电机驱动电路的控制方法、以及电机驱动电路

申请号 CN201380001279.9 申请日 2013-02-14 公开(公告)号 CN104115394B 公开(公告)日 2016-09-14
申请人 新电元工业株式会社; 发明人 原田智生; 金子政晴;
摘要 本 发明 提供一种 电机 驱动 电路 的控制方法、以及电机驱动电路。该电机驱动电路包括:CPU,控制预 驱动器 输出的控制 电压 从而对桥式电路的动作进行控制;电压检测电路,基于第一 蓄 电池 端子 电压,检测 蓄电池 的蓄电池电压;电源电路,为启动CPU而将通过主 开关 打开并由第一开关端子输入的蓄电池的电 力 提供给CPU;以及第一输入电路,基于第二开关端子的 信号 ,将起动开关是否处于打开的开关信息输出给CPU。
权利要求

1.一种电机驱动电路的控制方法,所述电机驱动电路包括:第一电池端子,与所述蓄电池的正极以及与由用户进行开闭控制的主开关的一端相连接;第二蓄电池端子,与所述蓄电池的负极相连接;第一开关端子,与所述主开关的另一端以及与由用户进行开闭控制的起动开关的一端相连接;第二开关端子,与所述起动开关的另一端相连接;桥式电路,连接在所述第一蓄电池端子和所述第二蓄电池端子之间,向所述电机提供驱动电流,从而通过向所述电机的线圈通电的通电动作,来对所述电机进行驱动;预驱动器,将用于控制所述桥式电路的通电动作的控制电压输出给所述桥式电路;CPU,对所述预驱动器输出的所述控制电压进行控制,从而控制所述桥式电路的动作;电压检测电路,基于所述第一蓄电池端子的电压,检测所述蓄电池的蓄电池电压;电源电路,为了启动所述CPU而将通过所述主开关打开并由所述第一开关端子输入的所述蓄电池的电提供给所述CPU;以及第一输入电路,基于所述第二开关端子的信号,将所述起动开关是否处于打开的开关信息输出给CPU,其特征在于,执行:
第一步骤,当所述主开关被打开时,允许所述电机的驱动;
第二步骤,通过所述电压检测电路检测所述蓄电池电压;
第三步骤,基于在所述第二步骤中检测出的所述蓄电池电压,计算电机驱动限制时间;
第四步骤,基于在所述第二步骤中检测出的所述蓄电池电压,计算电机驱动禁止时间;
第五步骤,在所述第三步骤及所述第四步骤中计算出所述电机驱动限制时间和所述电机驱动禁止时间后,判断是否已允许所述电机的驱动;
第六步骤,当在所述第五步骤中判断出允许了所述电机的驱动时,判断所述起动开关是否处于打开;
第七步骤,当在所述第六步骤中判断出所述起动开关处于打开时,通过开始所述桥式电路的通电动作来使得所述电机进行驱动;
第八步骤,在所述第七步骤中使得所述电机进行驱动后,检测所述电机的旋转是否已停止;
第九步骤,当在所述第八步骤中检测到所述电机的旋转停止时,判断在开始所述桥式电路的通电动作后是否经过了所述电机驱动限制时间;
第十步骤,当判断出开始所述桥式电路的通电动作后经过了所述电机驱动限制时间时,将所述桥式电路的通电动作停止从而停止所述电机的驱动;以及
第十一步骤,在经过了所述电机驱动限制时间后,禁止所述电机的驱动,其中,当在所述第五步骤中判断出没有允许所述电机的驱动时,进一步执行判断在禁止了所述电机的驱动后是否经过了所述电机驱动禁止时间的第十二步骤,当在所述第十二步骤中判断出在禁止了所述电机的驱动后没有经过所述电机驱动禁止时间时,返回所述第二步骤。
2.根据权利要求1所述的电机驱动电路的控制方法,其特征在于:
其中,当在所述第八步骤中没有检测到所述电机的旋转停止时,返回所述第二步骤。
3.根据权利要求1所述的电机驱动电路的控制方法,其特征在于:
其中,当在所述第九步骤中判断出没有经过所述电机驱动限制时间时,返回所述第二步骤。
4.根据权利要求1所述的电机驱动电路的控制方法,其特征在于:
其中,在所述第十一步骤中禁止了所述电机的驱动后,返回所述第二步骤。
5.根据权利要求1所述的电机驱动电路的控制方法,其特征在于:
其中,当在所述第十二步骤中判断出经过了所述电机驱动禁止时间时,进一步执行允许所述电机的驱动的第十三步骤,
在所述第十三步骤中允许了所述电机的驱动后,返回所述第二步骤。
6.根据权利要求1所述的电机驱动电路的控制方法,其特征在于:
其中,当在所述第六步骤中判断出所述起动开关没有被打开时,进一步执行通过停止所述桥式电路的通电动作,从而停止所述电机的驱动的第十四步骤。
7.根据权利要求6所述的电机驱动电路的控制方法,其特征在于:
其中,在所述第十四步骤中通过停止所述桥式电路的通电动作从而停止了所述电机的驱动后,返回所述第二步骤。
8.根据权利要求1所述的电机驱动电路的控制方法,其特征在于:
其中,所述电机驱动限制时间被设定为检测出的所述蓄电池电压升高时缩短电机驱动限制时间,检测出的所述蓄电池电压降低时延长电机驱动限制时间。
9.根据权利要求1所述的电机驱动电路的控制方法,其特征在于:
其中,所述电机驱动限制时间和所述电机驱动禁止时间基于由温度传感器检测出的所述电机驱动电路的外部的温度,而被修正。
