專利名稱：具有待機電流降低電路的電動機的制作方法
技術領域：
本發明屬于涉及具有逆變器電路及其控制電路的電動機的技術領域。
背景技術：
以往以來，作為無刷直流電動機的驅動裝置，公知存在具有向該直流電動機供給驅動電流的逆變器電路、和用于控制該逆變器電路的控制電路的驅動裝置。在這種驅動裝置中，為了降低在電動機停止過程中從控制電源流向控制電路的待機電流，迄今為止提出了各種技術。例如，在日本特開平11-311436號公報所公開的電動機驅動裝置中，針對控制電路，在電流供給路徑中設置具有機械式開閉開關的電流截斷電路，在電動機停止時，通過 MCU(微型計算機)斷開該開閉開關。專利文獻1日本特開平11-311436號公報但是，在上述專利文獻1所示的電動機驅動裝置中，作為電流截斷電路的構成要素，需要機械式開閉開關和MCU(微型計算機單元)，因此存在電流截斷電路復雜化、大型化的問題。
發明內容
本發明的目的在于通過小型且簡單的結構實現能夠降低電動機的待機電流的結構。具體而言，第一發明的電動機具有電動機主體，其具有轉子和定子線圈；逆變器電路，其向上述電動機主體的定子線圈供給驅動電流；控制電路，其控制上述逆變器電路； 以及電流截斷電路，其包含開關元件，該開關元件構成為能夠在導通狀態和截斷狀態之間切換控制電源與上述控制電路之間的電流供給路徑，上述控制電源向上述控制電路供給電流，上述電流截斷電路構成為從電動機外輸入用于驅動上述電動機主體的信號，并且構成為在該信號的信號電平處于與上述電動機主體的停止狀態對應的電動機停止電平時，通過上述開關元件將上述電流供給路徑設為截斷狀態，另一方面，在上述信號電平不處于上述電動機停止電平時，通過上述開關元件將上述電流供給路徑設為導通狀態。根據上述結構，在電動機主體處于停止狀態時，用于驅動上述電動機的信號的信號電平成為電動機停止電平，通過上述電流截斷電路截斷控制電源和控制電路之間的電流供給路徑。由此，能夠在電動機停止中防止待機電流從控制電源流向控制電路，從而提高節能性。此外，為了截斷上述電流供給路徑，利用與機械式的繼電器開關相比空間效率優異的開關元件，由此能夠實現電流截斷電路的小型化。此外，能夠通過簡單的電路結構截斷上述控制電源和控制電路之間的電流供給路徑，而無需使用MCU等。此外，將上述電流截斷電路、逆變器電路以及控制電路等電路類，和電動機主體設置在一個電動機中，由此能夠實現電動機的小型化。
以上，根據第1發明的無刷直流電動機，在控制電源和控制電路之間的電流供給路徑中設置包含在電動機停止時截斷該電流供給路徑的開關元件的電流截斷電路，將該電流截斷電路、逆變器電路以及控制電路等電路類，和電動機主體設置在一個電動機中，由此能夠通過緊湊且簡單的結構實現能夠降低電動機的待機電流的結構。
圖1是示出本發明實施方式的電動機結構的框圖。圖2是示出待機電流降低電路的結構的電路圖。圖3是示出控制用電壓、和從控制電源流向控制電路的電流之間的關系的曲線圖。圖4是示出實施方式1的變形例的圖2的等效圖。圖5是示出實施方式2的圖2的等效圖。圖6是示出實施方式3的圖2的等效圖。圖7是示出實施方式4的圖2的等效圖。圖8是示出實施方式5的圖2的等效圖。圖9是示出實施方式5的變形例的圖2的等效圖。圖10是示出實施方式6的圖1的等效圖。圖11是示出實施方式6的變形例的圖1的等效圖。圖12是示出實施方式6的變形例的圖2的等效圖。圖13是示出實施方式6的變形例的電動機動作的時序圖。標號說明1 無刷直流電動機；2 :電動機主體；4 逆變器電路；5 控制電路；6 開關元件； 8 位置檢測部(位置檢測電路)；9 定時控制部(驅動信號形成電路)；10 上臂驅動電路； 11 下臂驅動電路；14 通電信號形成部(驅動信號形成電路)；13 待機電流降低電路；22 MOS晶體管(開關元件)；205 調節器(調節器電路)；Vcc 控制電源的電壓；Vm :電動機電源的電壓；Vsp 速度指令電壓；Vr 旋轉信號。
