专利名称：具有待机电流降低电路的电动机的制作方法
技术领域：
本发明属于涉及具有逆变器电路及其控制电路的电动机的技术领域。
背景技术：
以往以来，作为无刷直流电动机的驱动装置，公知存在具有向该直流电动机供给驱动电流的逆变器电路、和用于控制该逆变器电路的控制电路的驱动装置。在这种驱动装置中，为了降低在电动机停止过程中从控制电源流向控制电路的待机电流，迄今为止提出了各种技术。例如，在日本特开平11-311436号公报所公开的电动机驱动装置中，针对控制电路，在电流供给路径中设置具有机械式开闭开关的电流截断电路，在电动机停止时，通过 MCU(微型计算机)断开该开闭开关。专利文献1日本特开平11-311436号公报但是，在上述专利文献1所示的电动机驱动装置中，作为电流截断电路的构成要素，需要机械式开闭开关和MCU(微型计算机单元)，因此存在电流截断电路复杂化、大型化的问题。
发明内容
本发明的目的在于通过小型且简单的结构实现能够降低电动机的待机电流的结构。具体而言，第一发明的电动机具有电动机主体，其具有转子和定子线圈；逆变器电路，其向上述电动机主体的定子线圈供给驱动电流；控制电路，其控制上述逆变器电路； 以及电流截断电路，其包含开关元件，该开关元件构成为能够在导通状态和截断状态之间切换控制电源与上述控制电路之间的电流供给路径，上述控制电源向上述控制电路供给电流，上述电流截断电路构成为从电动机外输入用于驱动上述电动机主体的信号，并且构成为在该信号的信号电平处于与上述电动机主体的停止状态对应的电动机停止电平时，通过上述开关元件将上述电流供给路径设为截断状态，另一方面，在上述信号电平不处于上述电动机停止电平时，通过上述开关元件将上述电流供给路径设为导通状态。根据上述结构，在电动机主体处于停止状态时，用于驱动上述电动机的信号的信号电平成为电动机停止电平，通过上述电流截断电路截断控制电源和控制电路之间的电流供给路径。由此，能够在电动机停止中防止待机电流从控制电源流向控制电路，从而提高节能性。此外，为了截断上述电流供给路径，利用与机械式的继电器开关相比空间效率优异的开关元件，由此能够实现电流截断电路的小型化。此外，能够通过简单的电路结构截断上述控制电源和控制电路之间的电流供给路径，而无需使用MCU等。此外，将上述电流截断电路、逆变器电路以及控制电路等电路类，和电动机主体设置在一个电动机中，由此能够实现电动机的小型化。
以上，根据第1发明的无刷直流电动机，在控制电源和控制电路之间的电流供给路径中设置包含在电动机停止时截断该电流供给路径的开关元件的电流截断电路，将该电流截断电路、逆变器电路以及控制电路等电路类，和电动机主体设置在一个电动机中，由此能够通过紧凑且简单的结构实现能够降低电动机的待机电流的结构。
图1是示出本发明实施方式的电动机结构的框图。图2是示出待机电流降低电路的结构的电路图。图3是示出控制用电压、和从控制电源流向控制电路的电流之间的关系的曲线图。图4是示出实施方式1的变形例的图2的等效图。图5是示出实施方式2的图2的等效图。图6是示出实施方式3的图2的等效图。图7是示出实施方式4的图2的等效图。图8是示出实施方式5的图2的等效图。图9是示出实施方式5的变形例的图2的等效图。图10是示出实施方式6的图1的等效图。图11是示出实施方式6的变形例的图1的等效图。图12是示出实施方式6的变形例的图2的等效图。图13是示出实施方式6的变形例的电动机动作的时序图。标号说明1 无刷直流电动机；2 :电动机主体；4 逆变器电路；5 控制电路；6 开关元件； 8 位置检测部(位置检测电路)；9 定时控制部(驱动信号形成电路)；10 上臂驱动电路； 11 下臂驱动电路；14 通电信号形成部(驱动信号形成电路)；13 待机电流降低电路；22 MOS晶体管(开关元件)；205 调节器(调节器电路)；Vcc 控制电源的电压；Vm :电动机电源的电压；Vsp 速度指令电压；Vr 旋转信号。
