特許 7704958 電流検出装置及びこれを備えるモータ駆動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-06-30

(45)【発行日】2025-07-08

(54)【発明の名称】電流検出装置及びこれを備えるモータ駆動装置

(51)【国際特許分類】

   G01R 19/00 20060101AFI20250701BHJP

   G01R 15/00 20060101ALI20250701BHJP

   G01R 19/25 20060101ALI20250701BHJP

   G01R 35/00 20060101ALI20250701BHJP

   H02P 29/028 20160101ALI20250701BHJP

【ＦＩ】

G01R19/00 N

G01R15/00 500

G01R15/00 100B

G01R19/25

G01R35/00 E

H02P29/028

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2024502763

(86)(22)【出願日】2022-02-28

(86)【国際出願番号】 JP2022008357

(87)【国際公開番号】W WO2023162246

(87)【国際公開日】2023-08-31

【審査請求日】2024-09-06

(73)【特許権者】

【識別番号】390008235

【氏名又は名称】ファナック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100112357

【弁理士】

【氏名又は名称】廣瀬 繁樹

(72)【発明者】

【氏名】大井 陽一郎

【審査官】永井 皓喜

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１３－１０６１２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１４１７７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１２／１５３３７１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０００－２０１０７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１２７６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－９６６２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第５４８６７８８（ＵＳ，Ａ）

【文献】中国実用新案第２０６４１１１８０（ＣＮ，Ｕ）

【文献】特表２００１－５２０３９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｒ １９／００

Ｇ０１Ｒ １５／００

Ｇ０１Ｒ ３５／００

Ｈ０３Ｍ １／１０

Ｈ０３Ｆ ３／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電流経路上の電流を検出して該電流に対応するディジタルデータを出力するメイン電流検出回路と、
前記メイン電流検出回路と同じ検出箇所にて前記電流経路上の前記電流を検出して該電流に対応するディジタルデータを出力するオフセット補正用電流検出回路と、
前記オフセット補正用電流検出回路内のＡＤコンバータの電流入力端子間を短絡する短絡部と、
前記短絡部による前記電流入力端子間の短絡時に前記オフセット補正用電流検出回路から出力される第１のオフセットを測定し、前記オフセット補正用電流検出回路の出力から前記第１のオフセットに相当する量を除去する補正を実行する第１のオフセット補正部と、
前記短絡部が前記電流入力端子間を短絡しない時において同じ検出タイミングで得られた前記メイン電流検出回路の出力と前記オフセット補正用電流検出回路の前記第１のオフセット補正部による補正済の出力とに基づいて、前記メイン電流検出回路から出力される第２のオフセットを計算し、前記メイン電流検出回路の出力から前記第２のオフセットに相当する量を除去する補正を実行する第２のオフセット補正部と、
を備える、電流検出装置。

【請求項2】

前記第１のオフセット補正部は、予め定めた周期で前記第１のオフセットの測定及び前記オフセット補正用電流検出回路の出力に対する補正を実行する、請求項１に記載の電流検出装置。

【請求項3】

前記第２のオフセット補正部は、前記短絡部が前記電流入力端子間を短絡しない時において複数時刻のそれぞれにおいて同じ検出タイミングで得られた前記メイン電流検出回路の出力と前記オフセット補正用電流検出回路の前記第１のオフセット補正部による補正済の出力とに基づいて、前記第２のオフセットを計算する、請求項１または２に記載の電流検出装置。

【請求項4】

前記短絡部が前記電流入力端子間を短絡しない時において、時刻ｔ₁における前記メイン電流検出回路の出力をＩ₁（ｔ₁）、前記時刻ｔ₁における前記オフセット補正用電流検出回路の前記第１のオフセット補正部による補正済の出力をＩ₂（ｔ₁）、時刻ｔ₂における前記メイン電流検出回路の出力をＩ₁（ｔ₂）、前記時刻ｔ₂における前記オフセット補正用電流検出回路の前記第１のオフセット補正部による補正済の出力をＩ₂（ｔ₂）としたとき、前記第２のオフセット補正部は、

【数1】

に従って前記第２のオフセットであるＩ_ofを計算する、請求項３に記載の電流検出装置。

【請求項5】

前記メイン電流検出回路及び前記オフセット補正用電流検出回路の各々は、シャント抵抗方式電流検出回路であり、
前記メイン電流検出回路及び前記オフセット補正用電流検出回路の各々のＡＤコンバータの入力側に設けられる各フィルタ抵抗は、前記メイン電流検出回路及び前記オフセット補正用電流検出回路内で共有されるシャント抵抗よりも大きい抵抗値を有する、請求項１～４のいずれか一項に記載の電流検出装置。

【請求項6】

前記短絡部による前記電流入力端子間の短絡時は前記電流経路から前記電流入力端子への電流の流入を遮断し、前記短絡部が前記電流入力端子間を短絡しない時は前記電流経路から前記電流入力端子への電流の流入を遮断しないスイッチ部をさらに備える、請求項１～５のいずれか一項に記載の電流検出装置。

【請求項7】

請求項１～６のいずれか一項に記載の電流検出装置を備え、
前記メイン電流検出回路の前記第２のオフセット補正部による補正済の出力を用いてモータの駆動を制御する、モータ駆動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電流検出装置及びこれを備えるモータ駆動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

モータ駆動装置においては、モータの駆動を制御するためにモータに流れる電流を検出する電流検出装置が設けられる。

【0003】

例えば、メインオペアンプ（２１）と、該メインオペアンプ（２１）に接続したオフセット調整回路（２２）とを有し、該オフセット調整回路（２２）が動作したときに、上記メインオペアンプ（２１）から、該メインオペアンプ（２１）の入力オフセット電圧（ΔＶｍ）を除去した出力電圧（Ｖｏ）が発生するよう構成されたオートゼロアンプ（２）と、上記出力電圧（Ｖｏ）を測定する電圧測定部（３）と、上記オートゼロアンプ（２）及び上記電圧測定部（３）に接続した制御回路部（４）とを備え、該制御回路部（４）は、上記オフセット調整回路（２２）を動作させるオートゼロモードと、上記オフセット調整回路（２２）を動作させない非オートゼロモードとを切り替え制御し、上記制御回路部（４）は、上記オートゼロモードから上記非オートゼロモードに切り替える前後で、上記出力電圧（Ｖｏ）をそれぞれ測定し、上記非オートゼロモードにおける上記出力電圧（Ｖｏｎ）の測定値から上記オートゼロモードにおける上記出力電圧（Ｖｏａ）の測定値を減算することにより、上記入力オフセット電圧（ΔＶｍ）を算出し、その後、上記非オートゼロモードにおいて、上記出力電圧（Ｖｏ）の測定を行い、上記入力オフセット電圧（ΔＶｍ）の算出値を用いて、上記出力電圧（Ｖｏ）の測定値を補正するよう構成されていることを特徴とする出力電圧測定システム（１）が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

