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CN109247056B - 电机驱动装置、制冷循环装置及空气调节机 - Google Patents

电机驱动装置、制冷循环装置及空气调节机 Download PDF

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CN109247056B CN201680084458.7A CN201680084458A CN109247056B CN 109247056 B CN109247056 B CN 109247056B CN 201680084458 A CN201680084458 A CN 201680084458A CN 109247056 B CN109247056 B CN 109247056B
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天野胜之
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

电机驱动装置具备：与电机(15)的相数相同数量的逆变器模块；以及生成用于对逆变器模块(2、3、4)进行PWM驱动的PWM信号的控制部(5)。在逆变器模块(2、3、4)的内部具备：多组将两个开关元件串联连接而成的开关元件对；驱动电路(7)，其根据控制部的输入信号来驱动多组开关元件对；以及保护电路(8)，当超过第一阈值电压值时，无论来自控制部(5)的输入信号如何，都使驱动电路(7)停止。多组开关元件对并联连接，作为多组开关元件对的基准端子的功率GND(28)、作为驱动电路(7)的基准端子的控制GND(30)、以及保护电路(8)的过电流异常输入用的端子(26)分别独立地露出到外部。功率GND(28)及控制GND(30)通过配线图案在印刷基板上进行一点连接。

Description

电机驱动装置、制冷循环装置及空气调节机
技术领域
本发明涉及具备开关元件的电机驱动装置、制冷循环装置及空气调节机。
背景技术
关于电机驱动装置，公开了过电流检测方法的一例(例如，专利文献1)。在专利文献1中，记载了在电容器之一设置直流电流互感器而能够减小电容器与逆变器(inverter)之间的配线电感。
另外，存在一种电力转换装置，该电力转换装置具备并联连接的多个模块，所述模块分别具备具有开关元件的多个同种的电路部件，在各个所述模块中，所述电路部件并联连接，所述模块的输入端子或输出端子连接，且通过共同的驱动信号来驱动所述开关元件(例如，专利文献2)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平1-019915号公报
专利文献2：日本特开2009-261106号公报
发明内容
发明要解决的课题
根据专利文献1，能够减小电容器与逆变器之间的配线电感，能够抑制由配线电感和流动的电流的di/dt导致的浪涌电压。如果逆变器模块为1个，则能够减小电容器与逆变器之间的配线电感。然而，在将小容量的逆变器模块连接多个而构成大容量的逆变器的情况下，在向印刷基板安装时，配线电感不得不增大。
另外，如专利文献2那样构成大容量的三相逆变器的情况下，在1个模块中的直流输入端子、即正极侧的端子及负极侧的端子这两个端子流动的电流，流动有由1个模块构成三相逆变器时的3倍的电流。因此，在配线图案产生的电压也成为3倍。并且，从模块的直流输入端子至模块内部的开关元件之间的引线框的电感所产生的浪涌电压也成为3倍。因此，在将小容量的逆变器模块连接多个而构成大容量的逆变器的情况下，存在容易引起周边电路的误动作的问题。
本发明鉴于上述情况而作出，目的在于得到一种在将小容量的逆变器模块连接多个而构成大容量的逆变器的情况下能够抑制周边电路的误动作的电机驱动装置。
用于解决课题的方案