具体实施例方式《实施方式1》(整体结构)图1示出本发明实施方式的电动机。该电动机1是所谓的无刷直流电动机(以下简称作电动机)1，具有电动机主体2、和用于驱动电动机主体2的驱动电路3。电动机主体2具有转子和三相的定子线圈以及覆盖该定子等构成部件的大致圆筒状的电动机壳体(省略图示)。上述驱动电路3安装在配设在电动机壳体内的基板上。驱动电路3具有向电动机主体2的各相定子线圈提供驱动电流的逆变器电路4、控制逆变器电路4的控制电路5以及后述的待机电流降低电路13。逆变器电路4由6个开关元件6构成，根据从控制电路5输出的控制信号，切换各开关元件6的驱动定时。由此，逆变器电路4根据从未图示的电动机电源提供的电动机电压Vm，向电动机主体2的各层定子线圈提供具有预定相位的电流。控制电路5由控制IC构成，通过从未图示的控制电源提供的直流的控制用电压 Vcc驱动。控制电源具有能够根据来自后述的位置检测部8的检测信号判断电动机1的动作状态(运转及停止)的控制部。该控制部在判断为电动机正在运转时，将其电源电压即控制用电压Vcc控制为第一电源电压El (例如15V)，另一方面，在判断为电动机1停止时，将控制用电压Vcc控制为比该第一电源电压El低的第二电源电压E2 (例如7 8V)。上述控制电路5根据从电动机1的外部输入的速度指令电压Vsp，向逆变器电路4 输出控制信号。由此，控制电路5能够以与上述速度指令电压Vsp对应的旋转速度驱动电动机主体2。具体而言，如图1所示，上述控制电路5具有PWM信号生成部7、位置检测部8、定时控制部9、三角波振荡电路12、通电信号形成部14、上臂驱动电路10和下臂驱动电路11。上述PWM信号生成部7构成为将上述速度指令电压Vsp与三角波进行比较，从而生成与电动机的要求转速对应的PWM信号。具体而言，上述PWM信号生成部7通过比较器对上述速度指令电压Vsp和从三角波振荡电路12输出的三角波进行比较，并根据该比较结果输出用于PWM控制的PWM信号。上述定时控制部9根据从上述PWM信号生成部7输出的PWM信号、和从检测上述转子的旋转位置的位置检测部8输出的旋转位置信号，调整PWM信号的上升等的定时。上述通电信号生成部14根据由定时控制部9调整的PWM信号，生成用于驱动开关元件6的通电信号，输出到上臂驱动电路10和下臂驱动电路11。上述上臂驱动电路10和下臂驱动电路11构成为分别根据从上述通电信号形成部 14输出的通电信号，在预定的定时驱动开关元件6。具体而言，上臂驱动电路10对6个开关元件6中的位于上述定子的上游侧的上游侧开关元件进行驱动控制。下臂驱动电路11 对位于上述定子的下游侧的下游侧开关元件6进行驱动。上述位置检测部8构成为，对从以电角120度间隔配置的3个传感器15(例如由霍尔元件等构成的磁传感器)输出的信号进行合成，由此检测该转子的旋转位置。由上述位置检测部8检测的转子旋转位置作为旋转位置信号被发送到上述定时控制部9。在上述控制电源和控制电路5 (控制IC)之间的电流供给路径中，设置有在电动机停止中截断从控制电源流向控制电路5的待机电流的待机电流降低电路13。该电流供给路径通过使与控制电源连接的基础的电流供给线200分支、从而与构成控制电路5的各构成电路连接来构成(在图1中，仅示出供给线200)。在本实施方式中，待机电流降低电路13 设置在该基础的电流供给线200上。(待机电流降低电路的结构)如图2所示，待机电流降低电路13具有与控制电源(省略图示)连接的Vcc输入端子21、截断该输入端子21和控制电路5之间的电流供给路径的P沟道型MOS晶体管 22、以及设置在该MOS晶体管22和接地之间的电流路径上的齐纳二极管23。MOS晶体管22的栅极端子经由彼此串联连接的电阻R2及上述齐纳二极管23接地。MOS晶体管22的源极端子经由Vcc输入端子21与控制电源连接。MOS晶体管22的漏极端子与控制电路5连接。在MOS晶体管22的栅极/源极之间设置有电阻R1。上述两个电阻Rl、R2的分压比被设定为在控制用电压Vcc超过预定电压Κ (Ε2 <砍< El)时，使 MOS晶体管22的栅极/源极间电压(以下称作栅极电压)ERl低于阈值电压Vth(阈值电压)。上述齐纳二极管23的耐压Ed被设定为满足第二电源电压E2 <耐压Ed <第一电源电压El的关系。由此，在控制用电压Vcc为第一电源电压El的情况下，电流经由齐纳二极管23流向接地侧，另一方面，在控制用电压Vcc为第二电源电压E2的情况下，不产生向该接地侧的电流流动。接着，关于待机电流降低电路13的动作，分别说明电动机1处于运转状态的情况和处于停止状态的情况。首先，在电动机1处于运转状态的情况下，控制用电压Vcc由控制电源控制为第一电源电压E1。此处，第一电源电压El比齐纳二极管23的耐压Ed高，因此电流在控制电源 —电阻Rl —电阻R2 —齐纳二极管23 —接地的路径上流过。其结果，在电阻Rl产生电压下降，MOS晶体管22的栅极电压ERl低于阈值电压Vth。由此，MOS晶体管22动作从而导通其源极/漏极之间。由此，从控制电源向控制电路5提供电流。