專利名稱：馬達控制裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及對馬達進行控制的馬達控制裝置。
背景技術：
以往的馬達控制裝置具有逆變器控制電路，該逆變器控制電路具有3個上臂切換元件(例如，IGBT、MOS - FET),3個下臂切換元件、與上臂切換元件的柵極連接的高壓側驅動電路、與下臂切換元件的柵極連接的低壓側驅動電路、以及與6個切換元件并聯(lián)連接的續(xù)流二極管。對高壓側驅動電路以及低壓側驅動電路，輸入來自微機等控制部的驅動信號，通過高壓側驅動電路以及低壓側驅動電路進行切換元件的ON (接通)、0FF (斷開)控制，控制來自上臂切換元件和下臂切換元件的連接點的輸出電壓。在這樣構成的以往的馬達控制裝置中，在作為逆變器控制電路的電源部的控制IC電源以及自舉用電源中使用了共用的電源(例如，參照專利文獻I)。專利文獻1:日本特開2010 - 181110號公報

發(fā)明內容
但是，上述專利文獻I所示的以往的馬達控制裝置構成為通過使高壓側驅動電路以及低壓側驅動電路的雙方電源、即上述共用的電源切斷(使電壓降低)而使輸出電壓的輸出停止，所以存在根據(jù)切換元件的特性、高壓驅動電路以及低壓驅動電路的結構，上臂切換元件和下臂切換元件的驅動電壓會變得不穩(wěn)定，輸出電壓的輸出有可能短路這樣的問題。本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于得到一種馬達控制裝置，能夠使輸出電壓的輸出以穩(wěn)定的狀態(tài)停止。為了解決上述問題并達成目的，本發(fā)明提供一種馬達控制裝置，其特征在于，具備:逆變器控制電路，具有與直流電源的正端子連接的多個上臂切換元件、將自舉電容器的積蓄電荷作為電源進行動作而分別驅動各所述上臂切換元件的多個第一驅動電路、與各所述上臂切換元件分別串聯(lián)連接的多個下臂切換元件、以及驅動各所述下臂切換元件的第二驅動電路，將直流電壓變換為交流電壓而對馬達進行驅動控制；運算器，運算對各所述第一驅動電路以及所述第二驅動電路進行控制的控制信號；以及開關元件，在進行了使所述控制電路的輸出停止的操作時，切斷對所述自舉電容器進行充電的電源。根據(jù)本發(fā)明，從外部僅切斷高壓側驅動電路的驅動電源，所以起到能夠使輸出電壓的輸出以穩(wěn)定的狀態(tài)停止這樣的效果。


圖1是本發(fā)明的實施方式I的馬達控制裝置的結構圖。圖2是示出圖1所示的馬達控制裝置的動作順序的時序圖。圖3 是本發(fā)明的實施方式2的馬達控制裝置的結構圖。圖4是示出圖3所示的馬達控制裝置的動作順序的時序圖。
圖5是本發(fā)明的實施方式3的馬達控制裝置的結構圖。圖6是示出圖5所示的馬達控制裝置的動作順序的時序圖。圖7是本發(fā)明的實施方式4的馬達控制裝置的結構圖。圖8是示出圖7所示的馬達控制裝置的動作順序的時序圖。附圖標記說明1:直流電源；2、23 =GND (接地);3、4、21、31:電源；5、6、7:逆流防止用整流二極管；
8、9、10:自舉電容器；11、12、13:高壓驅動電路(第一驅動電路)；14:低壓驅動電路(第二驅動電路);15、16、17、18、19、20:切換元件;22、36:開關元件；24:外部開關；25:連接器；26:逆變器控制電路；27:運算器；27a:逆變器控制信號(控制信號);28:馬達；29、32、34、35:電阻器；30:總線IC ；33:濾波用電容器；37:外部切斷探測電路；37a:來自切斷探測電路的信號；38:停止操作檢測電路；38a:來自停止操作檢測電路的信號；39:切斷探測信號。
具體實施例方式以下，基于附圖，詳細說明本發(fā)明的馬達控制裝置的實施方式。另外，本發(fā)明不限于該實施方式。實施方式1.
