專(zhuān)利名稱(chēng)：電機(jī)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用來(lái)抑制PWM控制變換器的開(kāi)關(guān)浪涌的電機(jī)控制裝置。
近年來(lái)，將功率晶體管、金屬氧化物場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)、IGBT等(以下統(tǒng)稱(chēng)為功率元件)作為控制元件使用的PWM控制變換器(變換器)被應(yīng)用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)(控制)。
圖16是先有的電機(jī)控制裝置(PWM控制變換器電路)的框圖。如該圖所示，在該電機(jī)控制裝置中，PWM電路2將脈沖寬度控制了的PWM信號(hào)20送給變換器的門(mén)驅(qū)動(dòng)電路1，從而產(chǎn)生所希望的電流。解調(diào)電路4根據(jù)電機(jī)14的軸位置檢測(cè)器3送出的檢測(cè)信號(hào)21將換流信號(hào)22送給“與”電路6?！芭c”電路6根據(jù)PWM20和換流信號(hào)22使分別對(duì)應(yīng)的功率元件Tr1、Tr2、Tr3、Tr4、Tr5和Tr6接通或斷開(kāi)，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)14。
此外，功率元件Tr1、Tr2、Tr3、Tr4、Tr5和Tr6分別接有二極管7、8、9、10、11和12。變換器的輸入端接直流電源13。
但是，在上述先有的電機(jī)控制裝置的變換器中，當(dāng)上述功率元件處于開(kāi)關(guān)狀態(tài)時(shí)，若設(shè)引線電感為L(zhǎng)、整機(jī)正極15和整機(jī)負(fù)極16之間的電流為I，則ΔV＝L·dI/dt，就會(huì)產(chǎn)生如該式所表示的開(kāi)關(guān)浪涌。而且，會(huì)有上述開(kāi)關(guān)浪涌超過(guò)功率元件的耐壓、從而使上述功率元件損壞的事情發(fā)生。因此，過(guò)去為了減小ΔV使上述引線電感L減小或者在上述變換器的各相附加吸收ΔV的緩沖電路，由此來(lái)抑制上述開(kāi)關(guān)浪涌(特開(kāi)平6-284517)。
但是，在先有技術(shù)中，為了提高上述變換器的功率，通過(guò)提高上述開(kāi)關(guān)速度、減少上述功率元件的開(kāi)關(guān)損耗是可以實(shí)現(xiàn)的，但由于dI/dt大，故上述開(kāi)關(guān)浪涌ΔV也大。因此上述功率元件必須是耐高壓的元件，而上述功率元件的耐壓愈高其損耗愈大。即，即使提高開(kāi)關(guān)速度，如果要求必須是高耐壓的功率元件，則不會(huì)有什么效果。
因此，過(guò)去雖然采取使上述引線電感減小、附加上述緩沖電路的方法，但從對(duì)上述變換器的物理形狀和大小的制約等方面來(lái)看，其效果是有限的。
還有，該開(kāi)關(guān)浪涌有時(shí)會(huì)突然變大。這是因功率元件是由PWM信號(hào)20和換流信號(hào)22重復(fù)進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作而引起的，為了避免因該突發(fā)性的開(kāi)關(guān)浪涌而引起的功率元件的損壞，所以難于降低上述功率元件的耐壓。
即，因?yàn)榇嬖谏鲜鲩_(kāi)關(guān)浪涌，特別是偶發(fā)性的強(qiáng)大開(kāi)關(guān)浪涌，所以提高上述變換器的效率可以說(shuō)是非常困難的課題。
因此，本發(fā)明是為解決這樣的問(wèn)題而提出的，其目的旨在提供高效率的電機(jī)控制裝置。
這樣的目的，可以通過(guò)下述(1)～(13)的本發(fā)明來(lái)達(dá)到。
(1)一種電機(jī)控制裝置，其特征在于，利用PWM控制變換器控制電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，該電機(jī)控制裝置具有修正裝置，該修正裝置具有在電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)PWM信號(hào)的變化點(diǎn)和換流(転流)信號(hào)的變化點(diǎn)之間設(shè)置時(shí)間差的功能。
(2)上述(1)中記載的電機(jī)控制裝置，該裝置的上述修正裝置具有將上述換流信號(hào)的變化點(diǎn)作為PWM信號(hào)的“斷開(kāi)”時(shí)刻的功能。
(3)上述(1)或(2)中記載的電機(jī)控制裝置，該裝置的上述修正裝置至少修正上述PWM信號(hào)和換流信號(hào)中的1個(gè)。
(4)上述(1)至(3)中任一項(xiàng)記載的電機(jī)控制裝置，該裝置的上述修正裝置具有換流信號(hào)延遲電路和PWM信號(hào)延遲電路。
(5)上述(4)中記載的電機(jī)控制裝置，該裝置的上述換流信號(hào)延遲電路被構(gòu)成為根據(jù)上述PWM信號(hào)延遲電路的信號(hào)使上述換流信號(hào)延遲，將來(lái)自上述換流信號(hào)延遲電路的信號(hào)作為換流信號(hào)使用。
(6)上述(1)～(3)中任一項(xiàng)記載的電機(jī)控制裝置，該裝置的上述修正裝置具有調(diào)整PWM信號(hào)輸出的禁止門(mén)電路和換流信號(hào)延遲電路。
(7)上述(6)中記載的電機(jī)控制裝置，該裝置的上述禁止門(mén)電路被構(gòu)成為根據(jù)上述換流信號(hào)禁止上述PWM信號(hào)的輸出，將來(lái)自上述換流信號(hào)延遲電路的信號(hào)作為換流信號(hào)使用。
(8)上述(1)～(3)的任一項(xiàng)中記載的電機(jī)控制裝置，該裝置的上述修正裝置具有調(diào)整PWM信號(hào)輸出的禁止門(mén)電路、使換流信號(hào)延遲的第1換流信號(hào)延遲電路和將由上述第1換流信號(hào)延遲過(guò)的換流信號(hào)進(jìn)一步延遲的第2換流信號(hào)延遲電路。