为了解决上述的课题，实现目的，本发明的电机驱动装置具备：与电动机的相数相同数量的逆变器模块；以及生成用于对逆变器模块进行PWM驱动的PWM信号的控制部。在逆变器模块的内部具备：多组将两个开关元件串联连接而成的开关元件对；驱动电路，其根据控制部的输入信号来驱动多组开关元件对；以及保护电路，当超过第一阈值电压值时，无论来自控制部的输入信号如何，都使驱动电路停止。多组开关元件对并联连接，作为多组开关元件对的基准端子的第一端子、作为驱动电路的基准端子的第二端子、以及保护电路的输入端子分别独立地露出到外部。第一端子及第二端子通过配线图案在印刷基板上进行一点连接。
发明效果
根据本发明，发挥在将小容量的逆变器模块连接多个而构成大容量的逆变器的情况下能够抑制周边电路的误动作这样的效果。
附图说明
图1是表示实施方式1的电机驱动装置的结构例的电路图。
图2是表示通过软件实现实施方式1的控制部的功能时的硬件结构的一例的框图。
图3是表示作为比较例的一般的逆变器的结构的电路图。
图4是表示以如图3所示的单一对逆变器的概念将3个逆变器模块接线时的接线状态的电路图。
图5是表示以实施方式1的概念接线时的接线状态的电路图。
图6是表示实施方式1的电机驱动装置的配线图案的一例的图。
图7是表示实施方式1的电机驱动装置的配线图案的另一例的图。
图8是表示实施方式2的电机驱动装置的结构例的电路图。
图9是表示实施方式2的电机驱动装置的配线图案的一例的图。
图10是表示实施方式3的空气调节机的结构例的图。
具体实施方式
以下，基于附图，详细说明本发明的实施方式的电机驱动装置、制冷循环装置及空气调节机。需要说明的是，并不通过本实施方式来限定本发明。
实施方式1
图1是表示本发明的实施方式1的电机驱动装置的结构例的电路图。如图1所示，实施方式1的电机驱动装置具备：输出直流电压的电容器1；检测电容器1的两端电压的电压检测部11；将直流电流转换成三相交流电流来对作为三相电机的电机15进行驱动的逆变器部14；以及生成用于对逆变器部14进行控制的PWM信号的控制部5。在逆变器部14与电机15之间设有检测电机电流的电流检测器12、13。
实施方式1的电机驱动装置能够用作在空气调节机、制冷机、洗涤烘干机、冰箱、除湿器、热泵式热水器、陈列橱、吸尘器、风扇电机、换气扇、干手器、感应加热电磁烹调器等中对电机进行驱动的装置。
逆变器部14具备与U相对应的逆变器模块2、与V相对应的逆变器模块3、与W相对应的逆变器模块4。逆变器模块2、3、4分别具备开关元件6a、6b、6c、6d、6e、6f。开关元件6a、6c、6e构成上支路，开关元件6b、6d、6f构成下支路。在本实施方式中，即使在开关元件6a、6b、6c、6d、6e、6f的各自的电流容量小的情况下，也能够通过如图1那样按照各相将开关元件并联化来实现大电流容量。逆变器模块3、4的结构与逆变器模块2相同。
控制部5基于由电压检测部11检测到的电压和由电流检测器12、13检测到的电机电流来控制逆变器部14。具体而言，生成用于对各相及各支路的开关元件的接通断开状态进行控制的PWM信号Up、Vp、Wp、Un、Vn、Wn并向逆变器部14输出。Up、Vp、Wp是用于控制U相、V相及W相的上支路的开关元件的接通断开状态的PWM信号，Un、Vn、Wn是用于控制U相、V相及W相的下支路的开关元件的接通断开状态的PWM信号。PWM信号是取High和Low中的任一值的脉冲状的信号，High表示接通即闭，Low表示断开即开。将脉冲即接通状态连续的期间的宽度称为脉冲宽度。由于同一相的同一支路由3个开关元件构成，因此控制部5基于在3个开关元件接通时流动的电流来决定脉冲宽度。即，将3个开关元件看作大电流容量的1个开关元件而生成PWM信号。
需要说明的是，在通过软件实现控制部5的功能的情况下，如图2所示，能够采用包括进行运算的CPU(Central Processing Unit：中央处理装置)50、保存由CPU50读取的程序的存储器52及进行信号的输入输出的接口54的结构。需要说明的是，CPU50也可以称为运算装置、微型处理器、微型计算机、处理器或DSP(Digital Signal Processor)等。另外，存储器52可以为例如RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、闪存、EPROM(Erasable Programmable ROM)、EEPROM(Electrically EPROM)等非易失性或易失性的半导体存储器、磁盘、软盘、光盘、CD(Compact Disc)、MD(Mini Disc)、DVD(DigitalVersatile Disc)、BD(Blu-ray(注册商标)Disc)等。