具體實施例方式《實施方式1》(整體結構)圖1示出本發明實施方式的電動機。該電動機1是所謂的無刷直流電動機(以下簡稱作電動機)1，具有電動機主體2、和用于驅動電動機主體2的驅動電路3。電動機主體2具有轉子和三相的定子線圈以及覆蓋該定子等構成部件的大致圓筒狀的電動機殼體(省略圖示)。上述驅動電路3安裝在配設在電動機殼體內的基板上。驅動電路3具有向電動機主體2的各相定子線圈提供驅動電流的逆變器電路4、控制逆變器電路4的控制電路5以及后述的待機電流降低電路13。逆變器電路4由6個開關元件6構成，根據從控制電路5輸出的控制信號，切換各開關元件6的驅動定時。由此，逆變器電路4根據從未圖示的電動機電源提供的電動機電壓Vm，向電動機主體2的各層定子線圈提供具有預定相位的電流。控制電路5由控制IC構成，通過從未圖示的控制電源提供的直流的控制用電壓 Vcc驅動。控制電源具有能夠根據來自后述的位置檢測部8的檢測信號判斷電動機1的動作狀態(運轉及停止)的控制部。該控制部在判斷為電動機正在運轉時，將其電源電壓即控制用電壓Vcc控制為第一電源電壓El (例如15V)，另一方面，在判斷為電動機1停止時，將控制用電壓Vcc控制為比該第一電源電壓El低的第二電源電壓E2 (例如7 8V)。上述控制電路5根據從電動機1的外部輸入的速度指令電壓Vsp，向逆變器電路4 輸出控制信號。由此，控制電路5能夠以與上述速度指令電壓Vsp對應的旋轉速度驅動電動機主體2。具體而言，如圖1所示，上述控制電路5具有PWM信號生成部7、位置檢測部8、定時控制部9、三角波振蕩電路12、通電信號形成部14、上臂驅動電路10和下臂驅動電路11。上述PWM信號生成部7構成為將上述速度指令電壓Vsp與三角波進行比較，從而生成與電動機的要求轉速對應的PWM信號。具體而言，上述PWM信號生成部7通過比較器對上述速度指令電壓Vsp和從三角波振蕩電路12輸出的三角波進行比較，并根據該比較結果輸出用于PWM控制的PWM信號。上述定時控制部9根據從上述PWM信號生成部7輸出的PWM信號、和從檢測上述轉子的旋轉位置的位置檢測部8輸出的旋轉位置信號，調整PWM信號的上升等的定時。上述通電信號生成部14根據由定時控制部9調整的PWM信號，生成用于驅動開關元件6的通電信號，輸出到上臂驅動電路10和下臂驅動電路11。上述上臂驅動電路10和下臂驅動電路11構成為分別根據從上述通電信號形成部 14輸出的通電信號，在預定的定時驅動開關元件6。具體而言，上臂驅動電路10對6個開關元件6中的位于上述定子的上游側的上游側開關元件進行驅動控制。下臂驅動電路11 對位于上述定子的下游側的下游側開關元件6進行驅動。上述位置檢測部8構成為，對從以電角120度間隔配置的3個傳感器15(例如由霍爾元件等構成的磁傳感器)輸出的信號進行合成，由此檢測該轉子的旋轉位置。由上述位置檢測部8檢測的轉子旋轉位置作為旋轉位置信號被發送到上述定時控制部9。在上述控制電源和控制電路5 (控制IC)之間的電流供給路徑中，設置有在電動機停止中截斷從控制電源流向控制電路5的待機電流的待機電流降低電路13。該電流供給路徑通過使與控制電源連接的基礎的電流供給線200分支、從而與構成控制電路5的各構成電路連接來構成(在圖1中，僅示出供給線200)。在本實施方式中，待機電流降低電路13 設置在該基礎的電流供給線200上。(待機電流降低電路的結構)如圖2所示，待機電流降低電路13具有與控制電源(省略圖示)連接的Vcc輸入端子21、截斷該輸入端子21和控制電路5之間的電流供給路徑的P溝道型MOS晶體管 22、以及設置在該MOS晶體管22和接地之間的電流路徑上的齊納二極管23。MOS晶體管22的柵極端子經由彼此串聯連接的電阻R2及上述齊納二極管23接地。MOS晶體管22的源極端子經由Vcc輸入端子21與控制電源連接。MOS晶體管22的漏極端子與控制電路5連接。在MOS晶體管22的柵極/源極之間設置有電阻R1。上述兩個電阻Rl、R2的分壓比被設定為在控制用電壓Vcc超過預定電壓Κ (Ε2 <砍< El)時，使 MOS晶體管22的柵極/源極間電壓(以下稱作柵極電壓)ERl低于閾值電壓Vth(閾值電壓)。上述齊納二極管23的耐壓Ed被設定為滿足第二電源電壓E2 <耐壓Ed <第一電源電壓El的關系。由此，在控制用電壓Vcc為第一電源電壓El的情況下，電流經由齊納二極管23流向接地側，另一方面，在控制用電壓Vcc為第二電源電壓E2的情況下，不產生向該接地側的電流流動。接著，關于待機電流降低電路13的動作，分別說明電動機1處于運轉狀態的情況和處于停止狀態的情況。首先，在電動機1處于運轉狀態的情況下，控制用電壓Vcc由控制電源控制為第一電源電壓E1。此處，第一電源電壓El比齊納二極管23的耐壓Ed高，因此電流在控制電源 —電阻Rl —電阻R2 —齊納二極管23 —接地的路徑上流過。其結果，在電阻Rl產生電壓下降，MOS晶體管22的柵極電壓ERl低于閾值電壓Vth。由此，MOS晶體管22動作從而導通其源極/漏極之間。由此，從控制電源向控制電路5提供電流。