(9)上述(8)中記載的電機(jī)控制裝置，該裝置的上述禁止門(mén)電路被構(gòu)成為由上述換流信號(hào)禁止上述PWM信號(hào)的輸出；由來(lái)自上述第2換流信號(hào)延遲電路的信號(hào)允許上述PWM信號(hào)的輸出，將來(lái)自上述第1換流信號(hào)延遲電路的信號(hào)作為換流信號(hào)使用。
(10)上述(1)～(3)的任一項(xiàng)中記載的電機(jī)控制裝置，該裝置的上述修正裝置是具有存儲(chǔ)程序的存儲(chǔ)器的控制裝置，上述程序用于在電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)在PWM信號(hào)的變化點(diǎn)和換流信號(hào)的變化點(diǎn)之間設(shè)置時(shí)間差，該控制裝置被構(gòu)成為通過(guò)執(zhí)行上述程序來(lái)設(shè)定上述時(shí)間差。
(11)上述(10)中記載的電機(jī)控制裝置，該裝置的上述控制裝置具有判別上述PWM信號(hào)是“接通”還是“斷開(kāi)”的功能，根據(jù)該判別結(jié)果進(jìn)行處理。
(12)上述(11)中記載的電機(jī)控制裝置，該裝置的上述控制裝置當(dāng)有上述換流信號(hào)的輸入時(shí)，在上述PWM信號(hào)是“接通”的情況下，使該P(yáng)WM信號(hào)變成“斷開(kāi)”，在該P(yáng)WM信號(hào)是“斷開(kāi)”的期間內(nèi)上述換流信號(hào)開(kāi)始輸出，在上述PWM信號(hào)是“斷開(kāi)”的情況下，在上述換流信號(hào)的輸出開(kāi)始之后允許上述PWM信號(hào)輸出。
(13)上述(1)～(12)的任一項(xiàng)中記載的電機(jī)控制裝置，當(dāng)假定上述PWM控制變換器的功率元件的開(kāi)關(guān)時(shí)間為T(mén)g時(shí)，上述時(shí)間差大于0.5Tg。
本發(fā)明的電機(jī)控制裝置是通過(guò)PWM控制變換器控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)的裝置，具有PWM控制變換器(變換器)和檢測(cè)電機(jī)回轉(zhuǎn)軸位置的檢測(cè)器。
上述PWM控制變換器具有多個(gè)(6個(gè))功率元件、門(mén)驅(qū)動(dòng)電路和PWM電路，還有修正裝置，該裝置具有在電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)PWM信號(hào)的變化點(diǎn)和換流信號(hào)的變化點(diǎn)之間設(shè)定時(shí)間差的功能。
該修正裝置至少修正(延遲、縮短、延長(zhǎng)等)PWM信號(hào)和換流信號(hào)中的至少1種信號(hào)。
使用例如后述的修正門(mén)電路和控制裝置等作為修正裝置。
圖1是本發(fā)明的電機(jī)控制裝置(本發(fā)明的電機(jī)驅(qū)動(dòng)用PWM控制變換器)構(gòu)成例的框圖。
圖2是對(duì)本發(fā)明根據(jù)的有效性進(jìn)行說(shuō)明的時(shí)序圖。
圖3是對(duì)本發(fā)明根據(jù)的有效性進(jìn)行說(shuō)明的時(shí)序圖。
圖4是對(duì)本發(fā)明根據(jù)的有效性進(jìn)行說(shuō)明的圖。
圖5是本發(fā)明的修正門(mén)電路的構(gòu)成例的框圖。
圖6是在當(dāng)PWM信號(hào)是“接通”時(shí)換流信號(hào)從低電平變到高電平的情況下圖5所示修正門(mén)電路內(nèi)的各信號(hào)的時(shí)序圖。
圖7是在當(dāng)PWM信號(hào)是“斷開(kāi)”時(shí)換流信號(hào)從低電平變到高電平的情況下圖5所示修正門(mén)電路內(nèi)的各信號(hào)的時(shí)序圖。
圖8是本發(fā)明的修正門(mén)電路的另1構(gòu)成例的框圖。
圖9是圖8所示修正門(mén)電路內(nèi)的各信號(hào)的時(shí)序圖。
圖10是本發(fā)明的修正門(mén)電路的另1個(gè)構(gòu)成例的框圖。
圖11是在當(dāng)PWM信號(hào)是“接通”時(shí)換流信號(hào)從低電平變到高電平的情況下圖10所示修正門(mén)電路內(nèi)的各信號(hào)的時(shí)序圖。
圖12是在當(dāng)PWM信號(hào)是“斷開(kāi)”時(shí)換流信號(hào)從低電平變到高電平的情況下圖10所示修正門(mén)電路內(nèi)的各信號(hào)的時(shí)序圖。
圖13是本發(fā)明的控制裝置的動(dòng)作流程(主程序)圖的主要部分。
圖14是本發(fā)明的換流信號(hào)中斷處理時(shí)的控制裝置的動(dòng)作流程(子程序)圖。
圖15是說(shuō)明本發(fā)明的門(mén)信號(hào)開(kāi)關(guān)狀態(tài)的概念圖。
圖16是先有的電機(jī)控制裝置(PWM控制變換器電路)的框圖。
1門(mén)驅(qū)動(dòng)電路2PWM電路3電機(jī)的軸位置檢測(cè)器4解調(diào)電路5修正門(mén)電路6“與”電路7～12二極管13直流電源14電機(jī)15整機(jī)正極16整機(jī)負(fù)極17U相18V相19W相20PWM信號(hào)21檢出信號(hào)22換流信號(hào)23修PWM信號(hào)24修正換流信號(hào)25～30門(mén)信號(hào)31PWM信號(hào)延遲電路32換流信號(hào)延遲電路33延遲PWM信號(hào)
34禁止門(mén)電路35換流信號(hào)延遲電路36再延遲信號(hào)37～41變化點(diǎn)201～203程序步驟301～309程序步驟Tr1～Tr6功率元件下面參照