在存储器52存储有执行控制部5的功能的程序。CPU50基于经由接口54接收的电压检测部11的检测值和电流检测器12、13的检测值以及各种信息，执行PWM信号的生成所需的运算及控制。
驱动电路7按照各相即按照各逆变器模块2、3、4，基于由控制部5生成的PWM信号，生成用于对开关元件6a、6b、6c、6d、6e、6f进行PWM驱动的PWM信号。具体而言，驱动电路7将Up、Un分别复制成3个，并将复制的信号向与U相对应的逆变器模块2输出。并且，驱动电路7将Vp、Vn分别复制成3个，并将复制的信号向与V相对应的逆变器模块3输出。驱动电路7将Wp、Wn分别复制成3个，并将复制的信号向与W相对应的逆变器模块4输出。
保护电路8按照各相即按照各逆变器模块2、3、4，将用于基于由控制部5生成的PWM信号对开关元件6a、6b、6c、6d、6e、6f进行PWM驱动的PWM信号向驱动电路7传递。另外，具有过电流异常输入用的端子26(在图1中标记为“Cin”)，表示过电流异常输入的电压值能够从逆变器模块2、3、4的外部输入。因此，在端子26的电压超过了预先设定的阈值时，从控制部5向驱动电路7的PWM信号的传递停止。需要说明的是，作为表示过电流异常输入的电压值，在本实施方式中，例示0.5V的+5％值，即0.525V(＝0.5V+0.025V)。
电流检测器9配置在后述的接地点16(在图1中也标记为“N1”)与电容器1的负极侧端子之间。接地点16是来自3个功率GND28的各配线图案合流的点，该3个功率GND28设置在逆变器模块2、3、4中的开关元件6b、6d、6f的各负极侧即各源极侧。功率GND28是向开关元件对赋予基准电位的基准端子。在没有符号进行辨别时，为了方便起见，将功率GND28称为第一端子。
电流检测器9检测返回到电容器1的负极侧端子的电流即在逆变器模块2、3、4流动的电流的合计值，并将检测到的电压信号向比较器10传递。作为电流检测器9，可以是插入分流电阻的结构，也可以是使用了磁性体芯的电流传感器，或者也可以是包括利用了磁阻抗效应的MI电流传感器、利用了磁电阻效应的MR电流传感器、或者利用了霍尔效应的电流传感器的无芯传感器。但是，与有芯的传感器相比，优选采用无芯传感器。在无芯传感器的情况下，能够降低从电容器1的正极侧端子经由逆变器模块2、3、4到电流检测器9之间的阻抗。由此，能够抑制由在这些结构部间流动的电流导致的浪涌电压。结果，能够抑制向逆变器模块内部的开关元件施加的电压应力，能够提高装置的可靠性。
需要说明的是，在图1的结构中，电流检测器9连接在逆变器模块2、3、4中的各自的功率GND28的合流点即接地点16与电容器1之间，但也可以连接在电容器1的正极侧端子与逆变器模块2、3、4中的上支路的开关元件的正极侧即漏极侧的合流点之间。在该结构的情况下，在电机15接地时，能够检测到接地电流。
比较器10作为过电流检测电路进行动作。比较器10将预先设定的第一电压值与从电流检测器9输出的电压信号进行比较，在电流检测器9的输出电压信号超过了预先设定的第一电压值的情况下、即在逆变器模块2、3、4流动的电流的合计值大于预先设定的电流值的情况下，输出High信号。在此，作为预先设定的第一电压值，设为保护电路8中的过电流异常输入的阈值以上的电压，例示上述的0.525V。需要说明的是，0.525V是一例，并不限定于该值。
在发生了开关元件的上支路和下支路这双方经由电机15的电感同时成为接通状态的负载短路的情况下，流动有超过电机15的容许电流的电流。在流动有超过容许电流的电流的情况下，会导致逆变器模块2、3、4的开关元件的损坏或者电机15退磁。在此，电机15的退磁是指例如在电机15为DC无刷电机的情况下转子内部的磁铁的磁力下降的现象。由此，在电机15为DC无刷电机的情况下，考虑电机15的退磁，确定具有裕度的保护电流值。
