電動機驅動裝置的制造方法

本發明涉及一種電動機的驅動裝置，特別是，在電動機變為過負荷的狀態時防止驅動裝置產生過熱狀態。

背景技術：
以往，關于電動機，經由逆變器部向電動機所包括的驅動繞組提供驅動電流。在對電動機進行驅動時，電動機有時會變為過負荷的狀態。當電動機變為過負荷的狀態時，逆變器部的溫度會過度地上升。作為防止逆變器部的溫度過度地上升的手段，存在以下的手段。即，在逆變器部安裝檢測溫度的溫敏元件。在電動機變為過負荷的狀態時，溫敏元件檢測出逆變器部的溫度的上升。當溫敏元件檢測出逆變器部的溫度的上升時，減少供給到驅動繞組的電力或者停止向驅動繞組供給的電力。作為在電動機變為高溫時減少供給到驅動繞組的電力的技術，例如，存在專利文獻1所公開的技術。下面，使用附圖來示出專利文獻1的概要。圖11A是以往的電動機驅動裝置的結構圖。圖11B是構成圖11A所示的電動機驅動裝置的主要部分的放大圖。圖12A是以往的電動機驅動裝置的電阻變化比的特性圖。圖12B是以往的電動機驅動裝置的電流限制值的特性圖。圖11A所示的結構圖中示出了直流電源40、逆變器電路28、電流檢測電阻器41、過電流檢測電路35等。逆變器電路28包括開關元件Q11～開關元件Q16。在直流電源40所包括的+端子38與直流電源40所包括的-端子39之間串聯連接有逆變器電路28和電流檢測電阻器41。圖11B中示出了過電流檢測電路35的內部結構。過電流檢測電路35具有電阻器43(R101)和溫敏電阻器42，該溫敏電阻器42具有正特性。溫敏電阻器42所包括的一方的端子與電流檢測電阻器41連接。溫敏電阻器42所包括的另一方的端子與比較器36的輸入端子連接，并且經由電阻器43(R101)被上拉到恒壓源44(E)。圖12A中示出了與溫敏電阻器42的電阻值有關的溫度變化比。關于具有正特性的溫敏電阻器42，溫度變化比以環境溫度25℃為基準。圖12B中示出了過電流檢測電路35的電流限制值的溫度變化。當電動機45變為過負荷的狀態而持續向驅動繞組46、47、48提供大的電流時，電動機45的溫度和電動機驅動裝置的溫度上升。但是，根據具有正特性的溫敏電阻器42的特性，能夠由過電流檢測電路35限制的電流的限制值與電動機45等的溫度的上升相反地急劇降低。因此，提供到驅動繞組46、47、48的電流減少，因此抑制電動機45等的溫度上升。專利文獻1：日本專利第2920754號

技術實現要素：
本發明當作對象的電動機驅動裝置具備逆變器部、電流檢測電阻器、過電流檢測部以及過電流調整部。逆變器部與電流檢測電阻器經由第一連接點而串聯連接于直流電源所包括的正極側輸出部與直流電源所包括的負極側輸出部之間。逆變器部包括多個開關元件。經過逆變器部的電流流經電流檢測電阻器。從直流電源取出的電力經由逆變器部被供給到電動機。電動機包括多個驅動繞組。在電流檢測電阻器中產生的電壓達到規定的電壓值時，過電流檢測部使多個開關元件成為斷開狀態。溫敏器檢測逆變器部的溫度。過電流調整部基于溫敏器所檢測出的結果，來調整向過電流檢測部傳遞的、電流檢測電阻器中產生的電壓。過電流檢測部具有包括第一輸入端子、第二輸入端子以及第一輸出端子的比較器。第一輸入端子被輸入電流檢測電阻器中產生的電壓。第二輸入端子被輸入預先設定的規定的基準電壓。比較器將電流檢測電阻器中產生的電壓與基準電壓進行比較。第一輸出端子輸出通過比較器進行比較而得到的結果。過電流調整部具有調節器電源、輸入電壓發生器、電壓電流變換部以及偏置電壓發生器。調節器電源包括正極側端子和負極側端子。輸入電壓發生器經由第二連接點而與溫敏器串聯連接于正極側端子與負極側端子之間。