JP2003333883A - Motor driving device - Google Patents
Motor driving deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ＤＣブラシレスモ
ータのモータ駆動装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a motor drive device for a DC brushless motor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、洗濯機、冷蔵庫、空調機などの家
庭電化製品において、ＤＣブラシレスモータをインバー
タ駆動することにより、省エネルギ化、低騒音化が進め
られている。2. Description of the Related Art In recent years, in household appliances such as washing machines, refrigerators and air conditioners, energy saving and noise reduction have been promoted by driving a DC brushless motor with an inverter.
【０００３】従来、この種の洗濯機は、特開平４−３１
４４９７号公報に示すように構成していた。すなわち、
インバータ回路によりＤＣブラシレスモータを方形波駆
動し、ＰＷＭ発振器とチョッパー回路により三相全波ブ
リッジインバータの上アームトランジスタのオンオフデ
ューティを制御してＤＣブラシレスモータの回転を制御
するようにしていた。Conventionally, this type of washing machine is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-31.
It was constructed as shown in Japanese Patent No. 4497. That is,
The DC brushless motor is driven in a square wave by the inverter circuit, and the rotation of the DC brushless motor is controlled by controlling the on / off duty of the upper arm transistor of the three-phase full-wave bridge inverter by the PWM oscillator and the chopper circuit.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の構成では、ロータ磁石の位置検出手段からの転流信
号（ＣＳ；Ｃｏｍｍｕｔａｔｉｏｎ Ｓｉｇｎａｌ）に
より、相電流を切り替える場合、図６に示すようにトラ
ンジスタ導通パルス幅が非常に狭くなる場合があった。However, in such a conventional configuration, when the phase current is switched by the commutation signal (CS; Commutation Signal) from the position detecting means of the rotor magnet, as shown in FIG. The transistor conduction pulse width was sometimes very narrow.
【０００５】図７は、インバータ回路半導体スイッチ相
切り換え時の電流の流れを示し、上アームトランジスタ
のパルス幅制御において、Ｗ相上アームトランジスタを
オフさせて、Ｕ相に切り換えた場合の波形を示してい
る。図６に示すように、Ｗ相上アームトランジスタのパ
ルス幅は、相切り換え時にパルス幅が不定となる。Ｗ相
に限らず、Ｖ相、Ｕ相も同様にパルス幅が極端に変化す
る。FIG. 7 shows the current flow when switching the inverter circuit semiconductor switch phase, and shows the waveform when the W-phase upper-arm transistor is turned off and switched to the U-phase in the pulse width control of the upper arm transistor. ing. As shown in FIG. 6, the pulse width of the W-phase upper arm transistor becomes indefinite when the phases are switched. Not only the W phase, but also the V phase and the U phase, the pulse width changes extremely.
【０００６】このようにパルス幅が極端に狭くなると、
トランジスタの導通制御ができなくなる場合があるだけ
ではなく、図７に示すように、Ｗ相上アームトランジス
タが導通状態（ａ）から、Ｗ相上アームトランジスタを
オフさせてＵ相上アームトランジスタをオンさせても、
（ｂ）に示すように、Ｗ相上アームトランジスタの蓄積
時間だけ、Ｕ相とＷ相の上アームトランジスタが両方と
も同時導通する区間ができる。すなわち、Ｗ相上アーム
トランジスタのターンオフタイム期間中に、Ｕ相上アー
ムトランジスタが導通するため、モータコイルの浮遊容
量を介して印加するＷ相上アームトランジスタの負のｄ
Ｖ／ｄｔ、負のｄＩ／ｄｔが非常に大きくなり、ラジオ
雑音が増加し、Ｗ相上アームトランジスタ、あるいはそ
のゲート駆動回路（ＭＯＳＦＥＴ、あるいはＩＧＢＴの
場合）が誤動作する課題があった。When the pulse width becomes extremely narrow in this way,
In addition to the case where the conduction control of the transistor cannot be performed, as shown in FIG. 7, the W-phase upper arm transistor is turned off and the U-phase upper arm transistor is turned on from the conduction state (a) of the W-phase upper arm transistor. Even if
As shown in (b), there is a section in which both the U-phase and W-phase upper arm transistors are simultaneously turned on for the storage time of the W-phase upper arm transistors. That is, during the turn-off time period of the W-phase upper arm transistor, the U-phase upper arm transistor becomes conductive, so that the negative d of the W-phase upper arm transistor applied via the stray capacitance of the motor coil is applied.
There is a problem that V / dt and negative dI / dt become very large, radio noise increases, and the W-phase upper arm transistor or its gate drive circuit (in the case of MOSFET or IGBT) malfunctions.
【０００７】本発明は上記従来課題を解決するもので、
方形波通電の相切り換え時に発生するトランジスタの２
相同時導通を防ぐもので、トランジスタをオフさせた
後、所定時間確保して相切り換えするもので、同時導通
で発生するｄＶ／ｄｔ、ｄＩ／ｄｔノイズを減らしてラ
ジオ雑音を低減し、ＭＯＳ系トランジスタのラッチアッ
プと回路誤動作を防ぐものである。The present invention solves the above conventional problems.