【0004】

例えば、入力される差動信号のオフセットを補正するオートゼロアンプ回路と、前記オートゼロアンプ回路から出力される出力信号をデジタル信号に変換するコンパレータ回路と、を備え、前記オートゼロアンプ回路と、前記コンパレータ回路とは、同一のパッケージ内に構成される、演算回路が知られている（例えば、特許文献２参照。）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１６－２０８３０８号公報

【文献】特開２０１９－０６２４５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

従来、電流検出回路のオフセット補正は、モータ駆動装置の動作を止めることで電流検出回路に入力される電流を０（ゼロ）の状態にしたときにおける電流検出回路の出力値をオフセットとして事前に測定しておき、その後の通常動作時において電流検出回路による電流検出値からオフセット相当量を除去（減算）することで実現していた。すなわち、オフセット補正をするためには、電流検出回路の入力を０にするため通常の電流検出処理を一度停止しなければならず、効率が悪かった。また、通常の使用において電流検出回路により電流を検出し続けていると、温度ドリフトにより電流検出回路のオフセットが変化する。従来、事前に測定したオフセットをそのままオフセット補正に用い続けていたので、オフセットの変化に対応したオフセット補正がなされていなかった。したがって、電流検出処理を停止することなく電流検出回路のオフセットの補正を継続的に行うことができる技術が望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一態様によれば、電流検出装置は、電流経路上の電流を検出して該電流に対応するディジタルデータを出力するメイン電流検出回路と、メイン電流検出回路と同じ検出箇所にて電流経路上の電流を検出して該電流に対応するディジタルデータを出力するオフセット補正用電流検出回路と、オフセット補正用電流検出回路内のＡＤコンバータの電流入力端子間を短絡する短絡部と、短絡部による電流入力端子間の短絡時にオフセット補正用電流検出回路から出力される第１のオフセットを測定し、オフセット補正用電流検出回路の出力から第１のオフセットに相当する量を除去する補正を実行する第１のオフセット補正部と、短絡部が電流入力端子間を短絡しない時において同じ検出タイミングで得られたメイン電流検出回路の出力とオフセット補正用電流検出回路の第１のオフセット補正部による補正済の出力とに基づいて、メイン電流検出回路から出力される第２のオフセットを計算し、メイン電流検出回路の出力から第２のオフセットに相当する量を除去する補正を実行する第２のオフセット補正部と、を備える。

【0008】

また、本開示の一態様によれば、モータ駆動装置は、上記電流検出装置を備え、メイン電流検出回路の第２のオフセット補正部による補正済の出力を用いてモータの駆動を制御する。

【発明の効果】

【0009】

本開示の一態様によれば、電流検出処理を停止することなく電流検出回路のオフセットの補正を継続的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本開示の一実施形態による電流検出装置を示す回路図である。

【図2】メイン電流検出回路から出力される第２のオフセットの計算方法について説明するブロック図である。

【図3】本開示の一実施形態による電流検出装置の動作を例示するタイミングチャートを示す図である。

【図4】本開示の一実施形態による電流検出装置の動作フローを示すフローチャートである。

【図5】本開示の一実施形態の変形例による電流検出装置を示す回路図である。

【図6】図５に示す電流検出装置の動作を例示するタイミングチャートを示す図である。

【図7】図５に示す電流検出装置の動作フローを示すフローチャートである。

【図8】本開示の一実施形態による電流検出装置を備えるモータ駆動装置を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下図面を参照して、電流検出装置及びこれを備えるモータ駆動装置について説明する。各図面において、同様の部材には同様の参照符号が付けられている。また、理解を容易にするために、これらの図面は縮尺を適宜変更している。図示される形態は実施をするための１つの例であり、これらの形態に限定されるものではない。また、以下の説明では、オフセット補正用電流検出回路のオフセットを「第１のオフセット」と称し、メイン電流検出回路のオフセットを「第２のオフセット」と称する。

【0012】

図１は、本開示の一実施形態による電流検出装置を示す回路図である。以降、異なる図面において同じ参照符号が付されたものは同じ機能または類似する機能を有する構成要素であることを意味するものとする。

【0013】

本開示の一実施形態による電流検出装置１は、メイン電流検出回路１１と、オフセット補正用電流検出回路１２と、短絡部１３と、第１のオフセット補正部１４と、第２のオフセット補正部１５とを備える。

【0014】

メイン電流検出回路１１は、電流経路２上の電流を検出して該電流に対応するディジタルデータを出力するものである。メイン電流検出回路１１は、シャント抵抗方式電流検出回路、ホール素子方式電流検出回路、あるいはコア方式電流検出回路のいずれであってもよい。図１では、一例として、メイン電流検出回路１１をシャント抵抗方式電流検出回路にて構成した場合を示している。

【0015】

メイン電流検出回路１１は、電流検出抵抗（シャント抵抗）２１と、絶縁型のＡＤコンバータ２２と、フィルタ抵抗３１及び３２と、フィルタコンデンサ３３とを備える。ＡＤコンバータ２２の変換方式としては、逐次比較型、デルタシグマ型、二重積分型、フラッシュ型（並列比較型）、及びパイプライン型などがある。ＡＤコンバータ２２の入力側には、フィルタ抵抗３１及び３２並びにフィルタコンデンサ３３で構成されるフィルタが設けられる。ＡＤコンバータ２２の非反転入力端子（＋）と反転入力端子（－）との間にフィルタコンデンサ３３が電気的に接続され、フィルタコンデンサ３３の両端子にはフィルタ抵抗３１及び３２がそれぞれ電気的に接続される。電流経路２上に電流が流れると、電流検出抵抗２１の両端子間に電位差が生じ、各電位信号は、フィルタ抵抗３１及び３２並びにフィルタコンデンサ３３を介してＡＤコンバータ２２の非反転入力端子（＋）と反転入力端子（－）のそれぞれに入力される。ＡＤコンバータ２２は、入力された各電位信号に基づいて、電流経路２上の電流に対応するディジタルデータを出力する。ＡＤコンバータ２２から出力されたディジタルデータは、ディジタル演算回路であるＬＳＩ（大規模集積回路）４０に入力され、後述のオフセット補正が施された後、電流値ディジタルデータとして外部に出力される。

【0016】

オフセット補正用電流検出回路１２は、メイン電流検出回路１１と同じ検出箇所にて電流経路２上の電流を検出して該電流に対応するディジタルデータを出力するものである。オフセット補正用電流検出回路１２は、シャント抵抗方式電流検出回路、ホール素子方式電流検出回路、あるいはコア方式電流検出回路のいずれであってもよい。図１では、一例として、オフセット補正用電流検出回路１２をシャント抵抗方式電流検出回路にて構成した場合を示している。オフセット補正用電流検出回路１２は、メイン電流検出回路１１の近傍に設置されるのが好ましい。

