[发明专利]无刷电动机驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种对无刷电动机进行驱动控制的无刷电动机驱动装置，特别是涉及一种具备如下功能的无刷电动机驱动装置：在由于电动机控制电路的一部分的偏差而产生扭矩相对于指令的偏移之前，对可能成为其原因的AD(模拟-数字)转换电路、电流检测电路进行诊断来生成校正值。

背景技术

最近，在一般所使用的冰箱用等的冷却风扇中，根据其寿命、节能化的要求而使用无刷电动机。而且，关于冷却风扇，根据当时的气温、冷却对象的温度而风扇所需的风量、在周边附近产生的驱动音是确定的，需要以满足这些的方式来进行控制。已知风量的偏差依赖于安装于叶轮(impeller)的电动机的转速的偏差，驱动音依赖于电动机的旋转扭矩。

另外，在通过脉宽调制(Pulse Width Modulation、以下适当记为“PWM”)驱动进行控制的无传感器的3相无刷电动机的情况下，以往例如通过如下那样的无刷电动机驱动装置来进行控制。首先，在该驱动装置中，根据流过各相的线圈的电流值来估计电动机的旋转位置。并且，根据每单位时间的旋转位置的变化量来计算实际转速。然后，在该驱动装置中，按照所计算出的实际转速来对实现PWM驱动的逆变器电路内所具备的MOS-FET元件的开关脉冲宽度进行控制。

因此，在检测线圈的电流值的电流检测电路、用于将电流检测电路的输出取入到微机(微型计算机)中的AD转换电路以及用于生成单位时间的时钟产生电路中存在误差的情况下，所计算的实际转速和扭矩中也产生同样的误差，从而产生相对于目标值的偏移。

作为判定该时钟产生电路、AD转换电路的异常误差的方法，以往例如提出了如下方法：将基于时钟脉冲所生成的规定时间间隔的脉冲电压输入到RC滤波器，在规定的时钟循环数中的判定用的电压脱离规定的范围的情况下，判定为时钟产生电路或者AD转换电路异常(例如参照专利文献1)。

另外，作为其它以往例子，提出了如下方法：基于从上级单元输入的PWM信号(指令信号)的周期来计算使微机动作的基准时钟的误差率，从而校正转速(例如参照专利文献2)。

但是，在专利文献1中，在判定用的电压处于规定的范围内的情况下，由于AD转换电路的误差而无法正确地计算由电流检测电路所检测出的电流值，产生扭矩误差。另外，在专利文献2中，即使能够通过基准时钟的误差率来校正转速，也无法检测AD转换电路的误差。

专利文献1：日本特开平8-230651号公报

专利文献2：日本特开2013-46488号公报

发明内容

本发明的无刷电动机驱动装置包括：逆变器电路，其对无刷电动机的绕组进行通电驱动；电流检测电路，其检测绕组的电流值；控制部，其用于对无刷电动机进行旋转控制；以及RC滤波器，其构成为包括电阻和电容器。控制部具备：驱动控制部，其生成用于驱动逆变器的信号；时钟产生电路，其产生作为动作周期的基准的时钟脉冲；脉冲输出电路，其基于时钟脉冲来生成频率变化的脉冲信号，并将该脉冲信号施加到RC滤波器；AD转换电路，其与RC滤波器的电容器及电流检测电路连接；以及AD转换误差计算部，其计算AD转换电路的转换误差。而且，AD转换误差计算部为基于将电容器的电压作为输入的AD转换电路的输出值与根据电容器的充电时间所计算出的AD(模拟-数字数据)的转换值之差来计算转换误差的结构。

根据本发明的无刷电动机驱动装置，能够计算AD转换电路的转换误差，利用该转换误差，能够判定AD转换电路的异常、或校正AD转换电路的输出值来向软件高精度地取入。因此，能够高精度地计算由电流检测电路所检测出的电流值，从而能够降低旋转误差、扭矩误差。由此，能够降低冷却风扇的风量、驱动音的偏差。

特别是，已知AD转换电路一般是输入模拟信号的频率越高则有效位数越小，转换特性也会恶化。针对这样的AD转换电路的特性，本发明利用频率发生变化的脉冲信号来计算AD转换电路的转换误差。即，与对AD转换电路的输入施加直流电压、一边改变该电压一边计算转换误差这样的静态的测量方法相比，在本发明中，由于利用频率发生变化的脉冲信号，因此能够计算基于符合现实的转换特性的转换误差。因而，根据本发明，能够为对RC滤波器施加脉冲信号这种简单的结构，并且能够如上述那样高精度地判定AD转换电路的异常或者对AD转换电路的输出值进行校正。

通过以上，根据本发明，不需为了确保针对这些旋转误差、扭矩误差的余裕而搭载大的电动机、电路基板，从而能够实现冷却风扇的小型化、轻量化。

附图说明