10.根据权利要求1所述的电机驱动电路的控制方法,其特征在于:
其中,所述电机是三相无刷电机,所述桥式电路是三相桥式电路。
11.根据权利要求10所述的电机驱动电路的控制方法,其特征在于:
其中,通过使得所述桥式电路通过120度通电方式进行通电动作,来对所述电机进行驱动。
12.根据权利要求11所述的电机驱动电路的控制方法,其特征在于:
其中,所述电机驱动禁止时间被设定为所述电机驱动限制时间的两倍。
13.一种电机驱动电路,包括:
第一蓄电池端子,与所述蓄电池的正极以及与由用户进行开闭控制的主开关的一端相连接;
第二蓄电池端子,与所述蓄电池的负极相连接;
第一开关端子,与所述主开关的另一端以及与由用户进行开闭控制的起动开关的一端相连接;
第二开关端子,与所述起动开关的另一端相连接;
桥式电路,连接在所述第一蓄电池端子和所述第二蓄电池端子之间,向所述电机提供驱动电流,从而通过向所述电机的线圈通电的通电动作,来对所述电机进行驱动;
预驱动器,将用于控制所述桥式电路的通电动作的控制电压输出给所述桥式电路;
CPU,对所述预驱动器输出的所述控制电压进行控制,从而控制所述桥式电路的动作;
电压检测电路,基于所述第一蓄电池端子的电压,检测所述蓄电池的蓄电池电压;
电源电路,为了启动所述CPU而将通过所述主开关打开并由所述第一开关端子输入的所述蓄电池的电力提供给所述CPU;以及
第一输入电路,基于所述第二开关端子的信号,将所述起动开关是否处于打开的开关信息输出给CPU,
其中,当所述主开关被打开时,CPU执行:
第一步骤,允许所述电机的驱动;
第二步骤,通过所述电压检测电路检测所述蓄电池电压;
第三步骤,基于在所述第二步骤中检测出的所述蓄电池电压,计算电机驱动限制时间;
第四步骤,基于在所述第二步骤中检测出的所述蓄电池电压,计算电机驱动禁止时间;
第五步骤,在所述第三步骤及所述第四步骤中计算出所述电机驱动限制时间和所述电机驱动禁止时间后,判断是否已允许所述电机的驱动;
第六步骤,当在所述第五步骤中判断出允许了所述电机的驱动时,判断所述起动开关是否处于打开;
第七步骤,当在所述第六步骤中判断出所述起动开关处于打开时,通过开始所述桥式电路的通电动作来来使得所述电机进行驱动;
第八步骤,在所述第七步骤中使得所述电机进行驱动后,检测所述电机的旋转是否已停止;
第九步骤,当在所述第八步骤中检测到所述电机的旋转停止时,判断在开始所述桥式电路的通电动作后是否经过了所述电机驱动限制时间;
第十步骤,当判断出在开始所述桥式电路的通电动作后经过了所述电机驱动限制时间时,将所述桥式电路的通电动作停止从而停止所述电机的驱动;以及
第十一步骤,在经过了所述电机驱动限制时间后,禁止所述电机的驱动,其中,当在所述第五步骤中判断出没有允许所述电机的驱动时,进一步执行判断在禁止了所述电机的驱动后是否经过了所述电机驱动禁止时间的第十二步骤,当在所述第十二步骤中判断出在禁止了所述电机的驱动后没有经过所述电机驱动禁止时间时,返回所述第二步骤。

说明书全文

电机驱动电路的控制方法、以及电机驱动电路

技术领域

[0001] 本发明涉及一种电机驱动电路的控制方法、以及电机驱动电路。

背景技术

[0002] 例如,在驱动电机的电机驱动电路中,当电机的负荷过大(虽然正在通电但电机停止的电机定(motor lock)等)时,通常的驱动电流以上的电流被施加给桥式(bridge)电路。这样,桥式电路就可能被破坏。
[0003] 以往,例如,在日本专利4738287号公报以及日本特开平6-224444号公报中,公开了一种将电机过载产生的有无通过检测桥式电路的过电流,将其检测出的电机驱动电路(图5)。
[0004] 并且,以往的电机驱动系统1000A例如包括电机M、转子传感器(rotor sensor)RC、电池(battery)B、主开关(main switch)SW1、起动开关(starter switch)SW2、以及电机驱动电路100A(图5)。
[0005] 电机M是三相无刷电机(brushless motor)。在这种情况下,电机M具有设有线圈(W相线圈)W1、线圈(U相线圈)W2、及线圈(V相线圈)W3的定子(stator)和转子。
[0006] 线圈W1~W3的一端被共接头连接。
[0007] 转子传感器RC例如被配置在电机M的定子上或是电机M的包装内侧。
[0008] 电机驱动电路100A例如包括:第一蓄电池端子TB1、第二蓄电池端子TB2、第一开关端子TSW1、第二开关端子TSW2、第一线圈端子TW1、第二线圈端子TW2、第三线圈端子TW3、桥式电路BC、预驱动器(pre-driver)PD、CPU101A、电源电路VC、输入电路IN、电压检测电路VD、电流检测电路102A、以及检测电阻R(图5)。
[0009] 第一线圈端子TW1与电机M的线圈W1的另一端相连接。
[0010] 第二线圈端子TW2与电机M的线圈W2的另一端相连接。
[0011] 第三线圈端子TW3与电机M的线圈W3的另一端相连接。