【0017】

オフセット補正用電流検出回路１２は、電流検出抵抗（シャント抵抗）２１と、絶縁型のＡＤコンバータ２３と、フィルタ抵抗３４及び３５と、フィルタコンデンサ３６とを備える。メイン電流検出回路１１とオフセット補正用電流検出回路１２とで電流検出抵抗２１を共有することで、メイン電流検出回路１１とオフセット補正用電流検出回路１２とは同じ検出箇所にて電流経路２上の電流を検出することができる。ＡＤコンバータ２３の変換方式としては、逐次比較型、デルタシグマ型、二重積分型、フラッシュ型（並列比較型）、及びパイプライン型などがある。ＡＤコンバータ２３の入力側には、フィルタ抵抗３４及び３５並びにフィルタコンデンサ３６で構成されるフィルタが設けられる。ＡＤコンバータ２３の非反転入力端子（＋）と反転入力端子（－）との間にフィルタコンデンサ３６が電気的に接続され、フィルタコンデンサ３６の両端子にはフィルタ抵抗３４及び３５がそれぞれ電気的に接続される。電流経路２上に電流が流れると、電流検出抵抗２１の両端子間に電位差が生じ、各電位信号は、フィルタ抵抗３４及び３５並びにフィルタコンデンサ３６を介してＡＤコンバータ２３の非反転入力端子（＋）及び反転入力端子（－）のそれぞれに入力される。ＡＤコンバータ２３は、入力された各電位信号に基づいて、電流経路２上の電流に対応するディジタルデータを出力する。ＡＤコンバータ２３から出力されたディジタルデータは、ディジタル演算回路であるＬＳＩ（大規模集積回路）４０に入力される。

【0018】

短絡部１３は、オフセット補正用電流検出回路１２内のＡＤコンバータ２３の電流入力端子間である非反転入力端子（＋）と反転入力端子（－）との間を短絡・開放する開閉スイッチである。短絡部１３は、ＦＥＴなどのユニポーラトランジスタ、バイポーラトランジスタ、ＩＧＢＴ、サイリスタ、ＧＴＯなどの半導体スイッチング素子にて構成されるが、半導体スイッチング素子の種類自体は本実施形態を限定するものではなく、その他の半導体スイッチング素子であってもよい。ＬＳＩ（大規模集積回路）４０内の第１のオフセット補正部１４による制御により、短絡部１３は短絡と開放とを周期的に繰り返す。

【0019】

第１のオフセット補正部１４は、短絡部１３によるＡＤコンバータ２３の電流入力端子間の短絡時にオフセット補正用電流検出回路１２から出力される第１のオフセットを測定し、オフセット補正用電流検出回路１２の出力から第１のオフセットに相当する量を除去する補正を実行する。

【0020】

短絡部１３によるＡＤコンバータ２３の電流入力端子間の短絡時には、電流経路２からオフセット補正用電流検出回路１２内のＡＤコンバータ２３には電流は流れ込まないので、オフセット補正用電流検出回路１２内のＡＤコンバータ２３からはオフセット補正用電流検出回路１２のオフセット（すなわち第１のオフセット）のみが出力される。第１のオフセット補正部１４は、この第１のオフセットを短絡部１３によるＡＤコンバータ２３の電流入力端子間の短絡時に測定し、当該測定時以降のオフセット補正用電流検出回路１２の出力に第１のオフセットが含まれないよう、オフセット補正用電流検出回路１２の出力から第１のオフセットに相当する量を除去する補正を実行する。

【0021】

このように、第１のオフセット補正部１４による第１のオフセットの測定及びオフセット補正用電流検出回路１２の出力に対する補正は、短絡部１３によるＡＤコンバータ２３の電流入力端子間の短絡時に実行される。短絡部１３は短絡と開放とを周期的に繰り返すので、第１のオフセット補正部１４による第１のオフセットの測定及びオフセット補正用電流検出回路１２の出力に対する補正は、あらかじめ定めた周期で繰り返し実行されることになる。よって、温度ドリフトによりオフセット補正用電流検出回路１２の第１のオフセットが変化しても、短絡部１３によるＡＤコンバータ２３の電流入力端子間の短絡時にオフセット補正用電流検出回路１２の出力に対する補正がすぐに実行され、当該短絡に続くＡＤコンバータ２３の電流入力端子間の開放時には、オフセット補正用電流検出回路１２からは第１のオフセットが除去された補正済のディジタルデータが出力されることになる。よって、オフセット補正用電流検出回路１２の出力について、温度ドリフトの影響を最小限に抑えることができる。

【0022】

第２のオフセット補正部１５は、短絡部１３がＡＤコンバータ２３の電流入力端子間を短絡しない時（すなわちＡＤコンバータ２３の電流入力端子間の開放時）において同じ検出タイミングで得られたメイン電流検出回路１１の複数の出力とオフセット補正用電流検出回路１２の第１のオフセット補正部１４による補正済の複数の出力とに基づいて、メイン電流検出回路１１から出力される第２のオフセットを計算し、メイン電流検出回路１１の出力から第２のオフセットに相当する量を除去（減算）する補正を実行する。

【0023】

上述のように短絡部１３がＡＤコンバータ２３の電流入力端子間を短絡しない時（すなわちＡＤコンバータ２３の電流入力端子間の開放時）には、オフセット補正用電流検出回路１２からは第１のオフセットが除去された補正済のディジタルデータが出力されている。第２のオフセット補正部１５は、短絡部１３がＡＤコンバータ２３の電流入力端子間を短絡しない時において、同じ検出タイミングで得られたメイン電流検出回路１１の複数の出力とオフセット補正用電流検出回路１２の第１のオフセット補正部１４による補正済の複数の出力とに基づいて、メイン電流検出回路１１から出力される第２のオフセットを計算する。メイン電流検出回路１１の複数の出力とオフセット補正用電流検出回路１２の第１のオフセット補正部１４による補正済の複数の出力を得るために、メイン電流検出回路１１及びオフセット補正用電流検出回路１２における電流経路２上の電流の同時検出（同時入力）が、短絡部１３がＡＤコンバータ２３の電流入力端子間を短絡しない間に、複数回行われる。

【0024】

ここで、メイン電流検出回路１１から出力される第２のオフセットの計算方法について説明する。図２は、メイン電流検出回路から出力される第２のオフセットの計算方法について説明するブロック図である。

【0025】

短絡部１３がＡＤコンバータ２３の電流入力端子間を短絡しない時（すなわち開放時）において、時刻ｔにおける電流経路２上の電流の値をＩ（ｔ）、メイン電流検出回路１１の出力をＩ₁（ｔ）、オフセット補正用電流検出回路１２の第１のオフセット補正部１４による補正済の出力をＩ₂（ｔ）とする。

【0026】

メイン電流検出回路１１のゲインをＧ₁、メイン電流検出回路１１の第２のオフセットをＩ_ofとしたとき、時刻ｔにおけるメイン電流検出回路１１の出力Ｉ₁（ｔ）は、式１のように表される。