另一方面，在电动机1处于停止状态的情况下，如上所述，控制用电压Vcc由控制电源控制为第二电源电压E2。此处，第二电源电压E2比齐纳二极管23的耐压Ed低，因此电流不流向接地侧。由此，在MOS晶体管22的栅极/源极之间不产生电位差。因此，MOS晶体管22不动作，截断其源极/漏极之间的导通。由此，电流也不从控制电源流向控制电路 5。 图3是示出了控制电源的控制用电压Vcc、和从控制电源流向控制电路5间的电流之间的关系的曲线图。从该图可知，在电动机1为运转状态且控制用电压Vcc为第一电源电压El的情况下，从控制电源向控制电路5提供预定电流Is。另一方面，可知在电动机1 为停止状态且控制用电压Vcc为第二电源电压E2 (小于预定电压Ek)的情况下，从控制电源流向控制电路5的电流为0A，不流过待机电流(参照图3)。如上所述，在上述实施方式中，能够在电动机1处于停止状态的情况，截断从控制电源流向控制电路的待机电流。由此，能够减少电动机整体的待机电流，从而提高节能性。此外，在该实施方式1中，待机电流降低电路13使用电气式的开关元件即MOS晶体管22构成。由此，与使用机械式的继电器开关等的情况相比能够实现电路整体的紧凑化。由此，在电动机1的壳体内设置了驱动电路3的电路一体型的电动机中，能够在该壳体内高效配置待机电流降低电路13，而不会使电动机壳体大型化。此外，不需要另外附加MCU 等，能够通过简单的电路结构截断控制电源和控制电路之间的电流供给路径，因此能够实现电动机1的成本降低。此外，通过将电动机主体2和包含待机电流降低电路13的驱动电路3收纳在电动机壳体内，能够实现电动机1的紧凑化，并且容易进行其安装作业。《实施方式1的变形例》在图4中示出实施方式1的待机电流降低电路13的变形例。在该变形例的待机电流降低电路13中，与MOS晶体管22的栅极端子连接的电路结构与上述实施方式1不同。具体而言，在MOS晶体管22的栅极端子上，经由电阻R2连接有比较器24。该比较器24的正相输入端子与跨越Vcc输入端子21和接地之间的电流路径上的点al连接。在该电流路径上，夹着点al串联配设有电阻R5和R6。上述比较器M的反相输入端子也同样与跨越Vcc输入端子21和接地之间的另一电流路径上的点a2连接。在该电流路径上，夹着点a2串联配设有电阻R3和R4。此外，在比较器M的正相输入端子和接地之间设置有齐纳二极管25。上述电阻R3和R4的分压比、以及电阻R5和R6的分压比被设定为在控制用电压Vcc在预定电压砍以上时，比较器M的输出翻转。在如上构成的待机电流降低电路13中，在电动机1为停止状态且控制用电压Vcc 与第二电源电压E2相等的情况下，比较器M的正相输入端子电压比反相输入端子的电压高。因此，根据来自比较器M的输出，MOS晶体管22的源极/漏极之间不导通，也不从控制电源向电动机1提供电流。另一方面，在电动机1为运转状态且控制用电压Vcc从第二电源电压E2上升至第一电源电压El时，比较器M的反相输入端子电压比正相输入端子的电压高，比较器M的输出翻转。其结果，MOS晶体管22动作，其源极/漏极之间导通，从控制电源向电动机1提供电流。如上所述，在上述电路结构中，也能够在电动机1处于停止状态时，通过待机电流降低电路13截断从控制电源提供给控制电路5的待机电流。由此，与上述实施方式1同样地，能够实现电路整体的紧凑化，并且能够通过简单的结构减少电动机停止时的待机电流。《实施方式2》图5示出实施方式2的待机电流降低电路13。该实施方式2的待机电流降低电路 13构成为根据电动机电压Vm的电压值，截断控制电源和控制电路5之间的电流供给路径。S卩，在MOS晶体管22的栅极端子上，连接有包含输入电动机电压Vm的Vm输入端子31和比较器26的附加电路60。上述比较器沈经由电阻R2与MOS晶体管22的栅极端子连接。比较器沈的正相输入端子与跨越Vcc输入端子21和接地之间的电流路径上的点bl连接。在该电流路径上，夹着点bl串联配设有电阻R3和R4。比较器沈的反相输入端子与跨越Vm输入端子31 和接地之间的电流路径上的点1^2连接。在该电流路径上，夹着点1^2串联配设有电阻R5和 R6。上述电阻R3和R4的分压比、以及电阻R5和R6的分压比被设定为在Vm输入端子31 在预定电压Em以上时，比较器沈的输出翻转。即，能够通过改变这些分压比来变更预定电压Em的设定值。在本实施方式中，上述预定电压Em是与电动机的运转状态对应的电动机电压的最低值。