另外，在发生了开关元件的串联连接的上支路和下支路这双方同时成为接通状态的支路短路的情况下，支路短路电流在逆变器模块2、3、4流动。当在逆变器模块2、3、4流动的支路短路电流超过容许电流地流动时，逆变器模块2、3、4的开关元件会损坏。因此，确定过电流断开电路的延迟时间，以便在逆变器模块2、3、4流动有支路短路电流的情况下，在容许时间内停止。但是，如果延迟时间过短，则有可能在没有支路短路电流流动时如后所述发生误检测，因此，确定在容许时间内且不会误检测的延迟时间。
为了避免开关元件的损坏及电机15的退磁，比较器10在电流检测器9的检测值超过了第一电压值时，为了使保护电路8动作而将保护电路8中的过电流异常输入的阈值以上的电压向保护电路8输出。保护电路8在检测到过电流异常输入超过阈值时，停止PWM信号的输出，停止逆变器模块2、3、4的输出。
接下来，说明设置在逆变器模块2、3、4的开关元件的材料。作为开关元件，可以使用任意的材料的元件，能够使用GaN(氮化镓)、SiC(碳化硅：silicon carbide)、金刚石等宽带隙半导体。通过使用宽带隙半导体，耐电压性升高，容许电流密度也升高，因此能够实现模块的小型化。宽带隙半导体的耐热性也高，因此也能够实现散热部的散热片的小型化。另外，开关速度快，在开关时产生的损失小，因此同样能够实现散热部的散热片的小型化。
接下来，通过与驱动相同三相电机的一般的逆变器的比较来说明本实施方式的逆变器的特征。图3是表示作为比较例的一般的逆变器的结构的电路图。需要说明的是，对于与图1相同或同等的结构部，标注同一符号，省略重复的说明。
在一般的逆变器的情况下，如图3所示，逆变器模块2具备开关元件6a、6b、开关元件6c、6d及开关元件6e、6f这样的3组开关元件对。在此，以下，为了与本实施方式的逆变器部14进行区别，将如比较例那样每相使用1对开关元件的逆变器称为单一对逆变器，另外，将如比较例那样将三相的开关元件对即3组开关元件对作为1个模块安装而成的模块称为单一逆变器模块。需要说明的是，在单一对逆变器中，如图3所示，同一相的上支路的开关元件为1个，同一相的下支路的开关元件为1个。相对于此，在本实施方式的逆变器中，同一相的上支路的开关元件为3个，同一相的下支路的开关元件为3个。因此，当安装的开关元件的电流容量设为Am时，3个开关元件并联连接而成的逆变器模块的电流容量理想的情况为3×Am。
通常，在使用逆变器来驱动三相电机的情况下，逆变器在各相具备由串联连接的上支路的1个开关元件和下支路的1个开关元件构成的开关元件对。因此，也如比较例所示，一般的逆变器在三相中具备合计2×3即6个开关元件。在将开关元件作为芯片安装时，若增大芯片面积，则成品率变差。另一方面，若减小芯片面积，则能够提高从晶圆取出时的成品率。特别是使用SiC作为开关元件的情况下，由于晶圆造价高，因此为了低价格化而希望减小芯片面积。在如使用于家庭用的空气调节机的情况那样电流容量可以较小的情况下，通过使用由芯片面积小的6个开关元件来控制三相的逆变器模块，能够实现低价格化。
然而，当减小芯片面积时，电流容量减小。因此，在比较例的逆变器模块、即通过6个开关元件来驱动三相电机的逆变器模块中，难以同时实现低价格化和大电流化。相对于此，在本实施方式中，通过将电流容量小的开关元件并联使用，能够实现低价格化和大电流化这两方。
另外，如图3所示，能够在由比较例所示的6个开关元件构成的三相用的1个逆变器模块和由本实施方式的6个开关元件构成的逆变器模块2、3、4之间使基本的部分通用化。因此，作为逆变器模块2、3、4，能够将由6个开关元件构成的三相用的1个逆变器模块直接使用或者通过简易的变更来使用。换言之，能够将三相用的1个逆变器模块和图1所示的逆变器模块2、3、4作为同一或类似的模块来制造。因此，能够低价地制造大电流容量用的逆变器模块2、3、4。举个例子，家庭用的空气调节机能够使用由6个开关元件构成的三相用的1个模块，商业用的空气调节机能够使用如图1所示具备3个模块的逆变器部14。