【0027】

【数1】

【0028】

オフセット補正用電流検出回路１２のゲインをＧ₂としたとき、時刻ｔにおけるオフセット補正用電流検出回路１２の第１のオフセット補正部１４による補正済の出力Ｉ₂（ｔ）は、式２のように表される。オフセット補正用電流検出回路１２の出力Ｉ₂（ｔ）は、ＡＤコンバータ２３の電流入力端子間の当該開放時よりも前の短絡時に第１のオフセット補正部１４により既に補正されているので、第１のオフセットは０であり、すなわち式２には第１のオフセットは現れない。

【0029】

【数2】

【0030】

式１に式２を代入すると、式３が得られる。

【0031】

【数3】

【0032】

式１～式３を利用して、２つの時刻のそれぞれにおいて同じ検出タイミングで得られたメイン電流検出回路１１の出力とオフセット補正用電流検出回路１２の補正済の出力とに基づいて第２のオフセットを計算する例について説明すると次の通りである。

【0033】

メイン電流検出回路１１の２つの出力とオフセット補正用電流検出回路１２の第１のオフセット補正部１４による補正済の２つの出力を得るために、メイン電流検出回路１１及びオフセット補正用電流検出回路１２における電流経路２上の電流の同時検出（同時入力）、短絡部１３がＡＤコンバータ２３の電流入力端子間を短絡しない間に、２回行われる。

【0034】

短絡部１３がＡＤコンバータ２３の電流入力端子間を短絡しない時（すなわちＡＤコンバータ２３の電流入力端子間の開放時）において、時刻ｔ₁におけるメイン電流検出回路１１の出力Ｉ₁（ｔ₁）は式４で表され、時刻ｔ₁におけるオフセット補正用電流検出回路１２の第１のオフセット補正部１４による補正済の出力Ｉ₂（ｔ₁）は式５で表される。

【0035】

【数4】

【0036】

【数5】

【0037】

短絡部１３がＡＤコンバータ２３の電流入力端子間を短絡しない時（すなわちＡＤコンバータ２３の電流入力端子間の開放時）において、時刻ｔ₂におけるメイン電流検出回路１１の出力Ｉ₁（ｔ₂）は式６で表され、時刻ｔ₂におけるオフセット補正用電流検出回路１２の第１のオフセット補正部１４による補正済の出力Ｉ₂（ｔ₂）は式７で表される。

【0038】

【数6】

【0039】

【数7】

【0040】

式４と式６との辺々を引くと、式８が得られる。

【0041】

【数8】

【0042】

式５と式７との辺々を引くと、式９が得られる。

【0043】

【数9】

【0044】

式８に式９を代入して整理すると、式１０が得られる。

【0045】

【数10】

【0046】

ｔ＝ｔ₁のときの式３に式１０を代入すると、式１１が得られる。

【0047】

【数11】

【0048】

式１１を整理すると、式１２が得られる。

【0049】

【数12】

【0050】

第２のオフセット補正部１５は、式１２に従って、第２のオフセットであるＩ_ofを計算することができる。

【0051】

上述の実施形態では、２つの時刻のそれぞれにおいて同じ検出タイミングで得られた各出力に基づいて第２のオフセットを計算したが、３つ以上の時刻のそれぞれにおいて同じ検出タイミングで得られた各出力に基づいて第２のオフセットを計算してもよい。以下、３つ以上の時刻の各出力に基づいて第２のオフセットを計算する形態についていくつか列記する。

【0052】

第１の形態は、各時刻で測定された各出力の平均に基づいて第２のオフセットを計算するものである。ここで、６つの時刻のそれぞれにおいて同じ検出タイミングで得られたメイン電流検出回路１１の出力とオフセット補正用電流検出回路１２の補正済の出力とに基づいて、第２のオフセットを計算する場合を例にとり第１の形態について説明する。

【0053】

メイン電流検出回路１１の６つの出力とオフセット補正用電流検出回路１２の第１のオフセット補正部１４による補正済の６つの出力を得るために、メイン電流検出回路１１及びオフセット補正用電流検出回路１２における電流経路２上の電流の同時検出（同時入力）、短絡部１３がＡＤコンバータ２３の電流入力端子間を短絡しない間に、６回行われる。

【0054】

短絡部１３がＡＤコンバータ２３の電流入力端子間を短絡しない時（すなわちＡＤコンバータ２３の電流入力端子間の開放時）において、時刻ｔ₁において測定されたメイン電流検出回路１１の出力をＩ₁（ｔ₁）、時刻ｔ₂において測定されたメイン電流検出回路１１の出力をＩ₁（ｔ₂）、時刻ｔ₃において測定されたメイン電流検出回路１１の出力をＩ₁（ｔ₃）、時刻ｔ₄において測定されたメイン電流検出回路１１の出力をＩ₁（ｔ₄）、時刻ｔ₅において測定されたメイン電流検出回路１１の出力をＩ₁（ｔ₅）、時刻ｔ₆において測定されたメイン電流検出回路１１の出力をＩ₁（ｔ₆）とする。

【0055】

Ｉ₁（ｔ₁）、Ｉ₁（ｔ₂）及びＩ₁（ｔ₃）の平均出力Ｉ’₁（Ｔ₁）は、式１３のようになる。

【0056】

【数13】

【0057】

Ｉ₁（ｔ₄）、Ｉ₁（ｔ₅）及びＩ₁（ｔ₆）の平均出力Ｉ’₁（Ｔ₂）は、式１４のようになる。

【0058】

【数14】

【0059】

同様に、短絡部１３がＡＤコンバータ２３の電流入力端子間を短絡しない時（すなわちＡＤコンバータ２３の電流入力端子間の開放時）において、時刻ｔ₁において測定されたオフセット補正用電流検出回路１２の第１のオフセット補正部１４による補正済の出力をＩ₂（ｔ₁）、時刻ｔ₂において測定されたオフセット補正用電流検出回路１２の第１のオフセット補正部１４による補正済の出力をＩ₂（ｔ₂）、時刻ｔ₃において測定されたオフセット補正用電流検出回路１２の第１のオフセット補正部１４による補正済の出力をＩ₂（ｔ₃）、時刻ｔ₄において測定されたオフセット補正用電流検出回路１２の第１のオフセット補正部１４による補正済の出力をＩ₂（ｔ₄）、時刻ｔ₅において測定されたオフセット補正用電流検出回路１２の第１のオフセット補正部１４による補正済の出力をＩ₂（ｔ₅）、時刻ｔ₆において測定されたオフセット補正用電流検出回路１２の第１のオフセット補正部１４による補正済の出力をＩ₂（ｔ₆）とする。

【0060】

Ｉ₂（ｔ₁）、Ｉ₂（ｔ₂）及びＩ₂（ｔ₃）の平均出力Ｉ’₂（Ｔ₁）は、式１５のようになる。

【0061】

【数15】

【0062】

Ｉ₂（ｔ₄）、Ｉ₂（ｔ₅）及びＩ₂（ｔ₆）の平均出力Ｉ’₂（Ｔ₂）は、式１６のようになる。

【0063】

【数16】

【0064】

式１２のＩ₁（ｔ₁）、Ｉ₁（ｔ₂）、Ｉ₂（ｔ₁）及びＩ₂（ｔ₂）をＩ’₁（Ｔ₁）、Ｉ’₁（Ｔ₂）、Ｉ’₂（Ｔ₁）及びＩ’₂（Ｔ₂）に置き換えると、式１７に示されるような第２のオフセットＩ_ofが得られる。第２のオフセット補正部１５は、式１７に従って、第２のオフセットＩ_ofを計算することができる。

