(57)【要約】      （修正有）【課題】力率を改善しつつ、効率低下を抑制する。【解決手段】モータ駆動装置１は、定電圧電源装置とモータ駆動制御部とを有する。定電圧電源装置は、交流電圧Ｓ１１を第１直流電圧Ｓ３に変換するＡＣ／ＤＣ変換部３と、交流電圧のゼロクロスポイントを検出し、ゼロクロス検知信号Ｓ５を出力するゼロクロス検出部５と、ゼロクロス検知信号に基づいてスイッチング制御信号Ｓ８１を出力するスイッチング制御部と、スイッチング素子４２を有するスイッチングレギュレータ４とを有する。モータ駆動制御部は、モータ９を駆動するインバータ１２にモータ駆動信号Ｓ８２を出力する。ＡＣ／ＤＣ変換部は、整流回路と平滑コンデンサとを有する。スイッチングレギュレータは、交流電圧のゼロクロスポイントに応じたタイミングで、スイッチング制御信号に従って第１直流電圧に対してスイッチングを行う。【選択図】図１
2015104178.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータを駆動するインバータに直流電圧を供給する定電圧電源装置と、モータ駆動制御部とを有するモータ駆動装置であって、
前記定電圧電源装置は、
交流電圧源から供給された交流電圧を直流電圧に変換し、第１直流電圧を出力する、ＡＣ／ＤＣ変換部と、
前記交流電圧のゼロクロスポイントを検出し、ゼロクロス検知信号を出力する、ゼロクロス検出部と、
前記ゼロクロス検知信号に基づくタイミングで、ＰＷＭ信号であるスイッチング制御信号を出力する、スイッチング制御部と、
前記第１直流電圧が入力され、前記第１直流電圧に対してスイッチングを行うことにより生成される第２直流電圧を前記インバータに出力する、スイッチングレギュレータと、
を有し、
前記モータ駆動制御部は、入力された回転指令信号に基づいて、前記インバータにモータ駆動信号を出力し、
前記ＡＣ／ＤＣ変換部は、
前記交流電圧を整流する、整流回路と、
平滑コンデンサと、
を有し、
前記スイッチングレギュレータは、前記スイッチング制御信号に従って前記スイッチングを行うスイッチング素子を有する、モータ駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載のモータ駆動装置において、      
前記スイッチングレギュレータは、
前記第１直流電圧が入力される、入力端子と、
前記第２直流電圧を出力する、出力端子と、
前記入力端子に一方側が接続される、前記スイッチング素子と、
前記スイッチング素子の他方側と前記出力端子との間に接続される、インダクタと、
前記スイッチング素子と前記インダクタとの接続部と、接地との間に接続される、ダイオードと、
前記出力端子と接地との間に接続される、第２コンデンサと、
を有する、モータ駆動装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のモータ駆動装置において、
前記スイッチング制御部は、前記ＰＷＭ信号のデューティ比の経時変化を示すＰＷＭプロファイルを決定するとともに、前記ＰＷＭプロファイルに基づいて前記スイッチング制御信号を出力する、モータ駆動装置。
【請求項４】
請求項３に記載のモータ駆動装置において、
前記第２直流電圧の電圧値を検出し、検出された電圧値を前記スイッチング制御部に入力する、電圧フィードバック部と、
前記インバータを流れる電流値を検出し、検出された電流値を前記スイッチング制御部に入力する、電流フィードバック部と、
を有し、
前記スイッチング制御部は、前記電圧値および前記電流値の少なくとも一方に従って、前記ＰＷＭプロファイルを決定する、モータ駆動装置。
【請求項５】
請求項４に記載のモータ駆動装置において、
前記スイッチング制御部は、予め決められた複数の前記ＰＷＭプロファイルから、前記電圧値および前記電流値の少なくとも一方に従って、１の前記ＰＷＭプロファイルを選択する、モータ駆動装置。
【請求項６】
請求項４に記載のモータ駆動装置において、
前記スイッチング制御部は、前記電圧値および前記電流値の少なくとも一方と、予め決められた計算式とに基づいて、前記ＰＷＭプロファイルを決定する、モータ駆動装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれかに記載のモータ駆動装置において、