此外，上述控制电源与上述实施方式1不同，构成为不论电动机1的动作状态如何，都将其电源电压(控制用电压Vcc)维持在第一电源电压El。在如上构成的待机电流降低电路13中，在电动机1为停止状态且电动机电压Vm 小于预定电压Em的情况下，比较器沈的正相输入端子电压比反相输入端子的电压高。因此，根据来自比较器沈的输出，MOS晶体管22的源极/漏极之间不导通，电流不从控制电源流向控制电路5。另一方面，在电动机1为运转状态且电动机电压Vm在预定电压Em以上时，比较器沈的反相输入端子电压比正相输入端子的电压高，比较器沈的输出翻转。其结果，MOS晶体管22动作，其源极/漏极之间导通，电流从控制电源流向控制电路5。由此，在上述电路结构中，也能够在电动机1处于停止状态时，通过该待机电流降低电路13截断从控制电源提供给控制电路5的待机电流。由此，与上述实施方式1同样地， 能够实现电路整体的紧凑化，并且能够通过简单的结构降低电动机停止时的待机电流。 8
此外，在上述结构中，待机电流降低电路13构成为根据电动机电压Vm截断控制电源和控制电路5之间。由此，不需要如上述实施方式1那样，根据电动机1的运转/停止状态在第一电源电压El和第二电源电压E2之间切换控制电源的控制用电压Vcc。由此，能够简化控制电源的结构，实现电动机系统整体的成本降低。《实施方式3》图6示出本发明的实施方式3的待机电流降低电路13的结构。该实施方式3的待机电流降低电路13构成为根据控制用电压Vcc和速度指令电压Vsp，截断控制电源和控制电路5之间的电流供给路径。具体而言，待机电流降低电路13具有输入控制用电压Vcc的主电路50、和输入速度指令电压Vsp的附加电路60。主电路50的结构与上述实施方式1的待机电流降低电路13的结构相同，因此此处省略说明。附加电路60具有输入速度指令电压Vsp的Vsp输入端子41、和截断MOS晶体管 22和接地之间的电流路径的N沟道型MOS晶体管27。该N沟道型MOS晶体管27的源极端子与齐纳二极管23连接，漏极端子与接地连接。此外，MOS晶体管27的栅极端子经由电阻 R3与输入速度指令电压Vsp的Vsp输入端子41连接。在上述MOS晶体管27的栅极/漏极之间设置有电阻R4。电阻R3和R4的分压比被设定为在Vsp输入端子41中输入预定电压h以上的速度指令电压Vsp时，MOS晶体管 27动作(导通)。预定电压Es是与能够使电动机1的稳定运转的转速最低值对应的速度指令电压。在如上构成的待机电流降低电路13中，在来自输入端子41的输入电压在预定电压h以上时、即电动机处于运转状态时，MOS晶体管27动作，其源极/漏极之间导通。此时，如果控制用电压Vcc变为第一电源电压El (预定电压砍以上)，则如上所述，包含在主电路50中的P型MOS晶体管22动作，从控制电源向控制电路5提供电流。即使在来自输入端子41的输入电压在预定电压&以上的情况下，如果控制用电压Vcc变为第二电源电压E2，则如上所述，MOS晶体管22不动作，待机电流也不从控制电源流向控制电路5。另一方面，在来自Vsp输入端子41的输入电压小于预定电压h时、即电动机处于停止状态时，MOS晶体管27不动作，截断其源极/漏极之间的导通。由此，电流不会在控制电源一电阻Rl —电阻R2 —齐纳二极管23 — MOS晶体管27 —接地的路径流过。由此，即使控制用电压Vcc在预定电压砍以上，MOS晶体管22也不动作，截断控制电源和控制电路 5之间的电流供给路径。由此，能够截断从控制电源流向控制电路5的待机电流。在上述这样的电路结构中，也能够在电动机1处于停止状态时，通过待机电流降低电路13，截断从控制电源提供给控制电路5的待机电流。由此，与上述实施方式1和上述实施方式2同样地，能够实现电路整体的紧凑化，并且能够通过简单的结构降低电动机停止时的待机电流。此外，在上述结构中，待机电流降低电路13构成为设置控制用电压Vcc和速度指令电压Vsp这2个阶段的电压基准，并根据这两个电压基准，截断控制电源和控制电路5之间的电流供给路径。即，待机电流降低电路13构成为仅在速度指令电压Vsp在预定电压h 以上且控制用电压Vcc变为第一电源电压El (预定电压砍以上)时，使控制电源和控制电路5导通。由此，能够防止待机电流降低电路13的错误动作，与上述实施方式1和2相比， 能够提高待机电流降低电路13的动作可靠性。《实施方式4》图7示出本发明的实施方式4的待机电流降低电路13的结构。该实施方式4的待机电流降低电路13构成为根据控制用电压Vcc和电动机电压Vm，截断控制电源和控制电路5之间的电流供给路径。