電壓電流變換部包括電源連接端子、第三輸入端子以及第二輸出端子。電源連接端子與正極側端子連接。第三輸入端子與第二連接點連接。根據從第三輸入端子輸入的溫敏器所檢測出的結果，第二輸出端子輸出規定的電流。偏置電壓發生器包括第一端子和第二端子。第一端子與第一輸入端子及第二輸出端子連接。第二端子經由第一連接點而與電流檢測電阻器連接。輸入到第一輸入端子的電壓是利用偏置電壓發生器對電流檢測電阻器中產生的電壓進行調整后得到的電壓。附圖說明圖1是本發明的實施方式1中的電動機驅動裝置的結構圖。圖2是本發明的實施方式1中的電動機驅動裝置的特性圖。圖3是本發明的實施方式2中的電動機驅動裝置的結構圖。圖4A是本發明的實施方式2中的電動機驅動裝置中使用的具有負特性的溫敏電阻器20(TH)所具備的代表特性圖。圖4B是本發明的實施方式2中的電動機驅動裝置的特性圖。圖5是本發明的實施方式3中的電動機驅動裝置的結構圖。圖6A是本發明的實施方式3中的電動機驅動裝置的特性圖。圖6B是與本發明的實施方式3進行比較的比較例中的電動機驅動裝置所具備的逆變器部的溫度特性圖。圖7是本發明的實施方式4中的電動機驅動裝置的結構圖。圖8A是本發明的實施方式4中的電動機驅動裝置的特性圖。圖8B是與本發明的實施方式4進行比較的比較例中的電動機驅動裝置所具備的逆變器部的溫度特性圖。圖9是本發明的實施方式5中的電動機驅動裝置的結構圖。圖10是本發明的實施方式5中的電動機驅動裝置的特性圖。圖11A是以往的電動機驅動裝置的結構圖。圖11B是構成圖11A所示的電動機驅動裝置的主要部分的放大圖。圖12A是以往的電動機驅動裝置的電阻變化比的特性圖。圖12B是以往的電動機驅動裝置的電流限制值的特性圖。具體實施方式作為本發明的實施方式的電動機驅動裝置通過后述的結構，能夠變更用于對流過逆變器部的電流進行限制的電流的限制值。也就是說，以往的電動機驅動裝置存在以下應該改進的方面。即，使電流的限制值降低的溫度很大程度上依賴于具有正特性的溫敏電阻器自己所具備的溫度特性。也就是說，使用具有正特性的溫敏電阻器的人只能夠在制造具有正特性的溫敏電阻器的人所準備的范圍內進行溫度設定。制造者所準備的溫敏電阻器的溫度特性表示為圖12A所示的、電阻溫度特性代表曲線A、B、C。換言之，使用者難以將使電流的限制值降低的溫度變更為任意的溫度。而且，有些溫敏電阻器的溫敏電阻器溫度特性相對于圖12A所示的電阻溫度特性代表曲線A、B、C包含±50％這樣大的值的容許誤差。在使用像這樣包含大的容許誤差的溫敏電阻器的情況下，難以弄清為了檢測希望的溫度而對溫敏電阻器設定的設計上的溫度。可是，本發明的實施方式中的電動機驅動裝置能夠通過對形成輸入電壓發生器的電阻器所包括的電阻值進行變更來任意地設定使電流的限制值降低的溫度。具體地說，例如，輸入電壓發生器和偏置電壓發生器能夠分別由電阻器來實現。溫敏器例如能夠由如熱敏電阻(thermistor)那樣的具有負特性的溫敏電阻器來實現。電壓電流變換部例如能夠由晶體管來實現。特別是，本實施方式中的電動機驅動裝置通過使用具有負特性的溫敏電阻器，溫度設定的精度提高。關于具有負特性的溫敏電阻器，易于容易地獲得具有高精度的部件。另外，本實施方式中的電動機驅動裝置如果對形成偏置電壓發生器的電阻器所包括的電阻值進行變更，則能夠將所檢測的電流的限制值設定為期望的值。下面，參照附圖來說明本發明的實施方式。此外，下面的實施方式是具體實現本發明的一個例子，并不對本發明的技術范圍進行限定。(實施方式1)圖1是本發明的實施方式1中的電動機驅動裝置的結構圖。