專利名稱：電動馬達、修正其傳感器輸出的方法、及控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及利用永磁體和磁線圈的電動馬達，并且涉及修正針對電 動馬達的傳感器輸出。
背景技術(shù)：
利用永磁體和磁線圈的電動馬達是已知的，例如，己經(jīng)在
JP2001-298982A中進行了公開。
在現(xiàn)有技術(shù)電動馬達中，利用來自數(shù)字磁傳感器的通/斷信號執(zhí)行馬 達控制。具體來說，利用來自數(shù)字磁傳感器的通/斷信號，確定將施加至 磁線圈的電壓的極性反轉(zhuǎn)的定時。
也可獲得具有模擬輸出的磁傳感器。然而，在將模擬磁傳感器用于
控制馬達的情況下，因馬達當中的各種制造誤差，傳感器輸出中可能出 現(xiàn)顯著誤差，使得在某些情況下不能令人滿意地執(zhí)行馬達控制。馬達當
中的對模擬磁傳感器的輸出可能具有影響的制造誤差的示例有磁傳感 器的安裝位置的誤差；因永磁體的磁化誤差而造成的N磁極/S磁極邊界 的位置的誤差；以及磁傳感器內(nèi)部部件的安裝位置的誤差。然而，在考 慮這些誤差的情況下，迄今也必須利用模擬磁傳感器來設(shè)計實現(xiàn)精確馬 達控制的令人滿意的技術(shù)。這種問題不限于其中使用模擬磁傳感器的情 況；在其中使用具有多值模擬輸出的數(shù)字磁傳感器的情況下也會遇到這 種問題。
此外，在采用來自數(shù)字磁傳感器的通/斷信號的常規(guī)控制中，因為施 加至電動馬達的有效電壓具有矩形形狀，所以在矩形電壓波形的邊緣效 率下降，并且這產(chǎn)生了噪聲和振動相當大的問題。
另外，供馬達控制使用的PWM控制電路典型地通過比較基準三角 形信號和根據(jù)馬達傳感器輸出生成的正弦波信號來生成PWM信號。響應(yīng)于馬達負載變化的變動，修改三角形信號的電平，以使馬達根據(jù)負載 恰當?shù)夭僮?。然而，常?guī)PWM控制電路具有相當復(fù)雜的電路結(jié)構(gòu)，以 便響應(yīng)于馬達負載變化生成PWM信號。這種問題不限于用于馬達控制
的PWM控制電路，用于其它目的的各禾中PWM控制電路也普遍存在這種
問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一目的是提供在考慮涉及磁傳感器輸出的誤差的情況下 實現(xiàn)精確的馬達控制的技術(shù)。
本發(fā)明的第二目的是提供利用磁傳感器輸出實現(xiàn)有效馬達控制的技術(shù)。
本發(fā)明的第三目的是提供用于利用簡單電路結(jié)構(gòu)響應(yīng)于負載變化來
生成PWM信號的技術(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種供電動馬達使用的方法，該電
動馬達包括具有多個磁線圈的線圈組、具有多個永磁體的磁體組，以
及根據(jù)磁體組與線圈組的相對位置輸出以模擬方式改變的輸出信號的磁 傳感器。該方法適于修正磁傳感器的輸出信號的波形。該方法包括以下
步驟(a)獲取磁傳感器的輸出信號的電壓電平；和(b)基于獲取的電
壓電平，修正磁傳感器的輸出信號的波形，從而在電動馬達操作期間磁 傳感器的輸出信號呈現(xiàn)規(guī)定波形形狀。
根據(jù)這種方法，因為修正磁傳感器輸出信號以生成規(guī)定波形形狀， 所以利用磁傳感器的輸出信號的模擬變化，以便向線圈組施加具有希望 波形的施加電壓。結(jié)果，可以實現(xiàn)精確的馬達控制，而不管磁傳感器輸 出中的誤差如何。
該方法可以包括以下步驟通過執(zhí)行步驟(a)和(b)來執(zhí)行對磁 傳感器的輸出信號的偏移修正；并且通過執(zhí)行步驟(a)和(b)來執(zhí)行 對磁傳感器的輸出信號的增益修正。
通過執(zhí)行增益修正和偏移修正，可以容易地將磁傳感器輸出信號修 正成規(guī)定波形形狀。執(zhí)行偏移修正的步驟可以包括以下步驟旋轉(zhuǎn)電動馬達的轉(zhuǎn)子并且 獲取磁傳感器的輸出信號的多個峰值；并且基于所述多個峰值確定用于 偏移修正的修正值。