另一方面，在電動機1處于停止狀態的情況下，如上所述，控制用電壓Vcc由控制電源控制為第二電源電壓E2。此處，第二電源電壓E2比齊納二極管23的耐壓Ed低，因此電流不流向接地側。由此，在MOS晶體管22的柵極/源極之間不產生電位差。因此，MOS晶體管22不動作，截斷其源極/漏極之間的導通。由此，電流也不從控制電源流向控制電路 5。 圖3是示出了控制電源的控制用電壓Vcc、和從控制電源流向控制電路5間的電流之間的關系的曲線圖。從該圖可知，在電動機1為運轉狀態且控制用電壓Vcc為第一電源電壓El的情況下，從控制電源向控制電路5提供預定電流Is。另一方面，可知在電動機1 為停止狀態且控制用電壓Vcc為第二電源電壓E2 (小于預定電壓Ek)的情況下，從控制電源流向控制電路5的電流為0A，不流過待機電流(參照圖3)。如上所述，在上述實施方式中，能夠在電動機1處于停止狀態的情況，截斷從控制電源流向控制電路的待機電流。由此，能夠減少電動機整體的待機電流，從而提高節能性。此外，在該實施方式1中，待機電流降低電路13使用電氣式的開關元件即MOS晶體管22構成。由此，與使用機械式的繼電器開關等的情況相比能夠實現電路整體的緊湊化。由此，在電動機1的殼體內設置了驅動電路3的電路一體型的電動機中，能夠在該殼體內高效配置待機電流降低電路13，而不會使電動機殼體大型化。此外，不需要另外附加MCU 等，能夠通過簡單的電路結構截斷控制電源和控制電路之間的電流供給路徑，因此能夠實現電動機1的成本降低。此外，通過將電動機主體2和包含待機電流降低電路13的驅動電路3收納在電動機殼體內，能夠實現電動機1的緊湊化，并且容易進行其安裝作業。《實施方式1的變形例》在圖4中示出實施方式1的待機電流降低電路13的變形例。在該變形例的待機電流降低電路13中，與MOS晶體管22的柵極端子連接的電路結構與上述實施方式1不同。具體而言，在MOS晶體管22的柵極端子上，經由電阻R2連接有比較器24。該比較器24的正相輸入端子與跨越Vcc輸入端子21和接地之間的電流路徑上的點al連接。在該電流路徑上，夾著點al串聯配設有電阻R5和R6。上述比較器M的反相輸入端子也同樣與跨越Vcc輸入端子21和接地之間的另一電流路徑上的點a2連接。在該電流路徑上，夾著點a2串聯配設有電阻R3和R4。此外，在比較器M的正相輸入端子和接地之間設置有齊納二極管25。上述電阻R3和R4的分壓比、以及電阻R5和R6的分壓比被設定為在控制用電壓Vcc在預定電壓砍以上時，比較器M的輸出翻轉。在如上構成的待機電流降低電路13中，在電動機1為停止狀態且控制用電壓Vcc 與第二電源電壓E2相等的情況下，比較器M的正相輸入端子電壓比反相輸入端子的電壓高。因此，根據來自比較器M的輸出，MOS晶體管22的源極/漏極之間不導通，也不從控制電源向電動機1提供電流。另一方面，在電動機1為運轉狀態且控制用電壓Vcc從第二電源電壓E2上升至第一電源電壓El時，比較器M的反相輸入端子電壓比正相輸入端子的電壓高，比較器M的輸出翻轉。其結果，MOS晶體管22動作，其源極/漏極之間導通，從控制電源向電動機1提供電流。如上所述，在上述電路結構中，也能夠在電動機1處于停止狀態時，通過待機電流降低電路13截斷從控制電源提供給控制電路5的待機電流。由此，與上述實施方式1同樣地，能夠實現電路整體的緊湊化，并且能夠通過簡單的結構減少電動機停止時的待機電流。《實施方式2》圖5示出實施方式2的待機電流降低電路13。該實施方式2的待機電流降低電路 13構成為根據電動機電壓Vm的電壓值，截斷控制電源和控制電路5之間的電流供給路徑。S卩，在MOS晶體管22的柵極端子上，連接有包含輸入電動機電壓Vm的Vm輸入端子31和比較器26的附加電路60。上述比較器沈經由電阻R2與MOS晶體管22的柵極端子連接。比較器沈的正相輸入端子與跨越Vcc輸入端子21和接地之間的電流路徑上的點bl連接。在該電流路徑上，夾著點bl串聯配設有電阻R3和R4。比較器沈的反相輸入端子與跨越Vm輸入端子31 和接地之間的電流路徑上的點1^2連接。在該電流路徑上，夾著點1^2串聯配設有電阻R5和 R6。上述電阻R3和R4的分壓比、以及電阻R5和R6的分壓比被設定為在Vm輸入端子31 在預定電壓Em以上時，比較器沈的輸出翻轉。即，能夠通過改變這些分壓比來變更預定電壓Em的設定值。在本實施方式中，上述預定電壓Em是與電動機的運轉狀態對應的電動機電壓的最低值。