Two of the transistors that are generated when switching the phase of square wave conduction
This is for preventing simultaneous conduction of phases, and for switching the phases after a transistor is turned off for a predetermined period of time, to reduce radio noise by reducing dV / dt and dI / dt noises generated by simultaneous conduction. This prevents transistor latch-up and circuit malfunction.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を達成
するために、直流電源の直流電力をインバータ回路によ
り交流電力に変換し、ロータ位置検出手段によりロータ
の位置検出を行い、制御手段によりロータ位置検出手段
の出力信号に応じてインバータ回路を制御し、パワース
イッチング手段によるモータの相電流切換時に休止期間
を設けるようにしたモータ駆動装置である。In order to achieve the above object, the present invention converts the DC power of a DC power supply into AC power by an inverter circuit, detects the rotor position by the rotor position detecting means, and controls by the control means. A motor drive device in which an inverter circuit is controlled according to an output signal of a rotor position detecting means, and a pause period is provided when a phase current of a motor is switched by a power switching means.
【０００９】これにより、相切り換え時において、通電
相のパワースイッチング手段をオフさせ所定時間確保し
て次の通電相のパワースイッチング手段をオンさせるの
で、パワースイッチング手段のターンオフ期間中に他相
のパワースイッチング手段が導通することがなくなり、
パワースイッチング手段のｄＶ／ｄｔ、ｄＩ／ｄｔノイ
ズを低減させることができ、ラジオノイズを低減させ、
パワースイッチング手段と制御回路の誤動作を防ぐこと
ができる。As a result, at the time of phase switching, the power switching means for the energized phase is turned off and the power switching means for the next energized phase is turned on for a predetermined time, so that the power of the other phase is turned off during the turn-off period of the power switching means. The switching means will not conduct,
DV / dt and dI / dt noise of the power switching means can be reduced, radio noise can be reduced,
It is possible to prevent malfunction of the power switching means and the control circuit.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、直流電源と、前記直流電源の直流電力を交流電力に
変換するインバータ回路と、前記インバータ回路により
駆動されるモータと、前記モータのロータ位置検出を行
うロータ位置検出手段と、前記ロータ位置検出手段の出
力信号に応じて前記インバータ回路を制御する制御手段
よりなり、前記制御手段は、前記インバータ回路のパワ
ースイッチング手段による前記モータの相電流切換時に
休止期間を設けるようにしたものであり、相切り換え制
御を行うパワースイッチング手段の同時導通がなくな
り、パワースイッチング手段のｄＶ／ｄｔ、ｄＩ／ｄｔ
ノイズを低減させることができ、ラジオノイズを低減さ
せ、パワースイッチング手段と制御回路の誤動作を防ぐ
ことができる。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The invention according to claim 1 of the present invention is a DC power supply, an inverter circuit for converting DC power of the DC power supply into AC power, a motor driven by the inverter circuit, and The motor comprises rotor position detecting means for detecting the rotor position of the motor, and control means for controlling the inverter circuit according to an output signal of the rotor position detecting means, the control means comprising the motor by the power switching means of the inverter circuit. In this configuration, a quiescent period is provided at the time of switching the phase current of the power switching means, so that simultaneous conduction of the power switching means for controlling the phase switching is eliminated, and dV / dt and dI / dt of the power switching means are eliminated.
Noise can be reduced, radio noise can be reduced, and malfunction of the power switching means and the control circuit can be prevented.
【００１１】請求項２に記載の発明は、上記請求項１に
記載の発明において、制御手段は、パワースイッチング
手段の導通パルス幅の最小値を設定するようにしたもの
であり、パワースイッチング手段のｄＶ／ｄｔ、ｄＩ／
ｄｔノイズを低減させることにより、パワースイッチン
グ手段のオンオフを制御する制御回路の誤動作を防ぐこ
とができ、制御回路の安定動作を確保できる。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the control means sets the minimum value of the conduction pulse width of the power switching means. dV / dt, dI /
By reducing the dt noise, it is possible to prevent a malfunction of the control circuit that controls the on / off of the power switching means, and to ensure a stable operation of the control circuit.
【００１２】請求項３に記載の発明は、上記請求項１に
記載の発明において、制御手段は、パワースイッチング
手段の導通パルス幅の最大値を設定するようにしたもの
であり、ＰＷＭ制御のオフ期間にモータの相電流切り換
えが可能となり、切り換え相のパワースイッチング手段
の同時導通を防ぐことができ、パワースイッチング手段
のｄＶ／ｄｔ、ｄＩ／ｄｔノイズを低減させることがで
きる。According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the control means sets the maximum value of the conduction pulse width of the power switching means, and the PWM control is turned off. The phase current of the motor can be switched during the period, the simultaneous conduction of the power switching means in the switching phase can be prevented, and the dV / dt and dI / dt noises of the power switching means can be reduced.