[0012] 第一蓄电池端子TB1与蓄电池B的正极以及与由用户进行开闭控制的主开关SW1的一端相连接。
[0013] 第二蓄电池端子TB2与蓄电池B的负极相连接。
[0014] 第一开关端子TSW1与主开关SW1的另一端以及与由用户进行开闭控制的起动开关SW2的一端相连接。
[0015] 第二开关端子TSW2与起动开关SW2的另一端相连接。
[0016] 电压检测电路VD基于第一蓄电池端子TB1的电压,检测蓄电池B的蓄电池电压VB。
[0017] 电流检测电路102A检测流过检测电阻R的过电流。
[0018] 电源电路VC为了启动CPU101A而将通过主开关SW1打开并由第一开关端子TSW1输入的蓄电池B的电提供给CPU101A。
[0019] 输入电路IN基于第二开关端子TSW2的信号,将起动开关SW2是否处于打开的开关信息向CPU101A输出。
[0020] 桥式电路BC是三相桥式电路。这个桥式电路BC连接在第一蓄电池端子TB1和第二蓄电池端子TB2之间,向电机M提供驱动电流,从而通过向电机M的线圈W1~W3通电的通电动作,来对电机M进行驱动。
[0021] 这个桥式电路BC包含由nMOS晶体管(nMOS transistor)构成的开关元件Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6。
[0022] 预驱动器PD将用于控制桥式电路BC的通电动作(即、栅极驱动信号的输出动作)的控制电压输出给桥式电路BC。
[0023] CPU101A基于通过电压检测电路VD检测出的蓄电池电压VB和通过电流检测电路102A检测出的电流,对预驱动器PD输出的控制电压进行控制,从而对桥式电路BC的动作进行控制。
[0024] 另外,CPU101A基于从输入电路IN输入的开关信息,判断起动开关SW2是否处于打开。
[0025] 具有上述结构的电机驱动电路100A执行以下的控制动作(图6)。另外,在图6中,步骤SX、SY表示由用户进行的主开关SW1的开闭(ON/OFF)控制。另外,步骤S1a~S6a表示电机驱动电路100A的CPU101A执行的控制。
[0026] 如图6所示,在步骤SX中,当主开关SW1已被打开时,CPU101A判断起动开关SW2是否处于打开(步骤S1a)。
[0027] 然后,当CPU101A在这个步骤S1a中判断出起动开关SW2处于打开时,通过开始桥式电路BC的通电动作来驱动电机M(步骤S2a)。
[0028] 然后,当CPU101A在这个步骤S2a中让电机M进行驱动后,检测电机M的旋转是否已停止(步骤S3a)。
[0029] 然后,当CPU101A在这个步骤S3a中没有检测到电机M的旋转停止时,判断是否检测到了过电流(步骤S4a)。
[0030] 然后,当CPU101A在这个步骤S4a中判断检测到了过电流时,判断是否经过了预定的检测时间(步骤S5a)。
[0031] 然后,当CPU101A在这个步骤S5a中判断经过了预定的检测时间时,将桥式电路BC的通电动作停止从而停止电机M的驱动(步骤S6a)。
[0032] 然后,CPU101在这个步骤的S6a中停止电机M的驱动后,当在步骤SY中主开关SW1没有被关闭时,返回步骤S1a。
[0033] 另外,当CPU101A在步骤S1a中判断出起动开关SW2没有打开时,前进到步骤SY。
[0034] 另外,当CPU101A在步骤S3a中没有检测到电机M的旋转停止时,前进到步骤S6a。
[0035] 另外,当CPU101A在步骤S4a中判断出没有检测到过电流时,前进到步骤SY。
[0036] 另外,当CPU101A在步骤S5a中判断出没有经过预定的检测时间时,前进到步骤SY。
[0037] 这样,以往的电机驱动电路100A在检测到过电流时,停止电机M的驱动,从而能够避免电机M以及由这个电机M驱动的机器等发生故障(图6)。
[0038] 但是,上述以往的电机驱动电路100A,如前所述,包括检测电阻R和电流检测电路102A(图5)。这些检测电阻R和电流检测电路102A都是高价品,同时,还存在封装面积变大的问题。

发明内容

[0039] 本发明的一种实施方式涉及的一种电机驱动电路的控制方法,所述电机驱动电路包括:第一蓄电池端子,与所述蓄电池的正极以及与由用户进行开闭控制的主开关的一端相连接;第二蓄电池端子,与所述蓄电池的负极相连接;第一开关端子,与所述主开关的另一端以及与由用户进行开闭控制的起动开关的一端相连接;第二开关端子,与所述起动开关的另一端相连接;桥式电路,连接在所述第一蓄电池端子和所述第二蓄电池端子之间,向所述电机提供驱动电流,从而通过向所述电机的线圈通电的通电动作,来对所述电机进行驱动;预驱动器,将用于控制所述桥式电路的通电动作的控制电压输出给所述桥式电路;CPU,对所述预驱动器输出的所述控制电压进行控制,从而控制所述桥式电路的动作;电压检测电路,基于所述第一蓄电池端子的电压,检测所述蓄电池的蓄电池电压;电源电路,为了启动所述CPU而将通过所述主开关打