此外，上述控制電源與上述實施方式1不同，構成為不論電動機1的動作狀態如何，都將其電源電壓(控制用電壓Vcc)維持在第一電源電壓El。在如上構成的待機電流降低電路13中，在電動機1為停止狀態且電動機電壓Vm 小于預定電壓Em的情況下，比較器沈的正相輸入端子電壓比反相輸入端子的電壓高。因此，根據來自比較器沈的輸出，MOS晶體管22的源極/漏極之間不導通，電流不從控制電源流向控制電路5。另一方面，在電動機1為運轉狀態且電動機電壓Vm在預定電壓Em以上時，比較器沈的反相輸入端子電壓比正相輸入端子的電壓高，比較器沈的輸出翻轉。其結果，MOS晶體管22動作，其源極/漏極之間導通，電流從控制電源流向控制電路5。由此，在上述電路結構中，也能夠在電動機1處于停止狀態時，通過該待機電流降低電路13截斷從控制電源提供給控制電路5的待機電流。由此，與上述實施方式1同樣地， 能夠實現電路整體的緊湊化，并且能夠通過簡單的結構降低電動機停止時的待機電流。 8
此外，在上述結構中，待機電流降低電路13構成為根據電動機電壓Vm截斷控制電源和控制電路5之間。由此，不需要如上述實施方式1那樣，根據電動機1的運轉/停止狀態在第一電源電壓El和第二電源電壓E2之間切換控制電源的控制用電壓Vcc。由此，能夠簡化控制電源的結構，實現電動機系統整體的成本降低。《實施方式3》圖6示出本發明的實施方式3的待機電流降低電路13的結構。該實施方式3的待機電流降低電路13構成為根據控制用電壓Vcc和速度指令電壓Vsp，截斷控制電源和控制電路5之間的電流供給路徑。具體而言，待機電流降低電路13具有輸入控制用電壓Vcc的主電路50、和輸入速度指令電壓Vsp的附加電路60。主電路50的結構與上述實施方式1的待機電流降低電路13的結構相同，因此此處省略說明。附加電路60具有輸入速度指令電壓Vsp的Vsp輸入端子41、和截斷MOS晶體管 22和接地之間的電流路徑的N溝道型MOS晶體管27。該N溝道型MOS晶體管27的源極端子與齊納二極管23連接，漏極端子與接地連接。此外，MOS晶體管27的柵極端子經由電阻 R3與輸入速度指令電壓Vsp的Vsp輸入端子41連接。在上述MOS晶體管27的柵極/漏極之間設置有電阻R4。電阻R3和R4的分壓比被設定為在Vsp輸入端子41中輸入預定電壓h以上的速度指令電壓Vsp時，MOS晶體管 27動作(導通)。預定電壓Es是與能夠使電動機1的穩定運轉的轉速最低值對應的速度指令電壓。在如上構成的待機電流降低電路13中，在來自輸入端子41的輸入電壓在預定電壓h以上時、即電動機處于運轉狀態時，MOS晶體管27動作，其源極/漏極之間導通。此時，如果控制用電壓Vcc變為第一電源電壓El (預定電壓砍以上)，則如上所述，包含在主電路50中的P型MOS晶體管22動作，從控制電源向控制電路5提供電流。即使在來自輸入端子41的輸入電壓在預定電壓&以上的情況下，如果控制用電壓Vcc變為第二電源電壓E2，則如上所述，MOS晶體管22不動作，待機電流也不從控制電源流向控制電路5。另一方面，在來自Vsp輸入端子41的輸入電壓小于預定電壓h時、即電動機處于停止狀態時，MOS晶體管27不動作，截斷其源極/漏極之間的導通。由此，電流不會在控制電源一電阻Rl —電阻R2 —齊納二極管23 — MOS晶體管27 —接地的路徑流過。由此，即使控制用電壓Vcc在預定電壓砍以上，MOS晶體管22也不動作，截斷控制電源和控制電路 5之間的電流供給路徑。由此，能夠截斷從控制電源流向控制電路5的待機電流。在上述這樣的電路結構中，也能夠在電動機1處于停止狀態時，通過待機電流降低電路13，截斷從控制電源提供給控制電路5的待機電流。由此，與上述實施方式1和上述實施方式2同樣地，能夠實現電路整體的緊湊化，并且能夠通過簡單的結構降低電動機停止時的待機電流。此外，在上述結構中，待機電流降低電路13構成為設置控制用電壓Vcc和速度指令電壓Vsp這2個階段的電壓基準，并根據這兩個電壓基準，截斷控制電源和控制電路5之間的電流供給路徑。即，待機電流降低電路13構成為僅在速度指令電壓Vsp在預定電壓h 以上且控制用電壓Vcc變為第一電源電壓El (預定電壓砍以上)時，使控制電源和控制電路5導通。由此，能夠防止待機電流降低電路13的錯誤動作，與上述實施方式1和2相比， 能夠提高待機電流降低電路13的動作可靠性。《實施方式4》圖7示出本發明的實施方式4的待機電流降低電路13的結構。該實施方式4的待機電流降低電路13構成為根據控制用電壓Vcc和電動機電壓Vm，截斷控制電源和控制電路5之間的電流供給路徑。