TW201212522A - Motor drive apparatus - Google Patents

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TW201212522A TW100110592A TW100110592A TW201212522A TW 201212522 A TW201212522 A TW 201212522A TW 100110592 A TW100110592 A TW 100110592A TW 100110592 A TW100110592 A TW 100110592A TW 201212522 A TW201212522 A TW 201212522A
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Kenzirou Tomita
Koji Kameda
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Panasonic Corp
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48Conversion 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
    • H02M7/53Conversion 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 using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537Conversion 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 using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters

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Description

201212522 六、發明說明: I:發明所肩之技術々真域j 發明領域 本發明係有關一種藉由反向器電路來驅動複數馬達之 洗衣機等馬達驅動裝置。 I:先前技術3 發明背景 習知’一般是使用反向器電路作為三相感應電動機或 如無刷馬達之三相同步電動機(以下簡略為「馬達」)之控制 裝置。 而且’設置在控制裝置之控制電路係藉由以下顯示之 方法,來檢測馬達之繞線電流並控制馬達之旋轉數等。 第1方法係對連結馬達繞線之電路(配線)使用霍爾感測 器等電流檢測器來直接檢測馬達之繞線電流的方法。而, 一般而言,三相馬達多使用2電路。該方法可在良好精度下 檢測馬達之繞線電流。又,在使用霍爾元件(Hall element) 之霍爾感測器時,馬達繞線與控制電路間可能產生絕緣。 但’相較之下,電流檢測器(或檢測電路)較大又高價。 因此,一般而言,第1方法係使用在產業用伺服馬達之控制 電路等需要有高精度控制之控制裝置。 第2方法係將直列插入反向器電路之-(負)側切換元件 之負電源側且用於電流檢測的分路電阻之電壓下降加以放 大,以檢測馬達之繞線電流之方法。即,是藉由對反向器 電路之各切換元件等開/關時序流入分路電阻之電流變化 201212522 來檢測馬達之繞線電紅方法。屆時,控制電路必須有檢 測電肌之時序控制’因此—般是以微電腦等控制 。此時, 檢測之訊號電位為反向器電路之,電位,因此,雖然在將 控制電路δχ置為同電位之情況下不會有問題,但在將控制 電路設置在與反向器電路呈絕緣之電位的情況下,則需有 某種絕緣電路。 但’第2方法可以較低價位構成電流檢測電路 ,因此可 廣泛使用在產業上肖於三相感應電關_之反向器、或 洗衣機、冷氣機等家電用馬達之控制。 而’第2方法係揭示在例如特開2008-054812號公報(專 利文獻1)中。 以下’將使用圖式來説明使用在專敎如之熱系式洗 衣乾燥機之馬達驅動裝置。 第7圖係顯示習知之馬達驅動裝置之方塊圖。如第7圖 顯示,馬達驅動裝置係以至少交流電源丨、整流電路2、複 數反向器電路、控制部6、及複數馬達所構成。