圖2是本發明的實施方式1中的電動機驅動裝置的特性圖。本發明的實施方式1中的電動機驅動裝置1具備逆變器部3、電流檢測電阻器4、過電流檢測部17以及過電流調整部17a。逆變器部3與電流檢測電阻器4經由第一連接點50而串聯連接于直流電源2所包括的正極側輸出部2a與直流電源2所包括的負極側輸出部2b之間。逆變器部3包括多個開關元件Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6。經過逆變器部3的電流I0流經電流檢測電阻器4。從直流電源2取出的電力經由逆變器部3被供給到電動機60。電動機60包括多個驅動繞組9、10、11。在電流檢測電阻器4中產生的電壓達到規定的電壓值時，過電流檢測部17使多個開關元件Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6成為斷開狀態。溫敏器13檢測逆變器部3的溫度。過電流調整部17a基于溫敏器13所檢測出的結果，來調整向過電流檢測部17傳遞的、電流檢測電阻器4中產生的電壓。過電流檢測部17具有包括第一輸入端子16a、第二輸入端子16b以及第一輸出端子16c的比較器16。第一輸入端子16a被輸入電流檢測電阻器4中產生的電壓。第二輸入端子16b被輸入預先設定的規定的基準電壓。比較器16將電流檢測電阻器4中產生的電壓與基準電壓進行比較。第一輸出端子16c輸出通過比較器16進行比較而得到的結果。過電流調整部17a具有調節器電源55、輸入電壓發生器14、電壓電流變換部15以及偏置電壓發生器12。調節器電源55包括正極側端子55a和負極側端子55b。輸入電壓發生器14經由第二連接點51而與溫敏器13串聯連接于正極側端子55a與負極側端子55b之間。電壓電流變換部15包括電源連接端子15a、第三輸入端子15b以及第二輸出端子15c。電源連接端子15a與正極側端子55a連接。第三輸入端子15b與第二連接點51連接。根據從第三輸入端子15b輸入的溫敏器13所檢測出的結果，第二輸出端子15c輸出規定的電流。偏置電壓發生器12包括第一端子12a和第二端子12b。第一端子12a與第一輸入端子16a及第二輸出端子15c連接。第二端子12b經由第一連接點50而與電流檢測電阻器4連接。輸入到第一輸入端子16a的電壓是利用偏置電壓發生器12對電流檢測電阻器4中產生的電壓進行調整后得到的電壓。本結構例如能夠使用以下的具體要素來具體實現電動機驅動裝置1。即，輸入電壓發生器14和偏置電壓發生器12能夠分別由電阻器構成。溫敏器13能夠由如熱敏電阻那樣具有負特性的溫敏電阻器構成。電壓電流變換部15能夠由晶體管構成。本實施方式1中的電動機驅動裝置1只要對輸入電壓發生器14的電阻值進行變更就能夠任意設定使電流限制值降低的溫度。另外，關于本實施方式1中的電動機驅動裝置1中使用的具有負特性的溫敏電阻器，能夠容易地獲得具有高精度的部件。因此，本實施方式1中的電動機驅動裝置1能夠以高精度來設定用于進行判定的溫度。并且，只要對偏置電壓發生器12的電阻值進行變更，就能夠對電流限制值任意設定作為目標的值。使用附圖來進一步詳細說明。如圖1所示，電動機驅動裝置1具備直流電源2、逆變器部3、電流檢測電阻器4、柵極驅動電路6、控制LOGIC(邏輯)電路7、三角波發生器8、包括驅動繞組9、10、11的電動機60、過電流檢測部17以及過電流調整部17a。過電流檢測部17具有比較器16。過電流調整部17a具有偏置電壓發生器12、溫敏器13、輸入電壓發生器14以及電壓電流變換部15。接著，說明各結構要素相互連接的狀態。