該待機電流降低電路13的結構在上述實施方式3的待機電流降低電路13中，僅將Vsp輸入端子41置換為Vm輸入端子，其他結構與上述實施方式3完全相同。對于待機電流降低電路13的動作原理，也與上述實施方式3相同，因此此處省略詳細說明。由此，在本實施方式的待機電流降低電路13中，僅在來自Vm輸入端子31的輸入電壓在預定電壓Em以上且控制用電壓Vcc為第一電源電壓El (預定電壓砍以上)的情況下，MOS晶體管22導通，從控制電源向控制電路5提供電流。在Vm輸入端子31小于預定電壓Em時、或控制電壓Vcc的電壓為第二電源電壓E2(小于預定電壓Ek)時，通過MOS晶體管22截斷控制電源和控制電路5之間的電流供給路徑，電流不從控制電源流向控制電路 5。由此，在上述電路結構中，也能夠在電動機1處于停止狀態時，通過該待機電流降低電路13截斷從控制電源流向控制電路5的待機電流。由此，與上述實施方式1 實施方式3同樣地，能夠實現電路整體的緊湊化，并且能夠通過簡單的結構降低電動機停止時的待機電流。此外，在上述結構中，待機電流降低電路13構成為設置控制用電壓Vcc和電動機電壓Vm這2個階段的電壓基準，并根據這兩個電壓基準，截斷控制電源和控制電路5之間的電流供給路徑。由此，與上述實施方式3同樣地，能夠防止待機電流降低電路13的錯誤動作并提高其動作可靠性。《實施方式5》圖8示出本發明的實施方式5的待機電流降低電路13的結構。該實施方式5的待機電流降低電路13除了截斷控制電源和控制電路5之間的電流供給路徑的電路(以下稱作控制側截斷電路13a)以外，還具有截斷電動機電源和逆變器電路4之間的電流供給路徑的電動機側截斷電路13b。控制側截斷電路13a的結構與上述實施方式1的待機電流降低電路13相同(參照圖2)，因此此處省略詳細說明。電動機側截斷電路1 具有配設在上述電動機電源和逆變器電路4之間的電流供給路徑上的P溝道型MOS晶體管觀、和配設在該MOS晶體管28和接地之間的N溝道型MOS 晶體管29。上述P溝道型MOS晶體管觀的源極端子與Vm輸入端子連接，漏極端子與逆變器電路4連接。在該MOS晶體管觀的柵極/源極之間設置有電阻R7。該MOS晶體管觀的柵極端子經由電阻R8與N溝道型MOS晶體管四的源極端子連接。電阻R7和R8的分壓比被設定為在電動機電壓Vm在預定電壓Em以上時，使MOS 晶體管28的柵極電壓ER7低于閾值電壓Vth。上述N溝道型MOS晶體管四的漏極端子接地。該N溝道型MOS晶體管四的柵極端子與跨越MOS晶體管22的漏極端子和接地之間的電流路徑上的點c連接。在該電流路徑上，夾著該點c彼此串聯配設有電阻R9和齊納二極管30。在如上構成的待機電流降低電路13中，在電動機1為運轉狀態且控制用電壓Vcc 為第一電源電壓El的情況下，如上所述，MOS晶體管22動作(導通)由此從控制電源向控制電路5提供電流。此外，MOS晶體管22動作，由此電流經由電阻R9和齊納二極管30從控制電源流向接地側。其結果，MOS晶體管四的柵極電壓超過閾值電壓Vth，該MOS晶體管 29動作。此時，如果電動機電壓Vm在預定電壓Em以上，則通過從電動機電源(Vm輸入端子)流向接地側的電流，使MOS晶體管觀的柵極電壓ER7低于閾值電壓Vth。因此，MOS晶體管觀動作，從電動機電源經由逆變器電路4向電動機主體2提供驅動電流。即使在控制用電壓Vcc為第一電源電壓El的情況下，在電動機電壓Vm小于預定電壓Em時，MOS晶體管觀也不動作，截斷電動機電源和逆變器電路4之間的導通。由此，不會從電動機電源向逆變器電路4 (進而向電動機主體幻提供電流。另一方面，在電動機1為停止狀態且控制用電壓Vcc為第二電源電壓E2的情況下，如上所述，MOS晶體管22不動作，從而截斷控制電源和控制電路5之間的導通。因此， 電流也不會經由電阻R9和齊納二極管30從控制電源流向接地側。因此，MOS晶體管四不動作，因此即使電動機電壓Vm在預定電壓Em以上，MOS晶體管28也不動作，由此截斷電動機電源和逆變器電路4之間的導通。由此，不會從電動機電源經由逆變器電路4向電動機主體2提供電流。由此，在本實施方式的待機電流降低電路13中，僅在來自控制用電壓Vcc在預定電壓砍以上且電動機電壓Vm在預定電壓Em以上時，從電動機電源向逆變器電路4提供電流。在控制用電壓Vcc小于預定電壓砍時、或電動機電壓Vm小于預定電壓Em時，不會從電動機電源向逆變器電路4提供電流。