电动机的驱动控制装置 |
|||||||
| 申请号 | CN201480036310.7 | 申请日 | 2014-03-17 | 公开(公告)号 | CN105359366B | 公开(公告)日 | 2017-12-29 |
| 申请人 | 日立汽车系统株式会社; | 发明人 | 大山俊章; 小关知延; 矢次富美繁; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及 电动机 的驱动控制装置及控制方法。能够保护 半导体 继电器免受过大的浪涌 电压 的影响，并且抑制电气 制动 的产生。驱动控制装置包括：驱动 电路 ，其对电动机进行驱动控制；半导体继电器，其配置在驱动电路与电动机之间的驱动线上，切断从驱动电路向电动机的通电；有源箝位电路，其在半导体继电器的驱动电路侧与电动机侧的电位差达到规定值以上时使半导体继电器开启。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种电动机的驱动控制装置，对电动机的驱动进行控制，该电动机的驱动控制装置的特征在于，包括： |
||||||
| 说明书全文 | 电动机的驱动控制装置技术领域[0001] 本发明涉及电动机的驱动控制装置。 背景技术[0002] 以往，为了抑制例如逆变器电路的故障等所引起的在电动机中产生的电气制动，在电机驱动电路与电动机之间设有相切断用继电器(相继电器)。如果采用在该相继电器中使用MOSFET等半导体元件的半导体继电器，能够实现产品的小型化和可靠性的提高。然而，半导体继电器受到耐压的制约大，因此在相切断时需要保护其免受电动机的电感所产生的浪涌电压的影响。 [0004] 现有技术文献 [0005] 专利文献 [0006] 专利文献1：(日本)特开2002-238287号公报 发明内容[0007] 发明所要解决的技术问题 [0008] 然而，在专利文献1的技术中为了保护半导体继电器的影响大的浪涌电压，必须降低电阻器的电阻值。如果降低电阻值，则引发电气制动的主要原因，即闭环的阻抗降低，使抑制电气制动的产生这一相继电器原有的功能下降或受损。因此，难以兼顾过大的浪涌电压的防止和电气制动的抑制。 [0009] 本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于提供一种电动机的驱动控制装置，能够保护半导体继电器的影响过大的浪涌电压，并且抑制电气制动的产生。 [0010] 用于解决技术问题的技术方案 [0011] 为此，本发明的驱动控制装置包括：驱动电路，其对电动机进行驱动控制；相切断用的半导体继电器，其配置在所述驱动电路与所述电动机之间的驱动线上的每一相，切断从所述驱动电路向所述电动机的通电；第一驱动器，其在所述电动机的每一相驱动所述第一半导体继电器，或一并驱动所述第一半导体继电器，来进行相切断；有源箝位电路，其在利用所述第一驱动器使所述第一半导体继电器被相切断的状态下，在外力使所述电动机转动，而使所述半导体继电器的所述驱动电路侧与所述电动机侧的电位差达到规定值以上时使所述半导体继电器开启。 [0012] 发明的效果 [0013] 根据本发明，在检测到会引发电气制动的故障而关闭第一半导体继电器时，如果产生负值的过大的浪涌电压，则利用第一有源箝位电路使第一半导体继电器开启，抑制浪涌电压施加到第一半导体继电器上从而进行保护。因此，能够保护第一半导体继电器免受过大的浪涌电压的影响，并且抑制电气制动的产生。附图说明 [0014] 图1是电动助力转向装置的概略结构图。 [0015] 图2是表示本发明第一实施方式的电动机的驱动控制装置的电路图。 [0016] 图3是表示本发明第二实施方式的电动机的驱动控制装置的电路图。 [0017] 图4是表示本发明第三实施方式的电动机的驱动控制装置的电路图。 [0018] 图5是表示本发明第四实施方式的电动机的驱动控制装置的电路图。 [0019] 图6是表示本发明第五实施方式的电动机的驱动控制装置的电路图。 [0020] 图7是表示本发明第六实施方式的电动机的驱动控制装置的电路图。 [0021] 图8是表示本发明第七实施方式的电动机的驱动控制装置的电路图。 [0022] 图9是用于对本发明的变形例进行说明的电路图。 具体实施方式[0023] 以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。 [0024] 在本实施方式中，作为电动机的驱动控制装置的一个例子，对电动助力转向装置进行说明。 [0025] 如图1所示，电动助力转向装置，即所谓的EPS(Electric Power Steering)系统包括方向盘100、操舵扭矩检测传感器110、辅助用电机120及控制装置130等。在内包转向轴140的转向柱150内，设有上述操舵扭矩检测传感器110及减速器160。 [0026] 而且，在车辆的驾驶者进行转向操作时，利用操舵扭矩检测传感器110检测在转向轴140上产生的操舵扭矩。控制装置130基于该操舵扭矩信号S1和车速信号S2等，对辅助用电机120进行驱动，从而由辅助用电机120产生与行驶状态相对应的转向辅助力。由此，在转向轴140的前端设置的小齿轮170旋转，齿条轴180向行进方向左右水平移动，驾驶者的转向操作传递到车轮(轮胎)200而改变车辆的方向。 [0027] 第一实施方式 [0028] 接着，利用图2对本发明第一实施方式的电动助力转向控制装置的电路结构进行说明。在图2中，图1所示的EPS系统中的辅助用电机被作为控制装置的控制单元控制。图1的辅助用电机120对应于电动机M，控制装置130对应于控制单元300，向控制单元300内的微型计算机6供给操舵扭矩信号S1及车速信号S2等(未图示)。而且，利用微型计算机6，经由作为驱动电路工作的逆变器用驱动器电路2及逆变器电路1驱动电动机M，产生与行驶状态相对应的转向辅助力。 [0029] 控制单元300还包括：相继电器3U、3V、3W、电源继电器4(动力切断继电器4a及再生切断继电器4b)、电源IC5、电源继电器用的分立结构的驱动器7a、7b、相继电器3U、3V、3W用的分立结构的驱动器8U、8V、8W、升压电路9及有源箝位电路10U、10V、10W等。 [0031] 驱动器7a基于微型计算机6的控制，将利用升压电路9进行升压的电压电平的控制信号供给到动力切断继电器(半导体继电器)4a而进行开/关控制。同样，驱动器7b基于微型计算机6的控制，将利用升压电路9进行升压的电压电平的控制信号供给到再生切断继电器(半导体继电器)4b而进行开/关控制。 [0032] 电源继电器4(动力切断继电器4a和再生切断继电器4b)利用N沟道型MOSFET构成。这些MOSFET的漏极和源极之间的电流通路与源极和漏极之间的电流通路串联连接，从蓄电池经由电源线15向逆变器电路1供给工作电源。在这些MOSFET中，在源极与漏极之间正向连接的二极管D10、D11是寄生二极管。 [0033] 逆变器电路1是具备经由驱动线14U、14V、14W分别驱动电动机M的U相、V相及W相的三组半导体元件的三相桥式电路结构。在本例中，各半导体元件利用N沟道型MOSFET1UH、1UL、1VH、1VL、1WH、1WL构成。 [0034] MOSFET1UH、1UL的漏极与源极之间的电流通路在电源线15与接地点之间串联连接，并且在共同节点连接有上述驱动线14U的一端。MOSFET1VH、1VL的漏极与源极之间的电流通路在电源线15与接地点之间串联连接，并且在共同节点连接有上述驱动线14V的一端。并且，MOSFET1WH、1WL的漏极与源极之间的电流通路在电源线15与接地点之间串联连接，在共同节点连接有上述驱动线14W的一端。 [0035] 此外，在各MOSFET1UH、1UL、1VH、1VL、1WH、1WL中，在源极与漏极之间正向连接的二极管D1～D6是寄生二极管。 [0036] 逆变器用驱动器电路2具备：H侧驱动器2UH、2VH、2WH，其分别对应于逆变器电路1中的上游侧驱动元件(上臂)即MOSFET1UH、1VH、1WH；L侧驱动器2UL、2VL、2WL，其分别对应于下游侧驱动元件(下臂)即MOSFET1UL、1VL、1WL。这些H侧驱动器2UH、2VH、2WH和L侧驱动器2UL、2VL、2WL供给有利用升压电路9进行升压的电源电压，并且被微型计算机6控制。