接下来，说明逆变器模块2、3、4、控制部5以及比较器10中的各自的赋予基准电位的端子及其连接方法。首先，如图1所示，作为向逆变器模块2、3、4的开关元件对赋予基准电位的基准端子的功率GND28分别在1点的接地点即接地点16电连接。需要说明的是，如前所述，接地点16与电容器1的负极侧端子电连接。另外，在接地点16与电容器1的负极侧端子之间配置有电流检测器9。
作为逆变器模块2、3、4中的各自的驱动电路7的基准端子的控制GND30及作为控制部5的基准端子的GND32在接地点16进行一点连接。另外，电流检测器9的基准端子36及作为比较器10的基准端子的GND34连接于从作为控制部5的基准端子的GND32延伸出的微机控制GND。需要说明的是，作为电流检测器9的基准端子36及作为比较器10的基准端子的GND34也可以连接于接地点16。需要说明的是，在没有符号进行辨别时，为了方便起见，将作为驱动电路7的基准端子的控制GND30、作为控制部5的基准端子的GND32、电流检测器9的基准端子36及作为比较器10的基准端子的GND34分别称为第二端子、第三端子、第四端子及第五端子。
在此，对于在接地点16进行一点连接的理由，参照图1至图5的附图进行说明。图4是表示以如图3所示的单一对逆变器的概念将3个逆变器模块并列配置地接线时的接线状态的电路图。在图4中，示出了将图2的单一对逆变器单纯地并列3个且单纯地通过配线图案连接的例子。另外，图5是表示将3个逆变器模块并列配置且以本实施方式的概念进行了接线时的接线状态的电路图。需要说明的是，在图3中用分流电阻17表示电流检测器，但在图4中，为了应对大电流，将电流检测器从分流电阻17变更为能够应对大电流用途的绝缘型的电流检测器9。
首先，在小容量的单一对逆变器的情况下，如图3所示，使用单一的逆变器模块2即可，能够缩短配线图案。另外，流动的电流也小，因此即使是开关速度快的宽带隙半导体，也不易明显出现如下说明的问题。需要说明的是，在此所说的问题是指使用小容量的单一对逆变器构成大容量化的逆变器时的问题。以下，对于该问题，具体地进行说明。
首先，在为了逆变器部14的大容量化而将逆变器模块2、3、4单纯地连接的情况下，配线图案会变长。当配线图案变长时，在逆变器模块2、3、4的功率GND28与电容器1的负极侧端端子之间会存在超过设想的电感。
另外，在逆变器模块内部的引线框也存在电感。以往，采用设想了小容量的逆变器的规格。因此，若使用3个逆变器模块，则会相对于引线框的电感流动3倍的电流。并且，在采用了宽带隙半导体的情况下，开关速度快，因此，在配线图案的电感和引线框的电感之间产生的电位差增大。
例如，已知有在由宽带隙半导体形成的开关元件的情况下，接通或关断时的电流变化速度(di/dt)为例如400A/us～1000A/us。该数值为以往的由Si(硅)半导体形成的IGBT的5倍～20倍左右。因此，在通过多个小容量的逆变器模块构成大容量的逆变器的情况下，配线图案及引线框的电感的影响变大。需要说明的是，最近，在由Si(硅)半导体形成的开关元件中，也已知有接通或关断时的电流变化速度(di/dt)为200A/us以上的开关元件，对于这样的开关元件，也适合以下说明的本实施方式的方法。
在此，在图4中，考虑如虚线的箭头所示的方向那样从电容器1的负极侧向逆变器模块2流动的电流。在连接点18(在图4中也标记为“N2”)与逆变器模块2的控制GND30之间存在由U相GND配线图案产生的电感19，从该电感19和流过电感19的电流的时间变化分量即di/dt，产生与电流反向地感应的电压。另一方面，电流检测器9的基准电位及检测过电流的比较器10的基准电位以连接点18为基准。因此，即使比较器10输出Low，也会在逆变器模块2的保护电路8中的过电流异常输入用的端子26与控制GND30之间产生以电感19为起因的电位差。如上所述，向端子26施加的表示过电流异常输入的电压值较小，为0.5V左右，因此，虽然在上支路的元件关断的时机没有过电流流动，但是有时会停止逆变器的输出。需要说明的是，这样的现象称为“提前断开”(early out)。在将逆变器模块2、3、4并联连接地使其动作的情况下，需要延长GND的配线图案，因此该“提前断开”的现象必然发生。特别是在使用由宽带隙半导体形成的开关元件的情况下，感应电压增大，变得显著。
