[發明專利]電機驅動裝置及使用該裝置的電氣設備

有效

• 申請號: 200680030379.4
• 申請日: 2006-08-21
• 公開（公告）號: CN101331675A
• 公開（公告）日: 2008-12-24
• 發明（設計）人: 平田茂
• 申請（專利權）人: 羅姆股份有限公司
• 主分類號: H02P7/29
• 分類號: H02P7/29
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 朱進桂

技術領域

本發明涉及用于控制電機驅動的電機驅動裝置、以及使用該裝置的電氣設備。

背景技術

在對電機的驅動進行控制的電機驅動裝置中，為了將電機的轉動速度設定到所需值，需要將施加至電機線圈一端的驅動電壓(由此將流經電機線圈的驅動電流)控制在所需值。

因此，傳統電機驅動裝置通常采用如圖10所示的配置，其中雙極型晶體管Tr1到Tr4用作H橋電路中的開關元件，并設置有根據從外部饋入的作為驅動電壓設定信號的控制電壓Vref來控制上側晶體管Tr1和Tr2的基極電流的裝置(晶體管Tra和Trb以及恒流源Ia和Ib)，從而將施加至電機線圈L一端的驅動電壓(由此將流經電機線圈L的驅動電流)控制在所需值(所謂的壓降型穩壓器配置)。圖中的控制電路CNT是根據從外部饋入的操作模式控制信號FIN和RIN(二值信號)的邏輯來控制晶體管Tr1到Tr4的導通-截止狀態(即，電機的操作模式)的裝置。

在如上配置的電機驅動裝置中，當上側晶體管Tr1(Tr2)保持導通時，向電機線圈L的一端施加驅動電壓(與控制電壓Vref大約一樣高的電壓)，該驅動電壓是通過將控制電壓Vref僅升高晶體管Tra(Trb)的1Vf值、然后使控制電壓Vref僅下降晶體管Tr1(Tr2)的1Vf值而獲得的。

作為本發明的其他相關傳統技術，公開并提出了：電機驅動控制系統，其中場效應晶體管用作H橋電路中的開關元件，并通過脈寬調制控制(下文中稱作PWM(脈寬調制)控制)來控制晶體管的柵極電壓(參見專利公開1)；以及一種技術，其中對于輸出電容器的充電-放電電壓作為三角波的三角波產生電路，通過控制三角波的振幅隨著電源電壓的降低而減小，并進一步根據該振幅來減小對電容器充電和放電的電流值，將輸出三角波的頻率保持在預定頻率(參見本申請的申請人提交的專利公開2)。

專利公開1?JP-B-3665565

專利公開2????JP-A-2002-223563

發明內容

本發明要解決的問題

的確，對于具有圖10所示傳統配置的電機驅動裝置，不管電源電壓Vcc如何，通過使用裝置外部設置的電阻分壓器電路等適當地產生控制電壓Vref，可以根據控制電壓Vref將施加至電機線圈L一端的驅動電壓(由此將流經電機線圈L的驅動電流)控制在所需值。

但是，在上述傳統電機驅動裝置中，為了確保晶體管Tra(Trb)正確操作，可以將控制電壓Vref設定為僅高到通過從電源電壓Vcc中減去晶體管Tra(Trb)的1Vf值而給出的電壓值(實際上，甚至附加地考慮到恒流源Ia(Ib)中發生的電壓降而確定的甚至更低的電壓)。由此，可以施加至電機線圈L一端的驅動電壓是比電源電壓Vcc至少低晶體管Tra(Trb)的1Vf值的電壓，這阻止了對電源電壓范圍的有效利用。

此外，在上述傳統電機驅動裝置中，因為雙極型晶體管Tr1到Tr4用作H橋電路的開關元件，所以開關元件對導通-截止控制的響應不一定很快。

專利公開1只公開了一種技術，其中通過根據流經電機線圈的驅動電流來PWM驅動H橋電路的開關元件，從而選擇性地設定電機的操作模式。但是專利公開1沒有公開與如下技術有關的內容：根據從外部施加的控制電壓將施加至電機線圈一端的驅動電壓設定為所需值。

專利公開2的傳統技術涉及開關穩壓器，其受到使用由三角波產生電路產生的三角波的PWM驅動，該技術的主要目的僅限于提供如下開關穩壓器：通過即使在電源電壓降低時也防止PWM驅動能力劣化，并且即使在電源電壓降低時也確保預定的占空比，從而能夠根據輸出電壓的變化可靠地執行PWM驅動。因此，專利公開2的傳統技術沒有提供對上述問題的解決方案。

本發明的目的是提供一種電機驅動裝置及使用該裝置的電氣設備，該電機驅動裝置能夠根據從外部饋入的控制電壓，容易并在較寬范圍中可變地控制施加至電機線圈一端的驅動電壓。

解決問題的手段

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，一種電機驅動裝置包括：H橋電路，其具有與電機中設置的電機線圈以H橋型連接的四個開關元件；控制電路，用于對所述開關元件進行導通-截止控制；以及PWM信號產生電路，用于產生占空比與經由所述H橋電路施加至所述電機線圈的一端或另一端的電源電壓與從所述裝置外部饋入的控制電壓之比相對應的PWM信號。這里，所述控制電路根據從所述裝置外部饋入的操作模式控制信號，選擇要導通的開關元件，并根據所述PWM信號，控制所述開關元件的占空比(第一配置)。