整流電路2 係藉由全波整流電路20與電解電容器21構成,可將交流電 轉換成直流電以構成直流電源。複數反向器電路係從第i反 向器電路3A、第2反向器電路3B、及第3反向器電路3C構 成,可將以整流電路2取得之直流電轉換成三相交流電。複 數馬達係由例如旋轉滾筒驅動馬達4A、熱泵用壓縮機馬達 4B及風扇馬達4C等形成。而且,複數馬達可藉由以第1反 向器電路3A、第2反向器電路3B、及第3反向器電路3C所取 得之三相交流電分別驅動。 201212522 又,控制部6具有反向器控制部60與直流電壓偵測部 61 ’可檢測並控制上述各馬達之電流。具體而言,直流電 壓偵測部61係藉由連接在第1反向器電路3A、第2反向器電 路3B、及第3反向器電路3c之下臂切換電晶體之發射體端 子的第1電流檢測部5A、第2電流檢測部5B、及第3電流檢 測部5C來檢測馬達之電流Isa、isb、isc。此外,反向器控 制部60係由PWM控制第1反向器電路3A、第2反向器電路 3B、及第3反向器電路3C之PWM控制部(未圖示)及内藏複 數高速A/D轉換部(未圖示)之微電腦等高速處理器構成,可 同時控制第1反向器電路3A、第2反向器電路3B、及第3反 向器電路3C。藉此,可分別以不同的旋轉速度控制旋轉滾 筒驅動馬達4A、壓縮機馬達4B、及風扇馬達4〇 又,第1反向器電路3A係藉由以位置檢測部4〇a所檢測 之旋轉滾筒驅動馬達4A之轉子之永久磁鐵的位置η、及以 第1電流檢測部5 Α所檢測之旋轉滾筒驅動馬達4 Α之馬達之 電流1sa,來控制旋轉滚筒驅動馬達4A。 與上述第1反向器電路3A同樣地,第2反.向器電路3B可 控制壓縮機馬達4B、且第3反向器電路3C可控制風扇馬達 4C。 又,第1電流檢測部5A、第2電流檢測部5B及第3電流 檢測部5 C係以從3個分路電阻與電流訊號放大部所構成之3 分路式電流偵測方式來檢測馬達電流。而,第丨電流檢測部 5A、第2電流檢測部5B及第3電流檢測部5(:之基本構成完全 相同’僅分路電阻值依馬達電流值相異。 201212522 具體而言,第1電流檢測部5A、第2電流檢測部SB、及 第3電流檢測部5 C係將分路電阻之其中一方之端子連接至 全橋式三相反向器電路之下臂電晶體之各發射體端子 (Nu、NV、Nw)、且分路電阻之另—方之端子連接至直流電 源之負側之G端子(GND)而構成1且,由於是由各3個分 路電阻構成,故稱為3分路式。 以下’將以圖詳細説明習知之馬達驅動裝置之反向器 電路。 第8圖係習知之馬達驅動裝置之反向器電路之電路 圖。如第8圖顯* ’反向器電路係藉由以讲目臂遍]相臂 3〇B、W相臂30C及控制用IC(未圖示)形成之功率模組所構 成。 U相臂30A係將由絕緣閘雙極性電晶體(以下略稱為 「IGBT」)形成之上臂電晶體31al與反平行二極體伽之並 聯接體、及由IGBT形成之下臂電晶體31a2與反平行二極體 32a2之並聯接體加以_聯所構成。而且,上臂電晶體Η" 之集極端子係連接在直流電源之正電位側端子p,且上臂電 晶體31al之發射體端子係連接在往馬達之輸出端子u。此 外,下臂電晶體31a2之發射體端子Nu係透過構成第丨電流檢 測部5 A之U相分路電阻5 〇 a而連接至直流電源之負電位側 端子G。 又,上臂電晶體31al係藉由上臂驅動訊號up透過上臂 閘驅動電路33al而驅動,且下臂電晶體3U2係藉由下臂驅 動訊號Un透過下臂閘驅動電路33a2而切換控制。 201212522 同樣地,V相臂30B係將上臂電晶體31bl與反平行二極 體32bl之並聯接體、及下臂電晶體”“與反平行二極體 3262之並聯接體加以串聯所構成。而且,上臂電晶體3lbl 之集極端子係連接至直流電源之正電位側端子P,且上臂電 晶體31bl之發射體端子係連接至往馬達之輸出端子v。此 時,上臂電晶體31bl係藉由上臂驅動訊號Vp透過上臂閘驅 動電路33bl而驅動,且下臂電晶體31b2係藉由下臂驅動訊 號Vn透過下臂閘驅動電路33b2而切換控制。 W相滹30C係將上臂電晶體3ici與反平行二極體32ci 之並聯接體、及下臂電晶體31c2與反平行二極體32c2之並 聯接體加以串聯所構成。而且,上臂電晶體3lcl之集極端 子係連接至直流電源之正電位側端子p ,且上臂電晶體31cl 之發射體端子係連接至往馬達之輸出端子w。