【0065】

【数17】

【0066】

第２の形態は、２つの時刻ごとの出力に基づいて計算された第２のオフセット暫定値を複数計算しこれら第２のオフセット暫定値の平均をとって最終的な第２のオフセットを計算するものである。ここで、４つの時刻のそれぞれにおいて同じ検出タイミングで得られたメイン電流検出回路１１の出力とオフセット補正用電流検出回路１２の補正済の出力とに基づいて、第２のオフセットを計算する場合を例にとり第２の形態について説明する。

【0067】

メイン電流検出回路１１の４つの出力とオフセット補正用電流検出回路１２の第１のオフセット補正部１４による補正済の４つの出力を得るために、メイン電流検出回路１１及びオフセット補正用電流検出回路１２における電流経路２上の電流の同時検出（同時入力）、短絡部１３がＡＤコンバータ２３の電流入力端子間を短絡しない間に、４回行われる。

【0068】

短絡部１３がＡＤコンバータ２３の電流入力端子間を短絡しない時（すなわちＡＤコンバータ２３の電流入力端子間の開放時）において、時刻ｔ₁において測定されたメイン電流検出回路１１の出力をＩ₁（ｔ₁）、時刻ｔ₂において測定されたメイン電流検出回路１１の出力をＩ₁（ｔ₂）、時刻ｔ₃において測定されたメイン電流検出回路１１の出力をＩ₁（ｔ₃）、時刻ｔ₄において測定されたメイン電流検出回路１１の出力をＩ₁（ｔ₄）とする。また、短絡部１３がＡＤコンバータ２３の電流入力端子間を短絡しない時（すなわちＡＤコンバータ２３の電流入力端子間の開放時）において、時刻ｔ₁において測定されたオフセット補正用電流検出回路１２の第１のオフセット補正部１４による補正済の出力をＩ₂（ｔ₁）、時刻ｔ₂において測定されたオフセット補正用電流検出回路１２の第１のオフセット補正部１４による補正済の出力をＩ₂（ｔ₂）、時刻ｔ₃において測定されたオフセット補正用電流検出回路１２の第１のオフセット補正部１４による補正済の出力をＩ₂（ｔ₃）、時刻ｔ₄において測定されたオフセット補正用電流検出回路１２の第１のオフセット補正部１４による補正済の出力をＩ₂（ｔ₄）とする。

【0069】

時刻ｔ₁において測定されたメイン電流検出回路１１出力Ｉ₁（ｔ₁）及びオフセット補正用電流検出回路１２の補正済の出力Ｉ₂（ｔ₁）と、時刻ｔ₂において測定されたメイン電流検出回路１１の出力Ｉ₁（ｔ₂）及びオフセット補正用電流検出回路１２の第１のオフセット補正部１４による補正済の出力Ｉ₂（ｔ₂）を式１２に代入すると、式１８に示されるような第２のオフセット暫定値Ｉ_oft1が得られる。

【0070】

【数18】

【0071】

同様に、式１２のＩ₁（ｔ₁）、Ｉ₁（ｔ₂）、Ｉ₂（ｔ₁）及びＩ₂（ｔ₂）をＩ₁（ｔ₃）、Ｉ₁（ｔ₄）、Ｉ₂（ｔ₃）及びＩ₂（ｔ₄）に置き換えると、式１９に示されるような第２のオフセット暫定値Ｉ_oft2が得られる。

【0072】

【数19】

【0073】

式１８で示される第２のオフセット暫定値Ｉ_oft1と式１９で示される第２のオフセットＩ暫定値_oft2との平均をとると、最終的には式２０に示されるような第２のオフセットＩ_ofが得られる。第２のオフセット補正部１５は、式２０に従って、第２のオフセットＩ_ofを計算することができる。

【0074】

【数20】

【0075】

続いて、本開示の一実施形態による電流検出装置の動作について、具体例を示して説明する。図３は、本開示の一実施形態による電流検出装置の動作を例示するタイミングチャートを示す図である。図３において、第１のオフセット補正、第２のオフセット補正、オフセット補正用電流検出回路１２による第１のオフセットの測定、及びメイン電流検出回路１１による電流の測定のそれぞれについての実行タイミングを、「棒状の太線」で示している。

【0076】

ここでは、２つの時刻のそれぞれにおいて同じ検出タイミングで得られたメイン電流検出回路１１の出力とオフセット補正用電流検出回路１２の補正済の出力とに基づいて第２のオフセットを計算する例について説明する

【0077】

図３に示すように、短絡部１３は、ＬＳＩ（大規模集積回路）４０内の第１のオフセット補正部１４による制御により、オフセット補正用電流検出回路１２内のＡＤコンバータ２３の電流入力端子間の短絡（ＯＮ）と開放（ＯＦＦ）とを周期的に繰り返す。

【0078】

メイン電流検出回路１１は、短絡部１３による短絡（ＯＮ）・開放（ＯＦＦ）の周期と関係なく、所定の電流検出周期で電流経路２上の電流を検出する。メイン電流検出回路１１による電流検出周期は、短絡部１３による短絡（ＯＮ）・開放（ＯＦＦ）の周期よりも短い方が好ましい。

【0079】

短絡部１３によるＡＤコンバータ２３の電流入力端子間の短絡（ＯＮ）時において、第１のオフセット補正部１４は、時刻ｔ₁でオフセット補正用電流検出回路１２の第１のオフセットを測定し、時刻ｔ₂でオフセット補正用電流検出回路１２の出力から第１のオフセットに相当する量を除去（減算）する補正を実行する。なお、この時点ではメイン電流検出回路１１は、１つ前の周期で計算された第２のオフセットＩ_of1に相当する量が除去された「補正済のディジタルデータ」を出力している。当該短絡（ＯＮ）に続くＡＤコンバータ２３の電流入力端子間の開放（ＯＦＦ）時において、オフセット補正用電流検出回路１２は、メイン電流検出回路１１の検出タイミングである時刻ｔ₃及び時刻ｔ₄で電流経路２上の電流を検出する。上述のようにメイン電流検出回路１１は所定の電流検出周期で電流経路２上の電流を検出しているので、第１のオフセット補正部１４を有するＬＳＩ（大規模集積回路）４０は、メイン電流検出回路１１による電流検出周期を監視し、メイン電流検出回路１１の検出タイミングと一致するタイミングでオフセット補正用電流検出回路１２に電流を検出させるように制御する。これにより、メイン電流検出回路１１及びオフセット補正用電流検出回路１２は、同じ検出タイミングである時刻ｔ₃で電流経路２上の電流を検出し、同じ検出タイミングである時刻ｔ₄で電流経路２上の電流を検出する。第２のオフセット補正部１５は、同じ検出タイミングである時刻ｔ₃及びｔ₄で得られたメイン電流検出回路１１の出力とオフセット補正用電流検出回路１２の第１のオフセット補正部１４による補正済の出力とに基づいて、時刻ｔ₅において、メイン電流検出回路１１から出力される第２のオフセットＩ_of2を計算し、メイン電流検出回路１１の出力から第２のオフセットＩ_of2に相当する量を除去（減算）する補正を実行する。時刻ｔ₅以降、メイン電流検出回路１１は、時刻ｔ₅で計算された第２のオフセットＩ_of2に相当する量が除去された「補正済のディジタルデータ」を出力することになる。