开并由所述第一开关端子输入的所述蓄电池的电力提供给所述CPU;以及第一输入电路,基于所述第二开关端子的信号,将所述起动开关是否处于打开的开关信息输出给CPU,其特征在于,执行:第一步骤,当所述主开关被打开时,允许所述电机的驱动;第二步骤,通过所述电压检测电路检测所述蓄电池电压;第三步骤,基于在所述第二步骤中检测出的所述蓄电池电压,计算电机驱动限制时间;第四步骤,基于在所述第二步骤中检测出的所述蓄电池电压,计算电机驱动禁止时间;第五步骤,在所述第三步骤及所述第四步骤中计算出所述电机驱动限制时间和所述电机驱动禁止时间后,判断是否已允许所述电机的驱动;第六步骤,当在所述第五步骤中判断出允许了所述电机的驱动时,判断所述起动开关是否处于打开;第七步骤,当在所述第六步骤中判断出所述起动开关处于打开时,通过开始所述桥式电路的通电动作来使得所述电机进行驱动;第八步骤,在所述第七步骤中使得所述电机进行驱动后,检测所述电机的旋转是否已停止;第九步骤,当在所述第八步骤中检测到所述电机的旋转停止时,判断在开始所述桥式电路的通电动作后是否经过了所述电机驱动限制时间;第十步骤,当判断出开始所述桥式电路的通电动作后经过了所述电机驱动限制时间时,将所述桥式电路的通电动作停止从而停止所述电机的驱动;以及第十一步骤,在经过了所述电机驱动限制时间后,禁止所述电机的驱动。
[0040] 在所述电机驱动电路的控制方法中,当在所述第八步骤中没有检测到所述电机的旋转停止时,返回所述第二步骤。
[0041] 在所述电机驱动电路的控制方法中,当在所述第九步骤中判断出没有经过所述电机驱动限制时间时,返回所述第二步骤。
[0042] 在所述电机驱动电路的控制方法中,在所述第十一步骤中禁止了所述电机的驱动后,返回所述第二步骤。
[0043] 在所述电机驱动电路的控制方法中,当在所述第五步骤中判断出没有允许所述电机的驱动时,进一步执行判断在禁止了所述电机的驱动后是否经过了所述电机驱动禁止时间的第十二步骤,当在所述第十二步骤中判断出在禁止了所述电机的驱动后没有经过所述电机驱动禁止时间时,返回所述第二步骤。
[0044] 在所述电机驱动电路的控制方法中,当在所述第十二步骤中判断出经过了所述电机驱动禁止时间时,进一步执行允许所述电机的驱动的第十三步骤,在所述第十三步骤中允许了所述电机的驱动后,返回所述第二步骤。
[0045] 在所述电机驱动电路的控制方法中,当在所述第六步骤中判断出所述起动开关没有被打开时,进一步执行通过停止所述桥式电路的通电动作,停止所述电机的驱动的第十四步骤。
[0046] 在所述电机驱动电路的控制方法中,在所述第十四步骤中通过停止所述桥式电路的通电动作从而停止了所述电机的驱动后,返回所述第二步骤。
[0047] 在所述电机驱动电路的控制方法中,所述电机驱动限制时间被设定为检测出的所述蓄电池的电压升高时缩短,降低时延长。
[0048] 在所述电机驱动电路的控制方法中,所述电机驱动限制时间和所述电机驱动禁止时间基于由温度传感器检测出的所述电机驱动电路的外部的温度,而被修正。
[0049] 在所述电机驱动电路的控制方法中,所述电机是三相无刷电机,所述桥式电路是三相桥式电路。
[0050] 在所述电机驱动电路的控制方法中,通过使得所述桥式电路通过120度通电方式进行通电动作,来对所述电机进行驱动。
[0051] 在所述电机驱动电路的控制方法中,所述电机驱动禁止时间被设定为所述电机驱动限制时间的两倍。
[0052] 本发明的一种实施方式涉及一种电机驱动电路,包括:第一蓄电池端子,与所述蓄电池的正极以及与由用户进行开闭控制的主开关的一端相连接;第二蓄电池端子,与所述蓄电池的负极相连接;第一开关端子,与所述主开关的另一端以及与由用户进行开闭控制的起动开关的一端相连接;第二开关端子,与所述起动开关的另一端相连接;桥式电路,连接在所述第一蓄电池端子和所述第二蓄电池端子之间,向所述电机提供驱动电流,从而通过向所述电机的线圈通电的通电动作,来对所述电机进行驱动;预驱动器,将用于控制所述桥式电路的通电动作的控制电压输出给所述桥式电路;CPU,对所述预驱动器输出的所述控制电压进行控制,从而控制所述桥式电路的动作;电压检测电路,基于所述第一蓄电池端子的电压,检测所述蓄电池的蓄电池电压;电源电路,为了启动所述CPU而将通过所述主开关打开并由所述第一开关端子输入的所述蓄电池的电力提供给所述CPU;以及第一输入电路,基于所述第二开关端子的信号,将所述起动开关是否处于打开的开关信息输出给CPU,其中,当所述主开关被打开时,CPU执行:第一步骤,允许所述电机的驱动;第二步骤,通过所述电压检测电路检测所述蓄电池电压;第三步骤,基于在所述第二步骤中检测出的所述蓄电池电压,计算电机驱动限制时间;第四步骤,基于在所述第二步骤中检测出的所述蓄电池电压,计算电机驱动禁止时间;第五步骤,在所述第三步骤及所述第四步骤中计算出所述电机驱动限制时间和所述电机驱动禁止时间后,判断是否已允许所述电机的驱动;第六步骤,当在所述第五步骤中判断出允许了所述电机的驱动时,判断所述起动开关是否处于打开;第七步骤,当在所述第六步骤中判断出所述起动开关处于打开时,通过开始所述桥式电路的通电动作来来使得所述电机进行驱动;第八步骤,在所述第七步骤中使得所述电机进行驱动后,检测所述电机的旋转是否已停止;第九步骤,当在所述第八步骤中检测到所述电机的旋转停止时,判断在开始所述桥式电路的通电动作后是否经过了所述电机驱动限制时间;第十步骤,当判断出在开始所述桥式电路的通电动作后经过了所述电机驱动限制时间时,将所述桥式电路的通电动作停止从而停止所述电机的驱动;以及第十一步骤,在经过了所述电机驱动限制时间后,禁止所述电机的驱动。
