步骤S22中，与步骤S21同样地，判断是否以高负载模式驱动马达3。在判断为以高负载模式驱动马达3的情况下(步骤S22、“是”)，切换部11在步骤S23中，将整流方式切换到倍压整流。之后，马达驱动装置1使过程进入到步骤S7。此外，在步骤S4中整流方式切换到倍压整流的情况下，切换部11继续进行倍压整流。
在判断为以低负载模式驱动马达3的情况下(步骤S22、“否”)，切换部11在步骤S24中，将整流方式切换到全波整流。之后，马达驱动装置1使过程进入到步骤S7。此外，在通过跳过步骤S4而整流方式依然是全波整流的情况下，切换部11继续进行全波整流。
这样，直流母线电源4在驱动马达3的模式从高负载模式变更为低负载模式的情况下，将整流方式从倍压整流切换到全波整流。直流母线电源4在驱动马达3的模式从低负载模式变更为高负载模式的情况下，将整流方式从全波整流切换为倍压整流。直流母线电源4在继续进行高负载模式的情况下，继续进行倍压整流。直流母线电源4在继续进行低负载模式的情况下，继续进行全波整流。
图5所示的步骤S7至步骤S9的过程与图4的情况相同。在步骤S9中切换了整流方式时，马达驱动装置1与图4的情况同样地，使过程返回到步骤S3。图5所示的步骤S10的过程、和图5所示的步骤S11至步骤S15的过程与图4所示的情况相同。
在交流电源2是100V系统的交流电源的情况下，直流母线电源4在驱动状态并且低负载模式下，进行交流电压的全波整流。直流母线电源4仅限定于驱动状态并且高负载模式的情况下，进行交流电压的倍压整流。由此，直流母线电源4能够防止由于在以低负载模式驱动马达3时进行倍压整流引起的不需要的电力消耗。
根据图5所示的过程，直流母线电源4在驱动马达3的状态下，进行步骤S23以及步骤S24中的整流方式的变更。马达驱动装置1也可以在变更整流方式之前，停止马达3的驱动。在该情况下，马达驱动装置1在停止马达3的驱动后，在直流母线电压的电压值达到预先设定的电压值后，开始马达3的驱动。由此，马达驱动装置1能够避免由于整流方式的切换引起的电压变动的影响波及到马达3的驱动，能够稳定地驱动马达3。
根据图5所示的过程，直流母线电源4在驱动马达3的模式从高负载模式变更为低负载模式的情况下，将整流方式从倍压整流切换到全波整流。直流母线电源4也可以在模式从高负载模式变更为低负载模式的情况下，继续进行倍压整流。例如，如以对风量施加强弱的节奏风模式使电风扇运转的情况那样，将模式以较短的周期变更为高负载模式和低负载模式的情况下，直流母线电源4通过继续进行倍压整流，能够消除整流方式的频繁的切换。在切换部11中使用机械式的继电器的情况下，直流母线电源4通过消除切换部11的频繁的切换，能够抑制切换部11的劣化，能够维持可靠性。
根据实施方式2，直流母线电源4与实施方式1同样地，通过根据探测直流电压的电压值的结果和判定负载的状态的结果来切换全波整流和倍压整流，抑制用于倍压整流的升压所引起的浪费的电力消耗。另外，直流母线电源4通过仅限定于以高负载模式驱动马达3时进行倍压整流，进一步降低电力消耗。由此，直流母线电源4起到能够降低电力消耗这样的效果。
实施方式3.