執(zhí)行增益修正的步驟可以包括以下步驟旋轉(zhuǎn)電動馬達的轉(zhuǎn)子并且 獲取磁傳感器的輸出信號的多個峰值；并且基于所述多個峰值確定用于 增益修正的修正值。
如果在偏移修正和增益修正中利用磁傳感器輸出信號的多個峰值， 則由于對多個磁體進行了整體考慮，可以獲取希望輸出信號波形。
該方法還可以包括以下步驟向設(shè)置在電動馬達中的非易失性存儲 器存儲增益修正的修正值和偏移修正的修正值。
利用這種結(jié)構(gòu)， 一旦己經(jīng)設(shè)置了增益修正值和偏移修正值，就可以 在任何時間獲取規(guī)定傳感器輸出。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種電動馬達，該電動馬達包括 具有多個磁線圈的線圈組；具有多個永磁體的磁體組；磁傳感器，該磁
傳感器被設(shè)置成輸出根據(jù)磁體組和線圈組的相對位置以模擬方式改變的
輸出信號；驅(qū)動控制電路，該驅(qū)動控制電路利用磁傳感器的輸出信號的 模擬變化，生成用于向線圈組施加的施加電壓；以及輸出波形修正單元， 該輸出波形修正單元被設(shè)置成，修正磁傳感器的輸出信號的波形，從而 在電動馬達操作期間，磁傳感器的輸出信號呈現(xiàn)規(guī)定波形形狀。
因為這種電動馬達設(shè)置有用于執(zhí)行磁傳感器的輸出信號的修正以使 磁傳感器的輸出信號具有規(guī)定形狀的波形的輸出波形修正單元，所以驅(qū) 動控制電路利用磁傳感器的輸出信號的模擬變化可以向線圈組施加具有 優(yōu)選波形的施加電壓。結(jié)果，可以實現(xiàn)精確的馬達控制，而不管磁傳感 器輸出中的誤差如何。
輸出波形修正單元可以執(zhí)行磁傳感器的輸出信號的增益修正和偏移 修正。
如果采用增益修正和偏移修正，則會容易地將磁傳感器的輸出信號 修正成希望的波形形狀。
輸出波形修正單元可以具有用于存儲增益修正值和偏移修正值的非
9易失性存儲器。
利用這種結(jié)構(gòu)， 一旦建立了增益修正值和偏移修正值，就變得可以 隨時獲取希望的傳感器輸出。
該電動馬達還可以包括通信單元，該通信單元用于從外部裝置接收 增益修正值和偏移修正值。
利用這種結(jié)構(gòu)，例如可以從外部裝置向馬達發(fā)送修正值并且在制造 電動馬達期間存儲。
該規(guī)定波形形狀可以是磁線圈的反電動勢波形，或正弦波波形。
因為這種電動馬達設(shè)置有用于執(zhí)行磁傳感器的輸出信號的修正以使 磁傳感器的輸出信號具有磁線圈的反電動勢波形或正弦波波形的輸出波 形修正單元，所以驅(qū)動控制電路利用磁傳感器的輸出信號的模擬變化可 以向線圈組施加具有優(yōu)選波形的施加電壓。結(jié)果，可以利用磁傳感器的 輸出實現(xiàn)高效馬達控制。
該輸出波形修正單元可以包括具有輸入和輸出的查找表，該輸入 是磁傳感器的輸出信號的電平，該輸出是供修正輸出信號使用的修正值； 和修正執(zhí)行單元，該修正執(zhí)行單元被設(shè)置成，通過查尋該查找表來獲取 修正值，并且利用該修正值執(zhí)行磁傳感器的輸出信號的修正。
另選的是，該輸出波形修正單元可以包括函數(shù)系數(shù)存儲器，該函 數(shù)系數(shù)存儲器用于存儲具有自變量和函數(shù)值的數(shù)學(xué)函數(shù)的系數(shù)，該自變 量是磁傳感器的輸出信號的電平，該函數(shù)值是供修正輸出信號使用的修 正值；和修正執(zhí)行單元，該修正執(zhí)行單元被設(shè)置成，根據(jù)該數(shù)學(xué)函數(shù)同 時參照該函數(shù)系數(shù)來獲取修正值，并且利用該修正值執(zhí)行磁傳感器的輸 出信號的修正。
利用查找表或數(shù)學(xué)函數(shù)，可以容易地將磁傳感器的輸出信號修正成 希望的波形形狀。
