本发明涉及马达控制电路和冰箱。
背景技术：
以往，在冰箱等各种电器中搭载有各种马达，还一并搭载有用于对马达进行驱动控制的马达控制电路。在日本公开公报第2015-94510号公报中公开了冰箱所搭载的马达控制电路的一例。
专利文献1的冰箱具有制冰马达、供水马达、以及用于对这些马达进行驱动控制的控制部。制冰马达是驱动制冰装置的制冰盘的马达。供水马达内置于供水泵中。当驱动供水马达时，供水泵从供水箱吸取水，将水供给到制冰盘。
控制部具有：制冰马达驱动器，其驱动制冰马达；供水马达驱动器，其驱动供水马达；以及微计算机。微计算机控制制冰马达驱动器和供水马达驱动器。
但是，在上述专利文献1中，控制部为了驱动制冰马达和供水马达而分别具有驱动器。由此，输出控制各驱动器的控制信号的微计算机的端口的数量增加。此外，在对冰箱中的其它马达(压缩机用马达、风扇用马达等)也同样分别设置驱动器时，驱动器的数量进一步增加，微计算机的端口数量也进一步增加。由此，产生安装控制部的电路板大型化、成本上升的问题。
技术实现要素：
鉴于上述状况，本发明的目的在于提供一种能够实现电路板的小型化和成本减少的马达控制电路。
本发明的例示性的马达控制电路具有：微计算机；驱动器，其被输入从所述微计算机输出的信号作为输入信号，根据所述输入信号将输出信号输出到多个驱动对象；以及开关部，其通过所微计算机的控制对是否针对每个所述驱动对象输出所述输出信号进行切换。
根据本发明的例示性的马达控制电路，能够实现电路板的小型化和成本减少。
根据以下的本发明优选实施方式的详细说明，参照附图，可以更清楚地理解本发明的上述及其他特征、要素、步骤、特点和优点。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的冰箱的概略侧面剖视图。
图2是示出包含本发明的一个实施方式的马达控制电路的控制系统的结构的框图。
图3是示出输出信号的电平的组合与第1风门或第2风门的步进马达的驱动状态之间的对应关系的一例的表。
图4是示出输出信号的电平的组合与供水螺线管的驱动状态之间的对应关系的一例的表。
图5是示出输出制冰盘旋转马达用的输出信号的电平的组合的一例的表。
图6是例示性地示出各驱动对象的控制时机的时间序列的图。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的例示性的实施方式。这里，作为搭载马达控制电路的电器的一例，列举冰箱进行说明。
<1.冰箱的结构>
图1是本发明一个实施方式的冰箱100的概略侧面剖视图。另外，箭头S表示冷气的流动。冰箱100设置在地板面F上。在冰箱100的上部配置有利用门102A进行开闭的冷蔵室102。在冰箱100的下方配置有利用门103A进行开闭的冷冻室103。
冷蔵室102维持为冷蔵温度(例如3℃)，对贮存物进行冷蔵保存。在冷蔵室102内设置有载置贮存物的多个托盘160。在门102A上设置有多个收纳袋(未图示)。
冷冻室103利用隔热墙107与冷蔵室102隔离，维持为冰点以下，对贮存物进行冷冻保存。在冷冻室103中设置有收纳贮存物的多个收纳壳体170。收纳壳体170利用设置于冷冻室103内的两侧壁的导轨(未图示)支承为能够在前后方向上移动。
在冷冻室103的背后设置有机械室150。在机械室150内配置有压缩机157。冷凝器、膨胀器(均未图示)和冷却器158与压缩机157连接，通过压缩机157的驱动使异丁烷等制冷剂循环，从而使制冷循环运转。由此，冷却器158成为制冷循环的低温侧。
在冷冻室103的背后设置有利用背面板106A分隔的冷气通道131。在冷蔵室102的背后设置有冷气通道132，该冷气通道132利用背面板106B分隔，与冷气通道131连通。在冷气通道131的下部配置有冷却器158。成为制冷循环的低温侧的冷却器158与在冷气通道131中流通的空气进行热交换，从而生成冷气。
在冷气通道131中的冷却器158的上方配置有风扇101。风扇101从下方吸入冷气，朝上方排出。在风扇101的排气侧配置有第2风门112，该第2风门112设置于背面板106A。第2风门112是通过进行开闭对是将在冷气通道131中流通的冷气引导到冷冻室103内还是切断进行切换的装置。在背面板106A中，在第2风门112的下方设置有返回口133。