【0080】

上記開放（ＯＦＦ）に続く短絡部１３によるＡＤコンバータ２３の電流入力端子間の短絡（ＯＮ）時において、第１のオフセット補正部１４は、時刻ｔ₆でオフセット補正用電流検出回路１２の第１のオフセットを測定し、時刻ｔ₇でオフセット補正用電流検出回路１２の出力から第１のオフセットに相当する量を除去（減算）する補正を実行する。当該短絡（ＯＮ）に続くＡＤコンバータ２３の電流入力端子間の開放（ＯＦＦ）時において、メイン電流検出回路１１及びオフセット補正用電流検出回路１２は、同じ検出タイミングである時刻ｔ₈で電流経路２上の電流を検出し、同じ検出タイミングである時刻ｔ₉で電流経路２上の電流を検出する。第２のオフセット補正部１５は、同じ検出タイミングである時刻ｔ₈及びｔ₉で得られたメイン電流検出回路１１の出力とオフセット補正用電流検出回路１２の第１のオフセット補正部１４による補正済の出力とに基づいて、時刻ｔ₁₀において、メイン電流検出回路１１から出力される第２のオフセットＩ_of3を計算し、メイン電流検出回路１１の出力から第２のオフセットＩ_of3に相当する量を除去（減算）する補正を実行する。時刻ｔ₁₀以降、メイン電流検出回路１１は、時刻ｔ₁₀で計算された第２のオフセットＩ_of3に相当する量が除去された「補正済のディジタルデータ」を出力することになる。時刻ｔ₁₀以降も、上述の同様の各処理が繰り返し実行される。すなわち、第１のオフセット補正部１４は、時刻ｔ₁₁でオフセット補正用電流検出回路１２の第１のオフセットを測定し、時刻ｔ₁₂でオフセット補正用電流検出回路１２の出力から第１のオフセットに相当する量を除去（減算）する補正を実行する。

【0081】

図４は、本開示の一実施形態による電流検出装置の動作フローを示すフローチャートである。

【0082】

メイン電流検出回路１１は、短絡部１３による短絡・開放の周期と関係なく、所定の電流検出周期で電流経路２上の電流を検出し続ける（ステップＳ２００）。メイン電流検出回路１１による電流検出周期は、短絡部１３による短絡・開放の周期よりも短い方が好ましい。

【0083】

ステップＳ１０１において、オフセット補正用電流検出回路１２内のＡＤコンバータ２３の電流入力端子間である非反転入力端子（＋）と反転入力端子（－）との間を短絡する。

【0084】

ステップＳ１０２において、第１のオフセット補正部１４は、オフセット補正用電流検出回路１２から出力される第１のオフセットを測定する。

【0085】

ステップＳ１０３において、第１のオフセット補正部１４は、オフセット補正用電流検出回路１２の出力から第１のオフセットに相当する量を除去（減算）する補正を実行する。

【0086】

ステップＳ１０４において、オフセット補正用電流検出回路１２内のＡＤコンバータ２３の電流入力端子間である非反転入力端子（＋）と反転入力端子（－）との間を開放する。

【0087】

ステップＳ１０５において、オフセット補正用電流検出回路１２は、メイン電流検出回路１１と同じ検出タイミングの複数の時刻で電流経路２上の電流を検出する。

【0088】

ステップＳ１０６において、第２のオフセット補正部１５は、同じ検出タイミングで得られたメイン電流検出回路１１の出力とオフセット補正用電流検出回路１２の第１のオフセット補正部１４による補正済の出力とに基づいて、メイン電流検出回路１１から出力される第２のオフセットを計算する。なお、第２のオフセット及び第２のオフセット暫定値については、式１２及び式１７～式１９に示される分母が０になる可能性がある。式１２及び式１７～式１９に示される分母が０になると、ステップＳ１０６において算出された第２のオフセットが発散してしまう。このような発散を防ぐために、ステップＳ１０６において算出された第２のオフセットが発散してしまう場合にはステップＳ１０５に戻り、再度、メイン電流検出回路１１及びオフセット補正用電流検出回路１２による同じタイミングの電流検出、及びそれに続くステップＳ１０６における第２のオフセットの計算を実行する。

【0089】

ステップＳ１０７において、第２のオフセット補正部１５は、メイン電流検出回路１１の出力から第２のオフセットに相当する量を除去（減算）する補正を実行する。これにより、メイン電流検出回路１１は、第２のオフセットに相当する量が除去された「補正済のディジタルデータ」を出力することになる（ステップＳ２００）。その後、ステップＳ１０１に戻り、上述の処理が再び実行される。このように、メイン電流検出回路１１の電流検出処理は、オフセット補正処理とは異なる周期で実行され続けるので、メイン電流検出回路１１の電流検出処理を停止することなくメイン電流検出回路１１の第２のオフセットの補正を継続的に行うことができる。

【0090】

なお、上述の実施形態では、短絡部１３によりオフセット補正用電流検出回路１２内のＡＤコンバータ２３の電流入力端子間を短絡させるが、この短絡がメイン電流検出回路１１の電流検出処理に影響を与えないような構成を電流検出装置１に設けるべきである。このため、例えばメイン電流検出回路１１及びオフセット補正用電流検出回路１２の各々がシャント抵抗方式電流検出回路である場合は、メイン電流検出回路１１内のＡＤコンバータ２２の入力側に設けられるフィルタ抵抗３１及び３２、並びにオフセット補正用電流検出回路１２のＡＤコンバータ２３の入力側に設けられるフィルタ抵抗３４及び３５は、メイン電流検出回路１１及びオフセット補正用電流検出回路１２内で共有される電流検出抵抗（シャント抵抗）２１よりも大きい抵抗値を有するように設定する。電流検出抵抗２１の抵抗値に対してフィルタ抵抗３１、３２、３４及び３５の各抵抗値を例えば１０００倍程度に高くするのが好ましい。例えば、電流検出抵抗２１の抵抗値６．４ｍΩに対し、フィルタ抵抗３１、３２、３４及び３５の各抵抗値はそれぞれ２２Ωに設定する。なお、ここで挙げた数値はあくまでも一例であって、これ以外の数値であってもよい。なお、メイン電流検出回路１１及びオフセット補正用電流検出回路１２の各々がホール素子方式電流検出回路あるいはコア方式電流検出回路である場合も同様であり、メイン電流検出回路１１内のＡＤコンバータ２２の入力側に設けられるフィルタ抵抗３１及び３２、並びにオフセット補正用電流検出回路１２のＡＤコンバータ２３の入力側に設けられるフィルタ抵抗３４及び３５は、メイン電流検出回路１１及びオフセット補正用電流検出回路１２内で共有されるホール素子またはコアの抵抗値（インピーダンス）よりも大きい抵抗値を有するように設定する。