本發(fā)明的各實(shí)施例。這里，在下面各實(shí)施例中，PWM控制變換器(變換器)的功率元件Tr1、Tr2、Tr3、Tr4、Tr5和Tr6是分別作為MOSEFT來(lái)敘述的，但功率元件Tr1～Tr6不是由此而限定為MOSEFT，除了MOSEFT之外，例如也可以使用功率晶體管、IGBT等作為功率元件Tr1～Tr6。
(實(shí)施例1)圖1是本發(fā)明的電機(jī)控制裝置(本發(fā)明的電機(jī)驅(qū)動(dòng)用PWM控制變換器電路)的構(gòu)成例的框圖。圖1和圖16對(duì)應(yīng)，構(gòu)造大致相同的方框標(biāo)注同樣的符號(hào)并省略其說(shuō)明。
如該圖所示，與先有的電機(jī)控制裝置相對(duì)照，本實(shí)施例中具有作為修正裝置的修正門(mén)電路5，該電路具有在電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)PWM信號(hào)的變化點(diǎn)和換流信號(hào)的變化點(diǎn)之間設(shè)定時(shí)間差的功能。
這里，如圖15所示，后述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)對(duì)功率元件Tr1～Tr6的門(mén)信號(hào)開(kāi)關(guān)時(shí)間(開(kāi)關(guān)時(shí)間)Tg是指功率元件的門(mén)電壓(MOSEFT中的柵-源電壓)從VG1通過(guò)門(mén)限電壓Vth變到VG2時(shí)的時(shí)間。
上述PWM信號(hào)和換流信號(hào)的變化點(diǎn)如圖15所示是指通過(guò)Vth的時(shí)刻。
以下的門(mén)信號(hào)是指上述門(mén)電壓。而且假定上述功率元件的門(mén)電壓在VG2狀態(tài)下為“接通”，在VG1狀態(tài)下為“斷開(kāi)”。
下面，使用圖2的時(shí)序圖說(shuō)明上述的有效性。這里，只就電機(jī)電流方向從U相→W相到V相→W相變化時(shí)有代表性地進(jìn)行說(shuō)明。
這時(shí)，功率元件Tr1的門(mén)信號(hào)25從“接通”到“斷開(kāi)”(圖2①)，功率元件Tr3的門(mén)信號(hào)27從“斷開(kāi)”到“接通”(圖2②)，PWM信號(hào)20送到功率元件Tr6的門(mén)信號(hào)30上。
已經(jīng)說(shuō)過(guò)，開(kāi)關(guān)浪涌電壓與引線電感L和dI/dt成正比。dI/dt因功率元件Tr1～Tr6的開(kāi)關(guān)動(dòng)作而產(chǎn)生，進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作的功率元件的個(gè)數(shù)愈多該dI/dt愈大。即當(dāng)功率元件Trb的門(mén)信號(hào)30如圖2③所示時(shí)，換流信號(hào)的變化點(diǎn)和PWM信號(hào)的變化點(diǎn)在同一時(shí)刻，dI/dt大。在先有的PWM控制變換器中該現(xiàn)象是偶為性的，因此，開(kāi)關(guān)浪涌電壓有時(shí)會(huì)突然變大。
因此，在上述PWM信號(hào)變化點(diǎn)和上述換流信號(hào)的變化點(diǎn)之間設(shè)定時(shí)間差，使功率元件Tr6的門(mén)信號(hào)30變成圖2的④或⑤。因此，就可以避免上述偶然發(fā)生的強(qiáng)開(kāi)關(guān)浪涌。
(實(shí)施例2)圖1是本發(fā)明的電機(jī)控制裝置(本發(fā)明的電機(jī)驅(qū)動(dòng)用的PWM控制變換器電路)的構(gòu)成例的框圖。圖1與圖16對(duì)應(yīng)，凡構(gòu)成大致相同的方框，標(biāo)注相同的符號(hào)并省略其說(shuō)明。
如該圖所示，與先有電機(jī)控制裝置相對(duì)照，本實(shí)施例具有修正門(mén)電路5，該電路具有在電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)PWM信號(hào)的變化點(diǎn)和換流信號(hào)的變化點(diǎn)之間設(shè)定時(shí)間差、且將上述換流信號(hào)的變化點(diǎn)作為PWM信號(hào)的“斷開(kāi)”時(shí)間的功能。
下面，利用圖3的時(shí)序圖說(shuō)明其有效性。這里，只就電機(jī)電流方向從U相→V相到U相→W相變化的時(shí)刻有代表性地進(jìn)行說(shuō)明。
這時(shí)，功率元件Tr1保持“接通”，PWM信號(hào)20從送給功率元件Tr4變成送給功率元件Tr6。當(dāng)從PWM電路2送出的PWM信號(hào)20在“接通”的(圖3③)的狀態(tài)下送出使與功率元件Tr4對(duì)應(yīng)的換流信號(hào)22如圖3①、與功率元件Tr6對(duì)應(yīng)的換流信號(hào)22如圖3②所示那樣時(shí)，功率元件Tr4和Tr6的門(mén)信號(hào)分別變成圖3④、圖3⑤那樣，使功率元件Tr4和Tr6進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作。
但是，如果上述PWM信號(hào)20在“斷開(kāi)”的狀態(tài)下(圖3⑥)，功率元件Tr4和Tr6的門(mén)信號(hào)28和30在換流時(shí)分別變成圖3⑦、⑧所示那樣，則功率元件Tr4和Tr6不進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作。
因此，在上述PWM信號(hào)的變化點(diǎn)和上述換流信號(hào)的變化點(diǎn)之間設(shè)定時(shí)間差，并且把上述換流信號(hào)的變化點(diǎn)作為上述PWM信號(hào)的“斷開(kāi)”時(shí)刻。由此，可以避免上述偶然發(fā)生的強(qiáng)開(kāi)關(guān)浪涌。特別是，若假定功率元件Tr1、Tr3、Tr5為上臂，功率元件Tr2、Tr4、Tr6為下臂，如果像本實(shí)施例那樣的下臂開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)的上述偶發(fā)性開(kāi)關(guān)浪涌比像實(shí)例1那樣的上臂開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)強(qiáng)，則本實(shí)施例更為有效。