该待机电流降低电路13的结构在上述实施方式3的待机电流降低电路13中，仅将Vsp输入端子41置换为Vm输入端子，其他结构与上述实施方式3完全相同。对于待机电流降低电路13的动作原理，也与上述实施方式3相同，因此此处省略详细说明。由此，在本实施方式的待机电流降低电路13中，仅在来自Vm输入端子31的输入电压在预定电压Em以上且控制用电压Vcc为第一电源电压El (预定电压砍以上)的情况下，MOS晶体管22导通，从控制电源向控制电路5提供电流。在Vm输入端子31小于预定电压Em时、或控制电压Vcc的电压为第二电源电压E2(小于预定电压Ek)时，通过MOS晶体管22截断控制电源和控制电路5之间的电流供给路径，电流不从控制电源流向控制电路 5。由此，在上述电路结构中，也能够在电动机1处于停止状态时，通过该待机电流降低电路13截断从控制电源流向控制电路5的待机电流。由此，与上述实施方式1 实施方式3同样地，能够实现电路整体的紧凑化，并且能够通过简单的结构降低电动机停止时的待机电流。此外，在上述结构中，待机电流降低电路13构成为设置控制用电压Vcc和电动机电压Vm这2个阶段的电压基准，并根据这两个电压基准，截断控制电源和控制电路5之间的电流供给路径。由此，与上述实施方式3同样地，能够防止待机电流降低电路13的错误动作并提高其动作可靠性。《实施方式5》图8示出本发明的实施方式5的待机电流降低电路13的结构。该实施方式5的待机电流降低电路13除了截断控制电源和控制电路5之间的电流供给路径的电路(以下称作控制侧截断电路13a)以外，还具有截断电动机电源和逆变器电路4之间的电流供给路径的电动机侧截断电路13b。控制侧截断电路13a的结构与上述实施方式1的待机电流降低电路13相同(参照图2)，因此此处省略详细说明。电动机侧截断电路1 具有配设在上述电动机电源和逆变器电路4之间的电流供给路径上的P沟道型MOS晶体管观、和配设在该MOS晶体管28和接地之间的N沟道型MOS 晶体管29。上述P沟道型MOS晶体管观的源极端子与Vm输入端子连接，漏极端子与逆变器电路4连接。在该MOS晶体管观的栅极/源极之间设置有电阻R7。该MOS晶体管观的栅极端子经由电阻R8与N沟道型MOS晶体管四的源极端子连接。电阻R7和R8的分压比被设定为在电动机电压Vm在预定电压Em以上时，使MOS 晶体管28的栅极电压ER7低于阈值电压Vth。上述N沟道型MOS晶体管四的漏极端子接地。该N沟道型MOS晶体管四的栅极端子与跨越MOS晶体管22的漏极端子和接地之间的电流路径上的点c连接。在该电流路径上，夹着该点c彼此串联配设有电阻R9和齐纳二极管30。在如上构成的待机电流降低电路13中，在电动机1为运转状态且控制用电压Vcc 为第一电源电压El的情况下，如上所述，MOS晶体管22动作(导通)由此从控制电源向控制电路5提供电流。此外，MOS晶体管22动作，由此电流经由电阻R9和齐纳二极管30从控制电源流向接地侧。其结果，MOS晶体管四的栅极电压超过阈值电压Vth，该MOS晶体管 29动作。此时，如果电动机电压Vm在预定电压Em以上，则通过从电动机电源(Vm输入端子)流向接地侧的电流，使MOS晶体管观的栅极电压ER7低于阈值电压Vth。因此，MOS晶体管观动作，从电动机电源经由逆变器电路4向电动机主体2提供驱动电流。即使在控制用电压Vcc为第一电源电压El的情况下，在电动机电压Vm小于预定电压Em时，MOS晶体管观也不动作，截断电动机电源和逆变器电路4之间的导通。由此，不会从电动机电源向逆变器电路4 (进而向电动机主体幻提供电流。另一方面，在电动机1为停止状态且控制用电压Vcc为第二电源电压E2的情况下，如上所述，MOS晶体管22不动作，从而截断控制电源和控制电路5之间的导通。因此， 电流也不会经由电阻R9和齐纳二极管30从控制电源流向接地侧。因此，MOS晶体管四不动作，因此即使电动机电压Vm在预定电压Em以上，MOS晶体管28也不动作，由此截断电动机电源和逆变器电路4之间的导通。由此，不会从电动机电源经由逆变器电路4向电动机主体2提供电流。由此，在本实施方式的待机电流降低电路13中，仅在来自控制用电压Vcc在预定电压砍以上且电动机电压Vm在预定电压Em以上时，从电动机电源向逆变器电路4提供电流。在控制用电压Vcc小于预定电压砍时、或电动机电压Vm小于预定电压Em时，不会从电动机电源向逆变器电路4提供电流。