【0091】

続いて、本開示の一実施形態の変形例による電流検出装置について説明する。

【0092】

図５は、本開示の一実施形態の変形例による電流検出装置を示す回路図である。

【0093】

本変形例では、短絡部１３によりオフセット補正用電流検出回路１２内のＡＤコンバータ２３の電流入力端子間を短絡がメイン電流検出回路１１の電流検出処理により確実に影響を与えないようにするためのスイッチ部５１を電流検出装置１にさらに設けたものである。

【0094】

スイッチ部５１は、短絡部１３によるＡＤコンバータ２３の電流入力端子間の短絡時は電流経路２からＡＤコンバータ２３の電流入力端子への電流の流入を遮断するためにオフ（ＯＦＦ：開放）し、短絡部１３がＡＤコンバータ２３の電流入力端子間を短絡しない時は電流経路２からＡＤコンバータ２３の電流入力端子への電流の流入を遮断しないためにオン（ＯＮ：閉成）する。スイッチ部５１は、ＦＥＴなどのユニポーラトランジスタ、バイポーラトランジスタ、ＩＧＢＴ、サイリスタ、ＧＴＯなどの半導体スイッチング素子にて構成されるが、半導体スイッチング素子の種類自体は本実施形態を限定するものではなく、その他の半導体スイッチング素子であってもよい。ＬＳＩ（大規模集積回路）４０内の第１のオフセット補正部１４による制御により、スイッチ部５１はオフ（ＯＦＦ）とオン（ＯＮ）を周期的に繰り返す。なお、スイッチ部５１以外の回路構成要素については図１に示す回路構成要素と同様であるので、同一の回路構成要素には同一符号を付して当該回路構成要素についての詳細な説明は省略する。

【0095】

図６は、図５に示す電流検出装置の動作を例示するタイミングチャートを示す図である。図６において、第１のオフセット補正、第２のオフセット補正、オフセット補正用電流検出回路１２による第１のオフセットの測定、及びメイン電流検出回路１１による電流の測定のそれぞれについての実行タイミングを、「棒状の太線」で示している。図６は、特に図３に示したタイミングチャートにおいてスイッチ部５１の動作状態をさらに付加したものである。

【0096】

スイッチ部５１は、短絡部１３によるＡＤコンバータ２３の電流入力端子間の短絡（ＯＮ）時は電流経路２からＡＤコンバータ２３の電流入力端子への電流の流入を遮断するためにオフ（ＯＦＦ）し、短絡部１３がＡＤコンバータ２３の電流入力端子間を短絡しない（ＯＦＦ）時は電流経路２からＡＤコンバータ２３の電流入力端子への電流の流入を遮断しないためにオン（ＯＮ）する。なお、第１のオフセット補正、第２のオフセット補正、オフセット補正用電流検出回路１２による第１のオフセットの測定、及びメイン電流検出回路１１による電流の測定のそれぞれについての実行タイミングについては、図３を参照して説明したものと同様であるので、各実行タイミングについての詳細な説明は省略する。

【0097】

図７は、図５に示す電流検出装置の動作フローを示すフローチャートである。

【0098】

メイン電流検出回路１１は、短絡部１３による短絡・開放の周期と関係なく、所定の電流検出周期で電流経路２上の電流を検出し続ける（ステップＳ２００）。メイン電流検出回路１１による電流検出周期は、短絡部１３による短絡・開放の周期及びスイッチ部５１の開放（ＯＦＦ）・閉成（ＯＮ）の周期よりも短い方が好ましい。

【0099】

ステップＳ３０１において、スイッチ部５１は、電流経路２からＡＤコンバータ２３の電流入力端子への電流の流入を遮断するためにオフ（ＯＦＦ）する。

【0100】

ステップＳ３０２において、オフセット補正用電流検出回路１２内のＡＤコンバータ２３の電流入力端子間である非反転入力端子（＋）と反転入力端子（－）との間を短絡する。

【0101】

ステップＳ３０３において、第１のオフセット補正部１４は、オフセット補正用電流検出回路１２から出力される第１のオフセットを測定する。

【0102】

ステップＳ３０４において、第１のオフセット補正部１４は、オフセット補正用電流検出回路１２の出力から第１のオフセットに相当する量を除去（減算）する補正を実行する。

【0103】

ステップＳ３０５において、オフセット補正用電流検出回路１２内のＡＤコンバータ２３の電流入力端子間である非反転入力端子（＋）と反転入力端子（－）との間を開放する。

【0104】

ステップＳ３０６において、電流経路２からＡＤコンバータ２３の電流入力端子への電流の流入を遮断しないためにオン（ＯＮ）する。

【0105】

ステップＳ３０７において、オフセット補正用電流検出回路１２は、メイン電流検出回路１１と同じ検出タイミングの複数の時刻で電流経路２上の電流を検出する。

【0106】

ステップＳ３０８において、第２のオフセット補正部１５は、同じ検出タイミングで得られたメイン電流検出回路１１の出力とオフセット補正用電流検出回路１２の第１のオフセット補正部１４による補正済の出力とに基づいて、メイン電流検出回路１１から出力される第２のオフセットを計算する。なお、第２のオフセット及び第２のオフセット暫定値については、式１２及び式１７～式１９に示される分母が０になる可能性がある。式１２及び式１７～式１９に示される分母が０になると、ステップＳ３０８において算出された第２のオフセットが発散してしまう。このような発散を防ぐために、ステップＳ３０８において算出された第２のオフセットが発散してしまう場合にはステップＳ３０７に戻り、再度、メイン電流検出回路１１及びオフセット補正用電流検出回路１２による同じタイミングの電流検出、及びそれに続くステップＳ３０８における第２のオフセットの計算を実行する。

【0107】

ステップＳ３０９において、第２のオフセット補正部１５は、メイン電流検出回路１１の出力から第２のオフセットに相当する量を除去（減算）する補正を実行する。これにより、メイン電流検出回路１１は、第２のオフセットに相当する量が除去された「補正済のディジタルデータ」を出力することになる（ステップＳ２００）。その後、ステップＳ３０１に戻り、上述の処理が再び実行される。このように、メイン電流検出回路１１の電流検出処理は、オフセット補正処理とは異なる周期で実行され続けるので、メイン電流検出回路１１の電流検出処理を停止することなくメイン電流検出回路１１の第２のオフセットの補正を継続的に行うことができる。