圖4示出本實(shí)施例的實(shí)測(cè)例子。圖中的橫軸是用上述門(mén)信號(hào)開(kāi)關(guān)時(shí)間Tg使PWM信號(hào)的變化點(diǎn)和換流信號(hào)的變化點(diǎn)的時(shí)間差(以下只稱(chēng)為時(shí)間差)歸一化后的時(shí)間，縱軸是用直流電源電壓歸一化的整機(jī)正極15和整機(jī)負(fù)極16的電壓的最大值。此外，電機(jī)電流值Im是用電機(jī)額定輸出時(shí)的電機(jī)電流歸一化了的。
由本圖可知，通過(guò)使上述時(shí)間差在0.5Tg以上、或者比較好是在0.8Tg以上、或者最好是在1Tg以上，可以抑制開(kāi)關(guān)浪涌。
由上述可知，通過(guò)在上述PWM信號(hào)的變化點(diǎn)和上述換流信號(hào)的變化點(diǎn)之間設(shè)定時(shí)間差、且將上述換流信號(hào)的變化點(diǎn)取為上述PWM信號(hào)的“斷開(kāi)”時(shí)刻，可以避免偶發(fā)性的強(qiáng)開(kāi)關(guān)浪涌，從而抑制開(kāi)關(guān)浪涌。
(實(shí)施例3)圖5是顯示本發(fā)明的電機(jī)控制裝置中修正門(mén)電路5構(gòu)成例的框圖，圖6是在PWM信號(hào)20接通時(shí)，換流信號(hào)22從低電平(與信號(hào)斷開(kāi)同義)變化為高電平(與信號(hào)接通同義)的情況下所示出的圖5所示修正門(mén)電路5內(nèi)各信號(hào)的時(shí)序，圖7是在PWM信號(hào)20斷開(kāi)時(shí)，換流信號(hào)22從低電平變化為高電平情況下所示出的圖5所示修正門(mén)電路5內(nèi)各信號(hào)的時(shí)序。下面，根據(jù)圖5、圖6及圖7進(jìn)行說(shuō)明。
本實(shí)施例的修正門(mén)電路5具有在電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)PWM信號(hào)的變化點(diǎn)和換流信號(hào)的變化點(diǎn)之間設(shè)定時(shí)間差、且將上述換流信號(hào)的變化點(diǎn)取為PWM信號(hào)的“斷開(kāi)”時(shí)刻的功能。
即，如圖5所示，修正門(mén)電路5由使PWM信號(hào)20延遲的PWM信號(hào)延遲電路31、和根據(jù)來(lái)自PWM信號(hào)延遲電路31的信號(hào)使換流信號(hào)22延遲的換流信號(hào)延遲電路32構(gòu)成。這時(shí)，從換流信號(hào)延遲電路32來(lái)的信號(hào)即修正換流信號(hào)24作為換流信號(hào)使用。
首先，說(shuō)明當(dāng)PWM信號(hào)20是“接通”時(shí)換流信號(hào)22從低電平(與信號(hào)“斷開(kāi)”同義)向高電平(與信號(hào)“接通”同義)變化時(shí)的情況。
如圖5和圖6所示，從PWM電路2送出的PWM信號(hào)20變成由PWM信號(hào)延遲電路31延遲了時(shí)間Td1(Td1≥0.5Tg)的延遲PWM信號(hào)33(參照?qǐng)D6)。
將該延遲PWM信號(hào)33作為時(shí)鐘信號(hào)，在換流信號(hào)延遲電路32中使換流信號(hào)22成為修正換流信號(hào)24(參照?qǐng)D6)，在本實(shí)施例中，只修正換流信號(hào)。
通過(guò)將該修正換流信號(hào)24、和PWM信號(hào)一樣的修正PWM信號(hào)23送給“與”電路6，因?yàn)槿艏俣≒WM信號(hào)周期為T(mén)pwh、PWM信號(hào)“接通”時(shí)間為T(mén)on、實(shí)施例2中記載的時(shí)間差在0.5Tg以上，所以，在滿足0＜Ton＜Tpwn-0.5Tg-Td1的條件驅(qū)動(dòng)電機(jī)時(shí)，可以避免上述偶發(fā)性的強(qiáng)開(kāi)關(guān)浪涌，從而可以抑制開(kāi)關(guān)浪涌。
其次，說(shuō)明當(dāng)PWM信號(hào)為“斷開(kāi)”時(shí)換流信號(hào)22從低電平向高電平變化時(shí)的情況。
如圖5和圖7所示，這時(shí)，與上述的PWM信號(hào)20“接通”時(shí)換流信號(hào)22從低電平向高電平變化時(shí)的情況一樣，從PWM電路2送出的PWM信號(hào)20在PWM信號(hào)延遲電路31中變成延遲了時(shí)間Td1的延遲PWM信號(hào)33。
將該延遲PWM信號(hào)33作為時(shí)鐘信號(hào)，在換流信號(hào)延遲電路32中使換流信號(hào)22變成修正換流信號(hào)24(參照?qǐng)D7)。在本實(shí)施例中只修正換流信號(hào)。
該修正換流信號(hào)24、和PWM信號(hào)20一樣的修PWM信號(hào)23送給“與”電路6。
這里，如圖6和圖7所示，在本實(shí)施例中，修正換流信號(hào)24在延遲PWM信號(hào)33和換流信號(hào)22都為低電平時(shí)(變成了低電平時(shí))從高電平變到低電平。
作為產(chǎn)生延遲時(shí)間(Td1)的裝置，例如可以使用定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等。
這時(shí)，例如可以通過(guò)切換電路、設(shè)定計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值來(lái)改變延遲時(shí)間。