【００１３】請求項４に記載の発明は、上記請求項１に
記載の発明において、制御手段は、インバータ回路のパ
ワースイッチング手段の導通パルス幅を制御するパルス
幅制御回路と、ロータ位置検出手段の出力信号よりモー
タ回転させるためのパワースイッチング手段の通電パタ
ーンを発生させる通電パターン発生回路よりなり、前記
パルス幅制御回路に同期して前記通電パターン発生回路
の出力信号を制御するようにしたものであり、パワース
イッチング手段のオフ期間中に相切り換えすることがで
きるので、相切り換え制御を行うパワースイッチング手
段の同時導通をなくすことができ、ｄＶ／ｄｔ、ｄＩ／
ｄｔノイズを低減させることができる。According to a fourth aspect of the present invention, in the above first aspect of the invention, the control means includes a pulse width control circuit for controlling a conduction pulse width of the power switching means of the inverter circuit and a rotor position detecting means. An energization pattern generation circuit for generating an energization pattern of power switching means for rotating the motor based on the output signal, and controlling the output signal of the energization pattern generation circuit in synchronization with the pulse width control circuit. Since the phases can be switched during the off period of the power switching means, simultaneous conduction of the power switching means for performing the phase switching control can be eliminated, and dV / dt and dI /
It is possible to reduce dt noise.
【００１４】請求項５に記載の発明は、上記請求項４に
記載の発明において、パルス幅制御回路の基本周波数を
超音波周波数に設定したものであり、可聴周波数のモー
タ電磁音を減らすだけではなく、相切り換え周期に比べ
てパルス幅制御回路の基本周期を高くすることにより切
り換え遅延時間を短くでき、相切り換え位相遅れによる
トルク減少を防ぐことができる。According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to the fourth aspect, the fundamental frequency of the pulse width control circuit is set to the ultrasonic frequency, and it is possible to reduce the electromagnetic noise of the audible frequency motor. Alternatively, the switching delay time can be shortened by increasing the basic period of the pulse width control circuit as compared with the phase switching period, and the torque reduction due to the phase switching phase delay can be prevented.
【００１５】[0015]
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
しながら説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１６】（実施例１）図１に示すように、直流電源
１の直流電力をインバータ回路２に加え、インバータ回
路２は直流電力を交流電力に変換する。(Embodiment 1) As shown in FIG. 1, DC power from a DC power supply 1 is applied to an inverter circuit 2, and the inverter circuit 2 converts the DC power into AC power.
【００１７】インバータ回路２は、６個のパワースイッ
チング半導体と逆並列ダイオードよりなる３相フルブリ
ッジインバータ回路より構成し、通常、絶縁ゲートバイ
ポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）２０ａ、２０ｂ、２２
ａ、２２ｂ、２４ａ、２４ｂと逆並列ダイオード２１
ａ、２１ｂ、２３ａ、２３ｂ、２５ａ、２５ｂ、および
その駆動回路２６ａ、２６ｂ、２６ｃと保護回路（図示
せず）を内蔵したインテリジェントパワーモジュール
（以下、ＩＰＭという）で構成している。インバータ回
路２の出力端子にモータ３を接続している。The inverter circuit 2 is composed of a three-phase full-bridge inverter circuit composed of six power switching semiconductors and antiparallel diodes, and is usually an insulated gate bipolar transistor (IGBT) 20a, 20b, 22.
a, 22b, 24a, 24b and the anti-parallel diode 21
a, 21b, 23a, 23b, 25a, 25b, their driving circuits 26a, 26b, 26c, and an intelligent power module (hereinafter referred to as IPM) having a protection circuit (not shown) built therein. The motor 3 is connected to the output terminal of the inverter circuit 2.
【００１８】モータ３は直流ブラシレスモータより構成
し、ロータ位置検出手段４により回転子永久磁石と固定
子の位置関係を電気角６０度毎に検出し、制御手段５に
より、ロータ位置検出手段４の出力信号に応じて、イン
バータ回路２のパワースイッチング半導体の導通を制御
する。The motor 3 is composed of a DC brushless motor, the rotor position detecting means 4 detects the positional relationship between the rotor permanent magnet and the stator at every 60 electrical angle, and the control means 5 controls the rotor position detecting means 4. The conduction of the power switching semiconductor of the inverter circuit 2 is controlled according to the output signal.
【００１９】このように、電気角６０度毎のロータ位置
検出手段４によりパワースイッチング半導体の導通を制
御する方式は、一般的に方形波通電方式、あるいは１２
０度通電方式と呼ばれるもので、通電制御方式が比較的
簡単で、かつ、トルクも大きくとることができる。As described above, the method for controlling the conduction of the power switching semiconductor by the rotor position detecting means 4 for every 60 electrical degrees is generally a square wave energizing method or 12
This is called the 0-degree energization method, and the energization control method is relatively simple and large torque can be obtained.
【００２０】図２は、ロータ位置信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３
と制御信号の波形関係を示すタイミングチャートで、信
号ｕｐはＵ相上アームＩＧＢＴ２０ａの駆動制御信号、
ｖｐはＶ相上アームＩＧＢＴ２２ａの駆動制御信号、ｗ
ｐはＷ相上アームＩＧＢＴ２４ａの駆動制御信号であ
り、信号ｕｎ、ｖｎ、ｗｎは、それぞれ、Ｕ相下アーム
ＩＧＢＴ２０ｂ、Ｖ相下アームＩＧＢＴ２２ｂ、Ｗ相下
アームＩＧＢＴ２４ｂの駆動制御信号である。FIG. 2 shows the rotor position signals S1, S2, S3.
In the timing chart showing the waveform relationship between the control signal and the control signal, the signal up is a drive control signal for the U-phase upper arm IGBT 20a,
vp is a drive control signal for the V-phase upper arm IGBT 22a, w
p is a drive control signal for the W-phase upper arm IGBT 24a, and signals un, vn, wn are drive control signals for the U-phase lower arm IGBT 20b, the V-phase lower arm IGBT 22b, and the W-phase lower arm IGBT 24b, respectively.
