[发明专利]电动机驱动装置、电动机装置和集成电路装置

说明书

技术领域

本发明涉及适合驱动用于空调设备、安装了燃烧用风扇电动机的热水机、 空气清洁机以及用于驱动复印机、打印机等信息设备中所使用的无刷直流电 动机等的电动机驱动装置。特别地，本发明涉及抑制在进行正弦波驱动时的 再生现象，并能够大幅度地降低电动机驱动时的转矩脉动(torque ripple)、振 动、噪声的电动机驱动装置。而且，本发明涉及包括这样的电动机驱动装置 的集成电路装置，以及将这样的电动机驱动装置或集成电路装置内置或一体 化在电动机中的电动机装置。

背景技术

例如，空调设备、热水机、空气清洁机、复印机和打印机等电气设备中 所使用的各种驱动用电动机，有效地利用长寿命、高可靠性和速度控制的容 易性等长处，因而大多使用无刷直流电动机。

在可进行这样的速度控制的电动机中，例如，在从一定速度下的运转状 态开始进行了减速，以使速度下降的情况下，电动机作为发电机而动作。即， 产生对于用于原来向电动机供给电力的电源或驱动电路，电动机反而供给电 力的所谓的再生现象。

图10是包含了驱动上述那样的无刷直流电动机的以往的电动机驱动装 置的结构的结构图。图11是这样的以往的电动机驱动装置的动作说明图。图 12是表示了用于说明这样的以往的电动机驱动装置的再生现象的情况的图。 此外，图13是表示了用于说明这样的以往的电动机驱动装置的再生现象造成 的直流电源的电压上升的图。

以下，使用这些附图，说明利用被正弦波状脉宽调制了的驱动信号来驱 动无刷直流电动机的以往的电动机驱动装置的结构和动作，同时说明在这样 的以往技术中产生的再生现象。

在图10中，直流电力从直流电源805供给到电动机驱动装置800。电动 机驱动装置800将供给了的直流电力变换为驱动电力，并将变换后的驱动电 力供给到无刷直流(DC)电动机即电动机810。此外，作为指令信息的速度 指令信号Sref和切换信号HL从主机装置(host device)806通知给电动机驱 动装置800。而且，从电动机810通知位置检测信号CS和速度检测信号N。

电动机810具有U相驱动绕组811、V相驱动绕组813和W相驱动绕组 815，电动机驱动装置800对这些各个驱动绕组供给驱动电力。

电动机驱动装置800由逆变器820、逆变器(inverter)驱动单元830和 速度控制单元840构成。速度控制单元840基于指令信息和速度检测信号N， 生成用于进行速度控制的驱动控制信号VSP，并将其通知给逆变器驱动单元 830。逆变器驱动单元830基于驱动控制信号VSP，生成用于驱动控制逆变器 820的驱动信号，并驱动逆变器820。由此，逆变器820将供给了的直流电力 变换为与位置检测信号CS和驱动控制信号VSP对应的驱动电压，并将变换 后的驱动电压供给到电动机810。

此外，逆变器820包括：将电动机810的驱动绕组811、813和815连接 到正极侧电源线路Vp的正极侧的开关元件821、823和825；以及连接到负 极侧电源线路Vn的负极侧的开关元件822、824和826。

此外，逆变器驱动单元830具有波形生成单元831和脉宽调制单元832。 波形生成单元831根据电动机810的位置检测信号CS而生成正弦波状的波 形信号WF。脉宽调制单元832根据波形信号WF而生成被脉宽调制(Pulse Width Modulation，以下，适当称为‘PWM’)过的驱动信号UH、VH、WH、 UL、VL和WL。

驱动信号UH、VH和WH是具有电角度相互地为120度的相位差的信号， 而驱动信号UL、VL、WL也是具有电角度相互地为120度的相位差的信号。 如图10所示，这样的各个驱动信号分别对应连接到逆变器820的各个开关元 件(以下，适当简称为‘开关’)，使开关元件分别导通或截止动作。

下面，说明驱动这样构成的以往的无刷直流电动机的电动机驱动装置的 动作。再有，这里，以对于连接到逆变器820的输出U上的U相驱动绕组(以 下，适当简称为‘绕组’)811的动作为中心进行说明。