由此，除了从控制电源流向控制电路5的待机电流以外，还能够截断从电动机电源流向逆变器电路4的待机电流。由此，与上述实施方式1 4相比能够进一步减少电动机整体的待机电流。《实施方式5的变形例》在图9中示出实施方式5的待机电流降低电路13的变形例。该变形例的待机电流降低电路13的以下方面与上述实施方式5不同控制侧截断电路13a将控制用电压Vcc 和速度指令电压Vsp作为输入，并且，电动机侧截断电路13b将电动机电压Vm和速度指令电压Vsp作为输入。上述控制侧截断电路13a的结构与上述实施方式3的待机电流降低电路13相同 (参照图6)，因此此处省略详细说明。上述电动机侧截断电路13b的与MOS晶体管四的栅极端子连接的电路结构与上述实施方式5不同。即，在上述电动机侧截断电路13b中，上述MOS晶体管四的栅极端子经由比较器32与Vsp输入端子41连接。在上述比较器32的输出端子和MOS晶体管22的漏极端子之间设置有电阻R10。上述比较器32的正相输入端子经由电阻Rll与Vsp输入端子41连接。在比较器 32的正相输入端子和接地之间设置有电阻R14。比较器32的反相输入端子与跨越上述MOS 晶体管22的漏极端子和接地之间的电流路径上的点d连接。在该电流路径上，夹着点d彼此串联配设有电阻R12和R13。针对如上构成的待机电流降低电路13的动作进行说明。此外，对于控制侧截断电路13a的动作，与上述实施方式3相同，因此此处省略详细说明。在电动机侧截断电路13b中，在速度指令电压Vsp小于预定电压h的情况下，比较器32的正相输入端子电压(用电阻Rl 1和R14对速度指令电压Vsp进行分压后的电压) 比反相输入端子的电压(用电阻R12和R13对控制用电压Vcc进行分压后的电压)低。因此，MOS晶体管四不会由于来自比较器32的输出而动作。由此，MOS晶体管28也不动作， 因此电流也会不从电动机电源流向逆变器电路4。另一方面，在速度指令电压Vsp变为预定电压&以上时，比较器32的正相输入端子电压比反相输入端子的电压高，比较器32的输出翻转。其结果，MOS晶体管四动作，其源极/漏极之间导通。此时，如果电动机电压Vm在预定电压Em以上，则MOS晶体管28动作， 电流从电动机电源流向逆变器电路4。即使速度指令电压Vsp在预定电压h以上，在电动机电压Vm小于预定电压时，MOS晶体管观也不动作。因此，电流不会从电动机电源流向逆变器电路4。由此，在上述电路结构中，也与上述实施方式5同样地，除了从控制电源流向控制电路5的待机电流以外，还能够截断从电动机电源流向逆变器电路4的待机电流。此外，根据上述电路结构，电动机侧截断电路13b构成为设置电动机电压Vm和速度指令电压Vsp这2个阶段的电压基准，并根据这两个电压基准，截断电动机电源和逆变器电路4之间的电流供给路径。由此，与上述实施方式5相比，能够可靠截断从电动机电源流向逆变器电路4的待机电流。《实施方式6》图10示出实施方式6的待机电流降低电路13。在该实施方式中，待机电流降低电路13设置在从与控制电源连接的基础的电流供给线200分支的分支线201上这一点与上述各实施方式不同。即，在本实施方式中，从控制电源向控制电路5供给电流的电流供给线具有上述基础的电流供给线200、从其分支并与上臂驱动电路10连接的第1分支线201、与下臂驱动电路11连接的第2分支线202、以及从第2分支线202上的点f分支并与调节器205连接的第3分支线203。调节器205用于使提供给定时控制部9、通电信号形成部14以及位置检测部8电压恒定，分别经由连接线206 208与该各部8、9、14连接。在本实施方式中，待机电流降低电路13设置在比上述第2分支线202上的点f靠近控制电源侧的部位上。待机电流降低电路13的结构与上述实施方式1为相同结构，因此此处省略详细说明。此外，作为待机电流降低电路13的结构，能够采用例如与上述实施方式3相同的结构。在上述结构中，在电动机1处于运转状态时，MOS晶体管22 (参照图2)的源极/漏极之间导通，第2分支线202导通。其结果，从控制电源向构成控制电路5的各电路提供电流。另一方面，在电动机1处于停止状态时，如在上述实施方式1中说明那样，截断构成待机电流降低电路13的MOS晶体管22的源极/漏极间的导通。其结果，截断第2分支