前記ＰＷＭプロファイルは、一部に、デューティ比が０％または１００％の期間を含む、モータ駆動装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれかに記載のモータ駆動装置において、
前記ゼロクロス検出部は、
比較対象電圧と、参照用電圧との電圧値を比較する、コンパレータと、
前記第２交流電圧を半波整流して出力する、半波整流回路と、
をさらに有し、
前記コンパレータは、
前記半波整流回路の出力を前記比較対象電圧とし、
前記参照用電圧は、正の直流電圧である、モータ駆動装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８までのいずれかに記載のモータ駆動装置であって、
前記スイッチング制御部と、前記モータ駆動制御部とは、１つのマイクロコントローラに含まれ、
前記スイッチング制御部と前記モータ駆動制御部とは、共通のクロック信号に基づき、それぞれ、前記スイッチング制御信号と前記モータ駆動信号とを生成する、
モータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ブラシレスＤＣモータを交流電圧源を用いて駆動させるために、交流電圧源から供給された交流電圧を直流電圧に変換する定電圧電源装置を有するモータ駆動装置が知られている。また、従来、交流電圧を整流する整流回路と、平滑コンデンサとを有する定電圧電源装置が知られている。
【０００３】
従来の定電圧電源装置については、例えば、特開平０７−１２３７２１号公報に記載されている。特開平０７−１２３７２１号公報に記載されている通り、単に交流電圧を整流する整流用のブリッジ回路と、平滑用コンデンサとを組み合わせた定電圧電源装置では、力率が低下するという問題が生じる（段落０００２，０００５、図４，図５）。そこで、特開平０７−１２３７２１号公報に記載の定電圧電源装置では、トランスを用いることにより、力率を改善している（段落００２０）。
【特許文献１】特開平０７−１２３７２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、定電圧電源装置がトランスを有すると、定電圧電源装置が大型化してしまう。また、トランスは、発熱等の電力損失を生じさせるため、効率を低下させる。したがって、モータ駆動装置に用いる定電圧電源装置に適さない。
【０００５】
本発明の目的は、力率を改善しつつ、効率低下を抑制する定電圧電源装置を有するモータ駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願の例示的な第１発明は、モータを駆動するインバータに直流電圧を供給する定電圧電源装置と、モータ駆動制御部とを有するモータ駆動装置であって、前記定電圧電源装置は、交流電圧源から供給された交流電圧を直流電圧に変換し、第１直流電圧を出力する、ＡＣ／ＤＣ変換部と、前記交流電圧のゼロクロスポイントを検出し、ゼロクロス検知信号を出力する、ゼロクロス検出部と、前記ゼロクロス検知信号に基づくタイミングで、ＰＷＭ信号であるスイッチング制御信号を出力する、スイッチング制御部と、前記第１直流電圧が入力され、前記第１直流電圧に対してスイッチングを行うことにより生成される第２直流電圧を前記インバータに出力する、スイッチングレギュレータと、を有し、前記モータ駆動制御部は、入力された回転指令信号に基づいて、前記インバータにモータ駆動信号を出力し、前記ＡＣ／ＤＣ変換部は、前記交流電圧を整流する、整流回路と、平滑コンデンサと、を有し、前記スイッチングレギュレータは、前記スイッチング制御信号に従って前記スイッチングを行うスイッチング素子を有する、モータ駆動装置である。
【発明の効果】
【０００７】