圖1是本發(fā)明的實施方式I的馬達控制裝置的結構圖，圖1所示的馬達控制裝置構成為在進行了外部開關24的切斷操作時，切斷自舉用電源(高壓驅動電路11、12、13用的電源3)。圖2是示出圖1所示的馬達控制裝置的動作順序的時序圖。圖1所示的馬達控制裝置構成為作為主要的結構，具有:逆變器控制電路26，對馬達28進行驅動；運算器27 (例 如微機(MCU:Micro Control Unit (微控制單元))),運算作為逆變器控制電路26的控制指令的逆變器控制信號27a ;以及開關元件22 (例如繼電器)，用于使來自逆變器控制電路26的逆變器輸出停止。逆變器控制電路26構成為具有:3個切換元件(例如IGBT、M0S — FET) 15、16、17，與直流電源I的高電平側連接；作為柵極驅動電路的高壓驅動電路If 13，分別設置于切換元件15 17的柵極；3個切換元件18、19、20，與直流電源I的低電平側連接；以及作為柵極驅動電路的低壓驅動電路14，分別設置于切換元件If 20的柵極。具有切換元件15和切換元件18的串聯(lián)電路、具有切換元件16和開關元件19的串聯(lián)電路、以及具有切換元件17和開關元件20的串聯(lián)電路分別與直流電源I連接。對各切換元件15 20逆并聯(lián)連接有續(xù)流二極管。3個切換元件15 17和續(xù)流二極管構成上臂，3個切換元件If 20和續(xù)流二極管構成下臂。切換元件15 17與切換元件If 20之間的連接點形成向馬達28的輸出端子U、V、W，對各個輸出端子連接了 U相接線、V相接線、W相接線，U相接線、V相接線、以及W相接線與馬達28連接。對高壓驅動電路If 13以及低壓驅動電路14供給來自運算器27的逆變器控制信號27a。高壓驅動電路1Γ13以及低壓驅動電路14基于逆變器控制信號27a，向對應的切換元件15 20的柵極供給柵極信號，切換元件15 20根據(jù)該柵極信號進行切換動作。對逆變器控制電路26施加的直流電壓通過該動作被變換為任意頻率的三相交流電壓而對馬達28進行驅動。另外，在直流電源I的低電平側與運算器27的輸出部之間，設置了作為逆變器控制信號27a探測用的電阻的電阻器29。
對下臂用的低壓驅動電路14的電源端子供給電源4，對上臂用的高壓驅動電路If 13的電源端子供給電源3。在高壓驅動電路11與電源3之間設置了逆流防止用的整流二極管5。進而，對整流二極管5與高壓驅動電路11的連接端，連接了一端與切換元件15的發(fā)射極連接的自舉電容器8的另一端。同樣地，在高壓驅動電路12與電源3之間設置了逆流防止用的整流二極管6，對整流二極管6和高壓驅動電路12的連接端，連接了一端與切換元件16的發(fā)射極連接的自舉電容器9的另一端。另外，在高壓驅動電路13與電源3之間設置了逆流防止用的整流二極管7，對整流二極管7和高壓驅動電路13的連接端，連接了一端與切換元件17的發(fā)射極連接的自舉電容器10的另一端。這樣，在實施方式I的逆變器控制電路26中，使用自舉的方式的驅動電路，在逆變器控制電路26中，切換元件18 20的發(fā)射極側成為基準GND，以使即使在切換元件18 200FF的狀態(tài)下也能夠驅動的方式，生成高壓驅動電路If 13用的電源。S卩，在切換元件18 200N時自舉電容器8 10被充電，在切換元件18 200FF時自舉電容器8 10中蓄電的電荷被用作高壓驅動電路If 13的電源。接下來，說明開關元件22和外部開關24。對開關元件22的一次側線圈，施加了以GND23為基準的電源21的電壓。對開關元件22的二次側開關的一端施加了高壓驅動電路1Γ13的電源3，對開關元件22的二次側開關的另一端施加了低壓驅動電路14的電源4。電源21是以與電源3以及電源4絕緣的狀態(tài)設置的，GND23與成為電源3以及電源4的電壓電平的基準的GND2絕緣。外部開關24是設置于馬達控制裝置的外部，用于用戶切斷電源3的操作部。外部開關24設置于開關元件22的一次側線圈的一端與GND23之間，在圖1中作為一個例子經由連接器25設置了外部開關24。 使用圖2來說明動作。(I)在用戶對外部開關24進行了開放操作的情況下，對開關元件22的一次側線圈施加的電壓喪失，開關元件22的二次側開關成為開放狀態(tài)而電源3和電源4被分離。此時，對高壓驅動電路11、12、13供給的電源3被切斷。如果電源3被切斷，則自舉電容器8 10內的電荷被放電，高壓驅動電路If 13不動作。因此，切換元件15 17不會0N。( 2 )來自運算器27的逆變器控制信號27a輸入到逆變器控制電路26，但(3 )在電源3和電源4被分離時，以GND2為基準的低壓驅動電路14的電源4不被切斷，所以切換元件If 20的驅動電壓穩(wěn)定，逆變器控制電路26不會成為不穩(wěn)定的動作。