各H侧驱动器2UH、2VH、2WH的输出端分别连接有MOSFET1UH、1VH、1WH的栅极而被选择性地开/关控制。各L侧驱动器2UL、2VL、2WL的输出端分别连接有MOSFET1UL、1VL、1WL的栅极而被选择性地开/关控制。 [0037] 相继电器(第一半导体继电器)3U、3V、3W分别设置在逆变器电路1与电动机M之间，即驱动线14U、14V、14W上。在这些相继电器3U、3V、3W中，半导体元件在本例中使用N沟道型MOSFET，切断从逆变器电路1向电动机M的供电。并且，与各相继电器3U、3V、3W对应地在每一相设有驱动器8U、8V、8W。构成相继电器3U、3V、3W的各MOSFET的漏极与逆变器电路1侧连接，源极与电动机M侧连接，栅极与驱动器8U、8V、8W连接。在这些MOSFET的源极与漏极之间形成有寄生二极管D7～D9，寄生二极管D7～D9的方向从电动机M侧朝向逆变器电路1侧为正向。驱动器8U、8V、8W从升压电路9供给有升压的电源电压，基于微型计算机6的控制，分别经由控制线(第一控制线)16U、16V、16W向各MOSFET的栅极供给控制信号，个别地驱动相继电器 3U、3V、3W(开/关控制)。 [0038] 各驱动器8U、8V、8W的输出端(控制线16U、16V、16W)与逆变器电路1、相继电器3U、3V、3W之间的驱动线11U、11V、11W之间每一相分别经由有源箝位电路(第一有源箝位电路) 10U、10V、10W连接。即，构成相继电器3U、3V、3W的各MOSFET上的栅极与漏极之间分别被有源箝位电路10U、10V、10W连接。换句话说，利用有源箝位电路10U、10V、10W分别连接驱动器8U、 8V、8W侧与逆变器电路1侧。有源箝位电路10U、10V、10W分别成为两个稳压二极管ZD1和ZD2、ZD3和ZD4、ZD5和ZD6的阳极共同连接的背对背结构。 [0039] 在上述结构中，在点火开关IG开启时，工作电源从电源IC5供给到微型计算机6，并且电源电压供给到升压电路9。利用升压电路9升压的电源电压分别供给到逆变器用驱动器电路2的H侧驱动器2UH、2VH、2WH、L侧驱动器2UL、2VL、2WL及驱动器7a、7b、8U、8V、8W。 [0040] 微型计算机6对驱动器7a、7b进行控制，向构成动力切断继电器4a及再生切断继电器4b的各MOSFET的栅极供给控制信号而进行开/关控制。并且，从该微型计算机6向逆变器用驱动器电路2输出例如脉宽调制信号(PWM信号)。逆变器用驱动器电路2中的各H侧驱动器2UH、2VH、2WH和L侧驱动器2UL、2VL、2WL分别基于上述PWM信号，向逆变器电路1中的各MOSFET1UH、1VH、1WH、1UL、1VL、1WL的栅极分别供给基于上述PWM信号的驱动信号而选择性地进行开/关控制。 [0041] 另外，微型计算机6对驱动器8U、8V、8W进行控制，从这些驱动器8U、8V、8W分别向构成上述相继电器3U、3V、3W的各MOSFET的栅极供给控制信号而进行开/关控制。 [0042] 而且，在电动机M的驱动时，使构成动力切断继电器4a及再生切断继电器4b的各MOSFET处于开状态，使构成相继电器3U、3V、3W的各MOSFET处于开状态。并且，通过选择性地对逆变器电路1的各MOSFET1UH、1VH、1WH、1UL、1VL、1WL进行开/关控制，经由驱动线14U、14V、14W对电动机M进行三相驱动。此时根据需要使PWM信号的占空比可变，通过控制电动机M的输出扭矩来使辅助力变化。 [0043] 另一方面，在利用微型计算机6检测到会引发电气制动的故障的情况下，例如逆变器电路1的MOSFET1UH、1UL、1VH、1VL、1WH、1WL中至少一个发生短路故障的情况下，使构成动力切断继电器4a及再生切断继电器4b的各MOSFET关闭状态而切断电源的供给，并且利用驱动器8U、8V、8W使构成相继电器3U、3V、3W的各MOSFET关闭状态而切断从逆变器电路1向电动机M的电流的流入、流出。由此，通过强制地使电动机M停止，来切断电动机M旋转时的感应电压所产生的电流路，即切断闭环而抑制电气制动的产生。 [0044] 在这里，在逆变器电路1的MOSFET1UH、1UL、1VH、1VL、1WH、1WL中上臂侧(MOSFET1UH、1VH、1WH)的任一种发生故障的情况下，能够实施使发生故障的相的相继电器(3U、3V、3W)关闭、利用其余正常的各相对电动机M进行驱动控制的失效保护控制。 [0045] 由此，即使发生会引发电气制动的故障，也能够抑制电气制动的产生，继续进行电动机M的驱动，产生辅助力。 [0046] 此外，发生故障的相被切断，利用正常的2相对电动机进行驱动控制，因此与所有相均为正常的情况相比，存在辅助力降低、转向性能降低的可能。然而，与电动机M停止、失去辅助力的情况相比，能够使驾驶性提高。 [0047] 并且，在本实施方式中为三相驱动，但是可以采用追加在异常时所使用的相的电动机结构，通过使用正常的相和该追加的相对电动机进行驱动控制，能够产生与正常时相同的辅助力。 [0048] ＜相切断时的保护动作＞ [0049] 接着，对利用微型计算机6检测出会引发电气制动的故障，而从电动机M的驱动状态进行相切断的情况下的动作详细地进行说明。在通电状态下使构成相继电器3U、3V、3W的各MOSFET关闭，则由于电动机M的电感所产生的反电动势，产生负值的大的浪涌电压。在这里，假设在构成相继电器3U的MOSFET的源极施加有负值的浪涌电压，例如－40〔V〕的情况进行说明。 [0050] 在不具备有源箝位电路10U的情况下，MOSFET具有栅极容量，因此栅极电位Vg根据施加到源极上的浪涌电压，从0(V)变化到与源极电位Vs(＝－40V)相同的电位。因此，构成相继电器3U的MOSFET继续关闭，漏极与源极之间的电位差达到－40〔V〕，超过MOSFET的耐压而存在发生故障的隐患。 [0051] 另一方面，在本实施方式中，通过设置有源箝位电路10U，栅极电位Vg不变化到与源极电位Vs(＝－40V)相同的电位，被箝位在稳压二极管ZD1的击穿电压－Vz。由此，栅极与源极之间的电位差达到40－Vz〔V〕，使构成相继电器3U的MOSFET开启。 [0052] 需要说明的是，稳压二极管ZD1的击穿电压Vz是比MOSFET的耐压小的电压，优选设定为MOSFET开启的电压电平。 [0053] 因此，在负值过大的浪涌电压超过MOSFET的耐压而被施加前，使相继电器3U开启而减小电位差，能够抑制MOSFET的破坏等故障。在浪涌电压低的情况下，构成相继电器3U的MOSFET维持关状态，因此能够抑制电气制动的产生。 [0054] 在负值的大浪涌电压施加于构成相继电器3V、3W的各MOSFET的情况与上述相同，通过使对应的相继电器3V或3W开启而消除电位差，能够抑制MOSFET的破坏等故障。 [0055] 此外，在从电动机M对相继电器3U、3V、3W施加有正值的浪涌电压的情况下，电流经由寄生二极管D7～D9从MOSFET的源极流向漏极侧。因此，构成相继电器3U、3V、3W的MOSFET上不施加有大的电位差。 [0056] ＜防止由外力引起的电动机的电动势的保护动作＞ [0057] 在相切断状态下，在构成相继电器3U、3V、3W的各MOSFET处于关状态时，施加有由转向操作、开上路缘石等引起的外力而使电动机M转动、处于发电模式的情况下也能够进行与浪涌电压相同的保护。即，如果外力大(电动机M高速旋转)、从电动机M产生负值的大电动势，则利用有源箝位电路10U、10V、10W，使构成相继电器3U、3V、3W的MOSFET开启而进行保护动作。 [0058] 另一方面，在外力小(电动机低速旋转)、电动势低的情况下，有源箝位电路10U、10V、10W不工作，MOSFET维持关状态，因此能够抑制电气制动。 [0059] 因此，能够同时起到相对于过大的浪涌电压对构成相继电器3U、3V、3W的MOSFET进行保护、相对于没有使MOSFET破坏的隐患的小的浪涌电压抑制电气制动的产生这样的效果。 [0060] 此外，在从电动机M对相继电器3U、3V、3W施加正值的电动势的情况下，电流经由寄生二极管D7～D9从MOSFET的源极流向漏极侧。因此，大的电位差不会施加于构成相继电器3U、3V、3W的MOSFET。 [0061] ＜可控制范围的扩大效果＞ [0062] 如上所述，即使所施加的浪涌电压大也能够保护相继电器3U、3V、3W。