本願の例示的な第１発明によれば、交流電圧のゼロクロスポイントに応じたタイミングで、スイッチングレギュレータを通過する電流を調節できる。これにより、力率を向上させることができる。また、力率改善のためにトランスを使用しないため、トランスを用いた力率改善回路を有する電源装置と比べて、効率を向上できる。したがって、本発明のモータ駆動装置の定電圧電源装置では、力率を改善しつつ、効率低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１実施形態に係るモータ駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係るモータ駆動装置の構成を示す回路図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係るマイクロコントローラの構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係るモータ駆動装置の各部の電圧波形を示す図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係るモータ駆動装置の各部の電圧波形を示す図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係るモータ駆動装置のＰＷＭプロファイルの一例を示す図である。
【図７】図７は、変形例に係るモータ駆動装置の構成を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１０】
＜１．第１実施形態＞
まず、モータ駆動装置１の全体構成について説明する。図１は、第１実施形態に係るモータ駆動装置１の構成を概念的に示すブロック図である。図２は、モータ駆動装置１の構成を示す回路図である。図３は、マイクロコントローラ６の構成を概念的に示すブロック図である。図４および図５は、モータ駆動装置１の各部の電圧波形を示す図である。図６は、モータ駆動装置１のＰＷＭプロファイルの一例を示す図である。
【００１１】
モータ駆動装置１は、インバータ１２に直流電圧を供給するとともに、モータ９の駆動を制御するための装置である。図１に示すように、モータ駆動装置１は、フィルタ回路２、ＡＣ／ＤＣ変換回路３、スイッチングレギュレータ４、ゼロクロス検出部５、マイクロコントローラ６、および、フィードバック部７を有する。
【００１２】
本実施形態では、モータ駆動装置１の駆動対象となるモータ９は、３相ブラシレスＤＣモータである。モータ９は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相の固定子巻線を有する。各相の固定子巻線に駆動電流が供給されると、固定子と回転子との間にトルクが発生し、回転子が回転駆動する。ただし、本発明に係るモータ駆動装置の駆動対象となるモータは、単相モータやブラシ付きモータであってもよい。
【００１３】
また、モータ９は、図２に示すように、位置検出器９１を有する。位置検出器９１は、モータ９の回転子の位置を検出し、検出結果を位置情報検出信号Ｓ９１として後述するモータ駆動制御部８２へと引き渡す。位置検出器９１は、例えば、電気角１２０度の間隔で配置された３つの磁気センサから出力される信号を合成して、回転子の位置を検出する。
【００１４】
フィルタ回路２は、図２に示すように、ヒューズ２１、バリスタ２２、および、ラインフィルタ２３を有する。ヒューズ２１は、後続の電気回路を過電流から保護する。バリスタ２２は、後続の電気回路に組み込まれた各電子部品を過電圧から保護する。ラインフィルタ２３は、第１交流電圧Ｓ１１に含まれるノイズを除去する、いわゆるＡＣ電源ラインフィルタである。ラインフィルタ２３は、２つのコンデンサ２３１，２３２とコモンドチョーク２３３とを有する。
【００１５】
これにより、フィルタ回路２は、図４に示すように、交流電圧源１１から供給された第１交流電圧Ｓ１１に含まれるノイズを除去し、第２交流電圧Ｓ２を出力する。
【００１６】
ＡＣ／ＤＣ変換回路３は、図１に示すように、第２交流電圧Ｓ２を第１直流電圧Ｓ３に変換して出力する。図２に示すように、ＡＣ／ＤＣ変換回路３は、ダイオードブリッジ３１、サーミスタ３２、第１平滑コンデンサ３３、および、抵抗３４を有する。
【００１７】