[0053] 本发明的一种实施方式涉及的电机驱动电路的控制方法执行以下的步骤:第一步骤,在主开关被打开时,允许电机的驱动;第二步骤,通过电压检测电路检测蓄电池电压;第三步骤,基于在第二步骤中检测出的蓄电池电压,计算电机驱动限制时间;第四步骤,基于在第二步骤中检测出的蓄电池电压,计算电机驱动禁止时间;第五步骤,在第三及第四步骤中计算出电机驱动限制时间和电机驱动禁止时间后,判断是否已允许电机的驱动;第六步骤,当在第五步骤中判断出允许了电机的驱动时,(基于开关信息)判断起动开关是否处于打开;第七步骤,当在第六步骤中判断出起动开关处于打开时,通过开始桥式电路的通电动作来让电机进行驱动;第八步骤,在第七步骤中使得电机进行驱动后,检测电机的旋转是否已停止;第九步骤,当在第八步骤中检测到电机的旋转停止时,判断在开始桥式电路的通电动作后是否经过了电机驱动限制时间;第十步骤,当判断出在开始桥式电路的通电动作后经过了电机驱动限制时间时,将桥式电路的通电动作停止从而停止电机的驱动;以及第十一步骤,在经过了电机驱动限制时间后,禁止电机的驱动。
[0054] 发明效果
[0055] 因此,本发明涉及的电机驱动电路的控制方法不需要检测电阻和电流检测电路,并且能够在降低电机驱动电路的制造成本的同时,减小封装面积。
[0056] 进一步,根据本发明涉及的电机驱动电路的控制方法,由于电机驱动限制时间和电机驱动禁止时间是根据蓄电池的电压而设定的,因此能够更加切实地执行电机的驱动停止的控制,从而抑制桥式电路的破坏。附图说明
[0057] 图1是显示本发明的一种实施方式的实施例一涉及的电机驱动系统1000的结构的一例的图;
[0058] 图2是显示电机驱动限制时间和蓄电池电压的关系的一例的图;
[0059] 图3是显示电机驱动限制时间和电机驱动禁止时间的一例的图;
[0060] 图4是显示图1所示的电机驱动电路100的控制方法的一例的流程图;以及[0061] 图5是显示以往的电机驱动系统1000A的结构的一例的图;
[0062] 图6是显示图5所示的以往的电机驱动电路100A的控制方法的一例的图。

具体实施方式

[0063] 以下参照附图对本发明的各实施例进行说明。
[0064] 另外,在实施例中,作为一个例子,对无刷电机M为三相无刷电机的情况进行说明。
[0065] 实施例一
[0066] 图1是显示本发明的一种实施方式的实施例一涉及的电机驱动系统1000的结构的一例的图。另外,图2是显示电机驱动限制时间和蓄电池电压的关系的一例的图。另外,图3是显示电机驱动限制时间和电机驱动禁止时间的一例的图。
[0067] 如图1所示,电机驱动系统1000包括电机M、转子传感器RC、蓄电池B、主开关SW1、起动开关SW2、温度传感器TC、及电机驱动电路100。
[0068] 电机M如图1所示,例如是三相无刷电机。在这种情况下,电机M具有设有线圈(W相线圈)W1、线圈(U相线圈)W2、及线圈(V相线圈)W3的定子和转子。
[0069] 线圈W1~W3的一端被共接头连接。
[0070] 转子传感器RC例如被配置在电机M的定子上或是电机M的包装内侧。
[0071] 这个转子传感器RC检测出电机M的转子的磁极。然后,转子传感器RC例如输出与电机M的转子磁极的旋转位置相对应的基准脉冲信号。
[0072] 例如,这个转子传感器RC是用于检测电机M的转子磁极的霍尔(hall)元件。
[0073] 主开关SW1由用户进行开闭控制。
[0074] 起动开关SW2由用户进行开闭控制。
[0075] 温度传感器TC测量电机驱动电路100外部的温度,并将包含电机驱动电路100外部的温度的信息的温度信息信号输出。
[0076] 电机驱动电路100,如图1所示,例如包括:第一蓄电池端子TB1、第二蓄电池端子TB2、第一开关端子TSW1、第二开关端子TSW2、温度传感器端子TTC、第一线圈端子TW1、第二线圈端子TW2、第三线圈端子TW3、桥式电路BC、预驱动器PD、CPU101、电源电路VC、第一输入电路IN1、第二输入电路IN2、以及磁极检测电路MD。
[0077] 第一线圈端子TW1与电机M的线圈W1的另一端相连接。
[0078] 第二线圈端子TW2与电机M的线圈W2的另一端相连接。
[0079] 第三线圈端子TW3与电机M的线圈W3的另一端相连接。