此時,上臂 電晶體31 c 1係藉由上臂驅動訊號w P透過上臂閘驅動電路 33cl而驅動,且下臂電晶體31c2係藉由下臂驅動訊號冒11透 過下臂閘驅動電路33c2而切換控制。 又,與U相臂30A同樣地,V相臂30B、W相臂30C之下 臂電晶體31b2、31c2之發射體端子Nv、Nw係連接在構成第 2電/;il檢測部5B與第3電流檢測部5C之V相分路電阻5〇b、W 相分路電阻50c之其中一端子。v相分路電阻5〇b、w相分路 電阻5 0 c之另一端子係連接在直流電源之負電位侧端子^。 而’在藉由IGBT或功率MOSFET構成下臂電晶體以 後,即可藉由閘電壓之控制來進行切換控制。此時,只要 將電阻值設定成連接在1(}8丁時之發射體端子—或是功率 201212522 MOSFET時之來源終端機一之分路電阻所產生的電壓在iv 以下’即可在幾乎不影響切換動作的情況下藉由閘電壓之 控制來切換控制下臂電晶體。因此,藉由檢測U相分路電阻 50a之電壓veu、V相分路電阻50b之電壓vev、及w相分路電 阻50c之電壓vew ’可檢測反向器電路之輸出電流,即馬達 電流。 以下,將以圖式説明在習知之馬達驅動裝置中,將以 分路電阻所檢測之馬達電流予以放大之電流檢測部5的電 流訊號放大部。 第9圖係習知之馬達驅動裝置之電流檢測部5之電流訊 號放大部的放大電路之電路圖。 如第9圖顯不,電流5虎放大部51 a、51 b、51 c係藉由 非反向放大器503a將以U相分路電阻50a、V相分路電阻 50b、W相分路電阻50c所測出之電流訊號轉換成電壓,並 透過U相輸出端子54a、V相輸出端子54b及W相輸出端子54c 輸出至控制部6。此時,經轉換之電壓係轉換成可在内藏於 控制部6之微電腦等處理器中之A/D轉換器檢測的D C電壓 準位而輸出。
然而,習知之烏達驅動裝置之第1電流檢測部5Α係由檢 測馬達電流作為電壓之U相分路電阻50a ' V相分路電阻 50b、W相分路電阻50c、及、決定運算放大器等非反向放 大器503a與非反向放大器503a之放大率(增益)的複數電阻 器R31、R41與電容器或二極體等零件所形成之電流訊號放 大部5la所構成。又,第2電流檢測部5B及第3電流檢測部5C 201212522 亦以同樣的方式構成。因此,需要許多的構成零件及寬廣 的安裝面積,乃相當高成本。 爰此,一般而言,上述構成之電流檢測部係以例如混 合ic等模組化所構成。但,經由模組化雖可達到某程度的 小型化,但在進一步的小型化上將有所極限、且有無法降 低成本之課題。 又,由於習知之馬達驅動裝置之放大器已固定電阻 值,因此電流放大率乃呈恆定。但,由於驅動之馬達所需 要的電流值不同,因此在具有複數馬達的機器中,每一個 馬達都需要有一個電流檢測部。故而,有無法消減電流檢 測部之安裝面積的課題。 【發明内容】 發明概要 本發明之馬達驅動裝置具備將直流電轉換成交流電之 反向器電路、藉由反向器電路驅動之複數馬達、將反向器 電路之輸出切換至複數馬達的負載繼電器、檢測馬達電流 之電流檢測部、及藉由電流檢測部之電流訊號來控制馬達 之控制部。電流檢測部具有分路電阻、及具備可切換放大 率的差動放大電路之電流偵測1C,控制部負責切換負載繼 電器與電流偵測1C之放大率並控制馬達。藉此,藉由電流 檢測部之小型化及安裝面積之削減可實現小型化、零件件 數削減、且低成本之馬達驅動裝置。 又,本發明之馬達驅動裝置具備有將直流電轉換成交 流電之反向器電路、藉由反向器電路驅動之馬達、檢測馬 9 201212522 達電流之電流檢測部、及藉由電流檢測部之電流訊號來控 制馬達之控制部。電流檢測部具有分路電阻及具備可切換 放大率的差動放大電路之電流偵測ic,控制部係依照馬達 之目標電流值來切換電流彳貞測1C之放大率並控制馬達。藉 此,即使馬達之負載(目標電流值)產生變化,亦可切換電流 偵測1C之差動放大電路之放大率並控制馬達。因此,可使 用少數的零件構成來實現最佳的馬達驅動控制。 圖式簡單說明 第1圖係本發明之實施形態1中馬達驅動裝置之系統方 塊圖。 第2圖係同馬達驅動裝置之電流檢測部周邊的主要部 分方塊圖。 第3圖係構成同馬達驅動裝置之電流檢測部的電流偵 測1C之電路構成圖。 第4圖係本發明之實施形態2中反向器式洗衣機之槽栗 (bath pump)驅動時之流程圖。 