由此，在检测出会引发电气制动的故障时，能够将关闭相继电器3U、3V、3W的时刻提前，能够有效地抑制电气制动。 [0063] 将关闭相继电器的时刻提前，在产生浪涌电压的状态，即，产生过大的电流的状态下，至少能够关闭发生故障的相的相继电器，能够扩大可控制范围。 [0064] ＜成本的抑制效果＞ [0065] 可以在有源箝位电路10U、10V、10W上分别设置三组背对背的稳压二极管，因此能够抑制零件个数增加所导致的成本上升。 [0066] ＜失效保护控制的实施效果＞ [0067] 在逆变器电路1的MOSFET1UH、1UL、1VH、1VL、1WH、1WL中上臂侧的MOSFET(1UH、1VH、1WH)中的任一种发生故障的情况下，能够实施使发生故障的相的相继电器(3U、3V或3W)关闭，利用其余正常的各相对电动机M进行驱动控制的失效保护控制。 [0068] 由此，即使发生会引发电气制动的故障，也能够抑制电气制动的产生，继续进行电动机M的驱动，产生辅助力。 [0069] 此外，由于发生故障的相被切断，利用正常的2相对电动机进行驱动控制，因此与全相正常的情况相比，存在辅助力降低、转向性能降低的可能。然而，与电动机M停止、失去辅助力的情况相比，能够使驾驶性提高。 [0070] 并且，在本实施方式中为三相驱动，但是可以采用追加在异常时所使用的相的电动机结构，使用正常的相和该追加的相对电机进行驱动控制，能够产生与正常时相同的辅助力。 [0071] 此外，在本实施方式中在每一相都设有驱动器8U、8V、8W，但也可以采用利用使各相的驱动器功能一体化的封装元件构成，对相继电器进行控制的结构。 [0072] 根据上述结构，在检测出会引发电气制动的故障，使相继电器(半导体继电器)关闭的情况下，能够抑制伴随着相继电器的关闭而由电动机的电感所产生的浪涌电压超过半导体元件的耐压。 [0073] 并且，在相切断状态下，在来自车轮侧的反作用力、转向操作的外力使电动机转动而产生过大的电动势的情况下，使相继电器开启能够抑制超过耐压的破坏等。在电动势小的情况下，通过维持相继电器的关状态能够抑制电气制动的产生。 [0074] 因此，能够保护半导体继电器免受过大的浪涌电压的影响，并且抑制电气制动的产生。 [0075] 第二实施方式 [0076] 在上述第一实施方式中设置与相继电器3U、3V、3W分别对应的驱动器8U、8V、8W。与此相对，图3所示的第二实施方式利用一个分立结构的驱动器8，经由控制线16一并对相继电器3U、3V、3W进行控制。 [0077] 如前所述，通过设置有源箝位电路10U、10V、10W，无论相电流的大小如何都能够使相继电器3U、3V、3W关闭，即进行相切断。因此，不需要考虑切断各相的相电流的时刻，能够利用一个驱动器8同时使相继电器3U、3V、3W关闭。 [0078] 其他基本的电路结构与图2相同，因此在图3中对与图2相同的结构标注相同的附图标记，省略其详细说明。 [0079] 在第二实施方式中，通过在各相继电器3U、3V、3W中共用驱动器8，能够实现电路的简化，也有助于控制装置300的低成本化。 [0080] 第三实施方式 [0081] 在上述第二实施方式中，利用驱动器8一并控制相继电器3U、3V、3W，与此相对，在图4所示的第三实施方式中，利用驱动器7a对动力切断继电器4a和相继电器3U、3V、3W进行控制。 [0082] 动力切断继电器4a和相继电器3U、3V、3W在电动机M的驱动时和电气制动抑制时进行基本上相同的开/关动作。并且，通过设置有源箝位电路10U、10V、10W，无论相电流的大小如何都能够使相继电器3U、3V、3W关闭。因此，利用驱动器7a能够同时对动力切断继电器4a和相继电器3U、3V、3W进行控制。 [0083] 其他基本的电路结构与图2及图3相同，因此在图4中对与图2及图3相同的结构标注相同的附图标记，省略其详细说明。 [0084] 根据这样的结构，在动力切断继电器4a和相继电器3U、3V、3W中能够共用驱动器7a，因此与第二实施方式相比能够进一步实现电路的简化，实现控制装置300的低成本化。 [0085] 第四实施方式 [0086] 图5所示的第四实施方式利用非线性电阻10U’、10V’、10W’构成第三实施方式中的有源箝位电路。