引导到冷冻室103内的冷气对收纳壳体170内的贮存物进行冷却，从返回口133流出，返回到冷却器158的下部。另外，在第2风门112中通过的冷气还被引导到后述的制冰室171内。
在背面板106B的上方配置有第1风门111。由风扇101排出的冷气通过隔热墙107，在冷气通道132内流通。第1风门111是通过进行开闭对是将在冷气通道132中流通的冷气引导到冷蔵室102内还是切断进行切换的装置。
引导到冷蔵室102内的冷气对载置在托盘160上的贮存物进行冷却，通过与冷蔵室102联结的未图示的返回通风道，返回到冷却器158的下方。
此外，冰箱100具有用于制造冰的制冰机120。制冰机120具有贮水箱121、供水部122、供水管123和制冰部124。
贮水箱121是贮存用于制冰的水的箱，配置在冷蔵室102内。利用在冷蔵室102内流通的冷气，对贮水箱121所贮存的水进行冷却。贮水箱121例如通过透明树脂进行成型，能够相对于冷蔵室102内进行取出/放入。
制冰部124配置在制冰室171内，该制冰室171配置在冷冻室103内。制冰部124具有制冰盘124A、制冰盘驱动部124B和贮冰容器124C。
供水部122配置在贮水箱121的底部，通过开闭控制对是否使由贮水箱121贮存的水流到供水管123进行切换。供水管123将利用成为开状态的供水部122流入的水引导到制冰盘124A。
被引导并收纳到制冰盘124A的水在通过冷气成为了冰点以下的制冰室171内冻结而成为冰。制冰盘驱动部124B对制冰盘124A进行旋转驱动。制冰盘124A在被扭转的同时被进行旋转驱动，由此，使冰从制冰盘124A脱离，下落并收纳到贮冰容器124C中。制冰盘124A由聚丙烯等形成，具有挠性。贮冰容器124C能够相对于冷冻室103进行取出/放入。
<2.马达控制电路的结构>
接着，对搭载于如上所述的结构的冰箱100的马达控制电路的结构进行说明。图2是示出包含搭载于冰箱100的本实施方式的马达控制电路10的控制系统的结构的框图。
马达控制电路10是对压缩机157、风扇101、第1风门111、第2风门112、供水螺线管122A和制冰盘旋转马达1241进行驱动控制的电路，安装在未图示的电路板上。
马达控制电路10具有微计算机1、栅极驱动器2、逆变器3、PWM电路4、共同驱动器5、开关部6和解码器7。
逆变器3是具有3组由串联连接的2个开关元件(未图示)构成的组的结构，通过利用栅极驱动器2驱动各开关元件，将驱动信号输出到压缩机157。上述开关元件例如使用了MOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor：场效应型晶体管)或IGBT(insulated gate bipolar transistor：绝缘栅型双极晶体管)。更具体而言，压缩机157具有未图示的三相无刷DC马达，逆变器3通过将U相驱动信号、V相驱动信号和W相驱动信号输出到上述DC马达，驱动上述DC马达。由此，压缩机157的上述DC马达利用逆变器3例如进行正弦波驱动。
微计算机1将控制信号从规定的端口输出到栅极驱动器2。栅极驱动器2根据从微计算机1输出的控制信号，将栅极电压信号输出到构成逆变器3的各开关元件的栅极。
PWM电路4根据从微计算机1的规定端口输出的控制信号，将PWM信号输出到风扇101。风扇101具有送风用的叶轮(impeller)、以及用于对叶轮进行旋转驱动的马达(均未图示)。PWM电路4通过将PWM信号输出到上述马达，驱动上述马达。
共同驱动器5被设置为共用于第1风门111、第2风门112、供水螺线管122A和制冰盘旋转马达1241的驱动。共同驱动器5被输入作为从微计算机1的规定端口输出的控制信号的输入信号IN1～IN4。共同驱动器5根据输入的输入信号IN1～IN4，输出输出信号OUT1～OUT4。
开关部6构成为包含开关6A～开关6D。解码器7将从微计算机1的规定端口通过串行通信输出的控制信号转换为分别单独控制开关6A～开关6D的控制信号。
开关6A根据来自解码器7的控制信号，对是否将从共同驱动器5输出的输出信号OUT1～OUT4输出到第1风门111进行切换。第1风门111具有未图示的步进马达，通过步进马达的驱动来控制第1风门111的开闭。输出信号OUT1～OUT4经由已接通的开关6A而被输出到上述步进马达。上述步进马达与输出信号OUT1～OUT4的电平的切换对应地旋转相当于1步的规定角度。通过1步的重复使步进马达旋转，经由与步进马达连接的齿轮使第1风门111进行开闭。第1风门111例如花5秒左右的时间进行开闭。