第5圖係使用本發明之實施形態3中之馬達驅動裝置的 反向器式洗衣機等系統方塊圖。 第6圖係使用同馬達驅動裝置之反向器式洗衣機等風 扇馬達驅動時之流程圖。 第7圖係顯示習知馬達驅動裝置之方塊圖。 第8圖係習知馬達驅動裝置之反向器電路之電路圖。 第9圖係習知馬達驅動裝置之電流檢測部之電流訊號 放大部之放大電路之電路圖。 10 201212522 【實施方式】 較佳實施例之詳細說明 以下,將參考圖式說明本發明之實施形態。而,本發 明非受本實施形態限定者。 (實施形態1) 第1圖係本發明之實施形態1中馬達驅動裝置之系統方 塊圖。而,本實施形態丨之馬達驅動裝置可使用在例如反向 器式洗衣機等。 如第1圖顯示,馬達驅動裝置係以至少交流電源1〇〇、 整流電路102、反向器電路103A、103B、電流檢測部107A、 107B、控制部1〇8、負載繼電器1〇9、洗衣馬達(WM)104、 風扇馬達(FM)105、及槽泵(BP)106所構成。整流電路102係 藉由全波整流電路102A與電解電容器102B構成,可將交流 電源10 0之交流電轉換成直流電以構成直流電源。反向器電 路103A可驅動進行洗衣、清洗、及脫水等之洗衣馬達1〇4。 反向器電路103B可驅動使空氣循環之風扇馬達105、及供給 用以洗衣之洗澡水的槽泵106。 又,電流檢測部107A會將反向器電路103A之電流訊號 idcl輸出至控制部1〇8。該電流訊號idcl係以出自以微電腦 等所構成之控制部108之放大率設定訊號zsl所設定的放大 率加以差動放大者。而且,控制部108藉由電流訊號idcl之 輸入,可在最佳條件下將驅動洗衣馬達104之驅動訊號invl 輸出至反向器電路103A。 同樣地,電流檢測部107B會將以出自控制部108之放大 201212522 率設定訊號zs2所設定的放大率加以差動放大之反向器電 路103B之電流訊號idc2輸出至控制部1〇8。而且,控制部108 會藉由電流訊號idc2之輸入,在最佳條件下將驅動風扇馬達 105之驅動訊號inv2輸出至反向器電路i〇3B。 又,控制部108會在例如洗衣步驟判斷驅動風扇馬達 105或驅動槽泵106,並將切換訊號rl輸出至負載繼電器 109。接著,依據切換訊號rl,以負载繼電器1〇9將反向器電 路103B之輸出切換成風扇馬達丨05或槽泵1〇6,以驅動風扇 馬達105或槽泵1〇6。如上述方法,可構成本實施形態之馬 達驅動裝置。 以下’將使用圖式詳細説明本實施形態之馬達驅動裝 置之電流檢測部。 第2圖係本實施形態中之馬達驅動裝置之電流檢測部 周邊的主要部分方塊圖。而,第2圖係舉例顯示第1圖中驅 動洗衣馬達104的態樣。第3圖係構成同馬達驅動裝置之電 流檢測部的電流偵測1C之電路構成圖。 如第2圖顯示,三相馬達驅動用之反向器電路係藉由將 上臂切換元件131al與下臂切換元件i3ia2、上臂切換元件 131bl與下臂切換元件131b2、以及上臂切換元件l3lcl與下 臂切換70件13分別加以串聯、並以2個1組並列成3組入 5十6個的切換元件所構成。此時,切換元件可使用例如 IGBT 〇 ° 而且,2個1組之切換元件之連接點係連接例如上臂切 換兀件13lal之發射體側(下側)與下臂切換元件13la2之集 12 201212522 抓器側(上側),並連接在未圖示之馬達。此外,各下臂切換 兀件131a2、131b2、131C2之發射體側乃全部共通連接,並 連接在用於電流檢測之電阻的分路電阻111。 又’分路電阻111之兩端係連接在電流偵測IC110 ’並 藉由分路電阻與電流偵測IC110而構成電流檢測部 107A。 而且,如第2圖與第3圖顯示,電流偵測IC110係以差動 放大電路112之放大器U6將分路電阻1U的兩端電壓予以 放大,並作為類比電流訊號idcl從輸出端子7輸出至控制部 108。已輸入控制部1〇8之電流訊號idcl在A/D轉換後,係作 為電流檢測值使用在各馬達之速度控制或轉矩控制(torqUe control)等。 以下,將使用第3圖詳細説明具有差動放大電路之電流 偵測IC110。 如第3圖顯示,反向器電路之分路電阻ηι兩端係連接 在電流偵測IC110之輸入細子ΤΙ、T2。而,以下將以輸入端 子T1連接在第2圖中顯示之分路電阻111之右側(例如igbt 等之下側臂切換元件之發射體側)、且輸入端子12連接在第 2圖中顯示之分路電阻ill之左側(電解電容器102B側)的態 樣加以説明。 在此,令進入輸入端子T1之輸入電壓為Vti[v]、進入 輸入端子T2之輸入電壓為Vt2[V]、進入輸出端子T7之輸出 電壓為V〇ut[V]、電阻R4之Vref側之基準電壓為VreF[v]、且 電阻R卜R2、R4、R5之電阻值為R丨⑴]、κ2[Ω]、Κ4[Ω]、 13 201212522