該修正值是磁傳感器的輸出信號的電平與具有規(guī)定波形形狀的已修 正輸出信號的電平之差。
利用這種結(jié)構(gòu)，通過將所述電平差加至原始信號電平，將容易地獲 取希望的波形形狀。該輸出波形修正單元還可以包括偏移修正單元，該偏移修正單元 被設(shè)置成，在修正執(zhí)行單元進行修正之前，執(zhí)行磁傳感器的輸出信號的 偏移修正。
利用這種結(jié)構(gòu)，即使因涉及磁傳感器的誤差而使磁傳感器的輸出信 號出現(xiàn)偏差，也將修正該偏差。從而，基于修正了偏差的輸出信號，將 容易地獲取具有希望的波形形狀的輸出信號。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種PWM控制電路，該PWM控
制電路用于生成對控制目標裝置進行控制所使用的PWM信號。該PWM
包括乘法單元，該乘法單元被設(shè)置成，將電平隨時間變化的可變信號
的信號值乘以在預(yù)定范圍任意設(shè)置的控制值，由此獲得乘法值；和PWM 信號生成電路，該PWM信號生成電路用于通過對乘法值執(zhí)行PWM來生 成具有與該乘法值相對應(yīng)的脈沖寬度的PWM信號。
因為PWM控制電路對通過將可變信號值乘以控制值所獲取的乘法 值執(zhí)行PWM，所以可以利用簡單的電路結(jié)構(gòu)響應(yīng)于負載變化而生成 PWM信號。
該PWM控制電路還可以包括掩蔽電路，該掩蔽電路用于響應(yīng)于 控制目標裝置的所需要輸出，掩蔽PWM信號的一部分。
這種結(jié)構(gòu)通過簡單地掩蔽PWM信號而響應(yīng)于所需要的輸出容易地 生成PWM信號。
該PWM控制電路還可以包括調(diào)節(jié)單元，該調(diào)節(jié)單元被設(shè)置成， 響應(yīng)于控制目標裝置的需求輸出來調(diào)節(jié)控制值和掩蔽電路中的掩蔽量。
通過調(diào)節(jié)控制值和掩蔽量，這種結(jié)構(gòu)將滿足考慮包括效率在內(nèi)的各 種因素下的需求輸出。
該掩蔽電路在啟動控制目標裝置時按預(yù)定最小值設(shè)置掩蔽量，而在 啟動控制目標裝置之后按大于最小值的值設(shè)置掩蔽量。
這種結(jié)構(gòu)將確保啟動控制目標裝置，同時提高了啟動之后該控制目 標裝置的效率。
該控制值的預(yù)定范圍可以為0 %到100 %。
這種結(jié)構(gòu)將生成電平與可變信號電平成比例的PWM信號，并且其有效振幅將小于可變信號本身經(jīng)受PWM的情況下的有效振幅。
該乘法單元可以包括多級乘法器，該多級乘法器用于將可變信號值
與兩個或更多個控制值相乘，以獲取乘法值。
這種結(jié)構(gòu)將利用多個控制值容易地將乘法值設(shè)置為希望值。該可變信號是從安裝在控制目標裝置中的傳感器輸出的正弦波信
號
這種結(jié)構(gòu)將響應(yīng)于正弦波信號的變化而生成PWM信號。
該PWM控制電路還可以包括數(shù)字解碼器，該數(shù)字解碼器用于數(shù)
字化從安裝在控制目標裝置中的傳感器輸出的正弦波信號，以由此生成可變信號值，并且生成表示正弦波信號的上半部分或下半部分的正/負號
信號。該數(shù)字化解碼器可按下列模式選擇性地操作
(i) 第一操作模式，在該第一操作模式中，數(shù)字解碼器生成用于表示以模擬方式變化的正弦波信號的變化的變化信號值；和
(ii) 第二操作模式，在該第二操作模式中，數(shù)字解碼器生成可變信號值，該可變信號值具有與正弦波信號的以模擬方式改變的變化無關(guān)的恒定值。
這種結(jié)構(gòu)使得用戶能夠在考慮包括控制目標裝置的效率和可操作性的情況下操作該控制目標裝置。
該PWM信號生成電路可以生成PWM信號，該PWM信號具有等于乘法值與預(yù)定恒定值之比的占空比。
這種結(jié)構(gòu)容易利用簡單的電路結(jié)構(gòu)生成PWM信號。