因此，來自逆變器控制電路26的逆變器輸出以穩(wěn)定的狀態(tài)維持OFF。如以上說明，實施方式I的馬達控制裝置具備:逆變器控制電路26 ;運算器27，運算對高壓驅動電路1Γ13以及低壓驅動電路14進行控制的控制信號(逆變器控制信號27a);以及開關元件22，在進行了使逆變器控制電路26的逆變器輸出停止的操作時，切斷對自舉電容器8 10進行充電的電源3，該逆變器控制電路26具有:多個上臂切換元件(切換元件15 17)，與直流電源I的正端子連接；多個第一驅動電路(高壓驅動電路If 13)，將自舉電容器8 10的積蓄電荷作為電源進行動作，分別驅動各切換元件15 17 ;多個下臂切換元件(切換元件18 20)，與各切換元件15 17分別串聯(lián)連接；以及第二驅動電路(低壓驅動電路14)，驅動各切換元件If 20，該逆變器控制電路26將直流電壓變換為交流電壓而對馬達28進行驅動控制，所以即使在外部開關24中進行了切斷操作的情況下，低壓驅動電路14的電源4也不會被切斷，僅切換元件15 17的動作為OFF。結果能夠不依賴于切換元件的特性、高壓驅動電路以及低壓驅動電路的結構，使逆變器輸出可靠并且安全地停止。另外，根據(jù)實施方式I的馬達控制裝置，構成為通過設置于馬達控制裝置的外部的外部開關24進行逆變器輸出的停止操作，所以用戶能夠有意且安全地使逆變器輸出停止。實施方式2.
實施方式I的馬達控制裝置構成為在操作了外部開關24時通過切斷向自舉電容器8 10的電源3而使逆變器輸出停止。但是，在實施方式I的馬達控制裝置中，在從電源3被切斷的時刻起規(guī)定時間的期間，切換元件15 17由于自舉電容器8 10內的電荷而不會0FF，所以逆變器輸出不會停止。實施方式2的馬達控制裝置構成為，在操作了外部開關24時通過切斷向自舉電容器8 10的電源3，并且停止向逆變器控制電路26的逆變器控制信號27a而使逆變器輸出停止。以下，對與實施方式I相同的部分附加同一符號而省略其說明，此處僅敘述不同的部分。圖3是本發(fā)明的實施方式2的馬達控制裝置的結構圖，圖4是示出圖3所示的馬達控制裝置的動作順序的時序圖。在圖3所示的馬達控制裝置中，在運算器27與逆變器控制電路26之間設置了總線IC30?？偩€IC30是例如在向一(負)的輸入部的輸入信號是低(Low)電平時通常輸出對其他輸入部輸入的信號，但在向一(負)的輸入部的輸入信號變化為高(High)電平的情況下所有輸出成為高阻抗的總線1C。對總線IC30的一(負)的輸入部，輸入作為總線IC30的輸入電壓范圍內的電壓值并且表示電源31被切斷的切斷探測信號39，對總線IC30的其他輸入部輸入來自運算器27的逆變器控制信號27a?？偩€IC30的輸出部與逆變器控制電路26連接，并對總線IC30的輸出部連接電阻器29的一端。例如，生成上述切斷探測信號39的電路包括:開關元件36 (例如光耦合器)；電阻器35，連接于開關元件36的一次側與電源3之間，對開關元件36進行控制；電阻器34，連接于開關元件36的二次側與總線IC30的輸入部(一、即負的輸入部)之間；電阻器32，一端與電源31連接，另一端連接于總線IC30的輸入部(一、即負的輸入部)與電阻器34的連接部；以及濾波用電容器33，一端與電阻器32的另一端連接，另一端與開關元件36的二次側連接。使用圖4來說明馬達控制裝置的動作。(I)在用戶對外部開關24進行了開放操作的情況下，對開關元件22的一次側`線圈施加的電壓喪失，開關元件22的二次側開關成為開放狀態(tài)而電源3和電源4被分離。此時，對高壓驅動電路11、12、13供給的電源3被切斷。
(2)在電源3被切斷時，對總線IC30的一(負)的輸入部輸入高電平的信號(切斷探測信號39)。(3)此時，總線IC30的輸出成為高阻抗，總線IC30的輸出被固定為低電平。(4)由此，即使在來自運算器27的逆變器控制信號27a被輸入到總線IC30的其他輸入部的狀態(tài)下，根據(jù)總線IC30的輸出阻抗與電阻器29的分壓的關系，對逆變器控制電路26也僅輸入低電平的信號。即，成為對逆變器控制電路26不輸入逆變器控制信號27a的狀態(tài)。當假設在對逆變器控制電路26輸入的逆變器控制信號27a0FF時切換元件15 20為OFF的情況下，逆變器控制電路26停止逆變器輸出。如以上說明，實施方式2的馬達控制裝置具備信號控制部(總線IC30)，該信號控制部(總線IC30)構成為設置于運算器27與逆變器控制電路26之間，在未輸入表示對自舉電容器8 10進行充電的電源3被切斷的切斷探測信號39時將來自運算器27的逆變器控制信號27a輸出到逆變器控制電路26，在輸入了切斷探測信號39時不將來自運算器27的逆變器控制信號27a輸出到逆變器控制電路26，所以在電源3被切斷時，能夠使逆變器輸出停止。實施方式3.