【００２１】図２において、上アーム駆動信号ｕｐ、ｖ
ｐ、ｗｐ、あるいは、下アーム駆動信号ｕｎ、ｖｎ、ｗ
ｎは回転数制御するために、パルス幅制御（オンオフデ
ューティ制御）によりモータ電流を制御しており、制御
信号はチョッピング波形となるが、後ほど詳細に述べる
のでここでは省略している。パルス幅制御の方法は、上
アームＰＷＭ制御、下アームＰＷＭ制御、あるいは、６
０度毎に上アームと下アームを交互にＰＷＭ制御する交
互ＰＷＭ制御が用いられる。In FIG. 2, the upper arm drive signals up, v
p, wp, or lower arm drive signals un, vn, w
In order to control the rotation speed, n controls the motor current by pulse width control (on / off duty control), and the control signal has a chopping waveform, but since it will be described in detail later, it is omitted here. The pulse width control method is upper arm PWM control, lower arm PWM control, or 6
Alternate PWM control in which the upper arm and the lower arm are alternately PWM-controlled every 0 degrees is used.
【００２２】ロータ位置検出手段４は、通常、３ヶのホ
ールＩＣより構成され、図２に示すように電気角６０度
毎の位置検出を行うが、空調機の圧縮機駆動モータ、あ
るいは、その他ポンプモータの場合、ホールＩＣをモー
タ内部に装着できない場合が多いので、モータ電圧やモ
ータ電流により位置検出を行うセンサレス方式が用いら
れる。しかし、センサレス方式の場合においても、図２
に示すような６０度毎の位置検出信号が一般的である。The rotor position detecting means 4 is usually composed of three Hall ICs and detects the position for every 60 electrical degrees as shown in FIG. In the case of a pump motor, since the Hall IC cannot be mounted inside the motor in many cases, a sensorless method for detecting the position based on the motor voltage or the motor current is used. However, even in the case of the sensorless method, as shown in FIG.
The position detection signal for every 60 degrees as shown in is generally used.
【００２３】図３は、本発明による制御手段のブロック
図の一部であり、ロータ位置信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３に応
じてインバータ回路駆動信号ｕｐ、ｖｐ、ｗｐ、ｕｎ、
ｖｎ、ｗｎを発生させるものである。FIG. 3 is a part of a block diagram of the control means according to the present invention, which shows inverter circuit drive signals up, vp, wp, un, in response to rotor position signals S1, S2, S3.
vn and wn are generated.
【００２４】通電パターン発生回路５０は、ロータ位置
信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３に応じてパワースイッチング半導
体の通電パターン信号を発生させるもので、モータ３の
回転方向により所定の通電パターンを演算するものであ
り、例えば、（表１）に示すように、回転方向制御信号
ＣＷ、又はＣＣＷに応じて、上アーム駆動信号Ｕｐ、Ｖ
ｐ、Ｗｐ、下アーム駆動信号Ｕｎ、Ｖｎ、Ｗｎを演算す
る。The energization pattern generation circuit 50 generates an energization pattern signal of the power switching semiconductor according to the rotor position signals S1, S2, S3, and calculates a predetermined energization pattern according to the rotation direction of the motor 3. , For example, as shown in (Table 1), according to the rotation direction control signal CW or CCW, the upper arm drive signal Up, V
p, Wp, and lower arm drive signals Un, Vn, Wn are calculated.
【００２５】[0025]
【表１】
例えば、Ｕ相上アーム駆動信号Ｕｐは、信号Ｓ１と信号
Ｓ２の反転信号（／Ｓ２）の論理積（ＡＮＤ）より求ま
る。さらに、出力信号は、パルス幅制御回路５１からの
同期信号ｃｆに同期して出力されるもので、Ｄフリップ
フロップのクロック端子に同期信号ｃｆを加えることに
より実現できる。[Table 1] For example, the U-phase upper arm drive signal Up is obtained from the logical product (AND) of the signal S1 and the inverted signal (/ S2) of the signal S2. Further, the output signal is output in synchronization with the synchronization signal cf from the pulse width control circuit 51, and can be realized by adding the synchronization signal cf to the clock terminal of the D flip-flop.
【００２６】パルス幅制御回路５１は、鋸歯状波とレベ
ルコンパレータにより実現でき、出力電流制御信号ｖｃ
の信号レベルを制御することによりパルス幅制御が実現
でき、パルス幅制御回路５１の出力信号ｐｗｍのパルス
幅を制御できる。パルス幅制御回路５１から出力される
同期信号ｃｆは、鋸歯状波のピーク値に同期して出力さ
れる。The pulse width control circuit 51 can be realized by a sawtooth wave and a level comparator, and outputs the output current control signal vc.
The pulse width can be controlled by controlling the signal level of, and the pulse width of the output signal pwm of the pulse width control circuit 51 can be controlled. The synchronization signal cf output from the pulse width control circuit 51 is output in synchronization with the peak value of the sawtooth wave.