[0080] 第一蓄电池端子TB1与蓄电池B的正极以及与由用户进行开闭控制的主开关SW1的一端相连接。
[0081] 第二蓄电池端子TB2与蓄电池B的负极相连接。
[0082] 温度传感器端子TTC与温度传感器TC的输出相连接,被输入通过温度传感器TC检测出的包含外部温度的信息的温度信息信号。
[0083] 第一开关端子TSW1与主开关SW1的另一端以及与由用户进行开闭控制的起动开关SW2的一端相连接。
[0084] 第二开关端子TSW2与起动开关SW2的另一端相连接。
[0085] 电压检测电路VD基于第一蓄电池端子TB1的电压,检测蓄电池B的蓄电池电压VB。
[0086] 电源电路VC为了启动CPU101而将通过主开关SW1打开并由第一开关端子TSW1输入的蓄电池B的电力提供给CPU101。
[0087] 第一输入电路IN1基于第二开关端子TSW2的信号,将起动开关SW2是否处于打开的开关信息输出给CPU101。
[0088] 例如,当起动开关SW2和主开关SW1处于打开时,蓄电池电压VB被从第二开关端子TSW2输入到第一输入电路IN1中。然后,第一输入电路IN1根据这个蓄电池电压VB,将起动开关SW2处于打开的开关信息输出给CPU101。
[0089] 另一方面,当起动开关SW2处于关闭时,蓄电池电压VB不会被从第二开关端子TSW2输入到第一输入电路IN1(隔离(floating)状态)。然后,第一输入电路IN1根据这个第二开关端子TSW2的电压,将起动开关SW2处于关闭的开关信息输出给CPU101。
[0090] 第二输入电路IN2通过温度传感器端子TTC被输入温度信息信号,并将这个温度信息信号中包含的信息向CPU101输出。
[0091] 磁极检测电路MD基于从转子传感器RC输出的与电机M的转子磁极的旋转位置相对应的基准脉冲信号,检测电机M的转子磁极的旋转位置。然后,磁极检测电路MD将磁极的旋转位置的检测结果输出给CPU101。
[0092] 桥式电路BC,如图1所示,例如是三相桥式电路。这个桥式电路BC连接在第一蓄电池端子TB1和第二蓄电池端子TB2之间,向电机M提供驱动电流,从而通过向电机M的线圈W1~W3通电的通电动作,来对电机M进行驱动。
[0093] 这个桥式电路BC,如图1所示,例如包含由nMOS晶体管构成的开关元件Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6。
[0094] 在这个桥式电路BC中,上臂侧的开关元件Q1、Q2、Q3各自的漏极(drain)端子与第一蓄电池端子TB1共接头连接。
[0095] 另外,下臂侧的开关元件Q4、Q5、Q6各自的源极(source)端子与第二蓄电池端子TB2共接头连接。
[0096] 并且,上臂侧的开关元件Q1的源极端子与下臂侧的开关元件Q4的漏极端子相连接。并且,这个开关元件Q1、Q4的连接点与第一线圈端子TW1相连接。
[0097] 另外,上臂侧的开关元件Q2的源极端子与下臂侧的开关元件Q5的漏极端子相连接。并且,这个开关元件Q2、Q5的连接点与第二线圈端子TW2相连接。
[0098] 另外,上臂侧的开关元件Q3的源极端子与下臂侧的开关元件Q6的漏极端子相连接。并且,这个开关元件Q3、Q6的连接点与第三线圈端子TW3相连接。
[0099] 另外,开关元件Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6分别与续流二极管(fly-wheel diode)(没有图示)并联连接。
[0100] 另外,开关元件Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6也可以是IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)或双极晶体管(bipolar transistor)。
[0101] 开关元件Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6通过预驱动器PD输出的栅极驱动信号被驱动。这样,在电机M中就有驱动电流流过。根据这个驱动电流,电机M的动作被控制。
[0102] 即、栅极驱动信号规定驱动电机M的驱动模式。
[0103] 预驱动器PD将用于控制桥式电路BC的通电动作(即、栅极驱动信号的输出动作)的控制电压输出给桥式电路BC。
[0104] CPU101对预驱动器PD输出的控制电压进行控制,从而控制桥式电路BC的动作。例如,CPU101通过120度通电方式使得桥式电路BC进行通电动作,从而驱动电机M。
[0105] 另外,CPU101通过主开关SW1打开,使用由第一开关端子TSW1输入的蓄电池B的电力来启动。
[0106] 另外,CPU101基于从磁极检测电路MD输出的磁极的旋转位置的检测结果,获取电机M的旋转位置(包括旋转方向、旋转速度、旋转停止等)。
[0107] 另外,CPU101基于从第一输入电路IN1输入的开关信息,判断起动开关SW2是否处于打开。