Rs[Q]。此時,輸出電壓ν〇υΊ,[ν]係以下式表示: V〇jjt—{(R|R2+RiR5)VrEF+(R2R4+R4R5)Vti+(-RiR5-R4R5) νΤ2}/{ί^2(Κ^+Κ_4)} ...(1)。 又,在一般構成差動放大電路的情況下,電阻RJ、R2、 R4、R5之值係設定為R丨=r2、r4=r5(或Rl : R4=R2 : R5)。 爰此,若將上述關係代入(1)式中,則輸出電壓V0UT[V]為: V〇UT=VreI='+(Vt1-Vt2)R4/R| …(2)。 而且,若將基準電壓VREF設為虛擬GND,則以放大率R4/R1 所放大之電壓會以虚擬GND為中心往輸出端子T7輸出。 又,在本實施形態中,在電流偵測IC110中設置可調整 或可選擇差動放大電路112之放大率的放大率設定功能,使 其為設置有放大率設定用端子之構成。 即,第3圖中顯示之輸入端子T13、T14為放大率設定端 子’與放大率設定器114相連接。此時,由於輸入端子Τ13、 Τ14有2條,因此可從例如控制部1〇8藉由開/關訊號設定4種 狀態。而且,藉由輸入端子Τ13、Τ14之4種狀態,放大率設 定器114可使差動放大電路112之電阻R4、R5之電阻值產生 變化並變更。例如,當將電阻Rl、R2之電阻值設為40kQ 時’放大率設定器114可藉由輸入端子T13、T14之狀態使電 阻R4、R5之電阻值同時變化並設定成l〇〇kQ、200kQ、400k Ω、800kD。藉此,差動放大電路112之放大率將分別設定 為2.5倍、5倍、10倍、及20倍。 具體而言,當控制馬達之電流值很小時(例如,電流最 大在1A以下),可將第2圖中顯示之用於電流檢測之分路電 14 201212522 阻111之電阻值設定在1Ω、並將差動放大電路112之放大率 設定在2.5倍。藉此,即便馬達電流很小,亦可設定成具良 好S/N比之電流檢測。 另一方面,當馬達電流很大時,由於用於電流檢測之 分路電阻111之電力損失會變大,因此宜盡量降低分路電阻 111之電阻值。爰此,例如,當電流檢測值之最大值為20Α 時,將用於電流檢測之分路電阻111之電阻值設定在10m Ω、並將差動放大電路112之放大率設定為20倍。藉此,可 構成電流檢測部107A極力抑制住因分路電阻111所造成之 電力損失。 以下,將以使驅動電流最大值在±8A(零-峰值)之洗衣馬 達104予以驅動的情況為例,來説明第1圖構成中之馬達驅 動裝置的各常數之設計值。 此時,以未影響構成反向器電路一例如由IGBT形成一 之下臂切換元件131a2、131b2、131c2之動作的方式,將分 路電阻111之電壓下降設在IV以下為佳。例如,將分路電阻 111之電阻值設定在50ηιΩ時,因馬達最大電流所造成之電 壓下降為8Ax50mQ=0.4V(<lV)。因此,即使馬達之驅動電 處值超過8 A,亦可很輕易地驅動反向器電路之切換元件。 又,在將已輸入到控制部108之電流訊號idci進行a/d 轉換時,若假定為微電腦之A/D轉換器,則一般而言可輸入 之電壓為0V〜5V。因此,宜以A/D轉換器之輸入電壓之中心 電壓2.5V為基準,將差動放大器之輸出電壓設定在士 2.5V之範圍内。爰此,將電流偵測1(:11()内部之基準電壓 15 201212522 VREF設定在2.5V。亦即,在藉由第3圖中顯示之電阻R6、R7 與放大器113構成之基準電壓生成電路115中,係以基準電 壓VReF為2.5V的方式來設定電阻R6、R7。例如,藉由在電 流偵測1C 110之電源電壓Vcc為+5 V的情況下將電阻R6與電 阻R7之電阻值設為相等,可將基準電壓Vref設定成2.5V。 在上述例中,當馬達之最大電流為8A時’將0.4V之電 壓輸入電流偵測IC110之輸入端子T1、丁2間。