ダイオードブリッジ３１は、４つのダイオードを有する全波整流回路である。ダイオードブリッジ３１には第２交流電圧Ｓ２が入力される。ダイオードブリッジ３１の２つの出力端子の一方はサーミスタ３２の一端に接続され、他方は接地される。図４に示すように、ダイオードブリッジ３１に第２交流電圧Ｓ２が入力されると、ダイオードブリッジ３１の２つの出力端子間には、全波整流され、正電圧のみの電圧波形を有する全波整流電圧Ｓ３１が出力される。
【００１８】
サーミスタ３２は、突入電力抑制素子である。サーミスタ３２の一端はダイオードブリッジ３１の出力端子の一方に接続され、他端はＡＣ／ＤＣ変換回路３の出力端子３５に接続される。
【００１９】
第１平滑コンデンサ３３は、ダイオードブリッジ３１にて全波整流された全波整流電圧Ｓ３１を平滑化し、直流電圧へ変換する。第１平滑コンデンサ３３の一端はサーミスタ３２の他端と接続され、第１平滑コンデンサ３３の他端は接地される。抵抗３４は、第１平滑コンデンサ３３と並列に接続される。これにより、図４に示すように、全波整流電圧Ｓ３１が平滑化され、略定電圧となった第１直流電圧Ｓ３が、ＡＣ／ＤＣ変換回路３から出力される。
【００２０】
スイッチングレギュレータ４は、入力された第１直流電圧Ｓ３に対してスイッチングを行うことにより、第２直流電圧Ｓ４を生成する。図２に示すように、スイッチングレギュレータ４は、入力端子４１、スイッチング素子４２、インダクタ４３、ダイオード４４、第２平滑コンデンサ４５、抵抗４６、および、出力端子４７を有する。
【００２１】
入力端子４１は、ＡＣ／ＤＣ変換回路３の出力端子３５に接続される。スイッチング素子４２の一方側は、入力端子４１と接続する。スイッチング素子４２の他方側は、インダクタ４３と接続する。スイッチング素子４２に、マイクロコントローラ６から後述するスイッチング制御信号Ｓ８１が入力されることにより、スイッチング素子４２のオンオフが制御される。スイッチング素子４２がオンになると、スイッチング素子４２の一方側から他方側へ電流が流れる。一方、スイッチング素子４２がオフになると、スイッチング素子４２の一方側と他方側との電気的接続が遮断される。これにより、図４に示すように、スイッチング素子４２の他方側には、パルス状の波形を有するスイッチング出力電圧Ｓ４２が出力される。
【００２２】
マイクロコントローラ６の後述するスイッチング制御部８１によりスイッチング素子４２がオンオフされることにより、入力端子４１から出力端子４７へと電流が流れるタイミングが制御される。これにより、交流電圧源１１から供給される電力の力率を改善することができる。
【００２３】
インダクタ４３は、スイッチング素子４２の他方側と出力端子４７との間に接続される。ダイオード４４は、スイッチング素子４２とインダクタ４３との接続部と、接地との間に接続される。また、第２平滑コンデンサ４５および抵抗４６は、出力端子４７と接地との間に接続される。これにより、スイッチング出力電圧Ｓ４２が平滑化され、図４に示すように、出力端子４７からインバータ１２へ、第２直流電圧Ｓ４が出力される。
【００２４】
本実施形態のスイッチングレギュレータ４は、所謂降圧チョッパ式のスイッチングレギュレータである。そのため、図４に示すように、スイッチングレギュレータ４から出力される第２直流電圧Ｓ４の平均電圧値は、スイッチングレギュレータ４に入力される第１直流電圧Ｓ３の平均電圧値よりも小さい。
【００２５】
ゼロクロス検出部５は、第２交流電圧Ｓ２の電圧値が０となるゼロクロスポイントを検出し、ゼロクロス検知信号Ｓ５を出力する。ゼロクロス検出部５は、半波整流回路５１、参照電圧供給部５２、および、コンパレータ５３を有する。
【００２６】
半波整流回路５１は、ダイオード５１１と、２つの抵抗５１２，５１３を有する。ダイオード５１１は、第２交流電圧Ｓ２を半波整流する。図５に示すように、ダイオード５１１のアノード側に第２交流電圧Ｓ２が入力されると、第２交流電圧Ｓ２の電圧値が０未満の部分がカットされる。そして、ダイオード５１１のカソード側に、０以上の電圧値のみを有する第１半波整流電圧Ｓ５１１が出力される。
【００２７】
抵抗５１２は、一端がダイオード５１１のカソード側と接続され、他端が抵抗５１３と接続される。抵抗５１３は、一端が抵抗５１２と接続され、他端が接地される。また、抵抗５１２および抵抗５１３の接続箇所は、コンパレータ５３の後述するオペアンプ５３１に接続する。これにより、ダイオード５１１から出力された第１半波整流電圧Ｓ５１１は、抵抗５１２と抵抗５１３との抵抗比に従って分圧され、第２半波整流電圧Ｓ５１としてコンパレータ５３に入力される。