從可靠地抑制開(kāi)關(guān)浪涌的觀點(diǎn)出發(fā)，上述時(shí)間Td1應(yīng)該是一般為T(mén)d1≥0.5Tg；比較好為T(mén)d1≥0.8Tg；最好為T(mén)d1＞Tg。
當(dāng)時(shí)間差在0.8Tg以上時(shí)，上述PWM信號(hào)的“接通”時(shí)間Ton最好為0＜Ton＜Tpwm-0.8Tg-Td1，當(dāng)時(shí)間差在1Tg以上時(shí)，最好為0＜Ton＜Tpwm-Tg-Td1。
在該實(shí)施例中，由于僅使用了延遲電路，所以具有電路構(gòu)成簡(jiǎn)單、而且能準(zhǔn)確地設(shè)定所希望的上述時(shí)間差的優(yōu)點(diǎn)。
(實(shí)施例4)圖8是本發(fā)明的電機(jī)控制裝置的修正門(mén)電路5的另1構(gòu)成例的框圖。圖9是圖8所示修正門(mén)電路5內(nèi)的各信號(hào)的時(shí)序圖。下面，根據(jù)圖8和圖9進(jìn)行說(shuō)明。
本實(shí)施例的修正門(mén)電路5具有在電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)PWM信號(hào)的變化點(diǎn)和換流信號(hào)的變化點(diǎn)之間設(shè)定時(shí)間差、且將上述換流信號(hào)的變化點(diǎn)作為PWM信號(hào)的“斷開(kāi)”時(shí)刻的功能。
即，如圖8所示，修正門(mén)電路5由調(diào)整PWM信號(hào)20的輸出(修PWM信號(hào)23的輸出)的禁止門(mén)電路34和使換流信號(hào)22延遲的換流信號(hào)延遲電路32構(gòu)成。
這時(shí)，禁止門(mén)電路34被構(gòu)成為由換流信號(hào)22禁止PWM信號(hào)20的輸出。而且將來(lái)自禁止門(mén)電路34的信號(hào)、即修PWM信號(hào)23作為PWM信號(hào)使用；將來(lái)自換流信號(hào)延遲電路32的信號(hào)、即修正換流信號(hào)24作為換流信號(hào)使用。
如圖8和圖9所示，換流信號(hào)22變成由換流信號(hào)延遲電路32延遲了Td2(Td2≥0.5Tg)的修正換流信號(hào)24(參照?qǐng)D9)從PWM電路2送出的PWM信號(hào)20在禁止門(mén)電路34中以換流信號(hào)22作為觸發(fā)信號(hào)、成為至少在從換流信號(hào)22的變化點(diǎn)開(kāi)始的時(shí)間Tm(Tm≥Td2+0.5Tg)內(nèi)強(qiáng)制性地變成“斷開(kāi)”信號(hào)的修PWM信號(hào)23(參照?qǐng)D9)具體地說(shuō)，如圖9所示，當(dāng)在PWM信號(hào)20“接通”時(shí)換流信號(hào)22從低電平變到高電平時(shí)，修PWM信號(hào)23以換流信號(hào)22(本實(shí)施例中是以換流信號(hào)22的上升沿)作為觸發(fā)信號(hào)而“斷開(kāi)”、在PWM信號(hào)20的下1個(gè)脈沖到來(lái)之前的時(shí)間內(nèi)由禁止門(mén)電路34使其變成低電平。
此外，圖中未示出，在經(jīng)過(guò)時(shí)間Tm后PWM信號(hào)20為高電平時(shí)，修PWM信號(hào)23“接通”、成為高電平。
再有，如圖9所示，當(dāng)在PWM信號(hào)20“斷開(kāi)”時(shí)換流信號(hào)從高電平變到低電平時(shí)，修PWM信號(hào)23在從換流信號(hào)22的變化點(diǎn)(本實(shí)施例中為換流信號(hào)22的下降沿的變化點(diǎn))開(kāi)始的時(shí)間Tm內(nèi)由禁止門(mén)電路34變成低電平，經(jīng)過(guò)時(shí)間Tm后“接通”。
通過(guò)將該修PWM信號(hào)23和修正換流信號(hào)24送入“與”電路6，可以避免上述偶然發(fā)生的強(qiáng)開(kāi)關(guān)浪涌，從而抑制開(kāi)關(guān)浪涌。
從可靠地抑制開(kāi)關(guān)浪涌的觀點(diǎn)出發(fā)，上述時(shí)間Td2設(shè)定成一般為T(mén)d2≥0.5Tg；較好為T(mén)d2≥0.8Tg；最好為T(mén)d2≥Tg。
從可靠地抑制開(kāi)關(guān)浪涌的觀點(diǎn)出發(fā)，上述時(shí)間Tm設(shè)定成一般為T(mén)m≥Td2+0.5Tg；較好為T(mén)m≥Td2+0.8Tg；最好Tm≥Td2+Tg。
在該實(shí)施例中，除了具有電路構(gòu)成簡(jiǎn)單和可以準(zhǔn)確地設(shè)定所希望的時(shí)間差的優(yōu)點(diǎn)之外，由于強(qiáng)制地“斷開(kāi)”P(pán)WM信號(hào)，所以還具有沒(méi)有實(shí)施例3中上述時(shí)間Tom的條件這樣的優(yōu)點(diǎn)。
(實(shí)施例5)圖10是本發(fā)明的電機(jī)控制裝置的修正門(mén)電路5的另1構(gòu)成例的框圖，圖11是在當(dāng)PWM信號(hào)20“接通”時(shí)換流信號(hào)22從低電平向高電平變化情況下表示圖10所示的修正門(mén)電路5內(nèi)的各信號(hào)的時(shí)序圖。圖12是在當(dāng)PWM信號(hào)20“斷開(kāi)”時(shí)換流信號(hào)22從低電平向高電平變化情況下表示圖10所示修正門(mén)電路5內(nèi)的各信號(hào)的時(shí)序圖。下面，根據(jù)圖10、圖11和圖12進(jìn)行說(shuō)明。
本實(shí)施例的修正門(mén)電路5具有在電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)PWM信號(hào)的變化點(diǎn)和換流信號(hào)的變化點(diǎn)之間設(shè)定時(shí)間差、且將上述換流信號(hào)的變化點(diǎn)作為PWM信號(hào)的“斷開(kāi)”時(shí)刻的功能。