爰此,由於是 將電流訊號idcl之電壓振幅設定在2.5V以下,因此,控制部 108會以電流偵測IC110之差動放大電路112之放大率變成5 倍的方式,將放大率設定訊號zsl輸出至電流偵測1C110之 放大率設定端子之輸入端子T13、T14。藉此,最大電流8A 時之輸出端子T7之振幅會以基準電壓VREF為中心值變成 0.4Vx5=2.0V。藉由上述方式,可有效地驅動洗衣馬達104。 接下來,以第2圖説明在負載繼電器1〇9藉由控制部108 之切換訊號rl來切換反向器電路103B之輸出,以驅動風扇 馬達105或槽泵106之情況。而,第2圖中,將電流檢測部ι〇7Α 改寫成107B、將電流訊號idcl改寫成idc2、並將放大率設定 訊號zsl改寫成zs2加以説明。 此時,同於洗衣馬達104,以風扇馬達105之最大值為± 2A、且槽栗106之最大值為±]A之情況為例加以説明。 屆時,若將電流檢測部107B之分路電阻111之電阻值設 在0.2Ω ’則風扇馬達105之最大電壓下降為0.4V、且槽系1〇6 之最大電壓下降為0.2V。爰此,在風扇馬達1〇5之驅動時, 控制部108會以電流偵測IC110之差動放大電路112之放大 16 201212522 率變成5倍的方式,將放大率設定訊號zs2輸出至電流偵測 1(:110之放大率設定端子之輸入端子1'13'丁14。同樣地’在 槽泵106之驅動時,控制部108會以電流偵測IC110之差動放 大電路112之放大率變成1 〇倍的方式,將放大率設定訊號 z s 2輸出至電流偵測I c 11 〇之放大率設定端子之輸入端子 T13、T14。藉此,風扇馬達105或槽泵106亦與洗衣馬達1〇4 同樣地’可藉由具良好S/N比之電流檢測對風扇馬達或 槽泵106以良好精度地來驅動風扇馬達1〇5或槽泵106。 即,依據本實施形態之馬達驅動裝置,可在1個反向器 電路與1個電流檢測部將不同驅動電流值之複數馬達,以負 載繼電器109切換反向器電路之輸出並加以驅動。又,依照 複數馬達之驅動電流,可切換成最佳的放大率並檢測出驅 動電流加以控制。藉此,可在高精度下驅動複數馬達。 而,上述所説明之馬達驅動裝置之各常數之設計值為 一例,依照馬達之電流值、到控制電路之輸出電壓等條件, 值會產生變化。 又,第3圖中所示之電流偵測Ic之電路方塊構成為一 例,例如,亦可將輸入端子T1、丁2與輸入到差動放大器之 極性、或差動放大器之構成設為其他構成。 又,在本實施形態中,雖以棄整並檢測各反向器電路 之三相分之電流之例說明電流檢測部,但並非限於此。例 如’亦可將電流檢測部個別配置在三相之各相。藉此,可 進行更高精度的馬達速度㈣、及轉矩控制等。 又,在本實施形態中,雖在差動放大電路之放大率設 17 201212522 定上使用2端子之放大率設定端子並加以設定成4種態樣之 例來進行説明,但並非限於此,可將放大率設定端子之數 量設為2端子以外之數量。例如,可㈣大率設定端子設定 為1¾子,並將差動放大電路之放大率設定為5倍與1〇倍等2 階段。此外,亦可將放大率設定端子設定為3端子,並設定 5種以上的差動放大電路之放大率。 又,在本實施形態中,雖以將差動放大電路之放大率 設定為數位型之例加以説明,但亦可將差動放大電路之放 大率設定為類比型。屆時’例如可藉由將放大率設定端子 設定為1端子 '且將電阻連接至放大率設定端子與電路GND 間進行類比輸入’並使用放大率設定器114之内部電流鏡電 路將電阻R4、R5之電阻值設定為可線性變化而加以實現。 如以上説明,依據本發明之馬達控制裝置’可藉由電 流檢測部之小型化、以及以負載繼電器切換複數馬達,而 達成無須在每一個馬達設置反向器電路或電流檢測部。 又,可依照複數馬達之驅動電流,切換成最佳放大率並檢 測出驅動電流而加以控制。因此,玎達成實現可實現小型 化、零件件數削減、及低成本化之小塑並低價的馬達控制 裝置。 (實施形態2) 以下,將使用圖式説明本發明之實施形通2中之反向器 式洗衣機之驅動方法。 第4圖係本發明之實施形態2中之反向器式洗衣機之槽 泵驅動時的流程圖。而,馬達驅動裝置之基本構成與實施 18 201212522 形態1相同。 本實施形態係在控制部108使反向器電路103B停止 後,確認沒有出自電流檢測部丨〇7B之電流訊號idc2的變化 後,驅動負載繼電器109之構成者。