开关6B根据来自解码器7的控制信号，对是否将从共同驱动器5输出的输出信号OUT1～OUT4输出到第2风门112进行切换。第2风门112具有未图示的步进马达，通过步进马达的驱动来控制第2风门112的开闭。输出信号OUT1～OUT4经由已接通的开关6B而被输出到上述步进马达。第2风门112也与第1风门111同样地被进行开闭控制。
开关6C根据来自解码器7的控制信号，对是否将从共同驱动器5输出的输出信号OUT1、OUT2输出到供水螺线管122A进行切换。供水螺线管122A设置于供水部122。供水螺线管122A通过输出信号OUT1、OUT2而被驱动，由此控制供水部122的开闭。更具体而言，供水螺线管122A具有线圈和铁芯，铁芯与输出信号OUT1、OUT2的电平相应地在与在线圈中流过的电流的方向对应的方向上移动。
开关6D根据来自解码器7的控制信号，对是否将从共同驱动器5输出的输出信号OUT2、OUT3输出到制冰盘旋转马达1241进行切换。制冰盘旋转马达1241设置于制冰盘驱动部124B。制冰盘旋转马达1241通过输出信号OUT2、OUT3而被驱动，由此进行制冰盘124A的旋转控制。
解码器7将来自微计算机1的基于串行通信的控制信号转换为单独控制各个开关6A～6D的控制信号，因此，能够抑制微计算机1的端口数量。另外，也可以替代解码器7，例如使用将来自微计算机1的I2C信号转换为开关6A～6B用的各控制信号的端口扩展设备。
<3.驱动对象的控制>
接着，叙述作为马达控制电路10的驱动对象的压缩机157、风扇101、第1风门111的马达、第2风门112的马达、供水螺线管122A和制冰盘旋转马达1241的控制方法。
共同驱动器5根据从微计算机1输入的输入信号IN1～IN4的H(高电平)、L(低电平)、断开(OPEN)的组合，利用H、L、打开的组合输出输出信号OUT1～OUT4。即，微计算机1能够通过控制输入到共同驱动器5的输入信号IN1～IN4，控制输出信号OUT1～OUT4。另外，在开关6A～6D断开的情况下，输出到对应的驱动对象的信号为断开(OPEN)。
<3.1第1风门的控制>
在冷蔵室102中设置有冷蔵室温度传感器11。在微计算机1根据由冷藏室温度传感器11检测出的冷藏室102的温度来检测出冷藏室102的温度上升时，开始第1风门111的控制。
这里，微计算机1通过将控制信号输出到栅极驱动器2，使压缩机157起动，开始压缩机157的驱动控制。与此同时，微计算机1通过将控制信号输出到PWM电路4，使风扇101起动，开始风扇101的驱动控制。由此，通过制冷循环的驱动，利用冷却器158产生冷气，所产生的冷气被风扇101向上方排出。
这时，为了使开关6A接通、使其它开关6B～6D断开，微计算机1能够将控制信号输出到解码器7，经由开关6A将从共同驱动器5输出的输出信号OUT1～OUT4输出到第1风门111。在该状态下，微计算机1通过控制输入到共同驱动器5中的输入信号IN1～IN4，控制输出信号OUT1～OUT4，从而进行第1风门111的开闭控制。更具体而言，第1风门111首先从闭状态变为开状态。
由此，由风扇101排出、经由冷气通道131、132流通的冷气通过成为了开状态的第1风门111而流入到冷蔵室102内，对冷蔵室102进行冷却。而且，在微计算机1根据冷蔵室温度传感器11的检测结果判定为冷蔵室102已充分冷却时，微计算机1使压缩机157和风扇101停止。这时，微计算机1通过控制输入信号IN1～IN4，控制成使第1风门111从开状态变为闭状态，并且，为了使全部开关6A～6D断开，将控制信号输出到解码器7。由此，停止冷气的产生，完成第1风门111的控制。
这里，图3示出输出信号OUT1～OUT4的电平的组合与第1风门111的步进马达的驱动状态之间的对应关系的一例。如图3所示，在输出信号OUT1～OUT4为H、L的组合情况下，步进马达成为对应的步进状态。此外，在输出信号OUT1～OUT4全部为断开(OPEN)的情况下，步进马达成为备用状态。第1风门111的开闭状态根据步进马达的步进状态而确定。