該PWM信號生成電路可以具有制動模式，在該制動模式中，PWM信號生成電路將PWM信號設(shè)置為使控制目標裝置處于防止該控制目標裝置操作的制動狀態(tài)中。
這種結(jié)構(gòu)通過設(shè)置PWM信號，使控制目標裝置處于操作狀態(tài)或制動狀態(tài)下。
可以將本發(fā)明簡化成按各種方式實施，例如，電動馬達，其控制方法和電路；用于修正電動馬達傳感器的方法和裝置；致動器、電子裝置，以及采用這些裝置的電器。


圖1A至(J1D是示出了實施方式1中的電動馬達的馬達單元的構(gòu)造的截面圖2A和2B例示了實施方式1的線圈組和磁體組的位置關(guān)系；圖3例示了磁傳感器波形；
圖4是描繪線圈施加電壓和反電動勢的關(guān)系的示意圖；圖5A和5B例示了線圈連接方法；
圖6A到6D例示了實施方式1的電動馬達操作的基本原理；
圖7A和7B是描繪實施方式1的馬達的驅(qū)動控制電路的構(gòu)造的框圖8是描繪驅(qū)動器電路的內(nèi)部構(gòu)造的圖9是描繪磁傳感器的內(nèi)部構(gòu)造的圖IOA到IOE示出了PWM控制器的內(nèi)部構(gòu)造和操作；
圖IIA到IIF例示了傳感器輸出波形與驅(qū)動信號波形之間的對應(yīng)關(guān)
系；
圖12是描繪PWM單元的內(nèi)部構(gòu)造的框圖13是描繪在馬達正轉(zhuǎn)期間PWM單元的操作的時序圖14是描繪在馬達反轉(zhuǎn)期間PWM單元的操作的時序圖15A和15B示出了激勵間隔設(shè)置單元的內(nèi)部構(gòu)造和操作；
圖16A到16C示出了傳感器輸出的偏移修正的細節(jié)；
圖17A到17C示出了傳感器輸出的增益修正的細節(jié)；
圖18是描繪傳感器輸出的校準過程的流程圖；圖19是詳細描繪偏移修正的過程的流程圖；圖20是詳細描繪增益修正的過程的流程圖；圖21是描繪用于校準的驅(qū)動控制電路的變型例的框圖；圖22是描繪實施方式1的變型例中的磁傳感器和驅(qū)動信號生成電路的框圖23是描繪驅(qū)動信號生成電路的另一變型例的框圖；圖24是描繪用于執(zhí)行偏移修正的另一過程的流程圖；圖25是描繪用于執(zhí)行增益修正的另一過程的流程圖26是描繪用于執(zhí)行增益修正的又一過程的流程圖27示出了實施方式2中的磁傳感器輸出波形和線圈的反電動勢；
圖28A和28B示出了實施方式2中的馬達的驅(qū)動控制電路的構(gòu)造的
框圖29是描繪實施方式2中的磁傳感器的內(nèi)部構(gòu)造的框圖30是描繪實施方式2中的傳感器輸出的校準過程的流程圖31A到31F示出了傳感器輸出波形與驅(qū)動信號波形之間的對應(yīng)關(guān)
系；
圖32是描繪磁傳感器的另一構(gòu)造的框圖33是描繪實施方式2的變型例中的磁傳感器和驅(qū)動信號生成電路的另一實施例的框圖34是描繪磁傳感器的又一構(gòu)造的框圖35示出了第三實施方式中的PWM控制器的內(nèi)部構(gòu)造和操作；圖36是示出編碼器的另一結(jié)構(gòu)的框圖；圖37A和37B是示出編碼器的操作的時序圖；圖38是示出激勵間隔設(shè)置單元的另一結(jié)構(gòu)的框圖；以及圖39A到39D示出了驅(qū)動器電路的響應(yīng)于操作使能信號Denb和制動控制信號PK的操作。
具體實施例方式
將按下面指示的順序，對本發(fā)明的實施方式進行討論。
1、 實施方式l
l-A、電動馬達的構(gòu)造
l-B、驅(qū)動控制電路的構(gòu)造
l-C、傳感器輸出的修正
l-D、驅(qū)動控制電路的變型例
l-E、用于實現(xiàn)傳感器輸出修正的其它過程
2、 實施方式23、 實施方式3
4、 其它變型例
1、實施方式l
l-A、電動馬達的構(gòu)造