逆變器部3與電流檢測電阻器4串聯連接于直流電源2所包括的正極側輸出部2a與直流電源2所包括的負極側輸出部2b之間。電動機60所包括的驅動繞組9、10、11與逆變器部3的輸出端子3a、3b、3c連接。驅動繞組9、10、11形成3相星型接線。基于從三角波發生器8輸出的輸送周期信號的PWM信號按以下的過程被輸入到逆變器部3。即，從三角波發生器8向控制LOGIC電路7輸出輸送周期信號。控制LOGIC電路7基于所輸入的輸送周期信號來生成PWM信號。所生成的PWM信號從控制LOGIC電路7經由柵極驅動電路6而傳遞到逆變器部3。過電流檢測部17具有比較器16。比較器16包括第一輸入端子16a、第二輸入端子16b以及第一輸出端子16c。電流檢測電阻器4經由偏置電壓發生器12而與第一輸入端子16a連接。基準電壓源18所包括的正極側端子與第二輸入端子16b連接。以Vref表示的電壓施加于第二輸入端子16b。輸入電壓發生器14與溫敏器13串聯連接于調節器電源55所包括的正極側端子55a與調節器電源55所包括的負極側端子55b之間。負極側端子55b也稱為大地(ground)。電壓電流變換部15包括電源連接端子15a、第三輸入端子15b以及第二輸出端子15c。電源連接端子15a與調節器電源55所包括的正極側端子55a連接。第三輸入端子15b與第二連接點51連接，該第二連接點51將輸入電壓發生器14與溫敏器13連接。第二輸出端子15c與偏置電壓發生器12所包括的第一端子12a及比較器16所包括的第一輸入端子16a連接。溫敏器13配置于逆變器部3的附近、或者直接安裝于逆變器部3。逆變器部3的溫度以直接或間接的方式良好地傳遞到溫敏器13。對于如以上那樣構成的電動機驅動裝置1，使用圖2所示的特性圖來說明電動機驅動裝置1的動作、作用。此外，在下面的說明中，本實施方式1中的電動機驅動裝置1使用具有負特性的溫敏器13。圖2的(a)是表示隨著時間t的經過而發生變化的溫敏器13的電阻值RT以及與溫敏器13的電阻值RT的變化相伴的輸入電壓發生器14的電壓值ΔVIN的特性圖。在時刻t＝0，電動機驅動裝置1開始運轉。之后，當時間t經過時，對電動機60進行驅動的電流流過逆變器部3，因此逆變器部3的溫度上升。因此，檢測逆變器部3的溫度的溫敏器13的溫度也上升。此外，溫敏器13具有負特性，因此溫敏器13的電阻值RT降低。并且，隨著時間t的經過，溫敏器13的電阻值RT降低。另一方面，輸入電壓發生器14的電壓值ΔVIN上升。結果，在時刻t＝t1，輸入電壓發生器14的電壓值ΔVIN達到Vth。圖2的(b)是表示偏置電壓發生器12中產生的偏置電壓ΔVOFFSET的特性圖。偏置電壓ΔVOFFSET是通過從電壓電流變換部15所包括的第二輸出端子15c提供電流而在第二輸出端子15c上產生的電壓。在輸入到電壓電流變換部15所包括的第三輸入端子15b的電壓達到規定的門限電壓值Vth時，從第二輸出端子15c提供電流。進一步詳細說明。如圖2的(a)所示，在時刻t<t1，輸入電壓發生器14的電壓值ΔVIN比Vth低。因此，如圖2的(b)所示，不從第二輸出端子15c提供電流，因此偏置電壓為ΔVOFFSET＝0。如圖2的(a)所示，在時刻t＝t1，輸入電壓發生器14的電壓值ΔVIN為Vth。因此，如圖2的(b)所示，從第二輸出端子15c向偏置電壓發生器12提供電流，因此產生偏置電壓ΔVOFFSET(1)。圖2的(c)是表示使用電流檢測電阻器4來進行判定的、將電流I0的限制電平換算成電壓來表示的電流限制電平VCL的上限值的特性圖。電流檢測電阻器4中產生的電壓是由經由逆變器部3而流經電流檢測電阻器4的電流I0引起的。