由此，除了從控制電源流向控制電路5的待機電流以外，還能夠截斷從電動機電源流向逆變器電路4的待機電流。由此，與上述實施方式1 4相比能夠進一步減少電動機整體的待機電流。《實施方式5的變形例》在圖9中示出實施方式5的待機電流降低電路13的變形例。該變形例的待機電流降低電路13的以下方面與上述實施方式5不同控制側截斷電路13a將控制用電壓Vcc 和速度指令電壓Vsp作為輸入，并且，電動機側截斷電路13b將電動機電壓Vm和速度指令電壓Vsp作為輸入。上述控制側截斷電路13a的結構與上述實施方式3的待機電流降低電路13相同 (參照圖6)，因此此處省略詳細說明。上述電動機側截斷電路13b的與MOS晶體管四的柵極端子連接的電路結構與上述實施方式5不同。即，在上述電動機側截斷電路13b中，上述MOS晶體管四的柵極端子經由比較器32與Vsp輸入端子41連接。在上述比較器32的輸出端子和MOS晶體管22的漏極端子之間設置有電阻R10。上述比較器32的正相輸入端子經由電阻Rll與Vsp輸入端子41連接。在比較器 32的正相輸入端子和接地之間設置有電阻R14。比較器32的反相輸入端子與跨越上述MOS 晶體管22的漏極端子和接地之間的電流路徑上的點d連接。在該電流路徑上，夾著點d彼此串聯配設有電阻R12和R13。針對如上構成的待機電流降低電路13的動作進行說明。此外，對于控制側截斷電路13a的動作，與上述實施方式3相同，因此此處省略詳細說明。在電動機側截斷電路13b中，在速度指令電壓Vsp小于預定電壓h的情況下，比較器32的正相輸入端子電壓(用電阻Rl 1和R14對速度指令電壓Vsp進行分壓后的電壓) 比反相輸入端子的電壓(用電阻R12和R13對控制用電壓Vcc進行分壓后的電壓)低。因此，MOS晶體管四不會由于來自比較器32的輸出而動作。由此，MOS晶體管28也不動作， 因此電流也會不從電動機電源流向逆變器電路4。另一方面，在速度指令電壓Vsp變為預定電壓&以上時，比較器32的正相輸入端子電壓比反相輸入端子的電壓高，比較器32的輸出翻轉。其結果，MOS晶體管四動作，其源極/漏極之間導通。此時，如果電動機電壓Vm在預定電壓Em以上，則MOS晶體管28動作， 電流從電動機電源流向逆變器電路4。即使速度指令電壓Vsp在預定電壓h以上，在電動機電壓Vm小于預定電壓時，MOS晶體管觀也不動作。因此，電流不會從電動機電源流向逆變器電路4。由此，在上述電路結構中，也與上述實施方式5同樣地，除了從控制電源流向控制電路5的待機電流以外，還能夠截斷從電動機電源流向逆變器電路4的待機電流。此外，根據上述電路結構，電動機側截斷電路13b構成為設置電動機電壓Vm和速度指令電壓Vsp這2個階段的電壓基準，并根據這兩個電壓基準，截斷電動機電源和逆變器電路4之間的電流供給路徑。由此，與上述實施方式5相比，能夠可靠截斷從電動機電源流向逆變器電路4的待機電流。《實施方式6》圖10示出實施方式6的待機電流降低電路13。在該實施方式中，待機電流降低電路13設置在從與控制電源連接的基礎的電流供給線200分支的分支線201上這一點與上述各實施方式不同。即，在本實施方式中，從控制電源向控制電路5供給電流的電流供給線具有上述基礎的電流供給線200、從其分支并與上臂驅動電路10連接的第1分支線201、與下臂驅動電路11連接的第2分支線202、以及從第2分支線202上的點f分支并與調節器205連接的第3分支線203。調節器205用于使提供給定時控制部9、通電信號形成部14以及位置檢測部8電壓恒定，分別經由連接線206 208與該各部8、9、14連接。在本實施方式中，待機電流降低電路13設置在比上述第2分支線202上的點f靠近控制電源側的部位上。待機電流降低電路13的結構與上述實施方式1為相同結構，因此此處省略詳細說明。此外，作為待機電流降低電路13的結構，能夠采用例如與上述實施方式3相同的結構。在上述結構中，在電動機1處于運轉狀態時，MOS晶體管22 (參照圖2)的源極/漏極之間導通，第2分支線202導通。其結果，從控制電源向構成控制電路5的各電路提供電流。另一方面，在電動機1處于停止狀態時，如在上述實施方式1中說明那樣，截斷構成待機電流降低電路13的MOS晶體管22的源極/漏極間的導通。其結果，截斷第2分支
