[发明专利]电动机驱动装置和使用其的电设备

说明书

技术领域

本发明涉及驱动无刷DC（直流）电动机的电动机驱动装置和使用其的电设备。

背景技术

第一现有的电动机驱动装置，根据驱动速度，进行速度反馈驱动，进行矩形波驱动。图7是进行矩形波驱动的第一现有的电动机驱动装置的框图。图8是表示第一现有的电动机驱动装置的驱动信号的波形的图。

图7中，来自交流电源201的交流电力，通过由四个整流二极管202a～202d和平滑电容器202e构成的整流平滑部202变为直流电力，将该直流电力输入到逆变器203。逆变器203是通过将由六个开关元件203a～203f和六个回流电流用二极管203g～203l构成的六个臂进行三相桥接而构成的。逆变器203将输入的直流电力转换为规定频率的交流电力，输出到无刷DC电动机204。

位置检测部205基于逆变器203的输出端子的电压，取得由无刷DC电动机204的旋转而产生的感应电压的信息。基于该信息，位置检测部205检测无刷DC电动机204的转子204a的相对位置。速度推定部206基于来自位置检测部205的信号计算无刷DC电动机204的旋转速度。波形生成部207根据由速度推定部206计算出的速度计算PWM（Pulse Width Modulation：脉宽调制）的占空比接通宽度，基于来自位置检测部205的信号决定逆变器203中通电的臂，生成表示其结果的波形信号。驱动部208基于来自波形生成部207的波形信号进行逆变器203的开关元件203a～203f的驱动。此时，从驱动部208输出的驱动信号，成为图8所示的开关波形。图8表示输入到六个开关元件203a～203f的栅极的驱动信号的波形。如图8所示，进行3个上臂中的一个上臂的开关元件反复进行基于脉宽调制的导通断开的PWM输出，并且进行3个下臂中的一个下臂的开关元件总是导通的导通输出。由此，通过构成上臂的上侧开关元件203a、203c和203e的PWM占空比接通宽度调整流过无刷DC电动机204的电流，能够应对无刷DC电动机204的旋转速度的改变和负载的变化。

根据上述第一现有结构，能够提供一边任意改变无刷DC电动机的速度一边进行驱动的电动机驱动装置。

另外，作为第二现有的电动机驱动装置，例如如专利文献1公开的那样，具有第一现有的电动机驱动装置的特征，并且使平滑用电容器的电容比第一现有的电动机驱动装置小，在母线电压（整流平滑部的输出电压，即，施加在逆变器上的直流电压）中含有大的脉动成分地进行驱动。图9是表示使用这样的小电容的平滑电容器的第二现有的电动机驱动装置的框图。

图9中，来自交流电源301的交流电力被整流平滑部302的整流二极管302a～302d整流，之后被平滑电容器302e平滑。在此，由于平滑电容器302e的电容小，所以来自整流平滑部302的电压（母线电压）以含有大的脉动成分的状态被输入到逆变器303。逆变器303是通过将由六个开关元件303a～303f和六个回流电流用二极管303g～303l构成的六个臂三相桥接而构成的。逆变器303将输入的含有脉动的直流电力转换为规定频率的交流电力，输出到无刷DC电动机304（严格地说是定子304b）。

位置检测部305基于逆变器303的输出端子的电压，取得由无刷DC电动机304的旋转而产生的感应电压的信息。基于该信息，位置检测部305检测无刷DC电动机304的转子304a的相对位置。另外，整流平滑部302输出的含有大的脉动的电压中，电压低时位置检测部305难以准确地检测上述相对位置，所以位置推定部306基于位置检测部305的位置信息推定转子304a的相对位置。即，在由电压检测部307检测出的整流平滑部302的输出电压为规定值以下的情况下，切换部308采用来自位置推定部306的信号作为位置检测信号，波形生成部309决定逆变器303中通电的臂和PWM占空比宽度，生成表示其结果的波形信号。基于由波形生成部309生成的波形信号，驱动部310驱动逆变器303的开关元件303a～303f。

根据上述第二现有结构，即使从整流平滑部302输出的母线电压是含有大的脉动的电压，也能够一边任意改变无刷DC电动机的速度一边驱动负载，即，能够使平滑电容器302e的电容比第一现有的电动机驱动装置小，所以能够提供比第一现有的电动机驱动装置更廉价且小型的电动机驱动装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005－198376号公报

发明内容

发明要解决的课题