图6是示出具有本发明的实施方式3的电源装置的马达驱动装置的动作过程的流程图。具有实施方式3的电源装置的马达驱动装置1具有与实施方式1的马达驱动装置1同样的结构。作为实施方式3的电源装置的直流母线电源4在从停止马达3的驱动起经过了设定时间之后，切换整流方式。在实施方式3中，对与上述实施方式1以及2相同的构成要素附加同一符号，主要说明与实施方式1以及2不同的结构。
图6所示的步骤S1至步骤S8的过程与图4的情况相同。在步骤S8中停止了马达3的驱动时，控制部7在步骤S31中，判断是否从步骤S8中的马达3的驱动停止起经过了设定时间。设定时间是预先设定的时间、且是直至接下来驱动马达3的时间。设定时间是例如10秒程度。在控制部7判断为经过了设定时间的情况下(步骤S31、“是”)，切换部11在步骤S9中将整流方式从倍压整流切换到全波整流。这样，切换部11在从马达3停止驱动起经过了设定时间之后，将整流方式从倍压整流切换到全波整流。在步骤S9中切换了整流方式时，马达驱动装置1与图4的情况同样地，使过程返回到步骤S3。
在控制部7判断为未经过设定时间的情况下(步骤S31、“否”)，控制部7在步骤S32中判定是否再次开始马达3的驱动。控制部7与步骤S3同样地，依照外部输入信号、或者通过利用内部数据，判断是否再次开始马达3的驱动。在控制部7判断为不再次开始马达3的驱动的情况下(步骤S32、“否”)，马达驱动装置1反复进行步骤S31的过程。在控制部7判断为再次开始马达3的驱动的情况下(步骤S32、“是”)，马达驱动装置1使过程返回到步骤S6。图6所示的步骤S10的过程、和图6所示的步骤S11至步骤S15的过程与图4所示的情况相同。
这样，通过在从马达3停止驱动起经过了设定时间之后将整流方式切换到全波整流，直流母线电源4在从停止马达3的驱动起设定时间中，继续进行倍压整流。直流母线电源4在从停止马达3的驱动起经过设定时间以前再次开始马达3的驱动的情况下，通过继续进行倍压整流，不需要电容器9a、9b的充电时间。因此，直流母线电源4能够缩短直至马达3的驱动再次开始的时间。实施方式3的直流母线电源4适合于频繁地进行马达3的驱动和驱动停止的情况。
手干燥装置在手插入部中探测到手的情况下，通过驱动马达3来喷出空气流。在手干燥装置的情况下，要求将手插入到手插入部后立即喷出空气流。在手干燥装置的使用者变多的时间段中、或者在使用者多的场所设置有手干燥装置的情况下，从某个使用者使用手干燥装置至接下来的使用者使用手干燥装置的间隔成为例如10秒程度以下。通过将实施方式3的直流母线电源4应用于手干燥装置，能够从停止空气流的喷出后迅速地再次开始空气流的喷出，所以使用者能够舒适地使用手干燥装置。
在吸尘器中，有搭载有在驱动状态下空转持续一定时间的情况下停止驱动的功能的例子。搭载有上述功能的吸尘器在未探测到头和地面的接触的状态经过了一定时间的情况下停止吸引，在从停止吸引后探测到头和地面的接触的情况下，再次开始吸引。上述吸尘器被要求在头接触到地面后立即再次开始吸引。从使头从地面浮起至将头放到地面的间隔成为例如5秒程度以下。通过将实施方式3的直流母线电源4应用于吸尘器，能够从停止吸引后立即再次开始吸引，所以使用者能够舒适地使用吸尘器。
自动门开闭装置在通行者或者移动的物体接近门时，通过驱动马达3将门打开。在自动门开闭装置的情况下，要求在通行者或者物体到达某个位置时，将门立即打开。在通行者变多的时间段中、或者在通行者多的场所设置有自动门开闭装置的情况下，从某个通行者通过门至接下来的通行者通过门的间隔成为例如10秒程度以下。通过将实施方式3的直流母线电源4应用于自动门开闭装置，能够在将门关闭后立即将门打开，所以通行者能够舒适地通行。
根据实施方式3，直流母线电源4与实施方式1同样地，通过根据探测直流电压的电压值的结果和判定负载的状态的结果来切换全波整流和倍压整流，抑制用于倍压整流的升压所引起的浪费的电力消耗。另外，直流母线电源4通过在从马达3停止驱动起经过了设定时间之后，将整流方式从倍压整流切换到全波整流，能够缩短直至马达3的驱动再次开始为止的时间。
实施方式4.