即，如圖10所示，修正門(mén)電路5由調(diào)整PWM信號(hào)20的輸出(修PWM信號(hào)23的輸出)的禁止門(mén)電路34、使換流信號(hào)22延遲的換流信號(hào)延遲電路(第1換流信號(hào)延遲電路)32、和將由換流信號(hào)延遲電路32延遲了的換流信號(hào)(修正換流信號(hào)24)進(jìn)一步延遲的換流信號(hào)延遲電路(第2換流信號(hào)延遲電路)35構(gòu)成。
這時(shí)，禁止門(mén)電路34構(gòu)成為根據(jù)換流信號(hào)22禁止PWM信號(hào)的輸出、并根據(jù)換流信號(hào)延遲電路35來(lái)的信號(hào)允許PWM信號(hào)20的輸出。而且，將禁止門(mén)電路34來(lái)的信號(hào)即修PWM信號(hào)23作為PWM信號(hào)使用，將換流信號(hào)延遲電路32來(lái)的信號(hào)即修正換流信號(hào)24作為換流信號(hào)使用。
首先，說(shuō)明當(dāng)PWM信號(hào)20“接通”時(shí)換流信號(hào)22從低電平變到高電平時(shí)的情況。
如圖10和圖11所示，從解調(diào)電路4送出的換流信號(hào)22輸入禁止門(mén)電路34的同時(shí)輸入換流信號(hào)延遲電路32，由換流信號(hào)延遲電路32將其變成延遲了時(shí)間Td3的修正換流信號(hào)24(參照?qǐng)D11)該修正換流信號(hào)24由換流信號(hào)延遲電路35將其變成延遲了時(shí)間Td4的再延遲信號(hào)36(參照?qǐng)D11)，該再延遲信號(hào)36輸入禁止門(mén)電路34。
從PWM電路2送出的PWM信號(hào)20成為以上述換流信號(hào)22和再延遲信號(hào)36作為觸發(fā)信號(hào)、至少在從換流信號(hào)22的變化點(diǎn)開(kāi)始到再延遲信號(hào)的變化點(diǎn)為止的時(shí)間內(nèi)、由禁止門(mén)電路34強(qiáng)制性地使其變成斷開(kāi)信號(hào)的修正PWM信號(hào)23。
通過(guò)將該修PWM信號(hào)23和修正換流信號(hào)24送入“與”電路6，可以避免上述偶然發(fā)生的強(qiáng)開(kāi)關(guān)浪涌，從而抑制開(kāi)關(guān)浪涌。
此外，對(duì)于圖11所示的時(shí)序，換流信號(hào)24的變化點(diǎn)37和修PWM信號(hào)23的變化點(diǎn)38的時(shí)間差為T(mén)d3，修正換流信號(hào)24的變化點(diǎn)和修PWM信號(hào)23的變化點(diǎn)39的時(shí)間差為T(mén)d4。
其次，說(shuō)明PWM信號(hào)20“斷開(kāi)”時(shí)換流信號(hào)22從低電平變到高電平時(shí)的情況。
如圖10和圖12所示，這時(shí)和PWM信號(hào)20“接通”時(shí)換流信號(hào)22從低電平變到高電平的情況一樣，從PWM電路2送出的PWM信號(hào)20成為以換流信號(hào)22和再延遲信號(hào)36作為觸發(fā)信號(hào)、至少在從換流信號(hào)22的變化點(diǎn)到延遲信號(hào)36的變化點(diǎn)之間、由禁止門(mén)電路34強(qiáng)制性地使其變成“斷開(kāi)”信號(hào)的PWM信號(hào)23(參照?qǐng)D12)。該修PWM信號(hào)23和修正換流信號(hào)24送入“與”電路6。
對(duì)于圖12所示的時(shí)序，修正換流信號(hào)24的變化點(diǎn)37和修PWM信號(hào)23的變化點(diǎn)40的時(shí)間差為T(mén)d3，修正換流信號(hào)24的變化點(diǎn)37和修PWM信號(hào)23的變化點(diǎn)41的時(shí)間差為T(mén)d4。
上述時(shí)間Td3設(shè)定成一般為T(mén)d3≥0.5Tg；較好為T(mén)d3≥0.8Tg；最好為T(mén)d3≥Tg。時(shí)間Td4設(shè)定成一般為T(mén)d4≥0.5Tg；較好為T(mén)d4≥0.8Tg；最好為T(mén)d4≥Tg。這時(shí)，Td3和Td4可以一樣也可以不一樣。
該實(shí)施例除了具有電路構(gòu)成簡(jiǎn)單、可以準(zhǔn)確地設(shè)定所希望的上述時(shí)間差的優(yōu)點(diǎn)之外，由于強(qiáng)制性地使PWM信號(hào)“斷開(kāi)”，所以還具有沒(méi)有實(shí)施例3中上述時(shí)間Ton的條件的優(yōu)點(diǎn)。
而且，該實(shí)施例由于可以生成修PWM信號(hào)，該信號(hào)只是在必需而充分的時(shí)間內(nèi)使PWM信號(hào)20“斷開(kāi)”(低電平)，所以對(duì)PWM控制很有利。
此外，在上述各實(shí)施例中，由修正門(mén)電路5在PWM信號(hào)的變化點(diǎn)和換流信號(hào)的變化點(diǎn)之間設(shè)定時(shí)間差，而本發(fā)明也可以另外設(shè)置控制裝置(未圖示)作為修正裝置去代替修正門(mén)電路5，并通過(guò)該控制裝置在PWM信號(hào)的變化點(diǎn)和換流信號(hào)的變化點(diǎn)之間設(shè)定時(shí)間差。
這時(shí)，例如，事先在裝在控制裝置中的預(yù)定的存儲(chǔ)器(未圖示)中存儲(chǔ)用于在電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)PWM信號(hào)的變化點(diǎn)和換流信號(hào)的變化點(diǎn)之間設(shè)定時(shí)間差的程序，上述控制裝置執(zhí)行該程序，控制門(mén)驅(qū)動(dòng)電路1、PWM電路工藝的動(dòng)作，由此來(lái)設(shè)定上述時(shí)間差。作為上述控制裝置例如可以使用微處理器，作為上述存儲(chǔ)器，例如可以使用ROM、EEPROM等非易失性存儲(chǔ)器。下面說(shuō)明實(shí)施例6。