<3.2第2风门的控制>
在冷冻室103中设置有冷冻室温度传感器12。在微计算机1根据由冷冻室温度传感器12检测出的冷冻室103的温度而检测出冷冻室103的温度上升时，开始第2风门112的控制。
这里，与上述同样，微计算机1使压缩机157和风扇101起动。由此，利用冷却器158产生冷气，所产生的冷气被风扇101向上方排出。
这时，为了使开关6B接通、使其它开关6A、6C、6D断开，微计算机1能够将控制信号输出到解码器7，经由开关6B将从共同驱动器5输出的输出信号OUT1～OUT4输出到第2风门112。在该状态下，微计算机1通过控制输入到共同驱动器5中的输入信号IN1～IN4，控制输出信号OUT1～OUT4，从而进行第2风门112的开闭控制。更具体而言，第2风门112首先从闭状态变为开状态。
由此，由风扇101排出的冷气通过成为了开状态的第2风门112而流入到冷冻室103内，对冷冻室103进行冷却。而且，在微计算机1根据冷冻室温度传感器12的检测结果判定为冷冻室103已充分冷却时，微计算机1使压缩机157和风扇101停止。这时，微计算机1通过控制输入信号IN1～IN4，控制成使第2风门112从开状态变为闭状态，并且，为了使全部开关6A～6D断开，将控制信号输出到解码器7。由此，停止冷气的产生，完成第2风门112的控制。
另外，输出信号OUT1～OUT4的电平的组合与第2风门112的步进马达的驱动状态之间的对应关系的一例是上述的图3。
<3.3制冰机的控制>
这里，对制冰机120中的控制进行说明。制冰盘温度传感器13设置于制冰部124，检测制冰盘124A的温度。在微计算机1根据制冰盘温度传感器13的检测结果而判定为制冰已完成时，为了使开关6D接通、使其它开关6A～6C断开，微计算机1将控制信号输出到解码器7。由此，能够经由开关6D将输出信号OUT2、OUT3输出到制冰盘旋转马达1241。这时，微计算机1通过控制输入信号IN1～IN4，进行输出到制冰盘旋转马达1241的输出信号OUT2、OUT3的控制，进行制冰盘旋转马达1241的驱动控制。由此，利用制冰盘旋转马达1241对制冰盘124A进行旋转控制，冰从制冰盘124A脱离而收纳到贮冰容器124C中。
图5示出输出输出信号OUT1～OUT3的电平的组合的一例。这样的电平的组合的输出信号OUT2、OUT3被输出到制冰盘旋转马达1241，由此控制制冰盘旋转马达12的驱动。
在制冰盘旋转马达1241的驱动控制结束时，为了使全部开关6A～6D断开，微计算机1将控制信号输出到解码器7。
然后，微计算机1开始基于供水螺线管122A的供水控制。为了使开关6C接通、使其它开关6A、6B、6D断开，微计算机1将控制信号输出到解码器7。由此，能够经由开关6C将输出信号OUT1、OUT2输出到供水螺线管122A。
这时，微计算机1通过控制输入信号IN1～IN4，进行输出到供水螺线管122A的输出信号OUT1、OUT2的控制，从而进行供水螺线管122A的驱动控制。由此，供水部122从闭状态变为开状态，在从贮水箱121向制冰盘124A供给水以后，供水部122从开状态变为闭状态，停止水的供给。供给到制冰盘124A的水被冻结，由此制造冰。
这里，图4示出输出信号OUT1、OUT2的电平的组合与供水螺线管122A的驱动状态之间的对应关系的一例。
在供水螺线管122A的驱动控制结束时，为了使全部开关6A～6D断开，微计算机1将控制信号输出到解码器7。
这样，使制冰盘124A旋转的控制以及由供水部122供水的控制一连串地进行。
<3.4各驱动对象的控制时机>
这里，叙述进行上述的第1风门111、第2风门112、供水螺线管122A和制冰盘旋转马达1241的各控制的控制时机。
图6是示出上述控制时机的一例的图。在图6所示的例子中，在第1风门111的控制时机和第2风门112的控制时机之间，进行两次制冰盘旋转马达1241和供水螺线管122A的一连串的控制。第1风门111和第2风门112的控制时机的发生频率较低、且其控制时间较短。因此，能够在第1风门111和第2风门112的控制时机之间，进行制冰机120中的控制。