12線202的導通，截斷從控制電源向調節器205、定時控制部9、通電信號形成部14、位置檢測部8以及下臂驅動電路11的電流供給。針對上臂驅動電路10，即使在電動機1處于停止狀態的情況下，也經由第1分支線201供給來自控制電源的電流。由此，根據本實施方式，在電動機1處于停止狀態時，不是如上述各實施方式那樣停止向構成控制電路5的所有電路的電流供給，能夠從控制電源對需要的電路(在本實施方式中為上臂驅動電路10)繼續供給電流。此外，在本實施方式中，待機電流降低電路13相比第2分支線202上的點f設置在控制電源側，但是不限于此，例如，可以設置在調節器205和位置檢測部8的連接線206 上，也可以設置在上述第3分支線203上。《實施方式6的變形例》在圖11和圖12中示出實施方式6的變形例。在該變形例中，定時控制部9構成為根據來自位置檢測部8的旋轉位置信號，判斷電動機1的轉子是否處于旋轉狀態，在電動機1從旋轉狀態切換為停止狀態時，作為旋轉停止信號Vr輸出時鐘信號DaK。待機電流降低電路13構成為根據速度指令電壓Vsp、和從上述定時控制部9輸出的旋轉停止信號Vr (時鐘信號DaK)，切換第2分支線202的導通狀態和截斷狀態。具體而言，在本變形例中，待機電流降低電路13具有輸入控制用電壓Vcc的主電路50、輸入速度指令電壓Vsp的第1附加電路60、以及輸入速度指令電壓Vsp和上述旋轉停止信號Vr的第2附加電路61。上述主電路50和第1附加電路60分別與實施方式3的電動機1的主電路50和附加電路60為相同結構，因此省略這些的詳細說明。第2附加電路61具有N溝道型MOS晶體管70和D型觸發電路71。上述MOS晶體管70的柵極端子與D型觸發電路71的輸出端子連接。MOS晶體管 70的源極端子與Vsp輸入端子41連接，MOS晶體管70的漏極端子接地。D型觸發電路71的輸出端子如上所述與MOS晶體管70連接。D型觸發電路71的一個輸入端子與施密特觸發器72的輸出端子連接，另一個輸入端子與上述定時控制部9連接。施密特觸發器72的輸入端子與Vsp輸入端子41連接。參照圖13的時序圖說明如上構成的待機電流降低電路13的動作例。通過用戶的操作，速度指令電壓Vsp(參照圖13(b))上升，在時刻tl，當速度指令電壓Vsp達到預先設定的Vcc導通電壓(在本實施方式中與上述預定電壓h相等)時， 將上述控制電源的控制用電壓Vcc從第二電源電壓E2切換為第一電源電壓El (參照圖 13(a))。與此同時，電動機1從停止狀態切換為旋轉狀態(參照圖13(d))，并且從施密特觸發器72向D型觸發電路71輸出高電平信號(Dvsp信號)(參照圖13(c))。此外，在將電動機 1的旋轉狀態維持了從時刻t2到時刻t3為止的一定期間后，通過用戶的操作，速度指令電壓Vsp開始下降，在時刻t4，當速度指令電壓Vsp低于預定電壓Es( = Vcc導通電壓)時， 電動機1從旋轉狀態切換為停止狀態(參照圖13(d))。在速度指令電壓Vsp低于預定電壓 h后，施密特觸發器72的輸出信號也由于其磁滯特性而維持高電平。此外，在時刻t4，在電動機1停止的同時，從定時控制部9輸出時鐘信號DaK(參照圖13(e))。在時刻t5，速度指令電壓Vsp達到Vcc截止電壓，由此將控制用電壓Vcc切換為第二電源電壓E2，并且通過 D型觸發電路71，根據來自定時控制部9的時鐘信號Dm、和緊鄰其之前的輸入信號Dvsp，生成預定信號Q (高電平信號)，施加到上述MOS晶體管70的柵極端子(參照圖13(f))。在MOS晶體管70的柵極端子中輸入預定信號Q時，MOS晶體管70導通，電流在Vsp 輸入端子41 — MOS晶體管70 —接地的路徑上流過，因此構成第1附加電路60的MOS晶體管27不動作，由此，構成主電路50的MOS晶體管22也不動作。由此，在本變形例中，待機電流降低電路13構成為根據速度指令電壓Vsp和旋轉停止信號Vr兩者，切換主電路50 (進而為第2分支線20 的導通狀態和截斷狀態。由此， 能夠提高待機電流降低電路13的動作可靠性。《其他實施方式》本發明的結構不限于上述各實施方式，還包含除此以外的各種結構。S卩，在上述實施方式3和實施方式4中，分別使用兩種電壓作為待機電流降低電路 13的輸入電壓，并根據該所輸入的兩種電壓值，截斷控制電源和控制電路5之間的電流供給路徑，但是不限于此，也可以將電動機電壓Vm、控制用電壓Vcc和速度指令電壓Vsp這三種電壓用作輸入。此外，不限于上述實施方式3和實施方式4所示的例子，也可以采用速度指令電壓 Vsp和電動機電壓Vm作為上述兩種電壓。此外，在上述實施方式1、上述實施方式3 實施方式5中，也可以不設置齊納二極管23，而將電阻R2與MOS晶體管27的源極端子直接連接。