【００２７】ＡＮＤゲート回路５２は、パルス幅制御回
路５１の出力信号ｐｗｍと上アーム駆動信号Ｕｐ、Ｖ
ｐ、Ｗｐの論理積をそれぞれ出力するもので、ｕｐ＝Ｕ
ｐ×ｐｗｍ、ｖｐ＝Ｖｐ×ｐｗｍ、ｗｐ＝Ｗｐ×ｐｗｍ
となり（×は論理積を表す）、ｐｗｍ信号のオンオフデ
ューティ値が増加するとモータ電流が増加する。鋸歯状
波の基本周波数は１５ｋＨｚ以上の超音波周波数に設定
しているので、ＰＷＭ制御キャリヤ周波数は超音波周波
数となり可聴周波数のモータ電流の電磁音を減らすこと
ができる。また、ｐｗｍ信号に同期して通電パターン発
生回路５０の出力信号も制御するので、相切り換え信号
（ＣＳ信号）からの遅れ時間は電気角にしてほとんど無
視できる程度となる。The AND gate circuit 52 outputs the output signal pwm of the pulse width control circuit 51 and the upper arm drive signals Up and V.
The logical product of p and Wp is output respectively, and up = U
p × pwm, vp = Vp × pwm, wp = Wp × pwm
And (x represents a logical product), the motor current increases as the on / off duty value of the pwm signal increases. Since the fundamental frequency of the sawtooth wave is set to the ultrasonic frequency of 15 kHz or higher, the PWM control carrier frequency becomes the ultrasonic frequency, and the electromagnetic noise of the motor current at the audible frequency can be reduced. Further, since the output signal of the energization pattern generation circuit 50 is also controlled in synchronization with the pwm signal, the delay time from the phase switching signal (CS signal) becomes almost negligible in terms of electrical angle.
【００２８】図４は、上アームトランジスタの相切り換
え時のタイミングチャートで、Ｕ相上アームトランジス
タからＷ相上アームトランジスタへ切り換える時の波形
関係を示している。FIG. 4 is a timing chart when switching the phase of the upper arm transistor, and shows the waveform relationship when switching from the U phase upper arm transistor to the W phase upper arm transistor.
【００２９】ｃｆはパルス幅制御回路５１からの同期信
号、ｕｐはＵ相上アームトランジスタ制御信号、ｗｐは
Ｗ相上アームトランジスタ制御信号、ＣＳは相切り換え
信号（転流信号）で、図２の波形タイミングにおいて、
電気角１８０度近傍に相当し、信号ＣＳは信号Ｓ１に相
当する。Cf is a synchronization signal from the pulse width control circuit 51, up is a U-phase upper arm transistor control signal, wp is a W-phase upper arm transistor control signal, and CS is a phase switching signal (commutation signal). In waveform timing,
It corresponds to an electrical angle of around 180 degrees and the signal CS corresponds to the signal S1.
【００３０】ロータ位置信号Ｓ１、すなわち、転流信号
ＣＳがｔ１時点（電気角１８０度相当）で変化しても、
Ｕ相上アームトランジスタ制御信号ｕｐ、Ｗ相上アーム
トランジスタ制御信号ｗｐはすぐに変化せず、パルス幅
制御回路５１からの同期信号ｃｆに同期して相切り換え
を行う。よって、図に示すように、ＰＷＭ制御のオフ期
間の後、時間ｔ２にて相切り換えが可能となる。Even if the rotor position signal S1, that is, the commutation signal CS changes at time t1 (corresponding to an electrical angle of 180 degrees),
The U-phase upper arm transistor control signal up and the W-phase upper arm transistor control signal wp do not change immediately and perform phase switching in synchronization with the synchronization signal cf from the pulse width control circuit 51. Therefore, as shown in the figure, after the PWM control OFF period, phase switching is possible at time t2.
【００３１】ｐｗｍ信号のデューティあるいは導通パル
ス幅に上限値を設けることにより、トランジスタがター
ンオフするターンオフタイム以上の所定期間を確保して
から相切り換えできるので、図７（ｂ）に示すように上
アームのトランジスタが２相同時に導通することはなく
なり、図７（ａ）の状態から、（ｃ）のＷｐ１オフの状
態（図示せず）に移行し、（ｃ）の如くＷｐ１オンの状
態に移行するので、トランジスタのｄＶ／ｄｔ、ｄＩ／
ｄｔノイズを低減でき、制御回路の誤動作とラッチアッ
プの恐れがなくなり、ラジオノイズを低減できる。By providing an upper limit for the duty of the pwm signal or the conduction pulse width, phase switching can be performed after a predetermined period longer than the turn-off time at which the transistor is turned off, so that the upper arm as shown in FIG. 7B. The transistors in FIG. 7 do not conduct simultaneously in two phases, the state of FIG. 7A shifts to the Wp1 OFF state (not shown) of FIG. 7C, and the Wp1 ON state shifts to that of FIG. 7C. Therefore, the transistor dV / dt, dI /
It is possible to reduce dt noise, eliminate the risk of malfunction of the control circuit and latch-up, and reduce radio noise.