图7是示出具有本发明的实施方式4的电源装置的马达驱动装置的动作过程的流程图。具有实施方式4的电源装置的马达驱动装置1具有与实施方式1的马达驱动装置1同样的结构。作为实施方式4的电源装置的直流母线电源4在是否开始马达3的驱动的判定以前，将整流方式切换到倍压整流。在实施方式4中，对与上述实施方式1至3相同的构成要素附加同一符号，主要说明与实施方式1至3不同的结构。
图7所示的步骤S1以及步骤S2的过程与图4的情况相同。在步骤S2中判定为交流电源2是100V系统的交流电源的情况下(步骤S2、“是”)，控制部7在步骤S41中判定是否将整流方式从全波整流切换到倍压整流。在判定为切换整流方式的情况下(步骤S41、“是”)，马达驱动装置1使过程进入到步骤S4。在判定为不切换整流方式的情况下(步骤S41、“否”)，马达驱动装置1使过程进入到步骤S10。
控制部7与图4所示的步骤S3中的判定的情况同样地，依照外部输入信号、或者根据内部数据，判定是否切换整流方式。在步骤S41中判定为切换整流方式的情况下(步骤S41、“是”)，切换部11在步骤S4中将整流方式从全波整流切换到倍压整流。图7所示的步骤S4以及步骤S5的过程与图4的情况相同。
在步骤S5中判断为直流母线电压的电压值达到阈值的情况下(步骤S5、“是”)，控制部7在步骤S42中判定是否开始马达3的驱动。控制部7与图4所示的步骤S3同样地，依照外部输入信号、或者根据内部数据，判断是否开始马达3的驱动。
在控制部7判断为不开始马达3的驱动的情况下(步骤S42、“否”)，马达驱动装置1反复进行步骤S42的过程。在控制部7判断为开始马达3的驱动的情况下(步骤S42、“是”)，马达驱动装置1在步骤S6中驱动马达3。图7所示的步骤S7至步骤S9的过程与图4的情况相同。在步骤S9中切换了整流方式时，马达驱动装置1使过程返回到步骤S41。
在步骤S41中判定为不切换整流方式的情况下(步骤S41、“否”)，控制部7在步骤S10中判定马达驱动装置1的通电是否结束。在通电未结束的情况下(步骤S10、“否”)，马达驱动装置1使过程返回到步骤S41。在通电结束的情况下(步骤S10、“是”)，马达驱动装置1结束利用图7所示的过程的动作。图7所示的步骤S11至步骤S15的过程与图4所示的情况相同。
这样，通过在判定是否开始马达3的驱动以前，将整流方式切换到倍压整流，直流母线电源4能够在开始马达3的驱动的判定以前，开始电容器9a、9b的充电。由此，直流母线电源4能够缩短直至开始利用倍压整流的马达3的驱动为止的时间。实施方式4的直流母线电源4适合于要求马达3的迅速的驱动开始的情况。
在手干燥装置中，有在使用者将手插入到手插入部以前探测该使用者接近手干燥装置的例子。上述手干燥装置通过人探测传感器探测到使用者而使手探测传感器工作，在由手探测传感器探测到手的情况下驱动马达3。控制部7也可以在被输入表示探测到使用者的外部输入信号的情况下，判定为将整流方式切换到倍压整流。在该情况下，直流母线电源4能够在插入手前例如3秒程度，切换整流方式。通过将实施方式4的直流母线电源4应用于手干燥装置，能够迅速地开始马达3的驱动，所以使用者能够舒适地使用手干燥装置。
在换气装置中，有搭载有在设定的时刻开始换气的功能的例子。搭载有上述功能的换气装置在设定的时刻驱动马达3。控制部7也可以在设定的时刻以前，判定为将整流方式切换到倍压整流。在该情况下，直流母线电源4在设定的时刻前例如10秒程度，切换整流方式。通过将实施方式4的直流母线电源4应用于换气装置，能够按照设定的时刻开始马达3的驱动。