12线202的导通，截断从控制电源向调节器205、定时控制部9、通电信号形成部14、位置检测部8以及下臂驱动电路11的电流供给。针对上臂驱动电路10，即使在电动机1处于停止状态的情况下，也经由第1分支线201供给来自控制电源的电流。由此，根据本实施方式，在电动机1处于停止状态时，不是如上述各实施方式那样停止向构成控制电路5的所有电路的电流供给，能够从控制电源对需要的电路(在本实施方式中为上臂驱动电路10)继续供给电流。此外，在本实施方式中，待机电流降低电路13相比第2分支线202上的点f设置在控制电源侧，但是不限于此，例如，可以设置在调节器205和位置检测部8的连接线206 上，也可以设置在上述第3分支线203上。《实施方式6的变形例》在图11和图12中示出实施方式6的变形例。在该变形例中，定时控制部9构成为根据来自位置检测部8的旋转位置信号，判断电动机1的转子是否处于旋转状态，在电动机1从旋转状态切换为停止状态时，作为旋转停止信号Vr输出时钟信号DaK。待机电流降低电路13构成为根据速度指令电压Vsp、和从上述定时控制部9输出的旋转停止信号Vr (时钟信号DaK)，切换第2分支线202的导通状态和截断状态。具体而言，在本变形例中，待机电流降低电路13具有输入控制用电压Vcc的主电路50、输入速度指令电压Vsp的第1附加电路60、以及输入速度指令电压Vsp和上述旋转停止信号Vr的第2附加电路61。上述主电路50和第1附加电路60分别与实施方式3的电动机1的主电路50和附加电路60为相同结构，因此省略这些的详细说明。第2附加电路61具有N沟道型MOS晶体管70和D型触发电路71。上述MOS晶体管70的栅极端子与D型触发电路71的输出端子连接。MOS晶体管 70的源极端子与Vsp输入端子41连接，MOS晶体管70的漏极端子接地。D型触发电路71的输出端子如上所述与MOS晶体管70连接。D型触发电路71的一个输入端子与施密特触发器72的输出端子连接，另一个输入端子与上述定时控制部9连接。施密特触发器72的输入端子与Vsp输入端子41连接。参照图13的时序图说明如上构成的待机电流降低电路13的动作例。通过用户的操作，速度指令电压Vsp(参照图13(b))上升，在时刻tl，当速度指令电压Vsp达到预先设定的Vcc导通电压(在本实施方式中与上述预定电压h相等)时， 将上述控制电源的控制用电压Vcc从第二电源电压E2切换为第一电源电压El (参照图 13(a))。与此同时，电动机1从停止状态切换为旋转状态(参照图13(d))，并且从施密特触发器72向D型触发电路71输出高电平信号(Dvsp信号)(参照图13(c))。此外，在将电动机 1的旋转状态维持了从时刻t2到时刻t3为止的一定期间后，通过用户的操作，速度指令电压Vsp开始下降，在时刻t4，当速度指令电压Vsp低于预定电压Es( = Vcc导通电压)时， 电动机1从旋转状态切换为停止状态(参照图13(d))。在速度指令电压Vsp低于预定电压 h后，施密特触发器72的输出信号也由于其磁滞特性而维持高电平。此外，在时刻t4，在电动机1停止的同时，从定时控制部9输出时钟信号DaK(参照图13(e))。在时刻t5，速度指令电压Vsp达到Vcc截止电压，由此将控制用电压Vcc切换为第二电源电压E2，并且通过 D型触发电路71，根据来自定时控制部9的时钟信号Dm、和紧邻其之前的输入信号Dvsp，生成预定信号Q (高电平信号)，施加到上述MOS晶体管70的栅极端子(参照图13(f))。在MOS晶体管70的栅极端子中输入预定信号Q时，MOS晶体管70导通，电流在Vsp 输入端子41 — MOS晶体管70 —接地的路径上流过，因此构成第1附加电路60的MOS晶体管27不动作，由此，构成主电路50的MOS晶体管22也不动作。由此，在本变形例中，待机电流降低电路13构成为根据速度指令电压Vsp和旋转停止信号Vr两者，切换主电路50 (进而为第2分支线20 的导通状态和截断状态。由此， 能够提高待机电流降低电路13的动作可靠性。《其他实施方式》本发明的结构不限于上述各实施方式，还包含除此以外的各种结构。S卩，在上述实施方式3和实施方式4中，分别使用两种电压作为待机电流降低电路 13的输入电压，并根据该所输入的两种电压值，截断控制电源和控制电路5之间的电流供给路径，但是不限于此，也可以将电动机电压Vm、控制用电压Vcc和速度指令电压Vsp这三种电压用作输入。此外，不限于上述实施方式3和实施方式4所示的例子，也可以采用速度指令电压 Vsp和电动机电压Vm作为上述两种电压。此外，在上述实施方式1、上述实施方式3 实施方式5中，也可以不设置齐纳二极管23，而将电阻R2与MOS晶体管27的源极端子直接连接。