此時，也能夠通過調整電阻Rl 和電阻R2的分壓比和/或MOS晶體管22的閾值電壓Vth，實現與上述各實施方式同樣的電路動作。 此外，在上述各實施方式中，采用MOS晶體管作為設置在控制電源和控制電路5之間的電流供給路徑上的開關元件，但是不限于此，也可以采用例如接合型晶體管。此外，在上述各實施方式中，通過三相線圈構成了電動機1，但是不限于此，也可以通過例如單相或4相線圈構成電動機1。此外，在上述各實施方式中，采用PWM控制作為電動機1的控制方式，但是也可以采用例如PAM控制。此外，在上述各實施方式中，示出了控制電路5具有位置檢測部8的電動機1的例子，但是例如也可以是不具有位置檢測部8的無傳感器方式的電動機1。產業上的可利用性本發明對于具有逆變器電路及其控制電路的電動機是有用的，尤其對于使電動機主體及其驅動電路一體化的電路一體型的電動機是有用的。
權利要求
1.一種電動機，其中，該電動機具有 電動機主體，其具有轉子和定子線圈；逆變器電路，其向上述電動機主體的定子線圈供給驅動電流； 控制電路，其控制上述逆變器電路；以及電流截斷電路，其包含開關元件，該開關元件構成為能夠在導通狀態和截斷狀態之間切換控制電源與上述控制電路之間的電流供給路徑，上述控制電源向上述控制電路供給電流，上述電流截斷電路構成為從電動機外輸入用于驅動上述電動機主體的信號，并且構成為在該信號的信號電平處于與上述電動機主體的停止狀態對應的電動機停止電平時，通過上述開關元件將上述電流供給路徑設為截斷狀態，另一方面，在上述信號電平不處于上述電動機停止電平時，通過上述開關元件將上述電流供給路徑設為導通狀態。
2.根據權利要求1所述的電動機，其中，用于驅動上述電動機主體的信號包含上述控制電源的電壓信號、輸入到上述逆變器電路的速度指令電壓的電壓信號、以及與上述逆變器電路連接的電動機電源的電壓信號中的至少一個。
3.根據權利要求2所述的電動機，其中，用于驅動上述電動機主體的信號由上述控制電源的電壓信號、和與上述逆變器電路連接的電動機電源的電壓信號或者輸入到上述逆變器電路的速度指令電壓這兩個電壓信號構成，上述電流截斷電路構成為在上述兩個電壓信號中的至少一個信號的電平處于分別針對這兩個信號設定的上述電動機停止電平時，通過上述開關元件將上述電流供給路徑設為截斷狀態，另一方面，在上述兩個電壓信號的信號電平均不處于上述電動機停止電平時，通過上述開關元件將上述電流供給路徑設為導通狀態。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的電動機，其中， 上述電動機主體具有收納上述轉子和定子線圈的電動機殼體，上述逆變器電路、上述控制電路以及上述電流截斷電路被收納在上述電動機殼體中。
5.根據權利要求1所述的電動機，其中， 上述逆變器電路具有6個開關元件， 上述控制電路包含以下電路作為構成電路上臂驅動電路，其對上述6個開關元件中的位于上述定子的上游側的上游側開關元件進行驅動控制；下臂驅動電路，其對上述6個開關元件中的位于上述定子的下游側的下游側開關元件進行驅動；驅動信號形成電路，其向上述上臂驅動電路和上述下臂驅動電路輸出驅動信號； 調節器電路，其用于使提供給上述驅動信號形成電路的供給電壓恒定；以及位置檢測電路，其用于檢測上述轉子的旋轉位置， 上述控制電源構成為能夠分別向上述控制電路的各構成電路供給電流， 上述電流截斷電路構成為具有開關元件，該開關元件構成為能夠在導通狀態和截斷狀態之間切換上述各構成電路中的至少一個構成電路與上述控制電源之間的電流供給路徑，在上述信號電平處于與上述電動機主體的停止狀態對應的電動機停止電平時，通過上述開關元件將上述電流供給路徑設為截斷狀態，另一方面，在上述信號電平不處于上述電動機停止電平時，通過上述開關元件將上述電流供給路徑設為導通狀態。
全文摘要
本發明提供一種具有待機電流降低電路的電動機。在驅動逆變器電路(4)的控制電路(5)和向該控制電路(5)供給電流的控制電源之間的電流供給路徑中設置待機電流降低電路(13)，在電動機主體(2)的驅動停止時，通過該待機電流降低電路(13)截斷上述電流供給路徑，將該待機電流降低電路(13)、上述逆變器電路(4)、上述控制電路(5)以及電動機主體(2)設置在一個電動機(1)中。
文檔編號H02P6/00GK102158153SQ20101057304
公開日2011年8月17日 申請日期2010年11月30日 優先權日2009年12月1日
發明者中川纮一, 加藤健一 申請人:日本電產芝浦株式會社