(實(shí)施例6)圖13是控制裝置的動(dòng)作流程圖(主程序)的主要部分，圖14是換流信號(hào)中斷處理時(shí)的控制裝置的動(dòng)作流程圖(子程序)。下面，根據(jù)這些流程圖進(jìn)行說(shuō)明。
如圖13所示，當(dāng)輸入與加給電機(jī)14的電壓目標(biāo)值對(duì)應(yīng)的指令電壓時(shí)，根據(jù)該指令電壓讀PWM指令值(步驟201(以下稱(chēng)S201))。
其次，執(zhí)行PWM處理(PWM子程序)(S202)。在該P(yáng)WM處理中，將PWM數(shù)據(jù)改寫(xiě)成PWM指令值。而且讀出改寫(xiě)后的PWM數(shù)據(jù)，根據(jù)該讀出的PWM數(shù)據(jù)輸出指定的時(shí)間比例的PWM信號(hào)，其后返回主程序。
其次，允許換流信號(hào)中斷處理(S203)。此外，在S203之后的指定的步驟中(在圖13所示的流程圖中省略了)禁止換流信號(hào)中斷處理。
當(dāng)在允許上述換流信號(hào)中斷處理的狀態(tài)下輸入換流信號(hào)中斷指令時(shí)，執(zhí)行換流信號(hào)中斷處理。根據(jù)從電機(jī)14的軸位置檢測(cè)器3送出的檢測(cè)信號(hào)21以指定的時(shí)序輸入該換流信號(hào)中斷指令。
如圖14所示，在換流信號(hào)的中斷處理中，首先判斷PWM信號(hào)是否“接通”(高電平)(S301)。
在上述S301中，當(dāng)判斷PWM信號(hào)是“接通”時(shí)，只使該P(yáng)WM信號(hào)即該P(yáng)WM脈沖“斷開(kāi)”(低電平)(S302)。
其次，使圖中未示出的定時(shí)器工作，等待到經(jīng)過(guò)事先設(shè)定的定時(shí)時(shí)間為止(S303)。該定時(shí)時(shí)間設(shè)為0.5Tg以上。由此，從PWM信號(hào)的下降沿到換流信號(hào)的上升沿的時(shí)間、即從PWM信號(hào)的變化點(diǎn)到換流信號(hào)的變化點(diǎn)的時(shí)間就成為0.5Tg以上。
其次，開(kāi)始輸出換流信號(hào)。即，使換流信號(hào)由低電平變成高電平(S304)。
接著，使定時(shí)器工作，等待到經(jīng)過(guò)事先設(shè)定的定時(shí)時(shí)間為止(S305)。該定時(shí)時(shí)間為0.5Tg以上的指定時(shí)間。因此，換流信號(hào)的變化點(diǎn)到PWM信號(hào)的變化點(diǎn)的時(shí)間便成為0.5Tg以上。
其次，允許輸出PWM信號(hào)(S306)。
在上述S301中當(dāng)判斷PWM信號(hào)是“斷開(kāi)”時(shí)，禁止PWM信號(hào)的輸出(S307)。
其次，輸出換流信號(hào)。即換流信號(hào)由低電平變到高電平(S308)。
接著，使定時(shí)器工作，等待到經(jīng)過(guò)預(yù)先設(shè)定的定時(shí)時(shí)間為止(S309)。該定時(shí)時(shí)間設(shè)為0.5Tg以上的指定時(shí)間。由此，從換流信號(hào)的上升沿到PWM信號(hào)的上升沿的時(shí)間、即換流信號(hào)的變化點(diǎn)到PWM信號(hào)的變化點(diǎn)的時(shí)間就成為0.5Tg以上。
其次，允許PWM信號(hào)輸出(S310)。
在上述S306或310之后返回主程序。
這樣的實(shí)施例也和上述實(shí)施例4、5一樣，通過(guò)在PWM信號(hào)的變化點(diǎn)和換流信號(hào)的變化點(diǎn)之間設(shè)定時(shí)間差且將換流信號(hào)的變化點(diǎn)作為PWM信號(hào)的“斷開(kāi)”時(shí)刻，可以避免偶然發(fā)生的強(qiáng)開(kāi)關(guān)浪涌，從而抑制開(kāi)關(guān)浪涌。而且，由于通過(guò)定時(shí)器設(shè)定待機(jī)時(shí)間(換流信號(hào)的延遲時(shí)間等)在0.5Tg以上從而使時(shí)間差在0.5以上，所以可以可靠地抑制開(kāi)關(guān)浪涌。
此外，當(dāng)程序可以改寫(xiě)時(shí)，本實(shí)施例還可以適當(dāng)改變程序。這時(shí)，不僅可改寫(xiě)整個(gè)程序還可以改寫(xiě)程序的一部分，例如改寫(xiě)定時(shí)時(shí)間。
而且，在本實(shí)施例中，由于省略了修正門(mén)電路5所以電路構(gòu)成更簡(jiǎn)單了。
在本實(shí)施例中，雖然將各待機(jī)時(shí)間設(shè)定在0.5Tg以上，但也可以將各待機(jī)時(shí)間設(shè)定為0.8Tg以上、特別是在1Tg以上，從而可以更加提高可靠性。
還有，在本實(shí)施例中，程序是存儲(chǔ)在裝在控制裝置內(nèi)部的存儲(chǔ)器中，但在本發(fā)明中程序也可以存儲(chǔ)在磁記錄媒體、光記錄媒體、光磁記錄媒體等各種記錄媒體以及IC存儲(chǔ)卡等各種存儲(chǔ)媒體中。
以上，根據(jù)圖示的構(gòu)成例說(shuō)明了本發(fā)明的電機(jī)控制裝置，但本發(fā)明并不局限于此。
例如，在本發(fā)明中，也可以構(gòu)成為使電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)PWM信號(hào)的變化點(diǎn)和換流信號(hào)的變化點(diǎn)的時(shí)間差不到0.5Tg。
按照以上所述的本發(fā)明的電機(jī)控制裝置，通過(guò)使該裝置備有修正裝置，該修正裝置具有在電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)PWM信號(hào)的變化點(diǎn)和換流信號(hào)的變化點(diǎn)之間設(shè)定時(shí)間差的功能，可以避免偶然發(fā)生的強(qiáng)的開(kāi)關(guān)浪涌，從而可以抑制開(kāi)關(guān)浪涌。