另一方面，在本实施方式中，如图1所示，在接地点16将逆变器模块2、3、4的功率GND28及逆变器模块2、3、4中的驱动电路7的控制GND30进行一点连接，因此，在各逆变器模块2、3、4的控制GND30与逆变器模块2、3、4中的保护电路8的过电流异常输入用的端子26之间不易产生由配线图案的电感19和di/dt感应的电压，因此能够抑制“提前断开”的发生。
例如，在图5中，在U相电流要向图示的虚线的箭头的方向流动时，在接地点16与逆变器模块2的功率GND28之间存在由U相GND配线图案产生的电感19，从该电感19和流过电感19的电流的时间变化分量即di/dt，产生与电流反向地感应的电压。然而，由于逆变器模块2的控制GND30连接于接地点16，因此在逆变器模块2的保护电路8的过电流异常输入用的端子26与驱动电路7的控制GND30之间不易产生以配线图案为起因的电位差，能够抑制“提前断开”的发生。
接下来，说明本实施方式的电机驱动装置的配线图案。图6是表示本实施方式的电机驱动装置的配线图案的一例的图。在图6中，使逆变器模块2、3、4朝向相同方向，并配置成与框体的长度方向正交的方向成为模块的排列方向。需要说明的是，在图6中，逆变器模块2、3、4成为DIP(Dual Inline Package)的构造，但也可以构成为SIP(Single InlinePackage)。但是，DIP能够构成为将耐压更小(大约25V以下)的端子、耐压更大(几百V)的端子的距离拉开的结构，因此在印刷基板上也容易获得绝缘距离，能够实现安全的设计。
图6示出了电容器1、逆变器模块2、3、4、控制部5、电流检测器9、比较器10、接地点16。另外，图6示出了用于跨越信号配线图案的跨接线20、21、直流电压的正极侧线的配线图案22、直流电压的负极侧线的配线图案23。在将逆变器模块2、3、4连接多个的情况下，功率GND会变长。另一方面，在图6中，在逆变器模块2、3、4中的配置于中央的逆变器模块3的功率GND的附近(近前)设置接地点16(N1)。在此，逆变器模块2、3、4的功率GND28、逆变器模块2、3、4中的驱动电路7的控制GND30、控制部5的GND32、电流检测器9的基准端子36及比较器10的GND34在接地点16进行一点连接。
在图6中，跨接线20、21沿着逆变器模块2、3、4的排列方向延伸。在此，在逆变器模块2、3、4的框体中，长度方向的长度、即长边的长度设为L1，与长度方向正交的方向的长度、即短边的长度设为L2。此时，跨接线20、21的长度优选为等于或小于框体的长边的长度与短边的长度之和即L1+L2。另外，跨接线20、21与框体之间的距离优选小于框体的短边的长度L2。并且，接地点16与框体之间的距离优选等于或小于框体的短边的长度L2。通过满足这些条件，能够减小配线图案的电感。
另外，也可以如图7那样变更逆变器模块2、3、4的配置的方向。在图7中，使逆变器模块2、3、4朝向相同方向，并配置成框体的长度方向成为模块的排列方向。在该情况下，能够缩短大电流流动的配线图案。另外，由于高压配线图案与低压配线图案被隔开，因此容易获得绝缘距离，能够高密度地安装，能够使基板小型化。
如以上所述，本实施方式的电机驱动装置在各相具备将上下支路分别由1个开关元件构成的开关元件对并联连接多个而成的逆变器模块。因此，能够抑制价格并实现大电流化。另外，并不是单纯地并联多个，而是在共同的接地点将向各逆变器模块的开关元件对赋予基准电位的第一端子和作为各逆变器模块的驱动电路的基准端子的第二端子进行一点连接，因此，在各逆变器模块的第二端子与对各逆变器模块进行保护的保护电路之间不易产生由配线图案的电感和di/dt感应的电压，因此能够抑制“提前断开”的发生。需要说明的是，作为控制部的基准端子的第三端子、作为电流检测器的基准端子的第四端子、作为过电流检测电路的基准端子的第五端子也可以在共同的接地点进行一点连接。