[0108] 另外,CPU101基于通过电压检测电路VD检测出的蓄电池电压VB,在尽管还在驱动电机M(通电动作)但电机M的旋转停止的情况下开始电机M的驱动(通电动作)后,计算用于规定到限制时间为止的期间的电机驱动限制时间t1。
[0109] 这个电机驱动限制时间t1例如是使用图2所示的电机驱动限制时间和蓄电池电压的关系被预先规定的表格等计算出来的。
[0110] 在这里,电机驱动限制时间t1,如图2所示,例如被设定为检测出的蓄电池电压VB变高时缩短,变低时延长。
[0111] 另外,CPU101计算出用于规定禁止电机M的驱动(通电动作)的期间的电机驱动禁止时间t2。
[0112] 另外,电机驱动禁止时间t2例如在120度通电方式的情况下,被设定为电机驱动限制时间t2的两倍(图3)。
[0113] 特别是,CPU101基于从第二输入电路IN2输入的信息(通过温度传感器TC检测出的电机驱动电路100外部的温度),对电机驱动限制时间t1和电机驱动禁止时间t2进行修正。
[0114] 例如,当外部的温度上升时,电机驱动限制时间t1和电机驱动禁止时间t2被修正为缩短,当外部的温度下降时,电机驱动限制时间t1和电机驱动禁止时间t2被修正为延长。
[0115] 在这里,对具有以上结构的电机驱动电路100的控制方法的一例进行说明。
[0116] 图4是显示图1所示的电机驱动电路100的控制方法的一例子的流程图。
[0117] 另外,在图4中,步骤SX、SY表示由用户进行的主开关SW1的开闭控制。另外,第一步骤到第十四步骤S1~S14表示电机驱动电路100的CPU101执行的控制。
[0118] 如图4所示,当在步骤SX中主开关SW1被打开(即、CPU101被从电源电路VC提供电力而启动)时,CPU101允许电机M的驱动(第一步骤S1)。
[0119] 然后,CPU101通过电压检测电路VD检测蓄电池电压VB(第二步骤S2)。
[0120] 然后,CPU101基于在第二步骤S2中检测出的蓄电池电压VB,计算电机驱动限制时间t1(第三步骤S3)。
[0121] 如前所述,电机驱动限制时间t1例如是使用图2所示的电机驱动限制时间和蓄电池电压的关系被预先规定的表格等计算出来的。
[0122] 然后,CPU101基于在第二步骤S2中检测出的蓄电池电压VB,计算电机驱动禁止时间t2(第四步骤S4)。
[0123] 如前所述,电机驱动禁止时间t2例如被设定为电机驱动限制时间t1的两倍(图3)。
[0124] 另外,上述的第三步骤S3和第四步骤S4的顺序也可以反过来。
[0125] 然后,CPU101在这些第三及第四步骤S3、S4中计算出电机驱动限制时间t1和电机驱动禁止时间t2后,判断是否已允许电机M的驱动(第五步骤S5)。
[0126] 然后,当CPU101在这个第五步骤S5中判断出已允许电机M的驱动时,(基于开关信息)判断起动开关SW2是否处于打开(第六步骤S6)。
[0127] 如前所述,CPU101基于从第一输入电路IN1输入的开关信息,判断起动开关SW2是否处于打开。
[0128] 然后,当CPU101在这个第六步骤S6中判断出起动开关SW2处于打开(即、通过用户电机M的驱动被指示)时,通过开始桥式电路BC的通电动作来让电机M进行驱动(第七步骤S7)。
[0129] 然后,CPU101在这个第七步骤S7中使得电机M驱动后,检测电机M的旋转是否已停止(即、电机M是否变为了电机锁定的状态)(第八步骤S8)。
[0130] 另外,如前所述,CPU101基于从磁极检测电路MD输出的磁极的旋转位置的检测结果,判断电机M的旋转是否停止(电机M是否变为了电机锁定的状态)。
[0131] 然后,当CPU101在这个第八步骤S8中检测到电机M的旋转停止时,判断在开始桥式电路BC的通电动作后是否经过了电机驱动限制时间t1(第九步骤S9)。
[0132] 然后,当CPU101判断出在开始桥式电路BC的通电动作后经过了电机驱动限制时间t1时,将桥式电路BC的通电动作停止从而停止电机M的驱动(第十步骤S10)。
[0133] 这样,就能够避免由于电机M变为电机锁定状态因而通常的驱动电流以上的电流被施加给桥式电路的情况。即、避免了桥式电路BC的破坏。
[0134] 然后,在经过了电机驱动限制时间t1后,CPU101禁止电机M的驱动(禁止桥式电路BC的通电动作)(第十一步骤S11)。
[0135] 另外,如后述的那样,禁止电机M的驱动后,直到电机驱动禁止时间t2经过为止,电机M的驱动都被禁止。这样,能够更加切实地避免通常的驱动电流以上的电流被施加给桥式电路。
[0136] 然后,CPU101在这个第十一步骤S11中禁止了电机M的驱动后,当在步骤SY中主开关SW1没有被关闭(即、CPU101被从电源电路VC提供电力而启动)时,返回第二步骤S2。
[0137] 这样,CPU101再次通过电压检测电路VD检测蓄电池电压VB(第二步骤S2),执行前述的第三步骤S3以后的动作。