以下,將以從驅動風扇 馬達10 5切換成驅動槽泵1 〇 6之情況為例加以具體説明。 如第4圖顯示,首先,判斷是否驅動槽泵i〇6(S200)。 接著,在驅動槽泵106之情況下,判定現在風扇馬達105 是否為驅動中(S201)。此時,若風扇馬達105為驅動中(S201 之YES) ’便使風扇馬達1〇5停止(S202)。 接下來,判定出自電流偵測IC110之電流訊號idc2為基 準電壓之乂狀];未有變化,亦即,判定未有電流流入馬達 (S203)。此時,若有電流流入馬達(S203之NO),即判定重 複步驟S203之判定直到未有電流流入馬達為止。 接著,若未有電流流入馬達(S203之YES),則控制部108 便會將負載繼電器1〇9切換至槽泵106側,並將令差動放大 電路之放大率為5倍的放大率設定訊號zs2輸出至電流偵測 IC110(S204) 〇 接下來,控制部1〇8將驅動訊號inv2輸出至反向器電路 103B、並開始驅動槽泵1〇6(s2〇5)。 依據本實施形態,由於是藉由判定未有電流流入馬達 來切換馬達,因此可減少容易在以負載繼電器109切換反向 器電路之輸出時產生的弧電流或突波電壓 。因此,即便以 廉價的繼電器等構成負載繼電器,亦可減低負載繼電器之 損傷而實現高可靠性的馬達驅動装置。 19 201212522 (實施形態3) 以下,將以圖式説明使用本發明之實施形態3中之馬達 驅動裝置的反向器式洗衣機。 第5圖係使用本發明之實施形態3中之馬達驅動裝置的 反向器式洗衣機之系統方塊圖。第6圖係使用同馬達驅動裝 置之反向器式洗衣機在風扇馬達驅動時之流程圖。而,如 第5圖顯示,本實施形態係省略實施形態丨之馬達控制裝置 之負載繼電器與槽泵者,其他構成及動作與實施形態1相 同。爰此,主要就不同於實施形態1之以下各點加以説明。 本實施形態係控制部108依照風扇馬達1〇5之目標電流 值(目標旋轉數)切換電流偵測IC110之差動放大電路之放大 率並加以驅動之構成。 如第6圖顯示,首先,判斷是否驅動風扇馬達105(S300)。 接著,在驅動風扇馬達105的情況下’藉由洗衣之處理 行程判定風扇馬達105之目標旋轉數為2000rpm、或為 5000rpm(S301)。在此,例如,將風扇馬達105之旋轉數為 2000rpm時之馬達電流最大值設為±2A、並將5000i*pm時之 馬達電流最大值設為±3·5Α。並且,若將分路電阻ill之電 阻值設為0.2Ω,則分路電阻111之最大電壓下降為0.7V。亦 即,如實施形態1中所説明,可將電壓下降設定在1.0 V以下。 而且,若在步驟S301中目標旋轉數為2〇〇〇rpm(S301之 YES),便將電流偵測IC110之差動放大電路之放大率設定為 5倍(S302)。藉此’電流偵測IC110之電流訊號idc2之範圍會 變成2.5V±2.0V。 20 201212522 又,若在步驟S301中目標旋轉數並非2000rpm(S301之 NO),便將目標旋轉數設定為5〇OOrpm(S303),並將電流偵 測1C之差動放大電路之放大率設定為2.5倍(S304)。藉此, 電流偵測1C 110之電流訊號idc2之範圍會變成2.5V±1.75V。 接下來,控制部108將電流偵測IC110之電流訊號idc2 進行A/D轉換’並將對應目標電流值(目標旋轉數)之驅動訊 號inv2輸出至反向器電路103B,以目標旋轉數來驅動風扇 馬達 105(S305)。 依據本實施形態,即使在馬達負載(目標電流值)產生變 化的情況下,亦可藉由切換電流偵測IC11〇之差動放大電路 之放大率,在0〜5V之範圍内將從電流偵測1(:110輸出之電流 sil號idc2之值控制設定在最大限度之振幅。因此,可進行具 良好S/N比的電流檢測,並可在少量的零件構成下實現最佳 的馬達驅動控制。 而,在本實施形態中,雖以未具有實施形態1或實施形 態2中所示之負載繼電器109之構成加以説明,但並非限於 此。例如,具備負載繼電器丨〇 9亦可獲得同樣的效果或作用。 【圖式簡單說明】 第1圖係本發明之實施形態丨中馬達驅動裝置之系統方 塊圖。 第2圖係同馬達驅動裝置之電流檢測部周邊的主要部 分方塊圖。 第3圖係構成同馬達驅動裝置之電流檢測部的電流偵 測1C之電路構成圖。 21 201212522 第4圖係本發明之實施形態2中反向器式洗衣機之槽泵 (bath pump)驅動時之流程圖。 