需要说明的是，在图1的结构例中，示出了每1相使用1个逆变器模块的例子，但也可以每1相具备多个逆变器模块。作为一例，可以每1相并联连接地使用2个逆变器模块而使用相数×2个的逆变器模块。另外，在图1中，是从电容器1供给直流电源的例子，但并不限定于图1的结构例，只要向逆变器模块2、3、4输入直流电流即可，也可以采用从通过整流器对来自交流电源的交流电流进行整流而生成的直流电源向逆变器模块2、3、4输入直流电流的结构。
另外，在图1的结构例中，示出了基于向逆变器模块的输入侧流动的直流电流的检测值而向逆变器模块的保护电路的输入端子分别施加过电流异常输入的电压值的例子，但也能够基于向逆变器模块的输出侧流动的交流电流的检测值来进行同样的控制。在该控制的情况下，能够利用电流检测器12、13的检测值。
实施方式2
接下来，说明实施方式2的电机驱动装置。在实施方式1中，说明了一点连接的例子，但在本实施方式中，说明调整各逆变器模块的配线电感的例子。
图8是表示实施方式2的电机驱动装置的结构例的电路图。如图8所示，在实施方式2中，图示了在V相的逆变器模块、即逆变器模块3的功率GND28与接地点16之间追加的配线图案24。配线图案24是为了调整阻抗而设置的。需要说明的是，对于与图1相同或同等的结构部，标注同一符号，省略重复的说明。
图9是表示图8所示的电机驱动装置的配线图案的例子的图。在图9中，如椭圆线包围的那样，设置有配线图案24，以使等效的电感分量出现在与逆变器模块3的功率GND相连的配线部。需要说明的是，对于与图6相同或同等的结构部，标注同一符号，省略重复的说明。
在实施方式1中，没有管理与逆变器模块2、3、4的功率GND相连的配线图案的长度、即配线阻抗。因此，逆变器模块3的功率GND与电流检测器9的距离最短，而逆变器模块2、4的功率GND与电流检测器9的距离为同等的长度。因此，逆变器模块3产生的配线图案的电感及由di/dt感应的电压分别与逆变器模块2、4产生的配线图案的电感及由di/dt感应的电压不同。由此，在逆变器模块2、4中的过电流异常输入端子与控制GND端子之间产生的噪声电压和在逆变器模块3中的过电流异常输入端子与控制GND端子之间产生的噪声电压不同，成为逆变器模块2、3、4的各保护电路8中的过电流断开值即各相(U相、V相及W相)的过电流断开值变动的要因。需要说明的是，实施方式1虽然为能够抑制由配线图案的电感和di/dt感应的电压的影响的结构，但由配线图案的电感和di/dt感应的电压本身存在偏差。
另一方面，在本实施方式中，使配线图案最短的V相的配线图案构成为与其他相(U相及W相)一致，从而逆变器模块2、3、4的功率GND与电流检测器9的距离成为在电气上同等的长度。因此，逆变器模块2、3、4的功率GND与电流检测器9之间的阻抗相等，由配线图案的电感和di/dt感应的电压之差减小。由此，能够抑制各相(U相、V相及W相)的过电流断开值的变动。
需要说明的是，在上述中，说明了逆变器模块2、3、4的功率GND与电流检测器9之间的各阻抗相等，但三者间的阻抗不需要严格一致，容许误差。在将想要调成一致的阻抗的值设为Z0时，三者间的阻抗为优选±5％、更优选±2.5％的范围即可。如果落入这样的范围内，则三者间的阻抗可看作相同。
如以上所述，根据实施方式2，能够抑制以由配线图案的电感和di/dt产生的感应电压为起因的噪声分量所导致的过电流断开的偏差。另外，通过与实施方式1的结构组合，能够抑制过电流断开动作的偏差。
实施方式3
图10是表示实施方式3的空气调节机的结构例的图。本实施方式的空气调节机具备实施方式1及实施方式2所述的电机驱动装置作为电机驱动装置100。本实施方式的空气调节机具有将内置有实施方式1的电机15的压缩机81、四通阀82、室外热交换器83、膨胀阀84、室内热交换器85经由制冷剂配管86安装而成的制冷循环，构成分体式空气调节机。
在压缩机81内部设有对制冷剂进行压缩的压缩机构87和使其动作的电机15，构成通过使制冷剂从压缩机81在室外热交换器83与室内热交换器85之间循环而进行制冷制热等的制冷循环。需要说明的是，图10所示的结构不仅能够适用于空气调节机，也能够适用于冰箱、冰柜等具备制冷循环的设备。
