[发明专利]电动机

说明书

技术领域

本发明涉及PAM(Pulse Amplitude Modulation：脉冲幅度调制)控制方式的电动机。

背景技术

为了对电动机的旋转速度进行可变控制，所施加的驱动电压进行大小变化。因此，要求能够在从驱动电压较高的高电压区域到驱动电压较低的低电压区域的较宽的范围内稳定地进行旋转驱动的性能。

在对电动机进行旋转驱动时，需要向线圈提供预定模式的电流。一般通过对功率元件(MOSFET：Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)进行导通/截止控制来进行该控制。

在MOSFET中，有N沟道MOSFET和P沟道MOSFET。在N沟道MOSFET的情况下，通过向栅电极施加正极侧的电位，而使得电流在源电极和漏电极之间流过(导通状态)。在P沟道MOSFET的情况下，通过向栅电极施加负极侧的电位，而使得电流在源电极和漏电极之间流过(导通状态)。在阈值电压附近，在源电极和漏电极之间流过的电流量受到施加给栅电极的电位大小的影响。

例如，在日本特开2008-259340号公报中，公开了在功率元件中采用了N沟道MOSFET的电动机驱动电路。

在该电动机驱动电路中，设置有对驱动电压进行升压的电荷泵电路。并且，用该电荷泵电路进行升压后的升压电压在调节电路中被转换为进行了恒压化的调节电压。并且，该所转换的调节电压被输出到功率元件的栅极。

一直以来，电动机驱动电路以一定的分压比降低驱动电压。并且，电动机驱动电路利用该降低后的电压向功率元件输出控制电压。但是，当降低驱动电压时，输出到功率元件的控制电压也对应于该驱动电压的降低而降低。因此，当较大程度地降低驱动电压时，功率元件的导通/截止动作变得不稳定。并且，存在转速和/或转矩的降低等不能得到所需的电动机性能的问题。

图1示出功率元件100的驱动电路的概况。图1表示在功率元件100中采用了P沟道MOSFET的情况。在功率元件100的情况下，在N型半导体101上隔开形成两个P型区域(源电极102和漏电极103)。在源电极102和漏电极103之间的沟道区域上隔着氧化膜104层叠有栅电极105。

功率元件100与向线圈提供电流的电流供给线106的中途连接。电源侧(高电位侧)与源电极102连接。线圈侧(低电位侧)与漏电极103连接。向电流供给线106施加驱动电压Vm。

分压电路110具有第1电阻111和第2电阻112。分压电路110向功率元件100施加控制电压。第1电阻111和第2电阻112串联连接。向分压电路110也施加驱动电压Vm。栅电极105与第1电阻111和第2电阻112之间电连接。并且，栅电极105的电位与第1电阻111和第2电阻112之间的电位为相同电位。

在分压电路110没有通电时，不向栅电极105输出电位。因此，沟道区域不导通(截止状态)。但是，如图1所示，通过分压电路110通电而向栅电极105输出负极侧的电位。并且，向栅电极105施加由于电压下降而产生的控制电压(栅极电压Vg)。于是，沟道区域导通。并且，电流从源电极102流向漏电极103(导通状态)。

但是，当降低驱动电压Vm时，如图2所示，栅极电压Vg也伴随驱动电压Vm的降低而降低。功率元件100具有稳定发挥功能的栅极电压Vg的下限值VgL。并且，当低于该下限值时，即使施加栅极电压Vg也不会变为导通状态。因此，功率元件100的导通/截止动作变得不稳定。此外，即使变为导通状态，沟道部的电阻也较大。因此不能得到适当的电流量。并且，由于转速和转矩的降低等，不能得到所需的电动机性能。在这方面，专利文献1的电动机驱动电路利用电荷泵电路对驱动电压进行升压。因此，即使驱动电压降低也能够防止栅极电压的过度降低。但是，电路结构比较复杂，因此在部件成本和可靠性方面不利。

发明内容