【００３２】また、ｐｗｍ信号のデューティあるいは導
通パルス幅に下限値を設けることにより、トランジスタ
のオンオフを確実にすることができる。特に、導通パル
ス幅の下限値を設け、パルス幅制御回路５１からの同期
信号ｃｆに同期して相切り換えを行うことにより、トラ
ンジスタがターンオフしてから十分な時間を確保してか
ら相切り換えするので、ＲＳフリップフロップによるパ
ルス幅制御においてノイズ誤動作を防ぐことができる。Further, by setting a lower limit value for the duty of the pwm signal or the conduction pulse width, it is possible to surely turn on / off the transistor. In particular, by setting a lower limit value of the conduction pulse width and performing the phase switching in synchronization with the synchronization signal cf from the pulse width control circuit 51, the phase switching is performed after a sufficient time is secured after the transistor is turned off. In the pulse width control by the RS flip-flop, noise malfunction can be prevented.
【００３３】（実施例２）次に、本発明の実施例２につ
いて説明する。なお、上記実施例１と同じ構成のものは
同一符号を付して説明を省略する。(Second Embodiment) Next, a second embodiment of the present invention will be described. The same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.
【００３４】図５は、マイクロコンピュータのソフトウ
ェアによる実施例で、ロータ位置信号を検知して割り込
み処理する場合のフローチャートである。FIG. 5 is a flow chart in the case of detecting the rotor position signal and performing an interrupt process in the embodiment by the software of the microcomputer.
【００３５】ステップ１００より通電パターン制御サブ
ルーチンが開始し、ステップ１０１にてロータ位置検出
信号（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）、すなわち、転流信号ＣＳの
信号変化により割り込み処理を行うもので、割り込み信
号を受け付けると、ステップ１０２に進みロータ位置検
出信号（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３）を入力し、ステップ１０３
に進んでマイコンのルックアップデータに書き込まれた
通電パターンデータを呼び出す。この場合、（表１）の
ような演算式ではなく、演算結果を書き込んだプログラ
ムデータを参照する方法が最も早くなる。The energization pattern control subroutine is started from step 100, and in step 101, interrupt processing is performed by the rotor position detection signal (S1, S2, S3), that is, the signal change of the commutation signal CS. If accepted, the process proceeds to step 102, where the rotor position detection signals (S1, S2, S3) are input, and step 103
Then, the current pattern data written in the look-up data of the microcomputer is called up. In this case, the method of referring to the program data in which the calculation result is written is the fastest, instead of the calculation formula as shown in (Table 1).
【００３６】次に、ステップ１０４に進んでＣＳ割り込
み周期よりモータ回転数ｎを検出し、ステップ１０５に
進んでモータ回転数ｎと設定回転数ｎｓとの比較を行
い、回転数ｎが設定回転数ｎｓよりも高ければ、ステッ
プ１０６に進んでＰＷＭ制御パルス幅ｔｐをΔｔｐ小さ
くし、回転数ｎが設定回転数ｎｓよりも低ければ、ステ
ップ１０７に進んでＰＷＭ制御パルス幅ｔｐをΔｔｐ増
加させる。Next, the routine proceeds to step 104, where the motor rotation speed n is detected from the CS interrupt period, and the routine proceeds to step 105 where the motor rotation speed n is compared with the set rotation speed ns, and the rotation speed n is set. If it is higher than ns, the process proceeds to step 106 to reduce the PWM control pulse width tp by Δtp, and if the rotation speed n is lower than the set rotation speed ns, the process proceeds to step 107 to increase the PWM control pulse width tp by Δtp.
【００３７】次に、ステップ１０８に進んで、パルス幅
ｔｐが最小設定値ｔｐｍｉｎよりも小さいかどうか判定
し、小さければステップ１０９に進んで、パルス幅ｔｐ
を最小設定値ｔｐｍｉｎに置き換える。Next, the routine proceeds to step 108, where it is judged whether or not the pulse width tp is smaller than the minimum set value tpmin. If it is smaller then the routine proceeds to step 109 and the pulse width tp
Is replaced with the minimum set value tpmin.
【００３８】次に、ステップ１１０に進んで、パルス幅
ｔｐが最大設定値ｔｐｍａｘよりも大きいかどうか判定
し、大きければステップ１１１に進んで、パルス幅ｔｐ
を最大設定値ｔｐｍａｘに置き換える。Next, the routine proceeds to step 110, where it is judged if the pulse width tp is larger than the maximum set value tpmax, and if it is larger then the routine proceeds to step 111 where the pulse width tp is reached.
Is replaced with the maximum set value tpmax.
【００３９】次に、ステップ１１２に進んで、ＰＷＭ制
御ディジタルタイマーのオーバーフロー信号を割り込み
許可し、ＰＷＭ制御ディジタルタイマーからのオーバー
フロー信号を受け付けるとステップ１１３に進んでイン
バータ回路２の制御信号ｕｐ、ｖｐ、ｗｐ、ｕｎ、ｖ
ｎ、ｗｎを出力する。この時の通電パターンは、ステッ
プ１０３にて決められたパターンで、上アームＰＷＭ制
御ならば、ステップ１０５からステップ１１１で決めら
れたパルス幅で上アーム制御信号ｕｐ、ｖｐ、ｗｐがＰ
ＷＭ制御される。Next, in step 112, the overflow signal of the PWM control digital timer is interrupted, and when the overflow signal from the PWM control digital timer is accepted, the process proceeds to step 113 and the control signals up, vp, wp, un, v
n and wn are output. The energization pattern at this time is the pattern determined in step 103. In the case of upper arm PWM control, the upper arm control signals up, vp, wp are set to P with the pulse width determined in steps 105 to 111.