【００２８】
参照電圧供給部５２は、第１定電圧供給源５２１と、２つの抵抗５２２，５２３とを有する。抵抗５２２は、一端に第１定電圧供給源５２１から第１定電圧Ｓ５２１が入力され、他端が抵抗５２３と接続される。抵抗５２３は、一端が抵抗５２２と接続され、他端が接地される。また、抵抗５２２および抵抗５２３の接続箇所は、コンパレータ５３の後述するオペアンプ５３１に接続する。これにより、第１定電圧供給源５２１から供給された第１定電圧Ｓ５２１は、抵抗５２２と抵抗５２３との抵抗比に従って分圧され、参照用電圧Ｓ５２としてコンパレータ５３に入力される。なお、本実施形態では、第１定電圧Ｓ５２１および参照用電圧Ｓ５２は、正の直流電圧である。ただし、参照用電圧Ｓ５２の電圧値は、第２半波整流電圧Ｓ５１の極大値と比べて、十分に小さい。
【００２９】
コンパレータ５３は、比較対象電圧である第２半波整流電圧Ｓ５１と、参照用電圧Ｓ５２との電圧値を比較し、ゼロクロス検知信号Ｓ５を出力する。コンパレータ５３は、オペアンプ５３１、第２定電圧供給源５３２、および２つの抵抗５３３，５３４を有する。
【００３０】
本実施形態では、オペアンプ５３１の反転入力端子に第２半波整流電圧Ｓ５１が入力され、非反転入力端子に参照用電圧Ｓ５２が入力されている。オペアンプ５３１の出力端子には、抵抗５３３を介して第２定電圧供給源５３２が接続されている。また、オペアンプ５３１の出力端子と、非反転入力端子とは、抵抗５３４を介して接続されている。
【００３１】
これにより、図５に示すように、第２半波整流電圧Ｓ５１の電圧値が参照用電圧Ｓ５２の電圧値よりも大きい場合、ゼロクロス検知信号Ｓ５は、電圧値Ｌとなる。また、第２半波整流電圧Ｓ５１の電圧値が参照用電圧Ｓ５２の電圧値よりも小さい場合、ゼロクロス検知信号Ｓ５は、電圧値Ｈとなる。このように、ゼロクロス検知信号Ｓ５は、第２交流電圧Ｓ２のゼロクロスポイント付近を境として電圧値Ｌと電圧値Ｈとが交互に切り替わる波形を有する。ここで、電圧値Ｌおよび電圧値Ｈはともに０以上の電圧値であり、電圧値Ｈは、電圧値Ｌよりも大きい電圧値である。なお、図５では、参照用電圧Ｓ５２の図に、第２半波整流電圧Ｓ５１を破線にて重ねて表示している。
【００３２】
マイクロコントローラ６は、スイッチング素子４２の動作およびインバータ１２の動作を制御するための集積回路である。図３に示したように、マイクロコントローラ６は、ＣＰＵ６１、メモリ部６２、入力インターフェース６３、出力インターフェース６４、および、基本周波数発信器６５を有する。
【００３３】
ＣＰＵ６１は、入力インターフェース６３から入力された各種信号と、メモリ部６２に格納された後述するＰＷＭプロファイルとに基づいて、演算処理を行う演算処理部である。ＣＰＵ６１は、スイッチング制御部８１およびモータ駆動制御部８２として機能する。すなわち、スイッチング制御部８１およびモータ駆動制御部８２は、１つのマイクロコントローラ６に含まれる。
【００３４】
メモリ部６２には、予め決められたＰＷＭプロファイル６２１が、複数記憶されている。ＰＷＭプロファイル６２１は、ＰＷＭ信号であるスイッチング制御信号Ｓ８１のデューティ比の経時変化を示すデータである。
【００３５】
図６は、ＰＷＭプロファイル６２１の一例である。図６中、第１交流電圧Ｓ１１および第２交流電圧Ｓ２の周期をＴ［ｍｓ］で示す。図６に示すように、ＰＷＭプロファイル６２１は、１／２周期ごとのＰＷＭデューティの経時変化を表している。図６の例のＰＷＭプロファイル６２１では、その一部に、デューティ比が１００％の期間を含む。このように、スイッチング素子４２のスイッチング動作をしない期間を設けることにより、モータ９の駆動状況に応じてより適切に力率を改善できる。
【００３６】
なお、ＰＷＭプロファイル６２１が、その一部に、デューティ比が０％の期間を含んでもよい。その場合であっても、スイッチング素子４２のスイッチング動作をしない期間が設けられる。
【００３７】