第5圖係使用本發明之實施形態3中之馬達驅動裝置的 反向器式洗衣機等系統方塊圖。 第6圖係使用同馬達驅動裝置之反向器式洗衣機等風 扇馬達驅動時之流程圖。 第7圖係顯示習知馬達驅動裝置之方塊圖。 第8圖係習知馬達驅動裝置之反向器電路之電路圖。 第9圖係習知馬達驅動裝置之電流檢測部之電流訊號 放大部之放大電路之電路圖。 【主要元件符號說明】 1、100…交流電源 21…電解電容器 2、102…整流電路 30A…U相臂 3A…第1反向器電路 30B…V相臂 3B…第2反向器電路 30C...W 相臂 3C…第3反向器電路 31al、31bl、31cl···上臂電晶體 4A···旋轉滾筒驅動馬達 31a2、31b2、31c2…下臂電晶體 4B…壓縮機馬達 32al、32a2、32b卜32b2、32cl、 4C…風扇馬達 32c2…反平行二極體 5、107A、107B…電流檢測部 33al、33bl…上臂閘驅動電路 5A…第1電流檢測部 33a2、33b2···下臂閘驅動電路 5B…第2電流檢測部 40a…位置檢測部 5C…第3電流檢測部 50a…U相分路電阻 6、108…控制部 50b…V相分路電阻 7、U、V、W.·.輸出端子 50c…W相分路電阻 20…全波整流電路 51a、51b、51c…電流訊號放 22 201212522 大部 54&···υ相輪出端子 54tv"V相輸出端子 54c."W相輸出端子 60…反向器控制部 61…直流電壓偵測部 102A…全波整流電路 102B.·.電解電容器 103A、103B···反向器電路 104…洗衣馬達(wm) 105…風扇馬達(fm) 106…槽泵(BP) 109."負載繼電器 110···電流偵測1C 111···分路電阻 112···差動放大電路 113、116···放大器 114…放大率設定器 115…基準電壓生成電路 131al、131bl、131cL·.·上臂 切換元件 131a2、131b2、131c2."下臂 切換元件 503a…非反向放大器 GND…G端子 G···負電位側端子 H···位置
Isa、Isb、Isc···電流 idcl、idc2...電流訊號 invl、inv2...驅動訊號 Nu、Nv、Nw…發射體端子 P···正電位側端子 R31、R41...電阻器 iU、R2、R4、R5、R6、R7... 電阻
Ri[Q] ' R2[Q] ' R4[Q], R5[n]···電阻值 rl…切換訊號 T1、T2、T13、™.··輪入端子 T7…輸出端子
Up、Vp、Wp...上臂驅動訊ι Un、Vn、Wn···下臂驅動訊衆 veu、vev、vew.··電壓 Vcc…電源電壓 VT1[V]、VT2[V]·.·輸入電壞 v0UT[v]…輸出電壓 VreF[V]…基準電壓 zsl、zs2…放大率設定訊鱿 23 201212522 S200~S205、S300〜S305.··步驟 24

Claims (1)

  1. 201212522 七、申請專利範圍: 1· 一種馬達驅動裝置,具備:將直流電轉換成交流 電之反 向器電路、由前述反向器電路驅動之複數馬達、將前述 反向器電路之輸出切換至前述複數馬達之負載繼電 器、檢測馬達電流之電流檢測部、及藉由前述電流檢測 部之電流訊號控制前述馬達之控制部, 前述電流檢測部具有分路電阻、及具備可切換放大 率之差動放大電路的電流偵測IC, 則述控制部係切換前述負載繼電器與前述電流偵 測1C之放大率,以控制前述馬達。 2. 如申請專利範圍第1項之馬達驅動裳置,其中前述控制 部在使前述反向器電路停止之後,會在出自於前述電流 • 檢卿之前述電流訊號未有變㈣,將前述貞載繼電器 . 或前述電流偵測1C之放大率予以切換。 3. -種馬達驅動裝置,其具備:將直流電轉換成交流電之 反向器電路、由前述反向器電路驅動之馬達、檢測馬達 電流之電流檢測部、及藉由前述電流檢測部之電流訊號 控制前述馬達的控制部, 前述電流檢測部具有分路電阻、及具備可切換放大 率之差動放大電路的電流偵測1(:, 則述控制部係依照前述馬達之目標電流值切換前 述電流偵測1C之放大率,以控制前述馬達。 25
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