圖1A是示出本發(fā)明一種實施方式中的電動馬達的馬達單元的構(gòu)造的截面圖。該馬達單元100具有定子單元10和轉(zhuǎn)子單元30，每一個通常都為圓盤狀。轉(zhuǎn)子單元30具有由許多磁體組成的磁體組34M，并且固定至轉(zhuǎn)軸112。磁體組34M的磁化方向為垂直方向。定子單元10具有定位在轉(zhuǎn)子單元30上方的A相線圈組14A，和定位在轉(zhuǎn)子單元30下方的B相線圈組24B。
圖1B到1D以分離形式分別描繪了定子單元10的第一線圈組14A、轉(zhuǎn)子單元30，以及定子單元30的第二線圈組24B。在這個實施例中，A相線圈組14A和B相線圈組24B各自具有六個線圈；同樣，磁體組34M具有六個磁體。然而，可以將線圈數(shù)和磁體數(shù)設(shè)置成任何值。
圖2A描繪了線圈組14A、 24B以及磁體組34M的位置關(guān)系。A相線圈組14A被固定至支承部件12A，而B相線圈組24B被固定至支承部件22B。 A相線圈組14A包括按相反方向激勵的、并且按恒定節(jié)距Pc以交替方式排列的兩種類型的線圈14Al、 14A2。在圖2A所示狀態(tài)中，三個線圈14A1按磁化方向(從N磁極向S磁極的方向)向下取向的方式激勵；另三個線圈14A2按磁化方向向上取向的方式激勵。同樣，B相線圈組24B由按相反方向激勵的、并且按恒定節(jié)距Pc以交替方式排列的兩種類型的線圈24B1、 24B2組成。這里，"線圈節(jié)距Pc"被限定為A相線圈組的線圈的節(jié)距，或B相線圈組的線圈的節(jié)距。
轉(zhuǎn)子單元30的磁體組34M被固定至支承部件32M。這個磁體組34M的永磁體分別排列成使得它們的磁化方向面對著與磁體組34M的放置方向垂直的方向；該放置方向是圖2A中的左-右方向。磁體組34M的磁體以恒定磁極節(jié)距Pm排列。在這個實施例中，磁極節(jié)距Pm等于線圈節(jié)距Pc，并且就電角而言等于兀。電角27t與線圈組的驅(qū)動信號的相位改變2兀時的機械角或距離相關(guān)聯(lián)。在本實施方式中，當A相線圈組14A和B相
線圈組24B的驅(qū)動信號的相位改變2tt時，磁體組34M經(jīng)歷等于線圈節(jié)距Pc的兩倍的位移。
A相線圈組14A和B相線圈組24B定位在電角彼此相差ti/2的位置處。A相線圈組14A和B相線圈組24B僅在位置上不同，而在其它方面，具有基本相同的構(gòu)造。從而，下面，除了在討論線圈組期間存在特定需要以外，僅對A相線圈組14A的實施例進行討論。
圖2B描繪了呈送至A相線圈組14A和B相線圈組24B的AC驅(qū)動信號的示范波形。向A相線圈組14A和B相線圈組24B分別提供兩相AC信號。A相線圈組14A和B相線圈組24B的驅(qū)動信號彼此相對相移7t/2。圖2A的狀態(tài)對應(yīng)于零相位或2兀狀態(tài)。
如圖2A所示，馬達單元100另外具有用于A相線圈組14A的模擬磁傳感器16A，和用于B相線圈組24B的模擬磁傳感器16B。下面，將它們稱為"A相傳感器"和"B相傳感器"。A相傳感器16A被定位在A相線圈組14A的兩個線圈之間的中央位置處；B相傳感器26B被定位在B相線圈組24B的兩個線圈之間的中央位置處。在本實施方式中，圖2B中描繪的AC驅(qū)動信號利用這些傳感器16A、 26B的模擬輸出而生成。例如，利用霍耳效應(yīng)的霍爾IC可以被用作傳感器16A、 26B。
圖3是描繪磁傳感器波形的例示圖。在這個實施例中，A相傳感器輸出SSA和B相傳感器輸出SSB都是正弦波。這些傳感器輸出具有與A相線圈14A和B相線圈24B的反電動勢的波形形狀基本相同的波形形狀。該反電動勢波形取決于線圈的形狀以及磁體與線圈的位置關(guān)系，但典型為正弦波或非常接近正弦波的形狀。"反電動勢"也可以被稱為"感應(yīng)電壓"。
一般來說，電動馬達充當在機械能與電能之間轉(zhuǎn)換的能量轉(zhuǎn)換裝置。線圈的反電動勢表示馬達的轉(zhuǎn)換成電能的機械能。從而，在將施加至線圈的電能轉(zhuǎn)換成機械能(即，在驅(qū)動馬達的情況下)的情況下，可以通過施加具有與反電動勢的波形相同的波形的電壓而以最大效率驅(qū)動馬達。如下將討論的，"具有與反電動勢的波形相同的波形的電壓"意指沿