與逆變器部3的ON/OFF相應地，電流I0流動或電流I0停止。電流限制電平VCL是將電流I0的限制電平換算成電壓而得到的，表示電流檢測電阻器4中產生的電壓的上限值。進一步詳細說明。如圖2的(b)所示，在時刻t<t1，偏置電壓是ΔVOFFSET＝0。此時，如圖2的(c)所示，電流限制電平為VCL(0)＝Vref這樣的大的值。如圖2的(b)所示，在時刻t＝t1，從第二輸出端子15c向偏置電壓發生器12提供電流，因此偏置電壓為ΔVOFFSET＝ΔVOFFSET(1)。此時，如圖2的(c)所示，通過VCL(1)＝Vref-ΔVOFFSET(1)來推導出電流限制電平VCL。圖2的(d)是表示逆變器部3的溫度TC的特性圖。向驅動繞組9、10、11提供的電流流過逆變器部3。在本實施方式1中，示出電動機60過負荷的狀態。此時，向驅動繞組9、10、11提供的電流I0為電動機驅動裝置1所容許的電流限制值的上限值。進一步詳細說明。如圖2的(c)所示，在時刻t<t1，流過逆變器部3的電流I0的電流限制電平被限制為VCL(0)＝Vref。換言之，在電流檢測電阻器4中產生的電壓達到被限制為VCL(0)＝Vref的值之前，電動機驅動裝置1能夠流通大的電流作為電流I0。此時，如圖2的(d)所示，逆變器部3的溫度TC隨著通電時間的經過而上升。之后，如圖2的(c)所示，在時刻t＝t1，如上所述，對能夠流過逆變器部3的電流進行限制的電流限制電平為VCL(1)＝Vref-ΔVOFFSET(1)。也就是說，實際上能夠流過電流檢測電阻器4的電流I0的上限變小。因此，如圖2的(d)所示，流過逆變器部3的電流I0變少，因此逆變器部3的溫度上升得到抑制。其結果，逆變器部3的溫度在固定的溫度TC(1)飽和。根據以上的說明可以明確的是，本發明的實施方式1中的電動機驅動裝置1經由逆變器部3對處于過負荷的狀態的驅動繞組9、10、11流通電流I0。當電流I0流過逆變器部3時，逆變器部3的溫度上升。溫敏器13以直接或間接的方式檢測出逆變器部3的溫度的上升。溫敏器13具有負特性，因此當由溫敏器13檢測的溫度上升時，溫敏器13的電阻值降低。如果溫敏器13的電阻值降低，則輸入電壓發生器14的電壓值ΔVIN上升。輸入電壓發生器14的電壓值ΔVIN持續上升的結果是輸入電壓發生器14的電壓值ΔVIN達到預先決定的門限電壓Vth。輸入電壓發生器14的電壓值ΔVIN經由第三輸入端子15b而傳遞到電壓電流變換部15。當輸入電壓發生器14的電壓值達到ΔVIN＝Vth時，電壓電流變換部15對偏置電壓發生器12提供電流。結果，在偏置電壓發生器12中產生偏置電壓為ΔVOFFSET＝ΔVOFFSET(1)的電壓。當在偏置電壓發生器12中偏置電壓變為ΔVOFFSET＝ΔVOFFSET(1)時，電流限制電平從VCL(0)＝Vref變為VCL(1)＝Vref-ΔVOFFSET(1)。其結果，以電流檢測電阻器4限制的電流值變低。換言之，流過逆變器部3的電流I0變少，因此逆變器部3的溫度上升得到抑制。逆變器部3的溫度在固定的溫度TC(1)飽和。因此，本發明的實施方式1中的電動機驅動裝置1能夠防止逆變器部3過熱而最終損壞。(實施方式2)圖3是本發明的實施方式2中的電動機驅動裝置的結構圖。圖4A是本發明的實施方式2中的電動機驅動裝置中使用的具有負特性的溫敏電阻器20(TH)所具備的代表特性圖。圖4B是本發明的實施方式2中的電動機驅動裝置的特性圖。相對于上述的實施方式1中的電動機驅動裝置1，本發明的實施方式2中的電動機驅動裝置101特別在以...