因此，進(jìn)而可以使功率元件的耐壓降低、使功率元件的開(kāi)關(guān)速度提高，結(jié)果，可以進(jìn)一步提高變換器的效率從而有助于提高裝置的性能和可靠性。
此外，由于抑制了開(kāi)關(guān)浪涌，所以對(duì)防止電磁波的干擾也很有利，可以削減甚至取消用于電磁屏蔽的裝置。
權(quán)利要求
1.一種電機(jī)控制裝置，其特征在于，利用PWM控制變換器控制電機(jī)的驅(qū)動(dòng)，該電機(jī)控制裝置具有修正裝置，該修正裝置具有在電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)PWM信號(hào)的變化點(diǎn)和換流信號(hào)的變化點(diǎn)之間設(shè)定時(shí)間差的功能。
2.權(quán)利要求1記載的電機(jī)控制裝置，其特征在于，上述修正裝置具有將上述換流信號(hào)的變化點(diǎn)作為PWM信號(hào)的“斷開(kāi)”時(shí)刻的功能。
3.權(quán)利要求1或2中記載的電機(jī)控制裝置，其特征在于，上述修正裝置至少修正上述PWM信號(hào)和換流信號(hào)中的1個(gè)。
4.權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)記載的電機(jī)控制裝置，其特征在于，上述修正裝置具有換流信號(hào)延遲電路和PWM信號(hào)延遲電路。
5.權(quán)利要求4中記載的電機(jī)控制裝置，其特征在于，上述換流信號(hào)延遲電路被構(gòu)成為根據(jù)來(lái)自上述PWM信號(hào)延遲電路的信號(hào)使上述換流信號(hào)延遲，將來(lái)自上述換流信號(hào)延遲電路的信號(hào)作為換流信號(hào)使用。
6.權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)記載的電機(jī)控制裝置，其特征在于，上述修正裝置具有調(diào)整PWM信號(hào)輸出的禁止門(mén)電路和換流信號(hào)延遲電路。
7.權(quán)利要求6中記載的電機(jī)控制裝置，其特征在于，上述禁止門(mén)電路被構(gòu)成為根據(jù)上述換流信號(hào)禁止上述PWM信號(hào)的輸出，將來(lái)自上述換流信號(hào)延遲電路的信號(hào)作為換流信號(hào)使用。
8.權(quán)利要求1至3的任一項(xiàng)中記載的電機(jī)控制裝置，其特征在于，上述修正裝置具有調(diào)整PWM信號(hào)輸出的禁止門(mén)電路、使換流信號(hào)延遲的第1換流信號(hào)延遲電路和將由上述第1換流信號(hào)延遲電路延遲過(guò)的換流信號(hào)進(jìn)一步延遲的第2換流信號(hào)延遲電路。
9.權(quán)利要求8中記載的電機(jī)控制裝置，其特征在于，上述禁止門(mén)電路被構(gòu)成為由上述換流信號(hào)禁止上述PWM信號(hào)的輸出；由來(lái)自上述第2換流信號(hào)延遲電路的信號(hào)允許上述PWM信號(hào)的輸出，將來(lái)自上述第1換流信號(hào)延遲電路的信號(hào)作為換流信號(hào)使用。
10.權(quán)利要求1至3的任一項(xiàng)中記載的電機(jī)控制裝置，其特征在于，上述修正裝置是具有存儲(chǔ)程序的存儲(chǔ)器的控制裝置，上述程序用于在電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)PWM信號(hào)的變化點(diǎn)和換流信號(hào)的變化點(diǎn)之間設(shè)定時(shí)間差，該控制裝置被構(gòu)成為通過(guò)執(zhí)行上述程序來(lái)設(shè)定上述時(shí)間差。
11.權(quán)利要求10中記載的電機(jī)控制裝置，其特征在于，上述控制裝置具有判別上述PWM信號(hào)是“接通”還是“斷開(kāi)”的功能，根據(jù)該判定結(jié)果進(jìn)行處理。
12.權(quán)利要求11中記載的電機(jī)控制裝置，其特征在于，上述控制裝置當(dāng)有上述換流信號(hào)的輸入時(shí)，在上述PWM信號(hào)是“接通”的情況下，使該P(yáng)WM信號(hào)變成“斷開(kāi)”，在該P(yáng)WM信號(hào)是“斷開(kāi)”的期間內(nèi)上述換流信號(hào)開(kāi)始輸出，在上述PWM信號(hào)是“斷開(kāi)”的情況下，在上述換流信號(hào)的輸出開(kāi)始之后允許上述PWM信號(hào)輸出。
13.權(quán)利要求1至12的任一次中記載的電機(jī)控制裝置，其特征在于，當(dāng)假定上述PWM控制變換器的功率元件的開(kāi)關(guān)時(shí)間為T(mén)g時(shí)，上述時(shí)間差大于0.5Tg。
全文摘要
提供一種電機(jī)控制裝置，該裝置能避免成為提高PWM控制變換器效率的障礙的偶發(fā)性強(qiáng)開(kāi)關(guān)浪涌，能抑制開(kāi)關(guān)浪涌。該電機(jī)控制裝置具有PWM控制變換器和檢測(cè)電機(jī)(14)回轉(zhuǎn)軸位置的軸位置檢測(cè)器(3)。PWM控制變換器的門(mén)驅(qū)動(dòng)電路(1)由解調(diào)電路(4)、修正門(mén)電路(5)和“與”電路(6)構(gòu)成。由上述修正門(mén)電路(5)設(shè)定電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)PWM信號(hào)的變化點(diǎn)和換流信號(hào)的變化點(diǎn)之間的時(shí)間差。
文檔編號(hào)H02P6/12GK1138245SQ9610371
公開(kāi)日1996年12月18日 申請(qǐng)日期1996年3月22日 優(yōu)先權(quán)日1995年3月24日
發(fā)明者神名重男, 植竹昭仁 申請(qǐng)人:精工愛(ài)普生株式會(huì)社