16與反電動勢的相反方向生成電流的電壓。
圖4是描繪線圈施加電壓與反電動勢的關(guān)系的示意圖。這里，用反
電動勢和電阻來模仿線圈。在這個電路中，將伏特計v并聯(lián)連接至施加
電壓E1和線圈。當將電壓E1施加至馬達以驅(qū)動該馬達時，沿與施加電
壓E1的電流流動方向相反的方向生成反電動勢Ec。當在馬達旋轉(zhuǎn)時斷開開關(guān)SW時，可以利用伏特計V測量反電動勢Ec。在開關(guān)SW斷開的情況下測量出的反電動勢Ex的極性和在開關(guān)SW閉合的情況下測量出的施加電壓E1的極性相同。上文短語"施加具有與反電動勢的波形相同的波形的電壓"指施加具有與伏特計V測量出的反電動勢Ec相同的極性和波形的電壓。
如前所述，當驅(qū)動馬達時，可以施加具有與反電動勢的波形相同的波形的電壓而以最大效率驅(qū)動馬達?？梢岳斫獾氖牵谡曳措妱觿莶ㄐ蔚闹悬c(接近于0電壓)附近能量轉(zhuǎn)換效率相對較低，而相反在反電動勢波形的峰值附近能量轉(zhuǎn)換效率相對較高。在通過施加具有和反電動勢相同的波形的電壓來驅(qū)動馬達的情況下，在能量轉(zhuǎn)換效率相對較高的時段期間施加相對較高電壓，由此，提高了馬達的效率。另一方面，如果以簡單矩形波形驅(qū)動馬達，在接近于反電動勢基本為0的位置(波形的中點處)施加相當大的電壓，從而馬達的效率較低。而且，當在這種能量轉(zhuǎn)換效率低的時段期間施加電壓時將出現(xiàn)發(fā)生振動和噪聲的問題。
如根據(jù)前述討論可理解的，通過施加具有與反電動勢相同的波形的電壓來驅(qū)動馬達的優(yōu)點在于，提高了馬達的效率，并且降低了振動和噪聲。
圖5A和5B是描繪A相線圈組A1的兩種類型的線圈14A1、 12A2的連接方法的圖。利用圖5A的連接方法，A相線圈組A1中包括的所有線圈串聯(lián)連接至驅(qū)動控制電路300。另一方面，利用圖5B的連接方法，并聯(lián)連接多對串聯(lián)連接的線圈14Al、 12A2。利用任一連接方法，兩種類型的線圈14A1、 12A2始終以相反極性磁化。
圖6A到6D描繪了本實施方式的電動馬達的操作。在這個實施例中，描繪了磁體組34M相對線圈組14A、 24B隨時間的向右位移。該圖中的左-右方向可以被理解成對應(yīng)于圖1A所示轉(zhuǎn)子單元30的旋轉(zhuǎn)方向。
圖6A描繪了在相位恰好在2tt之前時的定時的狀態(tài)。線圈與磁體之
間繪制的實線箭頭表示吸引方向，而虛線箭頭表示排斥方向。在這種狀
態(tài)下，A相線圈組14A沒有向磁體組34M施予沿操作方向(該圖中的左 -右方向)的驅(qū)動力，并且磁力沿向A相線圈組14A吸引磁體組34M的 方向作用。結(jié)果，對A相線圈組14A施加的電壓在與相位2兀一致的定 時優(yōu)選地為零。另一方面，B相線圈組24B沿操作方向向磁體組34M施 予驅(qū)動力。而且，因為B相線圈組24B不僅向磁體組34M施予吸力而且 向其施予斥力，所以B相線圈組24B沿垂直方向(與磁體組34M的操作 方向垂直的方向)向磁體組34M施加的凈力為零。從而，對B相線圈組 24B的施加電壓在與相位2ti —致的定時優(yōu)選地為峰值。
如圖6B所示，A相線圈組14A在與相位2兀 一致的定時反轉(zhuǎn)極性。 圖6B描繪了相位為re/4的狀態(tài)；A相線圈組14A的極性現(xiàn)在與圖6A中 所示的極性相反。在這種狀態(tài)下，A相線圈組14A和B相線圈組24B都 沿操作方向向磁體組34M施予相同驅(qū)動力。圖6C描繪了相位恰好在兀/2 之前的狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，其與圖6A的狀態(tài)相反，僅A相線圈組14A 沿操作方向向磁體組34M施予驅(qū)動力。在與相位兀/2—致的定時，B相 線圈組24B的極性反轉(zhuǎn)，生成圖6D中描繪的極性。圖6D描繪了相位為 3兀/4的狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，A相線圈組14A和B相線圈組24B沿操作 方向向磁體組34M施予相同驅(qū)動力。