入力インターフェース６３は、外部から入力された各信号を、ＣＰＵ６１へ引き渡す。出力インターフェース６４は、ＣＰＵ６１により演算処理された出力信号を、外部へ引き渡す。基本周波数発信器６５は、スイッチング制御信号Ｓ８１およびモータ駆動信号Ｓ８２の基本周波数となるクロック信号Ｓ６５を生成する。
【００３８】
スイッチング制御部８１は、入力インターフェース６３から引き渡されたゼロクロス検知信号Ｓ５と、後述する電圧フィードバック信号Ｓ７１および電流フィードバック信号Ｓ７２とに基づいて、複数のＰＷＭプロファイル６２１の中から、１のＰＷＭプロファイル６２１を選択する。
【００３９】
スイッチング制御部８１は、ゼロクロス検知信号Ｓ５と、選択したＰＷＭプロファイル６２１と、クロック信号Ｓ６５とに基づいて、出力インターフェース６４を介してスイッチング制御信号Ｓ８１を出力する。スイッチング制御信号Ｓ８１は、スイッチング素子４２のオンオフを制御する、ＰＷＭ信号である。
【００４０】
スイッチング制御部８１は、ゼロクロス検知信号Ｓ５が電圧値Ｈから電圧値Ｌに切り替わるタイミング、または、ゼロクロス検知信号Ｓ５が電圧値Ｌから電圧値Ｈに切り替わるタイミングに合わせて、選択したＰＷＭプロファイル６２１に従ったスイッチング制御信号Ｓ８１の生成を開始する。
【００４１】
スイッチング制御信号Ｓ８１は、クロック信号Ｓ６５の周期の整数倍の周期を有する。スイッチング制御部８１は、ＰＷＭプロファイル６２１を参照して得られたデューティ比に従って、クロック信号Ｓ６５のタイミングに合わせてオンとオフを切り替えることにより、スイッチング制御信号Ｓ８１を生成する。
【００４２】
スイッチング制御部８１から出力されたスイッチング制御信号Ｓ８１は、第１レベルシフト回路６６を介して電圧値の範囲が調整され、スイッチング素子４２へ入力される。
【００４３】
なお、本実施形態では、スイッチング制御部８１は、電圧フィードバック信号Ｓ７１および電流フィードバック信号Ｓ７２の双方に基づいて、１のＰＷＭプロファイル６２１を決定したが、本発明はこれに限られない。電圧フィードバック信号Ｓ７１および電流フィードバック信号Ｓ７２のいずれかに従って、１のＰＷＭプロファイル６２１を決定してもよい。
【００４４】
このように、本実施形態では、ＡＣ／ＤＣ変換回路３と、スイッチングレギュレータ４と、ゼロクロス検出部５と、スイッチング制御部８１とにより、交流電圧源１１からフィルタ回路２を介して供給された交流電圧を第２直流電圧Ｓ４に変換してインバータ１２へと供給する、定電圧電源装置１０が構成されている。
【００４５】
スイッチング制御部８１は、スイッチング素子４２を制御することにより、定電圧電源装置１０内における電流の流れを制御し、定電圧電源装置１０に入力される入力電流の波形を、定電圧電源装置１０に入力される入力電圧の波形に近づけることができる。そのため、スイッチング制御部８１がスイッチング素子４２を制御することにより、大型部品であるトランスを用いることなく、定電圧電源装置１０の力率を向上させることができる。また、トランスを用いることなく定電圧電源装置１０の力率を向上できるため、トランスによる熱損失がない。したがって、力率を改善しつつ、定電圧電源装置１０の効率低下を抑制できる。
【００４６】
モータ駆動制御部８２は、外部から入力された回転指令信号Ｓ０と、後述する、電圧フィードバック信号Ｓ７１、電流フィードバック信号Ｓ７２、および位置情報検出信号Ｓ９１とに基づいて、モータ駆動信号Ｓ８２を出力する。モータ駆動信号Ｓ８２は、インバータ１２の有する６個のスイッチング素子のオンオフを制御する、６つのＰＷＭ信号である。モータ駆動制御部８２から出力されたモータ駆動信号Ｓ８２は、第２レベルシフト回路６６を介して電圧値の範囲が調整され、インバータ１２へ入力される。
【００４７】
スイッチング制御部８１と、モータ駆動制御部８２とは、共通のクロック信号Ｓ６５に基づいて、それぞれ、スイッチング制御信号Ｓ８１とモータ駆動信号Ｓ８２とを生成する。本実施形態では、スイッチング制御信号Ｓ８１の周波数に、モータ駆動に適した１０〜３０ｋＨｚの周波数のＰＷＭ信号を用いる。これにより、モータ駆動用よりも高周波数のスイッチング制御信号Ｓ８１を生成させるために、より高周波数なクロック信号を発生させる周波数発信器を、モータ駆動用の基本周波数発信器６５とは別に用意する必要が無い。したがって、スイッチング制御信号Ｓ８１を生成するために、モータ駆動信号Ｓ８２を生成するマイクロコントローラとは別のマイクロコントローラを用意することなく、１つのマイクロコントローラ６により、スイッチング制御部８１とモータ駆動制御部８２とを実現できる。