在本实施方式的空气调节机中，由于具备实施方式1及实施方式2所述的电机驱动装置，因此能够低价格地实现大电流化。
另外，在各相具有多对开关元件，因此，即使开关元件发生故障也能够使用其他的开关元件继续运转。在开关元件发生故障的情况下，能够以比通常低的能力继续运转并进行向使用者发出警报等动作。
以上的实施方式所示的结构表示本发明的内容的一例，既能够与其他的公知技术组合，也能够在不脱离本发明的主旨的范围内对结构的一部分进行省略、变更。
附图标记说明
1电容器，2、3、4逆变器模块，5控制部，6a、6b、6c、6d、6e、6f开关元件，7驱动电路，8保护电路，9、12、13电流检测器，10比较器，11电压检测部，14逆变器部，15电机，16接地点，17分流电阻，18连接点，19电感，20、21跨接线，22、23、24配线图案，26端子，28功率GND(开关元件对的基准端子)，30控制GND(驱动电路的基准端子)，32GND(控制部的基准端子)，34GND(比较器的基准端子)，36基准端子(电流检测器)，50CPU，52存储器，54接口，81压缩机，82四通阀，83室外热交换器，84膨胀阀，85室内热交换器，86制冷剂配管，87压缩机构，100电机驱动装置。

Claims (9)

1.一种电机驱动装置，所述电机驱动装置对电动机进行驱动，其特征在于，
所述电机驱动装置具备：
与电动机的相数相同数量的逆变器模块；以及
生成用于对所述逆变器模块进行PWM驱动的PWM信号的控制部，
在所述逆变器模块的内部具备：
多组将两个开关元件串联连接而成的开关元件对；
驱动电路，其根据所述控制部的输入信号来驱动多组所述开关元件对；以及
保护电路，当超过规定阈值电压值时，无论来自控制部的输入信号如何，所述保护电路都使驱动电路停止，
多组所述开关元件对并联连接，
作为多组所述开关元件对的基准端子的第一端子、作为所述驱动电路的基准端子的第二端子、以及所述保护电路的输入端子分别独立地露出到外部，
所述逆变器模块的所有所述第一端子及所述第二端子分别地通过配线图案在印刷基板上进行一点连接。
2.根据权利要求1所述的电机驱动装置，其特征在于，
所述电机驱动装置具备：
电流检测器，其与多个所述逆变器模块的输入或输出连接，检测在多个所述逆变器模块流动的合计的电流；以及
过电流检测电路，其连接所述电流检测器的输出，当在多个所述逆变器模块流动的电流超过规定阈值电流值时，输出所述规定阈值电压值以上的电压，
所述电流检测器的基准端子及所述过电流检测电路的基准端子与所述第一端子电连接。
3.根据权利要求2所述的电机驱动装置，其特征在于，
多个所述逆变器模块中的各自的所述第一端子与所述电流检测器之间的配线图案的阻抗分别相等。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的电机驱动装置，其特征在于，
使多个所述逆变器模块朝向相同方向，并配置成与所述逆变器模块的框体的长度方向正交的方向成为模块的排列方向。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的电机驱动装置，其特征在于，
使多个所述逆变器模块朝向相同方向，并配置成所述逆变器模块的框体的长度方向成为模块的排列方向。
6.根据权利要求1～3中任一项所述的电机驱动装置，其特征在于，
所述开关元件由宽带隙半导体构成，所述宽带隙半导体是氮化镓、碳化硅或金刚石。
7.根据权利要求1～3中任一项所述的电机驱动装置，其特征在于，
所述开关元件的接通、关断的速度为200A/us以上。
8.一种制冷循环装置，其特征在于，
权利要求1～7中任一项所述的电机驱动装置装入到压缩机，所述压缩机具备通过制冷剂配管将冷凝器、膨胀器及蒸发器连接的制冷循环电路。
9.一种空气调节机，其特征在于，具备权利要求8所述的制冷循环装置。
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