從圖6A到6D中將會理解，A相線圈組14A的極性在A相線圈組 14A的線圈與磁體組34M的磁體相對地定位時切換。B相線圈組按相同 方式工作。結(jié)果，將從所有線圈大致恒定地生成驅(qū)動力，使得可以生成 高的扭矩。
在相位處于兀與2兀之間的時段期間的操作和圖6A到6D所示操作 基本相同，從而不需要詳細描述。然而，應(yīng)注意到，A相線圈組14A的 極性在與相位兀 一致的定時再次反轉(zhuǎn)，而B相的線圈組24B的極性在與 相位3tt/2 —致的定時再次反轉(zhuǎn)。
如從前述討論可理解的，本實施方式的電動馬達通過利用磁體組34M與線圈組14A、 24B之間的吸力和斥力，向磁體組34M提供沿操作 方向的驅(qū)動力。具體來說，在本實施方式中，因為線圈組14A、 24B定 位在磁體組34M的相對兩側(cè)處，所以利用磁體組34M的兩側(cè)的磁通量生 成驅(qū)動力。從而，與常規(guī)電動馬達僅利用磁體一側(cè)來生成驅(qū)動力的情況 相比，磁通量的利用率更高，由此，提供了具有較好效率和較高扭矩的 馬達。然而，也可以省略兩個線圈組14A、 24B中的一個。
在優(yōu)選實施中，支承部件12A、 22B、 32M將分別由非磁性材料形 成。而且，在優(yōu)選實施中，本實施方式的馬達單元的各種組件當中，除 包括線圈和傳感器在內(nèi)的電氣布線、磁體，和旋轉(zhuǎn)軸及其軸承以外的其 它所有組件由非磁性且非導(dǎo)電材料形成。通過省卻由磁體制成的磁心， 可以實現(xiàn)平滑且一致的操作，而不會出現(xiàn)持滯(cogging)。通過省卻作為 磁路的一部分的磁軛，激勵損耗(渦流損耗)將保持到非常低的程度， 并且獲得具有較高效率的馬達。
l-B、驅(qū)動控制電路的構(gòu)造
圖7A和7B示出了用于實施方式1的馬達的驅(qū)動控制電路的構(gòu)造。 圖7A描繪了校準傳感器波形期間的構(gòu)造，而圖7B描繪了實際使用期間 的構(gòu)造。"校準傳感器波形"與"修正傳感器輸出波形"意思相同地使用。
如圖7A所示，在校準期間，用于校準目的的驅(qū)動控制電路200連接 至馬達單元100的連接器90。驅(qū)動控制電路200具有電源電路210、 CPU 220、 1/0接口 230、 PWM控制器240、驅(qū)動器電路250、以及通信 單元260。電源電路210向驅(qū)動控制電路200中的電路供電并且向馬達單 元100供電。CPU 220通過在驅(qū)動控制電路200中的各種電路中進行設(shè) 置來控制驅(qū)動控制電路200的操作。I/0接口 230具有接收從馬達單元100 提供的傳感器輸出SSA、 SSB并將它們提供給CPU 220的功能。CPU 220 決定接收到的傳感器輸出SSA、 SSB是否具有希望的波形形狀，并且確 定將給出該希望的波形形狀的偏移修正值Poffset和增益修正值Pgain。后 面將對用于確定的方法進行詳細描述。下面，將偏移修正值簡稱為"偏 移"，而將增益修正值簡稱為"增益"。
PWM控制器240生成用于驅(qū)動線圈的PWM信號。驅(qū)動器電路250是用于驅(qū)動線圈的橋電路。后面，將對PWM控制器240和驅(qū)動器電路
250的電路設(shè)計和操作進行討論。通信單元260具有這樣的功能，g卩，傳 感器16A、 26B被提供通過校準確定的偏移修正值Poffset和增益修正值 Pgain，并在存儲器中進行存儲的功能。通信單元260還具有向外部裝置 發(fā)送存儲在傳感器16A、 26B中的修正值Poffset和Pgain的功能。為了 在用于A相傳感器16A的修正值與用于B相的傳感器26B的修正值之間 加以區(qū)分，通信單元260與修正值一起發(fā)送和接收各傳感器的ID碼(標 識信號)。在以這種方式利用ID碼發(fā)送修正值的情況下，可以經(jīng)由單一 通信總線發(fā)送針對多個傳感器的修正值，同時將它們彼此區(qū)分開。