因此，基本上不产生第1风门111、第2风门112、供水螺线管122A和制冰盘旋转马达1241的各控制时机重叠的情况。因此，通过微计算机1的控制由开关部6选择1个驱动对象，能够利用共同驱动器5对所选择的驱动对象进行驱动控制。即，即使未针对第1风门111、第2风门112、供水螺线管122A和制冰盘旋转马达1241分别单独设置驱动器，也能够利用共同化的共同驱动器5进行驱动控制。
此外，第1风门111的马达、第2风门112的马达、供水螺线管122A和制冰盘旋转马达1241的各驱动电压的可使用范围例如与12V～15V重叠，因此，能够将使用的驱动电压共同化为例如12V。在这方面也能够进行驱动器的共同化。
通过这样的驱动器的共同化，能够减少微计算机1的端口数量。由此，能够实现安装有马达控制电路10的电路板的小型化和成本的降低。
另外，在假设第1风门111或第2风门112的控制时机与制冰机120中的控制时机重叠的情况下，微计算机1使风门的控制优先地进行控制。即，在首先进行风门的控制之后，再进行制冰机120中的控制。由此，能够优先进行作为冰箱的功能而重要度较高的冷却控制。
此外，如上所述，由于压缩机157和风扇101被同步控制，所以控制时机重叠，因此，无法使驱动器共同化，设置了逆变器3和PWM电路4这样的单独的驱动器。
<4.本实施方式的作用效果>
如上所述，本实施方式的马达控制电路10具有：微计算机1；驱动器5，其被输入从所述微计算机输出的信号，作为输入信号IN1～IN4，根据所述输入信号将输出信号OUT1～OUT4输出到多个驱动对象111、112、122A、1241；以及开关部6，其通过所述微计算机的控制对是否针对每个所述驱动对象输出所述输出信号进行切换。
如果多个驱动对象分别是驱动时机不重叠的驱动对象，则能够利用一个驱动器进行如下处理：选择性地控制进行驱动的驱动对象马达。因此，能够使驱动器共同化，因此，可减少微计算机的端口数量，实现电路板的小型化和成本的降低。
此外，在上述结构中，所述开关部还具有转换部7，该转换部针对多个所述驱动对象中的每一个具有开关6A～6D，将从所述微计算机经由一个控制线而输出的控制信号转换为多个所述开关中的每一个的控制信号。由此，能够进一步减少微计算机的端口数量。
此外，上述结构的马达控制电路搭载于冰箱100，其中，多个所述驱动对象是至少一个冷气风门用马达、制冰机120中的供水螺线管和所述制冰机中的制冰盘旋转马达。
冷气风门用马达的控制时机不频繁且控制时间较短，因此，能够在冷气风门用马达的控制时机之间，进行制冰机用的供水螺线管和制冰盘旋转马达的控制。因此，各驱动对象的控制时机不重叠，因此，适于驱动器的共同化。
此外，在上述结构中，在所述冷气风门用马达的控制时机与所述供水螺线管或所述制冰盘旋转马达中的任意一个的控制时机重叠的情况下，所述微计算机控制所述开关部，使得优先选择所述冷气风门用马达。由此，能够使对冰箱而言更加重要的冷却控制优先。
此外，本实施方式的冰箱100具有：压缩机157，其在制冷循环中被配置；风扇101，其配置于冷气流过的通道；冷气风门111、112；制冰机120；以及上述结构的马达控制电路10，所述马达控制电路分别具有驱动所述压缩机的驱动器3、以及驱动所述风扇的驱动器4。
压缩机和风扇被连动控制，因此，无法使驱动器共同化，但驱动冷气风门用马达、制冰机用的供水螺线管和制冰盘旋转马达的驱动器能够共用。
<5.其它>
以上，对本发明的实施方式进行了说明，但只要是本发明的宗旨的范围内，则能够对实施方式进行各种变更。
在上述实施方式中，作为搭载有马达控制电路的电气设备，设为了冰箱，但是，除此以外，还能够应用于空调、马桶、洗衣机和洗碗机等各种电器。
由马达控制电路中的共同驱动器驱动的多个驱动对象取决于应用的电器而不同。关于该驱动对象，选择控制时机基本上不重叠的驱动对象。在电器为空调的情况下，驱动对象是百叶板、自动清洁系统、人感传感器等。此外，在电器为马桶的情况下，驱动对象是盖的自动开闭机构、温水冲洗马桶座装置、干燥风扇等。此外，在电器为洗衣机的情况下，驱动对象是供水泵、柔软剂投入机构、盖锁定机构等。此外，在电器为洗碗机的情况下，驱动对象是注水泵、干燥风扇等。
此外，在驱动对象的控制时机重叠的情况下，可以按照基于驱动时间和驱动频率中的至少任意一个的优先级依次驱动驱动对象。例如，可提高驱动时间较短、以及驱动频率较高的驱动对象的优先级。
产业上的可利用性
本发明例如能够适当地用于冰箱所搭载的马达控制电路。