【００４８】
また、本実施形態のスイッチングレギュレータ４は、上述の通り、所謂降圧チョッパ式のスイッチングレギュレータである。そのため、スイッチング素子４２に入力されるスイッチング制御信号Ｓ８１が、モータ駆動に適した１０〜３０ｋＨｚの周波数のＰＷＭ信号である場合に、より効率よく動作する。
【００４９】
フィードバック部７は、電圧フィードバック部７１と、電流フィードバック部７２とを有する。
【００５０】
電圧フィードバック部７１は、第２直流電圧Ｓ４の電圧値を検出し、検出された電圧値をマイクロコントローラに入力する。図１および図２に示すように、電圧フィードバック部７１は、電圧入力端子７１１と、２つの抵抗７１２，７１３を有する分圧回路７１４と、電圧出力端子７１５とを有する。
【００５１】
電圧入力端子７１１は、スイッチングレギュレータ４の出力端子４７に接続される。そのため、電圧入力端子７１１には、第２直流電圧Ｓ４が入力される。抵抗７１２の一端は電圧入力端子７１１と接続され、他端は抵抗７１３と接続される。抵抗７１３の一端は抵抗７１２と接続され、他端は接地される。電圧出力端子７１５は、抵抗７１２および抵抗７１３の接続部分と接続する。電圧出力端子７１５は、マイクロコントローラ６の入力インターフェース６３に接続される。これにより、電圧出力端子７１５からマイクロコントローラ６のＣＰＵ６１へ、第２直流電圧Ｓ４が、抵抗７１２，７１３の抵抗値の比に従って分圧された、電圧フィードバック信号Ｓ７１が出力される。
【００５２】
電流フィードバック部７２は、インバータ１２を流れる電流値を検出し、検出された電流値をマイクロコントローラ６に入力する。図２に示すように、電流フィードバック部７２は、シャント抵抗７２１と、増幅回路７２２とを有する。
【００５３】
シャント抵抗７２１は、一端がインバータ１２と接続され、他端が接地と接続されている。インバータ１２の内部に電流が流れると、シャント抵抗７２１にも電流が流れる。また、シャント抵抗７２１の一端には、増幅回路７２２の入力端子が接続される。これにより、増幅回路７２２には、インバータ１２を流れる電流値に応じた電圧値を有するシャント電圧Ｓ７２１が入力される。増幅回路７２２は、入力されたシャント電圧Ｓ７２１を増幅し、インバータ１２を流れる電流値に対応する電圧値を有する電流フィードバック信号Ｓ７２をマイクロコントローラ６へと出力する。
【００５４】
インバータ１２は、モータ駆動制御部８２から入力されるモータ駆動信号Ｓ８２に基づいて、駆動電流Ｓ１２をモータ９に供給する。インバータ１２は、６個のスイッチング素子により構成される。インバータ１２には、モータ９のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相について一対のモータ駆動信号Ｓ８２が入力される。インバータ１２は、各スイッチング素子の駆動タイミングを切り替えて、駆動電流Ｓ１２を生成する。これにより、モータ９の回転が制御される。
【００５５】
＜２．変形例＞
以上、本発明の例示的な実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。
【００５６】
図７は、一変形例に係るモータ駆動装置１Ａの構成を示す回路図である。モータ駆動装置１Ａは、センサレスモータであるモータ９Ａの駆動制御を行う装置である。
【００５７】
モータ駆動制御部８２Ａとしてのマイクロコントローラ６Ａは、モータ９Ａの回転子の位置を推測するために、モータ９Ａを駆動させるためのモータ駆動信号に代えて、位置検出用パルス信号Ｓ８２１Ａを、第２レベルシフト回路６６Ａを介してインバータ１２Ａへ出力する。そして、位置検出用パルス信号Ｓ８２１Ａにより、インバータ１２Ａがモータ９Ａに位置検出電流Ｓ１２１Ａを供給すると、モータ９Ａ内に起電力が生じ、シャント抵抗７２１Ａに電流が流れる。これにより、増幅回路７２２Ａに、インバータ１２内部を流れる電流値に応じた電圧値を有するシャント電圧Ｓ７２１Ａが入力される。増幅回路７２２Ａは、入力されたシャント電圧Ｓ７２１Ａを増幅し、インバータ１２Ａを流れる電流値に対応する電圧値を有する電流フィードバック信号Ｓ７２Ａをマイクロコントローラ６Ａへと出力する。