WM controlled.
【００４０】ＰＷＭ制御タイマーは鋸歯状波について説
明したが、三角波でも問題ないことは明らかであり、三
角波のダウンカウンタのオーバーフロー信号によりキャ
リヤ割り込みを受け付ければ同じ動作にすることができ
る。The PWM control timer has been described with respect to the sawtooth wave, but it is clear that a triangular wave does not cause any problem, and the same operation can be performed if a carrier interrupt is accepted by the overflow signal of the down counter of the triangular wave.
【００４１】また、ＰＷＭ制御タイマーにおいて、三角
波、あるいは鋸歯状波の基本周波数を超音波周波数に設
定することによりキャリヤ周波数が超音波周波数とする
ことは実施例１と同じである。Further, in the PWM control timer, the carrier frequency is set to the ultrasonic frequency by setting the fundamental frequency of the triangular wave or the sawtooth wave to the ultrasonic frequency, as in the first embodiment.
【００４２】[0042]
【発明の効果】以上のように本発明の請求項１に記載の
発明によれば、直流電源と、前記直流電源の直流電力を
交流電力に変換するインバータ回路と、前記インバータ
回路により駆動されるモータと、前記モータのロータ位
置検出を行うロータ位置検出手段と、前記ロータ位置検
出手段の出力信号に応じて前記インバータ回路を制御す
る制御手段よりなり、前記制御手段は、前記インバータ
回路のパワースイッチング手段による前記モータの相電
流切換時に休止期間を設けるようにしたから、相切り換
え制御を行うパワースイッチング手段同時導通がなくな
り、パワースイッチング手段ｄＶ／ｄｔ、ｄＩ／ｄｔノ
イズを低減させることができ、ラジオノイズを低減さ
せ、パワースイッチング手段と制御回路の誤動作を防ぐ
ことができる。As described above, according to the invention described in claim 1 of the present invention, a DC power supply, an inverter circuit for converting DC power of the DC power supply into AC power, and driven by the inverter circuit. A motor, a rotor position detecting means for detecting a rotor position of the motor, and a control means for controlling the inverter circuit according to an output signal of the rotor position detecting means, wherein the control means includes power switching of the inverter circuit. Since the idle period is provided when the phase current of the motor is switched by the means, the simultaneous conduction of the power switching means for controlling the phase switching is eliminated, and the power switching means dV / dt and dI / dt noise can be reduced, and the radio can be reduced. It is possible to reduce noise and prevent malfunction of the power switching means and the control circuit.
【００４３】また、請求項２に記載の発明によれば、制
御手段は、パワースイッチング手段の導通パルス幅の最
小値を設定するようにしたものであるから、パワースイ
ッチング手段のｄＶ／ｄｔ、ｄＩ／ｄｔノイズを低減さ
せることにより、パワースイッチング手段のオンオフを
制御する制御回路の誤動作を防ぐことができ、制御回路
の安定動作を確保できる。According to the second aspect of the invention, since the control means sets the minimum value of the conduction pulse width of the power switching means, dV / dt and dI of the power switching means are set. By reducing the / dt noise, it is possible to prevent malfunction of the control circuit that controls ON / OFF of the power switching means, and to ensure stable operation of the control circuit.
【００４４】また、請求項３に記載の発明によれば、制
御手段は、パワースイッチング手段の導通パルス幅の最
大値を設定するようにしたものであるから、ＰＷＭ制御
のオフ期間にモータの相電流切り換えが可能となり、切
り換え相のパワースイッチング手段の同時導通を防ぐこ
とができ、パワースイッチング手段のｄＶ／ｄｔ、ｄＩ
／ｄｔノイズを低減させることができる。Further, according to the invention described in claim 3, since the control means sets the maximum value of the conduction pulse width of the power switching means, the phase of the motor is controlled during the OFF period of the PWM control. The current can be switched, the simultaneous conduction of the power switching means in the switching phase can be prevented, and the dV / dt and dI of the power switching means can be prevented.
/ Dt noise can be reduced.
【００４５】また、請求項４に記載の発明によれば、制
御手段は、インバータ回路のパワースイッチング手段の
導通パルス幅を制御するパルス幅制御回路と、ロータ位
置検出手段の出力信号よりモータ回転させるためのパワ
ースイッチング手段の通電パターンを発生させる通電パ
ターン発生回路よりなり、前記パルス幅制御回路に同期
して前記通電パターン発生回路の出力信号を制御するよ
うにしたものであるから、パワースイッチング手段のオ
フ期間中に相切り換えすることができるので、相切り換
え制御を行うパワースイッチング手段の同時導通をなく
すことができ、ｄＶ／ｄｔ、ｄＩ／ｄｔノイズを低減さ
せることができる。Further, according to the invention described in claim 4, the control means causes the motor to rotate by the pulse width control circuit for controlling the conduction pulse width of the power switching means of the inverter circuit and the output signal of the rotor position detecting means. The power switching means is configured to control the output signal of the energization pattern generation circuit in synchronization with the pulse width control circuit. Since the phases can be switched during the off period, simultaneous conduction of the power switching means for controlling the phase switching can be eliminated, and dV / dt and dI / dt noises can be reduced.