[0138] 另外,当CPU101在前述的第八步骤S8中没有检测到电机M的旋转停止时,返回第二步骤S2。
[0139] 这样,CPU101再次通过电压检测电路VD检测蓄电池电压VB(第二步骤S2),执行前述的第三步骤S3以后的动作。
[0140] 另外,当CPU101在前述的第九步骤S9中判断出没有经过电机驱动限制时间t1时,返回第二步骤S2。
[0141] 这样,CPU101再次通过电压检测电路VD检测蓄电池电压VB(第二步骤S2),执行前述的第三步骤S3以后的动作。
[0142] 这里,当CPU101在前述的第五步骤S5中判断出没有允许电机M的驱动(禁止)时,在前述的第十一步骤S11中判断禁止了电机M的驱动后是否经过了电机驱动禁止时间t2(第十二步骤S12)。
[0143] 然后,当CPU101在这个第十二步骤S12中判断出经过了电机驱动禁止时间t2时,允许电机M的驱动(第十三步骤S13)。
[0144] 另外,当CPU101在第十二步骤S12中判断出在禁止了电机M的驱动后没有经过电机驱动禁止时间t2时,返回第二步骤S2。
[0145] 然后,CPU101在第十三步骤S13中允许了电机M的驱动后,返回第二步骤S2。
[0146] 这样,CPU101再次通过电压检测电路VD检测蓄电池电压VB(第二步骤S2),执行前述的第三步骤S3以后的动作。这时,CPU101由于在第十三步骤S13中允许了电机M的驱动,因此在之后的第五步骤S5中判断允许了电机M的驱动。
[0147] 另外,当CPU101在前述的第六步骤S6中判断出起动开关SW2没有被打开(即、用户没有指示电机M的驱动)时,通过停止桥式电路BC的通电动作,停止电机M的驱动(第十四步骤S14)。
[0148] 另外,CPU101通过在这个第十四步骤S14中停止桥式电路BC的通电动作从而停止了电机M的驱动后,返回第二步骤S2。
[0149] 这样,CPU101再次通过电压检测电路VD检测蓄电池电压VB(第二步骤S2),执行前述的第三步骤S3以后的动作。
[0150] 如上,本发明的一种实施方式涉及的电机驱动电路的控制方法执行以下的步骤:第一步骤,在主开关被打开时,允许电机的驱动;第二步骤,通过电压检测电路检测蓄电池电压;第三步骤,基于在第二步骤中检测出的蓄电池电压,计算电机驱动限制时间;第四步骤,基于在第二步骤中检测出的蓄电池电压,计算电机驱动禁止时间;第五步骤,在第三及第四步骤中计算出电机驱动限制时间和电机驱动禁止时间后,判断是否已允许电机的驱动;第六步骤,当在第五步骤中判断出允许了电机的驱动时,(基于开关信息)判断起动开关是否处于打开;第七步骤,当在第六步骤中判断出起动开关处于打开时,通过开始桥式电路的通电动作来让电机进行驱动;第八步骤,在第七步骤中使得电机驱动后,检测电机的旋转是否已停止;第九步骤,当在第八步骤中检测到电机的旋转停止时,判断在开始桥式电路的通电动作后是否经过了电机驱动限制时间;第十步骤,当判断出在开始桥式电路的通电动作后经过了电机驱动限制时间时,将桥式电路的通电动作停止从而停止电机的驱动;以及第十一步骤,在经过了电机驱动限制时间后,禁止电机的驱动。
[0151] 因此,本发明涉及的电机驱动电路的控制方法不需要检测电阻和电流检测电路,并且能够在降低电机驱动电路的制造成本的同时,减小封装面积。
[0152] 进一步,根据本发明涉及的电机驱动电路的控制方法,由于电机驱动限制时间和电机驱动禁止时间是根据蓄电池的电压而设定的,因此能够更加切实地执行电机的驱动停止的控制,从而抑制桥式电路的破坏。
[0153] 另外,实施方式只是例示,发明范围不限于此。
[0154] 符号说明
[0155] 100:电机驱动电路
[0156] 1000:电机驱动系统
[0157] M:电机
[0158] RC:转子传感器
[0159] B:蓄电池
[0160] W1:线圈(W相线圈)
[0161] W2:线圈(U相线圈)
[0162] W3:线圈(V相线圈)
[0163] SW1:主开关
[0164] SW2:起动开关
[0165] TC:温度传感器
[0166] TB1:第一蓄电池端子
[0167] TB2:第二蓄电池端子
[0168] TSW1:第一开关端子
[0169] TSW2:第二开关端子
[0170] TTC:温度传感器端子
[0171] TW1:第一线圈端子
[0172] TW2:第二线圈端子
[0173] TW3:第三线圈端子
[0174] Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6:开关元件
[0175] BC:桥式电路
[0176] PE:预驱动器
[0177] 101:CPU
[0178] VC:电源电路
[0179] IN1:第一输入电路
[0180] IN2:第二输入电路
[0181] MD:磁极检测电路
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