【0108】

上述した本開示の一実施形態及びその変形例による電流検出装置１を用いて、モータの駆動を制御するためにモータに流れる電流を検出することができる。

【0109】

図８は、本開示の一実施形態による電流検出装置を備えるモータ駆動装置を示す図である。

【0110】

一例として、三相の交流電源２００に接続されたモータ駆動装置１００により、三相交流のモータ３００を制御する場合について説明する。なお、図示の例では、交流電源２００の相数を三相としたが、交流電源２００の相数は本発明を特に限定するものではなく、三相の他に、例えば単相やその他の多相の交流電源であってもよい。交流電源２００の一例を挙げると、三相交流４００Ｖ電源、三相交流２００Ｖ電源、三相交流６００Ｖ電源、単相交流１００Ｖ電源などがある。また、図示の例では、モータ３００の相数を三相としたが、モータ３００の相数は本発明を特に限定するものではなく、三相の他に、例えば単相やその他の多相のモータであってもよい。また、モータ３００は、誘導モータであっても同期モータであってもよい。モータ３００は、例えば工作機械の送り軸や主軸、あるいは産業機械、産業用ロボットのアーム等の駆動源として用いられる。

【0111】

モータ駆動装置１００は、コンバータ６１と、インバータ６２と、平滑コンデンサ６３と、モータ制御部６４、電流検出装置１とを備える。

【0112】

コンバータ６１は、交流電源２００から供給される交流電力を直流電力に変換してＤＣリンクへ出力する。コンバータ６１は、交流電源２００から三相交流電力が供給される場合は三相ブリッジ回路で構成され、交流電源２００から単相交流電力が供給される場合は単相ブリッジ回路で構成される。図示の例では、交流電源２００を三相交流電源としたので、コンバータ６１は三相ブリッジ回路で構成されるコンバータ６１の例としては、ダイオード整流回路、１２０度通電型整流回路、及びＰＷＭスイッチング制御方式の整流回路などがある。

【0113】

コンバータ６１の直流出力側とインバータ６２の直流入力側とを電気的に接続する回路部分であるＤＣリンクには、平滑コンデンサ６３が設けられる。ＤＣリンクは、「ＤＣリンク部」、「直流リンク」、「直流リンク部」、「直流母線」あるいは「直流中間回路」などと称されることがある。平滑コンデンサ６３は、「ＤＣリンクコンデンサ」などと称されることがある。平滑コンデンサ６３は、ＤＣリンクにおいてエネルギー（直流電力）を蓄積する機能及びコンバータ６１の直流側の出力の脈動分を抑える機能を有する。平滑コンデンサ６３に電荷が充電されることにより、ＤＣリンクに直流電力が蓄積されることになる。

【0114】

インバータ６２は、ＤＣリンクにおける直流電力を交流電力に変換してモータ３００側へ出力する。インバータ６２は、スイッチング素子及びこれに逆並列に接続されたダイオードのブリッジ回路からなる。インバータ６２は、モータ３００が三相交流モータである場合は三相ブリッジ回路で構成され、モータ３００が単相交流モータである場合は単相ブリッジ回路で構成される。図示の例では、モータ３００を三相交流モータとしたので、インバータ６２は三相ブリッジ回路で構成される。インバータ６２の例としては、内部に半導体スイッチング素子を備えるＰＷＭインバータなどがある。半導体スイッチング素子は、例えば、ＦＥＴなどのユニポーラトランジスタ、バイポーラトランジスタ、ＩＧＢＴ、サイリスタ、ＧＴＯなどで構成されるが、半導体スイッチング素子の種類自体は本実施形態を限定するものではなく、その他の半導体スイッチング素子であってもよい。

【0115】

例えばインバータ６２とモータ３００との間を結ぶ電力線上に電流検出装置１が設けられる。

【0116】

モータ制御部６４は、インバータ６２の各半導体スイッチング素子をオンオフ制御するための駆動指令を生成し、これをインバータ６２へ出力する。モータ制御部６４は、電流検出装置１から出力された電流値ディジタルデータ（第２のオフセット補正部１５による補正済）、位置検出器（図示せず）により検出されたモータ３００の回転速度（速度フィードバック）、所定のトルク指令、及びモータ３００の動作プログラムなどに基づいて、インバータ６２の電力変換動作を制御する。モータ３００は、インバータ６２から供給される交流電力に基づいて、速度、トルクまたは回転子の位置が制御される。なお、ここで説明したモータ制御部６４の構成はあくまでも一例であって、例えば、位置指令生成部、位置制御部、速度制御部、電流制御部、トルク指令作成部などの用語を含めてモータ制御部６４の構成を規定してもよい。モータ制御部６４内には、演算処理装置（プロセッサ）が設けられる。演算処理装置としては、例えばＩＣ、ＬＳＩ、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＤＳＰなどがある。演算処理装置を有するモータ制御部６４は、例えば、プロセッサ上で実行されるコンピュータプログラムにより実現される機能モジュールである。例えば、モータ制御部６４をコンピュータプログラム形式で構築する場合は、演算処理装置をこのコンピュータプログラムに従って動作させることで、各部の機能を実現することができる。モータ制御部６４の処理を実行するためのコンピュータプログラムは、半導体メモリ、磁気記録媒体または光記録媒体といった、コンピュータ読取可能な記録媒体に記録された形で提供されてもよい。またあるいは、モータ制御部６４を、当該機能を実現するコンピュータプログラムを書き込んだ半導体集積回路として実現してもよい。

【0117】

なお、図８に示した電流検出装置１の設置個所及び用途は一例である。例えば、電流検出装置１は、コンバータ６１の入力側の電力線に設けられてモータ駆動装置１００への入力電流の検出に用いられてもよい。また例えば、電流検出装置１は、ＤＣリンクに設けられてＤＣリンク電流の検出に用いられてもよい。また、電流検出装置１は、直流モータの駆動を制御するモータ駆動装置における各種電流の検出に用いられてもよい。また、電流検出装置１は、モータ駆動装置に限らず、コンピュータ製品、家電製品、電車、自動車、航空機など各種電気機器における電流検出に用いられてもよい。上述したいずれの適用例においても、電流検出装置１から出力された電流値ディジタルデータ（第２のオフセット補正部１５による補正済）が、当該電気機器における電流検出値として利用される。

【0118】

以上、本発明に係る好適な実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載内で様々な修正及び変更を施すことができる。

【符号の説明】

【0119】

１ 電流検出装置
２ 電流経路
１１ メイン電流検出回路
１２ オフセット補正用電流検出回路
１３ 短絡部
１４ 第１のオフセット補正部
１５ 第２のオフセット補正部
２１ 電流検出抵抗
２２、２３ ＡＤコンバータ
３１、３２、３４、３５ フィルタ抵抗
３３、３６ フィルタコンデンサ
４０ ＬＳＩ（大規模集積回路）
５１ スイッチ部
６１ コンバータ
６２ インバータ
６３ 平滑コンデンサ
６４ モータ制御部
１００ モータ駆動装置
２００ 交流電源
３００ モータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】