【００５８】
モータ駆動制御部８２Ａは、インバータ１２Ａへ出力した位置検出用パルス信号Ｓ８２１Ａと、電流フィードバック信号Ｓ７２Ａに基づいて、モータ９Ａの回転子の位置を推測する。このように、モータ９Ａがモータ駆動制御部８２Ａが位置検出器を有していないセンサレスモータであってもよい。
【００５９】
また、上記の実施形態では、スイッチング制御部が、電圧フィードバック信号および電流フィードバック信号の少なくとも一方に従って、複数のＰＷＭプロファイルの中から１のＰＷＭプロファイルを選択するが、本発明はこれに限られない。スイッチング制御部は、電圧フィードバック信号および電流フィードバック信号の少なくとも一方と、予め決められた計算式とに基づいて、ＰＷＭプロファイルを決定してもよい。また、スイッチング制御部は、電圧フィードバック信号および電流フィードバック信号の少なくとも一方に基づいて、所定の演算により係数を乗算するなどして、予め定められた１のＰＷＭプロファイルのデューティ比を補正してもよい。なお、スイッチング制御部は、電圧フィードバック信号および電流フィードバック信号のいずれにも依らず、予め定められた１のＰＷＭプロファイルを用いてもよい。
【００６０】
また、上記の実施形態では、ゼロクロス検出部において、コンパレータの入力となる比較対象電圧が第２交流電圧を半波整流したものであったが、本発明はこれに限られない。比較対象電圧は、第２交流電圧そのものなど、第２交流電圧のタイミングを正確に把握できる電圧信号であれば他の電圧信号であってもよい。
【００６１】
また、上記の実施形態では、ゼロクロス検出部において、コンパレータの反転入力端子に比較対象電圧が、非反転入力端子に参照用電圧が入力されていたが、逆であってもよい。そうすると、ゼロクロス検知信号の電圧値のＨとＬが入れ替わる。その場合であっても、検出できるタイミングは、上記の実施形態と同様である。
【００６２】
また、モータ駆動装置の各部を実現するための具体的な回路構成については、図２に示された回路構成と、相違していてもよい。また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、モータの駆動装置に利用できる。
【符号の説明】
【００６４】
１，１Ａ  モータ駆動装置
３  ＡＣ／ＤＣ変換回路
４  スイッチングレギュレータ
５  ゼロクロス検出部
６，６Ａ  マイクロコントローラ
７  フィードバック部
９，９Ａ  モータ
１２，１２Ａ  インバータ
３１  ダイオードブリッジ
３３  第１平滑コンデンサ
４２  スイッチング素子
５１  半波整流回路
５２  参照電圧供給部
５３  コンパレータ
７１  電圧フィードバック部
７２  電流フィードバック部
８１  スイッチング制御部
８２，８２Ａ  モータ駆動制御部
６２１  プロファイル
７２１，７２１Ａ  シャント抵抗
７２２，７２２Ａ  増幅回路
Ｓ１１  第１交流電圧
Ｓ２  第２交流電圧
Ｓ３  第１直流電圧
Ｓ４  第２直流電圧
Ｓ５  ゼロクロス検知信号
Ｓ７１  電圧フィードバック信号
Ｓ７２，Ｓ７２Ａ  電流フィードバック信号
Ｓ８１  スイッチング制御信号
Ｓ８２，Ｓ８２Ａ  モータ駆動信号
Ｓ９１  位置情報検出信号
Ｓ１２１Ａ  位置検出電流
Ｓ７２１，Ｓ７２１Ａ  シャント電圧
Ｓ８２１Ａ  位置検出用パルス信号
【図１】
2015104178.tif 000003
【図２】
2015104178.tif 000004
【図３】
2015104178.tif 000005
【図４】
2015104178.tif 000006
【図５】
2015104178.tif 000007
【図６】
2015104178.tif 000008
【図７】
2015104178.tif 000009