[發明專利]電動機

有效

• 申請號: 201110286893.7
• 申請日: 2011-09-23
• 公開（公告）號: CN102420554A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發明（設計）人: 山田隆廣
• 申請（專利權）人: 日本電產高科電機控股公司
• 主分類號: H02P6/00
• 分類號: H02P6/00;H02P6/16
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;黃綸偉

技術領域

本發明涉及PAM(Pulse?Amplitude?Modulation：脈沖幅度調制)控制方式的電動機。

背景技術

為了對電動機的旋轉速度進行可變控制，所施加的驅動電壓進行大小變化。因此，要求能夠在從驅動電壓較高的高電壓區域到驅動電壓較低的低電壓區域的較寬的范圍內穩定地進行旋轉驅動的性能。

在對電動機進行旋轉驅動時，需要向線圈提供預定模式的電流。一般通過對功率元件(MOSFET：Metal?Oxide?Semiconductor?Field?Effect?Transistor：金屬氧化物半導體場效應晶體管)進行導通/截止控制來進行該控制。

在MOSFET中，有N溝道MOSFET和P溝道MOSFET。在N溝道MOSFET的情況下，通過向柵電極施加正極側的電位，而使得電流在源電極和漏電極之間流過(導通狀態)。在P溝道MOSFET的情況下，通過向柵電極施加負極側的電位，而使得電流在源電極和漏電極之間流過(導通狀態)。在閾值電壓附近，在源電極和漏電極之間流過的電流量受到施加給柵電極的電位大小的影響。

例如，在日本特開2008-259340號公報中，公開了在功率元件中采用了N溝道MOSFET的電動機驅動電路。

在該電動機驅動電路中，設置有對驅動電壓進行升壓的電荷泵電路。并且，用該電荷泵電路進行升壓后的升壓電壓在調節電路中被轉換為進行了恒壓化的調節電壓。并且，該所轉換的調節電壓被輸出到功率元件的柵極。

一直以來，電動機驅動電路以一定的分壓比降低驅動電壓。并且，電動機驅動電路利用該降低后的電壓向功率元件輸出控制電壓。但是，當降低驅動電壓時，輸出到功率元件的控制電壓也對應于該驅動電壓的降低而降低。因此，當較大程度地降低驅動電壓時，功率元件的導通/截止動作變得不穩定。并且，存在轉速和/或轉矩的降低等不能得到所需的電動機性能的問題。

圖1示出功率元件100的驅動電路的概況。圖1表示在功率元件100中采用了P溝道MOSFET的情況。在功率元件100的情況下，在N型半導體101上隔開形成兩個P型區域(源電極102和漏電極103)。在源電極102和漏電極103之間的溝道區域上隔著氧化膜104層疊有柵電極105。

功率元件100與向線圈提供電流的電流供給線106的中途連接。電源側(高電位側)與源電極102連接。線圈側(低電位側)與漏電極103連接。向電流供給線106施加驅動電壓Vm。

分壓電路110具有第1電阻111和第2電阻112。分壓電路110向功率元件100施加控制電壓。第1電阻111和第2電阻112串聯連接。向分壓電路110也施加驅動電壓Vm。柵電極105與第1電阻111和第2電阻112之間電連接。并且，柵電極105的電位與第1電阻111和第2電阻112之間的電位為相同電位。

在分壓電路110沒有通電時，不向柵電極105輸出電位。因此，溝道區域不導通(截止狀態)。但是，如圖1所示，通過分壓電路110通電而向柵電極105輸出負極側的電位。并且，向柵電極105施加由于電壓下降而產生的控制電壓(柵極電壓Vg)。于是，溝道區域導通。并且，電流從源電極102流向漏電極103(導通狀態)。

但是，當降低驅動電壓Vm時，如圖2所示，柵極電壓Vg也伴隨驅動電壓Vm的降低而降低。功率元件100具有穩定發揮功能的柵極電壓Vg的下限值VgL。并且，當低于該下限值時，即使施加柵極電壓Vg也不會變為導通狀態。因此，功率元件100的導通/截止動作變得不穩定。此外，即使變為導通狀態，溝道部的電阻也較大。因此不能得到適當的電流量。并且，由于轉速和轉矩的降低等，不能得到所需的電動機性能。在這方面，專利文獻1的電動機驅動電路利用電荷泵電路對驅動電壓進行升壓。因此，即使驅動電壓降低也能夠防止柵極電壓的過度降低。但是，電路結構比較復雜，因此在部件成本和可靠性方面不利。

發明內容