[发明专利]无刷电动机驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于信息设备等领域的脉宽调制(以下称为PWM)激励方式的无刷电动机驱动装置。

背景技术

过去，在无刷电动机PWM激励方式中，作为当向电动机驱动绕组通电的驱动晶体管的PWM开关处于关闭状态时，不是通过并联连接的二极管，使成对的驱动晶体管中流过再生电流，而是在PWM开关处于关闭状态时，进行控制使成对的驱动晶体管导通并减少电力损耗的所谓同步整流型的无刷电动机的驱动装置，众所周知的有特开平5-211780号公报中所公开的内容。图5表示现有的同步整流型PWM驱动方式的无刷电动机的驱动装置的电路构成。在图5中，320是通电控制电路，340是同步整流控制电路，360是2相非重叠型时钟，4～6及7～9分别是上侧驱动晶体管及下侧驱动晶体管。10～12及13～15是续流二极管，303及304是比较器，VM是电源端子，305是RC放电回路，302是双稳态多谐振荡器，301是倒相器，1～3是驱动绕组，80是电流检测电阻。

下面，对图5所示的现有的无刷电动机的驱动装置的PWM驱动过程加以说明。

在通电的相期间，一个节点(例如节点A)由上侧驱动晶体管4～6中的一个(例如上侧驱动晶体管6)驱动晶体管驱动为高电平。一个节点(例如节点B)由下侧驱动晶体管7～9中的一个(例如上侧驱动晶体管8)驱动晶体管驱动为低电平，并且其它节点(例如节点C)由于上侧驱动晶体管4及下侧驱动晶体管7双方为截止状态而处于悬浮状态。其次，在驱动绕组开关期间，用在一个驱动绕组中维持电流的换向顺序进行开关动作。

在PWM期间，在电流检测电阻80中测出电流量，并且与决定绕组1、2、3中能够产生的最大电流的基准电压VREF进行比较。当电流到达VREF时，比较器303就改变其输出，对双稳态多谐振荡器302进行复位。由此，经倒相器301、2相非重叠型时钟360、通电控制电路320，对上侧晶体管4～6进行开关控制，使所有节点A、B、C上的上侧晶体管4～6关闭。同时，通过打开开关306，RC放电回路305起动即进入可动作状态，在RC放电回路305产生时间延迟，延迟期间上侧晶体管4～6保持截止。当RC放电回路305电容上的电压下降到小于基准电压VREF时，比较器304的输出反转，使双稳态多谐振荡器302进行推挽动作，使与动作中的相所对应的上侧驱动晶体管再次导通。其结果，电流呈锯齿状上升即倾斜上升。这一连串的周期被反复进行。

以AB相为例接着进行说明。首先，在导通期间，通过节点A及B之间的绕组2及3电流呈锯齿状上升，从被选择为导通的上侧晶体管6中流过。

其次，在PWM截止周期动作中，当上侧晶体管6被关闭后，节点A的电位保持为高电平，为了维持绕组2及3中的电流，必须使与下侧晶体管9并联的续流二极管15进入正向偏置。并且，为了使节点B保持低电平状态，必须使下侧晶体管8维持导通状态。另外，在PWM截止周期使上侧晶体管6关闭后，绕组2及3成为呈衰减的电流源，并且要释放蓄积在它们中的能量。在所述PWM方式中，当关断提供给活性驱动绕组的电压时，活性驱动绕组中的反馈能量，是由来自非整流性接地反馈回路的向外加给下侧晶体管9施加的驱动电流所提供的。也就是在关闭上侧晶体管6时，当下侧晶体管9变为导通时，该回路如同由绕组2及3通过两个电阻构成，被短路的二极管可视为不存在。下侧晶体管7～9的开关动作如下面所述，通过与由通电控制电路320产生的信号同步的同步整流控制电路340完成。

图6是设置在图5的控制电路300中，仅表示作为控制电路300的一部分、对应1相的电动机驱动电路，对于其它相也设置有同样的电路。控制电路300是使上侧驱动晶体管驱动电路及下侧驱动晶体管驱动电路，能够随着线路384及383上的通电切换信号而进行驱动的逻辑电路。输入控制电路300的其它信号如图5所示，是来自双稳态多谐振荡器302的信号。为了确保不使上侧驱动晶体管及下侧驱动晶体管同时进入活化状态，设置有专用的异相时钟信号，即具有两个输出信号V361及V362的2相时钟360。通过2相时钟360的动作，当使上侧晶体管导通时，则使下侧晶体管截止；当使上侧晶体管使截止时，则使下侧晶体管导通(像这样使上侧晶体管和下侧晶体管双方进行PWM动作的方式，以下称之为同步整流型PWM)。

在本现有例中，通过所述控制电路300，可以对同步整流型PWM驱动和通常的线性驱动进行切换。