非线性电阻10U’、10V’、10W’在两端的电压增大时电阻急剧减小，因此与使用稳压二极管ZD1～ZD6的情况相同，能够保护构成相继电器3U、3V、3W的MOSFET免受过大的浪涌电压的影响，在施加电压低的情况下能够抑制电气制动的产生。 [0087] 其他基本的电路结构与图4相同，因此在图5中对与图4相同的结构标注相同的附图标记，省略其详细说明。 [0088] 在该结构中也能够得到与第三实施方式实质上相同的作用效果。此外，在第一及第二实施方式中的有源箝位电路中显然可以使用非线性电阻来代替稳压二极管。 [0089] 第五实施方式 [0090] 图6所示的第五实施方式在上述第三实施方式的基础上，在再生切断继电器4b中设有有源箝位电路12。有源箝位电路12连接驱动器7b的控制线(第二控制线)与逆变器电路1的电源线15之间，即，构成再生切断继电器4b的MOSFET的栅极与漏极之间。 [0091] 在上述结构中，在相切断时从电动机M对例如相继电器3U施加正值的过大的浪涌电压，或正值的大电动势，经由寄生二极管D7、D1使电源线15的电位上升。而且，电源线15(构成再生切断继电器4b的MOSFET的漏极侧)的电位比有源箝位电路12中的稳压二极管ZD8的击穿电压高，构成驱动器7b的控制线的电位上升而使构成再生切断继电器4b的MOSFET开启。 [0092] 由此，经由构成动力切断继电器4a的MOSFET的寄生二极管D10将浪涌电压或电动势导向蓄电池，能够保护构成再生切断继电器4b的MOSFET。 [0093] 在构成相继电器3V、3W的各MOSFET上施加有正值的过大的浪涌电压或者正值的大的电动势的情况下也与上述相同。 [0094] 其他基本的电路结构与第三实施方式相同，因此在图6中图4相同的结构标注相同的附图标记，省略其详细说明。 [0095] 根据这样的结构，不仅能够保护构成相继电器3U、3V、3W的MOSFET，也能够在施加有正值的过大的浪涌电压或正值的大的电动势的情况下保护再生切断继电器4b。 [0096] 第六实施方式 [0097] 图7所示的第六实施方式在上述第五实施方式中的相继电器3U、3V、3W和再生切断继电器4b的基础上，在逆变器电路1的下游侧MOSFET(下游侧驱动元件)1UL、1VL、1WL设有有源箝位电路11U、11V、11W。 [0098] 即，L侧驱动器2UL的输出端(第三控制线)与MOSFET1UH、1UL的共同节点(下游侧驱动元件的上游侧线)、L侧驱动器2VL的输出端(第三控制线)与MOSFET1VH、1VL的共同节点以及L侧驱动器2WL的输出端(第三控制线)与MOSFET1WH、1WL的共同节点，在每一相连接有有源箝位电路11U、11V、11W。换句话说，在逆变器电路1的各接地侧MOSFET1UL、1VL、1WL中的漏极与栅极之间，连接有有源箝位电路11U、11V、11W。 [0099] 在上述结构中，在相切断时从电动机M对例如相继电器3U施加正值的过大的浪涌电压或正值的过大的电动势，经由寄生二极管D7使逆变器电路1与相继电器之间的驱动线14U的电位上升。然后，如果比有源箝位电路11U中的稳压二极管ZD10的击穿电压高，则MOSFET1UL的控制线的电位上升而使MOSFET1UL开启。由此，能够将过大的浪涌电压或过大的电动势导向接地点，保护MOSFET1UL。 [0100] 并且，经由MOSFET1UH的寄生二极管D1和电源线15使构成再生切断继电器4b的MOSFET的漏极电位上升。该电位超过有源箝位电路12中的稳压二极管ZD8的击穿电压，使再生切断继电器4b的控制线的电位上升而使再生切断继电器4b开启，能够经由构成动力切断继电器4a的MOSFET的寄生二极管D10将浪涌电压导向电源而将进行保护。 [0101] 在构成相继电器3V、3W的各MOSFET施加有正值的过大的浪涌电压或过大的电动势的情况与上述相同，通过使对应的MOSFET1VL或1WL开启来减小电位差而能够保护这些MOSFET1VL或1WL。 [0102] 其他基本的电路结构与图6相同，因此在图7中对与图6相同的结构标注相同的附图标记，省略其详细说明。 [0103] 根据这样的结构，在逆变器电路1停止的状态下，使MOSFET1UL、1VL、1WL(下游侧驱动元件)开启而能够将电压导向接地点。因此，能够保护构成相继电器3U、3V、3W的MOSFET免受过大的浪涌电压的影响，并且能够抑制高电压施加于构成再生切断继电器4b和逆变器电路1的MOSFET。 [0104] 此外，在第六实施方式中，有源箝位电路12不是必需的，在再生切断继电器4b的耐压低或需要高的保护效果时设置即可。 [0105] 第七实施方式 [0106] 图8所示第七实施方式在上述第三实施方式的基础上，在动力切断继电器4a中设置有源箝位电路13。有源箝位电路13连接在驱动器7a的控制线与电源线之间，即，构成动力切断继电器4a的MOSFET的栅极与漏极之间。 [0107] 在上述结构中，在相切断时从电动机M对例如相继电器3U施加负值的过大的浪涌电压，利用有源箝位电路10U使相继电器3U的MOSFET开启。此时经由有源箝位电路10U使控制线16的电位降低，使构成动力切断继电器4a的MOSFET的栅极电位降低。由于该MOSFET的栅极电位的降低，有源箝位电路13的两端的电位差变大。而且，如果超过稳压二极管ZD16的击穿电压，则动力切断继电器4a的控制线的电位上升而使动力切断继电器4a开启，能够保护构成动力切断继电器4a的MOSFET。 [0108] 其他基本电路结构与图6相同，因此在图8中对与图6相同的部分标注同样的附图标记，并且省略其详细说明。 [0109] 根据这样的结构，能够保护构成相继电器3U、3V、3W的MOSFET免受过大的浪涌电压的影响，并且在相对于负值的过大的浪涌电压进行保护动作的情况下，也能够保护动力切断继电器4a。在相切断时由于电动机M的电动势而施加有负电压而进行保护动作的情况也与上述相同。 [0110] 变形例 [0111] 在上述第一至第七实施方式中，相继电器3U、3V、3W为N沟道型MOSFET，有源箝位电路10U、10V、10W分别连接相继电器3U、3V、3W的驱动器8U、8V、8W侧与逆变器电路1侧。然而，不限于该结构，如图9所示，采用使相继电器3为P沟道型MOSFET，有源箝位电路10连接相继电器3的电动机M侧与驱动器8侧的结构，也能够起到与各实施方式同样的效果。 [0112] 另外，可以使相继电器3为P沟道型MOSFET，使有源箝位电路10连接相继电器3的电动机M侧与驱动器8侧，并且与第一实施方式相同，可以针对每一个相继电器3均设置驱动器8。在这样的结构中，逆变器电路1的MOSFET1UH、1UL、1VH、1VL、1WH、1WL中下臂侧(1UL、1VL、 1WL)中的任一种发生故障的情况下，能够实施使发生故障的相的相继电器(3U、3V、3W)关闭，利用其余正常的各相对电动机M进行驱动控制的失效保护控制。由此，即使产生会引发电气制动的故障，也能够抑制电气制动的产生，继续进行电动机M的驱动，并且能够产生辅助力。 [0113] 此外，在各实施方式中，以稳压二极管的背对背连接及非线性电阻为例对有源箝位电路进行了说明，但不限于此，只要是在电位差大时能够开/关的电路或元件也可以是其他结构。 [0114] 并且，作为构成半导体继电器的半导体元件，以MOSFET为例进行了说明，但也可以在相继电器、逆变器电路及电源继电器中使用其他半导体元件，例如双极性晶体管、IGBT等。 [0115] 另外，在各实施方式中，以电动助力转向装置为例进行了说明，但并不限于电动助力转向装置，也能够适用于各种电动机的驱动控制装置，例如安全带用电动机装置、制动器等车辆用电动机装置等。 [0116] 附图标记说明 [0117] M…电动机，1…逆变器电路，2…逆变器用驱动器电路，3、3U、3V、3W…相继电器，4…电源继电器，4a…动力切断继电器，4b…再生切断继电器，7a、7b、8、8U、8V、8W…驱动器， 10U、10V、10W，11U、11V、11W、12、13…有源箝位电路，14U、14V、14W…驱动线，15…电源线， 16、16U、16V、16W…控制线，100…方向盘，200…车轮，300…控制单元 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