[發(fā)明專利]電動機驅動電路、電動機驅動方法以及半導體集成電路裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710184850.1
• 申請日: 2007-10-30
• 公開（公告）號: CN101179247A
• 公開（公告）日: 2008-05-14
• 發(fā)明（設計）人: 大浦仁;櫻井健司;安島俊幸;長谷川裕之
• 申請（專利權）人: 株式會社日立制作所;日立原町電子工業(yè)株式會社
• 主分類號: H02P6/06
• 分類號: H02P6/06;H02P6/08
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司
• 代理人: 李貴亮

技術領域

本發(fā)明涉及一種電動機驅動電路、電動機驅動方法以及半導體集成電路裝置，尤其涉及一種適用于例如空調機(air?conditioner)、熱水器等的風扇電動機，及空調機(air?conditioner)、冰箱的壓縮機(compressor)電動機以及適合于供給制冷劑用泵等的電動機驅動電路、電動機驅動方法以及半導體集成電路裝置。

背景技術

近年來，在空調、冰箱等的家電領域中，低噪音化的要求越來越強烈。在這些家電中使用的風扇電動機、壓縮機等的電動機產生的噪音和振動是原因之一。即使在電動機的噪音和振動中，也有電動機驅動方法的原因。

在上述技術領域中，普遍采用了對將商用電源整流后的整流電壓或者與其相當?shù)闹绷麟妷褐苯舆M行逆變器驅動，從而驅動電動機的方法。這種方法的主要目的是使電動機高效率化及小型化，通過用高電壓驅動電動機，減小消耗的電流，防止由于內部電阻等產生的損失的增加。另外，因為可以減小電動機繞組的配線直徑，也有助于電動機的小型化。

另一方面，在無刷電動機的驅動中，必須要有逆變器裝置，但特別是在家電等的領域中，價格競爭越來越激烈，希望提供價格便宜的逆變器裝置。因此，在無刷電動機的逆變器驅動裝置中，采用了電路結構簡單且電動機效率比較高的價格便宜的120度通電方式。

在這種120度通電方式的電動機驅動電路中，通過電動機的轉子磁極位置檢測器檢測出磁極位置，在轉子和定子的磁極一致的時刻，通過開關控制逆變器裝置的各開關元件來實現(xiàn)電動機的驅動。

轉子的磁極位置檢測，一般采用應用了霍爾效應的霍爾元件，或者在霍爾元件中內置了放大器的霍爾IC。理論上使這種檢測信號打開用電角來說的180度中的120度而使電流通過。即，其余的60度進行使逆變器輸出關閉的動作。因此，在電動機電流i剛剛開、關之后，形成了具有非常大的變化量(di/dt)的電流波形。通過該di/dt，由于定子產生的電磁力變化，電動機繞組振動，變成電磁音釋放到外部。

另外，電磁音的頻率，因為與電動機轉速和電動機的極數(shù)成比例，所以在電動機實際使用的旋轉域中有數(shù)Hz到數(shù)100Hz。該頻率因為在人耳可聽頻率范圍內，所以成為噪音。

另外，在電動機電流波形中若含有較多的高調波分量，則一般電動機轉矩容易產生脈動。由于電動機轉矩基本為電動機固有的感應電壓與電動機電流的乘積，所以對電動機電流波形有很大的依賴性。由于這種轉矩脈動，電動機本身振動，從而使安裝電動機的機架振動，這種振動變成了噪音。

有一種用于低噪音化的方法，即所謂的通過PWM(Pulse?WidthModulation：脈沖寬度調制)控制將電動機驅動電流轉換成正弦波的方法。具體來說，是通過霍爾元件檢測出電動機的定子磁極的磁通量，得到正弦波狀的信號。通過比較器對該正弦波狀的信號和載波產生器的輸出信號即載波信號進行比較，得到PWM信號。通過PWM信號開啟、關閉控制逆變器裝置，從而將電動機電流控制為正弦波狀。

但是，在使用微型計算機等的情況下，因為必須有與PWM周期對應的高速的運算處理，所以若與120度通電方式相比，系統(tǒng)就變得復雜且昂貴。

日本特許第2721081號公報舉了這樣的例子：在價格便宜的120度通電方式中，為了緩和上述變化量大的電動機電流，考慮了特別是在通電切換時的通電方法的例子。

專利文獻1：日本特許第2721081號公報

在上述日本特許第2721081號公報的方法中，對于電動機電流的電流變化量的控制，由于把相切換時的相間電壓近似取零來進行PWM開關控制，所以根據由電動機繞組和開關元件組成的電路的阻抗來決定電流變化量。

雖然為進一步控制變化量，盡量降低該阻抗為好，但是降低線圈的阻抗會對電動機的性能帶來影響，所以并不容易，另一方面，若降低開關元件阻抗則由于必須提高元件的性能，所以價格變得昂貴。

因此，提供一種振動更低，噪音更低的低價電動機驅動裝置并不容易。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是，鑒于上述情況，提供一種電動機驅動電路、電動機驅動方法以及半導體集成電路裝置，其可以抑制與電動機電流成比例關系的電動機轉矩的脈動，減少振動和噪音。