實施方式I的馬達控制裝置構成為通過切斷電源3而使逆變器輸出停止，實施方式2的馬達控制裝置構成為通過探測出電源3被切斷，并將輸入到逆變器控制電路26的逆變器控制信號27a固定為低電平而將逆變器輸出停止。但是，在這樣構成的馬達控制裝置中，即使在電源3被切斷了的情況下，來自運算器27的逆變器控制信號27a的輸出仍繼續(xù)。因此，在例如切換元件15 17不0FF，并且總線IC30的輸出發(fā)生短路故障那樣的情況下，在從電源3被切斷的時刻起規(guī)定時間的期間，切換元件15 17由于自舉電容器8 10內的電荷而不會0FF，所以逆變器輸出不會停止。實施方式3的馬達控制裝置構成為即使在這樣的情況下也能將逆變器輸出停止。以下，對與實施方式2相同的部分附加同一符號而省略其說明，此處僅敘述不同的部分。圖5是本發(fā)明的實施方式3的馬達控制裝置的結構圖，圖6是示出圖5所示的馬達控制裝置的動作順序的時序圖。在圖5所示的馬達控制裝置中，在控制逆變器輸出的運算器27與電源3之間設置了切斷探測電路37。切斷探測電路37探測出電源3被切斷。在運算器27中設置了取入來自切斷探測電路37的信號37a的切斷探測端口，運算器27在來自切斷探測電路37的信號37a變化為低電平時，探測出電源3被切斷而將逆變器控制信號27a的輸出固定為低電平。使用圖6來說明馬達控制裝置的動作。(I)在用戶對外部開關24進行了開放操作的情況下，對開關元件22的一次側線圈施加的電壓喪失，開關元件22的二次側開關成為開放狀態(tài)而電源3和電源4被分離。此時，對高壓驅動電路11、12、13供給的電源3被切斷。在電源3被切斷時，(2)對總線IC30的一(負)的輸入部輸入高電平的信號，(3)輸入到運算器27的切斷探測端口的信號變化為低電平。(4)因此，來自運算器27的逆變器控制信號27a的輸出被固定為低電平 ，結果來自逆變器控制電路26的逆變器輸出停止。 如以上說明，實施方式3的馬達控制裝置具備探測出對自舉電容器8 10進行充電的電源3被切斷的切斷探測電路37，運算器27基于來自切斷探測電路37的信號37a探測出電源3被切斷，將逆變器控制信號27a的輸出固定為低電平，所以即使在電源3被切斷時，也能夠使逆變器輸出停止。實施方式4.