【００４６】また、請求項５に記載の発明によれば、パ
ルス幅制御回路の基本周波数を超音波周波数に設定した
ものであるから、可聴周波数のモータ電磁音を減らすだ
けではなく、相切り換え周期に比べてパルス幅制御回路
の基本周期を高くすることにより切り換え遅延時間を短
くでき、相切り換え位相遅れによるトルク減少を防ぐこ
とができる。According to the fifth aspect of the invention, since the fundamental frequency of the pulse width control circuit is set to the ultrasonic frequency, not only the electromagnetic noise of the audible frequency is reduced but also the phase switching cycle is reduced. Compared with, the switching delay time can be shortened by increasing the basic period of the pulse width control circuit, and the torque reduction due to the phase switching phase delay can be prevented.
【図１】本発明の第１の実施例のモータ駆動装置のブロ
ック図FIG. 1 is a block diagram of a motor drive device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】同ロータ位置信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３と制御信号
の波形関係を示すタイミングチャートFIG. 2 is a timing chart showing a waveform relationship between the rotor position signals S1, S2, S3 and a control signal.
【図３】同制御手段のブロック図の一部を示す図FIG. 3 is a diagram showing a part of a block diagram of the control means.
【図４】同上アームトランジスタの相切り換え時のタイ
ミングチャートFIG. 4 is a timing chart of phase switching of the same arm transistor.
【図５】本発明の第２の実施例のマイクロコンピュータ
のソフトウェアによるフローチャートFIG. 5 is a software flowchart of the microcomputer according to the second embodiment of the present invention.
【図６】従来の上アームトランジスタの相切り換え時の
タイミングチャートFIG. 6 is a timing chart when switching phases of a conventional upper arm transistor.
【図７】従来のインバータ回路トランジスタスイッチ相
切り換え時の電流の流れの変化を示す図FIG. 7 is a diagram showing a change in current flow when switching a conventional inverter circuit transistor switch phase.
１ 直流電源 ２ インバータ回路 ３ モータ ４ ロータ位置検出手段 ５ 制御手段 ５０ 通電パターン発生回路 ５１ パルス幅制御回路 1 DC power supply 2 Inverter circuit 3 motor 4 Rotor position detection means 5 Control means 50 energization pattern generation circuit 51 pulse width control circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H560 AA02 AA10 BB04 BB07 BB12 DA03 EB01 EB05 EC02 EC10 JJ02 RR02 SS01 TT01 TT04 TT07 TT10 TT11 TT15 UA06 XA11 XA12 XB02 XB08 XB10 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F term (reference) 5H560 AA02 AA10 BB04 BB07 BB12 DA03 EB01 EB05 EC02 EC10 JJ02 RR02 SS01 TT01 TT04 TT07 TT10 TT11 TT15 UA06 XA11 XA12 XB02 XB08 XB10
Claims (5)
交流電力に変換するインバータ回路と、前記インバータ
回路により駆動されるモータと、前記モータのロータ位
置検出を行うロータ位置検出手段と、前記ロータ位置検
出手段の出力信号に応じて前記インバータ回路を制御す
る制御手段よりなり、前記制御手段は、前記インバータ
回路のパワースイッチング手段による前記モータの相電
流切換時に休止期間を設けるようにしたモータ駆動装
置。1. A DC power supply, an inverter circuit for converting DC power of the DC power supply into AC power, a motor driven by the inverter circuit, rotor position detection means for detecting a rotor position of the motor, and The motor drive comprises control means for controlling the inverter circuit according to the output signal of the rotor position detection means, the control means providing a pause period when the phase current of the motor is switched by the power switching means of the inverter circuit. apparatus.
導通パルス幅の最小値を設定するようにした請求項１記
載のモータ駆動装置。2. The motor drive device according to claim 1, wherein the control means sets a minimum value of a conduction pulse width of the power switching means.
導通パルス幅の最大値を設定するようにした請求項１記
載のモータ駆動装置。3. The motor drive device according to claim 1, wherein the control means sets the maximum value of the conduction pulse width of the power switching means.
イッチング手段の導通パルス幅を制御するパルス幅制御
回路と、ロータ位置検出手段の出力信号よりモータ回転
させるためのパワースイッチング手段の通電パターンを
発生させる通電パターン発生回路よりなり、前記パルス
幅制御回路に同期して前記通電パターン発生回路の出力
信号を制御するようにした請求項１記載のモータ駆動装
置。4. The control means generates a pulse width control circuit for controlling a conduction pulse width of the power switching means of the inverter circuit and an energization pattern of the power switching means for rotating the motor based on an output signal of the rotor position detecting means. 2. The motor drive device according to claim 1, further comprising an energization pattern generating circuit, wherein the output signal of the energization pattern generating circuit is controlled in synchronization with the pulse width control circuit.
周波数に設定した請求項４記載のモータ駆動装置。5. The motor drive device according to claim 4, wherein the fundamental frequency of the pulse width control circuit is set to an ultrasonic frequency.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7352144B2 (en) | 2004-11-19 | 2008-04-01 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Motor driving device having MOSFET, MOSFET, and motor having MOSFET |
| CN108233789A (en) * | 2016-12-12 | 2018-06-29 | 现代自动车株式会社 | Leading angle control device |
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| CN108233789A (en) * | 2016-12-12 | 2018-06-29 | 现代自动车株式会社 | Leading angle control device |
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