此时，也能够通过调整电阻Rl 和电阻R2的分压比和/或MOS晶体管22的阈值电压Vth，实现与上述各实施方式同样的电路动作。 此外，在上述各实施方式中，采用MOS晶体管作为设置在控制电源和控制电路5之间的电流供给路径上的开关元件，但是不限于此，也可以采用例如接合型晶体管。此外，在上述各实施方式中，通过三相线圈构成了电动机1，但是不限于此，也可以通过例如单相或4相线圈构成电动机1。此外，在上述各实施方式中，采用PWM控制作为电动机1的控制方式，但是也可以采用例如PAM控制。此外，在上述各实施方式中，示出了控制电路5具有位置检测部8的电动机1的例子，但是例如也可以是不具有位置检测部8的无传感器方式的电动机1。产业上的可利用性本发明对于具有逆变器电路及其控制电路的电动机是有用的，尤其对于使电动机主体及其驱动电路一体化的电路一体型的电动机是有用的。
权利要求
1.一种电动机，其中，该电动机具有 电动机主体，其具有转子和定子线圈；逆变器电路，其向上述电动机主体的定子线圈供给驱动电流； 控制电路，其控制上述逆变器电路；以及电流截断电路，其包含开关元件，该开关元件构成为能够在导通状态和截断状态之间切换控制电源与上述控制电路之间的电流供给路径，上述控制电源向上述控制电路供给电流，上述电流截断电路构成为从电动机外输入用于驱动上述电动机主体的信号，并且构成为在该信号的信号电平处于与上述电动机主体的停止状态对应的电动机停止电平时，通过上述开关元件将上述电流供给路径设为截断状态，另一方面，在上述信号电平不处于上述电动机停止电平时，通过上述开关元件将上述电流供给路径设为导通状态。
2.根据权利要求1所述的电动机，其中，用于驱动上述电动机主体的信号包含上述控制电源的电压信号、输入到上述逆变器电路的速度指令电压的电压信号、以及与上述逆变器电路连接的电动机电源的电压信号中的至少一个。
3.根据权利要求2所述的电动机，其中，用于驱动上述电动机主体的信号由上述控制电源的电压信号、和与上述逆变器电路连接的电动机电源的电压信号或者输入到上述逆变器电路的速度指令电压这两个电压信号构成，上述电流截断电路构成为在上述两个电压信号中的至少一个信号的电平处于分别针对这两个信号设定的上述电动机停止电平时，通过上述开关元件将上述电流供给路径设为截断状态，另一方面，在上述两个电压信号的信号电平均不处于上述电动机停止电平时，通过上述开关元件将上述电流供给路径设为导通状态。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电动机，其中， 上述电动机主体具有收纳上述转子和定子线圈的电动机壳体，上述逆变器电路、上述控制电路以及上述电流截断电路被收纳在上述电动机壳体中。
5.根据权利要求1所述的电动机，其中， 上述逆变器电路具有6个开关元件， 上述控制电路包含以下电路作为构成电路上臂驱动电路，其对上述6个开关元件中的位于上述定子的上游侧的上游侧开关元件进行驱动控制；下臂驱动电路，其对上述6个开关元件中的位于上述定子的下游侧的下游侧开关元件进行驱动；驱动信号形成电路，其向上述上臂驱动电路和上述下臂驱动电路输出驱动信号； 调节器电路，其用于使提供给上述驱动信号形成电路的供给电压恒定；以及位置检测电路，其用于检测上述转子的旋转位置， 上述控制电源构成为能够分别向上述控制电路的各构成电路供给电流， 上述电流截断电路构成为具有开关元件，该开关元件构成为能够在导通状态和截断状态之间切换上述各构成电路中的至少一个构成电路与上述控制电源之间的电流供给路径，在上述信号电平处于与上述电动机主体的停止状态对应的电动机停止电平时，通过上述开关元件将上述电流供给路径设为截断状态，另一方面，在上述信号电平不处于上述电动机停止电平时，通过上述开关元件将上述电流供给路径设为导通状态。
全文摘要
本发明提供一种具有待机电流降低电路的电动机。在驱动逆变器电路(4)的控制电路(5)和向该控制电路(5)供给电流的控制电源之间的电流供给路径中设置待机电流降低电路(13)，在电动机主体(2)的驱动停止时，通过该待机电流降低电路(13)截断上述电流供给路径，将该待机电流降低电路(13)、上述逆变器电路(4)、上述控制电路(5)以及电动机主体(2)设置在一个电动机(1)中。
文档编号H02P6/00GK102158153SQ20101057304
公开日2011年8月17日 申请日期2010年11月30日 优先权日2009年12月1日
发明者中川纮一, 加藤健一 申请人:日本电产芝浦株式会社