實施方式I的馬達控制裝置構成為通過切斷電源3而使逆變器輸出停止，實施方式2的馬達控制裝置構成為通過探測出電源3被切斷，并將輸入到逆變器控制電路26的逆變器控制信號27a固定為低電平而使逆變器輸出停止，實施方式3的馬達控制裝置構成為通過使運算器27探測電源3被切斷，將來自運算器27的逆變器控制信號27a固定為低電平而使逆變器輸出停止。但是，在這樣構成的馬達控制裝置中，在開關元件22的二次側開關為短路狀態(tài)時，即使外部開關24被開放也無法切斷電源3，所以無法使逆變器輸出停止。實施方式4的馬達控制裝置構成為即使在這樣的情況下也能夠使逆變器輸出停止。以下，對與實施方式3相同的部分附加同一符號而省略其說明，此處僅敘述不同的部分。圖7是本發(fā)明的實施方式4的馬達控制裝置的結構圖，圖8是示出圖7所示的馬達控制裝置的動作順序的時序圖。在圖7所示的馬達控制裝置設置了停止操作檢測電路38，該停止操作檢測電路38連接于開關22的一次側線圈與外部開關24的連接部，對進行了使逆變器控制電路26的逆變器輸出停止的操作進行檢測。該停止操作檢測電路38探測例如外部開關24被開放并輸出到運算器27。在運算器27設置了取入來自停止操作檢測電路38的信號38a的開關開放探測端口，運算器27在來自停止操作檢測電路38的信號38a變化為低電平時，探測外部開關24被開放而將逆變器控制信號27a的輸出固定為低電平。使用圖8來說明馬達控制裝置的動作。(I)在用戶對外部開關24進行了開放操作的情況下，對開關元件22的一次側線圈施加的電壓喪失。(2)此時，在開關元件22的二次側開關成為短路狀態(tài)的情況下無法切斷電源3，但(3)通過在停止操作檢測電路38中探測外部開關24的開放操作，對運算器27的開關開放探測端口輸入的信號變化為低電平。(4)因此，來自運算器27的逆變器控制信號27a的輸出被固定為低電平，結果來自逆變器控制電路26的逆變器輸出停止。如以上說明，實施方式4的馬達控制裝置具備對進行了使逆變器控制電路26的輸出停止的操作進行檢測的停止操作檢測電路38，運算器27基于來自停止操作檢測電路38的信號38a，探測進行了使逆變器控制電路26的輸出停止的操作，將逆變器控制信號27a的輸出固定為低電平，所以 即使在開關元件22的二次側開關為短路狀態(tài)的情況下，在進行了外部開關24的操作時，也能夠使逆變器輸出停止。另外，本發(fā)明的實施方式的馬達控制裝置是示出本發(fā)明的內容的一個例子的方案，當然還能夠與其他公知的技術組合，還能夠在不脫離本發(fā)明要點的范圍內省略一部分等而變更結構。產業(yè)上的可利用性如以上那樣，本發(fā)明能夠應用于馬達控制裝置，特別作為能夠使輸出電壓的輸出以穩(wěn)定的狀態(tài)停止的發(fā)明是有用的。
權利要求
1.一種馬達控制裝置，其特征在于，具備: 逆變器控制電路，具有與直流電源的正端子連接的多個上臂切換元件、將自舉電容器的積蓄電荷作為電源進行動作而分別驅動各所述上臂切換元件的多個第一驅動電路、與各所述上臂切換元件分別串聯(lián)連接的多個下臂切換元件、以及驅動各所述下臂切換元件的第二驅動電路，將直流電壓變換為交流電壓而對馬達進行驅動控制； 運算器，運算對各所述第一驅動電路以及所述第二驅動電路進行控制的控制信號；以及 開關元件，在進行了使所述逆變器控制電路的輸出停止的操作時，切斷對所述自舉電容器進行充電的電源。
2.根據(jù)權利要求1所述的馬達控制裝置，其特征在于， 還具備信號控制部，該信號控制部設置于所述運算器與所述逆變器控制電路之間，在未輸入表示對所述自舉電容器進行充電的電源被切斷的切斷探測信號時，將來自所述運算器的控制信號輸出到所述逆變器控制電路；在輸入了所述切斷探測信號時，不將來自所述運算器的控制信號輸出到所述逆變器控制電路。
3.根據(jù)權利要求1或者2所述的馬達控制裝置，其特征在于， 還具備探測對所述自舉電容器進行充電的電源被切斷的切斷探測電路， 所述運算器基于來自所述切斷探測電路的信號，探測該電源被切斷，將所述控制信號的輸出固定為低電平。
4.根據(jù)權利要求1或者 2所述的馬達控制裝置，其特征在于， 還具備檢測進行了使所述控制電路的輸出停止的操作的停止操作檢測電路， 所述運算器基于來自所述停止操作檢測電路的信號，探測進行了使所述控制電路的輸出停止的操作，將所述控制信號的輸出固定為低電平。
全文摘要
本發(fā)明得到一種能夠使輸出電壓的輸出以穩(wěn)定的狀態(tài)停止的馬達控制裝置。具備逆變器控制電路，具有將自舉電容器的積蓄電荷作為電源進行動作而分別驅動切換元件的多個高壓驅動電路、和驅動切換元件的低壓驅動電路，將直流電壓變換為交流電壓而對馬達進行驅動控制；運算器，運算對高壓驅動電路以及低壓驅動電路進行控制的逆變器控制信號；以及開關元件，在進行了使逆變器控制電路的逆變器輸出停止的操作時，切斷電源。
文檔編號H02P27/06GK103227608SQ201210568728
公開日2013年7月31日 申請日期2012年12月25日 優(yōu)先權日2012年1月25日
發(fā)明者砂田裕司, 酒井顯 申請人:三菱電機株式會社