自动门开闭装置例如设为在探测到通行者的位置或者物体的位置是从门离开2m的位置的情况下驱动马达3，控制部7也可以在探测到通行者的位置或者物体的位置是从门离开5m的位置的情况下，判定为将整流方式切换到倍压整流。在该情况下，直流母线电源4在通行者或者移动的物体接近至从门起2m的位置以前，切换整流方式。通过将实施方式4的直流母线电源4应用于自动门开闭装置，能够迅速地开始马达3的驱动，所以通行者能够舒适地通行。
根据实施方式4，直流母线电源4与实施方式1同样地，通过根据探测直流电压的电压值的结果和判定负载的状态的结果来切换全波整流和倍压整流，抑制用于倍压整流的升压所引起的浪费的电力消耗。另外，直流母线电源4通过在是否开始马达3的驱动的判定以前将整流方式切换到倍压整流，能够缩短直至开始马达3的驱动为止的时间。
以上的实施方式所示的结构示出本发明的内容的一个例子，既能够与其它公知的技术组合，也能够在不脱离本发明的要旨的范围中，将结构的一部分省略、变更。

Claims (6)

1.一种驱动马达的马达驱动装置，其特征在于，具备：
整流电路，能够进行基于全波整流和倍压整流的各整流方式的交流电压的整流，输出直流电压；
逆变器电路，将所述直流电压变换为交流电压而向所述马达输出交流电压，并且能够将状态切换为被施加所述直流电压而驱动所述马达的驱动状态、和被施加所述直流电压而停止所述马达的驱动的待机状态；
切换部，切换所述全波整流和所述倍压整流；以及
控制部，根据所述交流电压的电压值、所述逆变器电路的所述状态、以及从所述马达驱动装置的外部的设备输入到所述马达驱动装置的外部输入信号或者保持于所述马达驱动装置的内部数据所表示的所述马达的控制信息，控制所述切换部，
在所述交流电压的电压值是基准值以下的情况下，所述控制部在所述逆变器电路的所述状态从所述驱动状态切换到所述待机状态时，根据所述控制信息，对所述切换部进行将整流方式从所述倍压整流切换到所述全波整流的控制，
在所述交流电压的电压值是基准值以下的情况下，所述控制部在所述逆变器电路的所述状态从所述待机状态切换到所述驱动状态时，根据所述控制信息，对所述切换部进行将整流方式从所述全波整流切换到所述倍压整流的控制。
2.根据权利要求1所述的马达驱动装置，其特征在于，
所述控制信息是表示从所述马达停止驱动起的经过时间的信息，
所述控制部在所述经过时间超过了预先设定的时间后，对所述切换部进行将整流方式从所述倍压整流切换到所述全波整流的控制。
3.根据权利要求1所述的马达驱动装置，其特征在于，
所述控制部在开始所述马达的驱动之前，根据所述控制信息，对所述切换部进行将整流方式从所述全波整流切换到所述倍压整流的控制。
4.根据权利要求1所述的马达驱动装置，其特征在于，
能够通过每单位时间中的旋转数相互不同的2个模式来驱动所述马达，
所述整流电路在以所述2个模式中的所述旋转数更多的模式驱动所述马达的情况下，进行所述交流电压的所述倍压整流。
5.根据权利要求4所述的马达驱动装置，其特征在于，
所述整流电路在以所述2个模式中的所述旋转数更少的模式驱动所述马达的情况下，进行所述交流电压的所述全波整流。
6.根据权利要求4所述的马达驱动装置，其特征在于，
所述整流电路在将模式从所述旋转数更多的模式变更为所述旋转数更少的模式的情况下，继续进行所述倍压整流。
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