如圖7B所示，在馬達的實際使用期間，將與校準期間使用的驅(qū)動控 制電路不同的驅(qū)動控制電路300連接至馬達單元100的連接器90。這個 驅(qū)動控制電路300除省略了通信單元260以外，其余部分對應(yīng)于用于校 準的驅(qū)動控制電路200。在圖7A和7B所示構(gòu)造中可以省略CPU 220。 如果省略CPU 220，則這個實施方式中描述的CPU 220的功能將通過諸 如邏輯電路和/或非易失性存儲器的其它電路來執(zhí)行。另選的是，CPU 220 可以用從外部裝置接收各種指令并將所述各種指令傳遞至裝置控制電路 200或300內(nèi)的電路部件的通信電路或接口電路替代。
圖8是描繪驅(qū)動器電路250的內(nèi)部構(gòu)造的圖。A相驅(qū)動器電路252 是H橋電路，該H橋電路響應(yīng)于AC驅(qū)動信號DRVA1、 DRVA2來驅(qū)動 A相線圈組14A?？虻亩瞬刻幍摹⒚枥L驅(qū)動信號的白圈表示負邏輯，信 號被反轉(zhuǎn)。標記為IA1、 IA2的箭頭分別表示驅(qū)動信號DRVA1、 DRVA2 的電流流動方向。B相驅(qū)動器電路254的構(gòu)造與A相驅(qū)動器電路252的 構(gòu)造相同；示出了驅(qū)動信號DRVB1、 DRVB2的電流流向IB1、 IB2。
圖9是描繪實施方式1中使用的磁傳感器16A的內(nèi)部構(gòu)造的圖。因 為A相傳感器16A和B相傳感器26B具有相同構(gòu)造，所以下面僅對A 相傳感器16A進行討論。
磁傳感器16A具有磁傳感器部件410、偏移修正電路420、增益修正 電路430、偏移存儲器440、增益存儲器450、放大器460、 ID碼寄存器 470、以及通信單元480。磁傳感器部件410例如為霍爾元件。在校準期間(圖7A)，通信單元480與驅(qū)動控制電路200通信，并 且接收針對傳感器輸出的偏移修正值Poffset和增益修正值Pgain，以及傳 感器ID?？梢詫鞲衅魑ㄒ坏腎D記錄在傳感器內(nèi)部的ID碼寄存器470 中，或者可以利用外部開關(guān)設(shè)置ID。在圖9的實施例中，可以利用諸如 DIP開關(guān)的外部開關(guān)472來設(shè)置ID。然而，可以通過DIP開關(guān)以外的多 種其它裝置中的任一種將ID碼記錄在馬達中。例如，可以消除外部開關(guān) 472，而代之以從非易失性存儲器中構(gòu)造ID碼寄存器470。在驅(qū)動控制電 路200提供的ID與ID碼寄存器470中的ID匹配的情況下，通信單元 480將偏移修正值Poffset和增益修正值Pgain分別存儲在存儲器440、450 中。偏移修正電路420和增益修正電路430根據(jù)這些修正值Poffset和 Pgain來修正磁傳感器部件410的波形。然后，修正后的傳感器輸出被放 大器460放大，并作為傳感器輸出SSA輸出。
如從上述討論中可理解的，圖9的電路部件420、 430、 440、 450充 當用于修正傳感器16A的輸出波形的輸出波形修正單元。在優(yōu)選實施中， 存儲器440、 450由非易失性存儲器組成。
圖10A到圖10E示出了PWM控制器240 (圖7A)的內(nèi)部構(gòu)造和操 作。PWM控制器240具有基本時鐘生成電路510、 1/N分頻器520、 PWM單元530、移動方向寄存器540、乘法器550和552、編碼器560 和562、 AD轉(zhuǎn)換器570和572、電壓控制值寄存器580、以及激勵間隔 設(shè)置單元590。
基本時鐘生成電路510是生成具有規(guī)定頻率的時鐘信號PCL的電路 并且例如由PLL電路組成。分頻器520生成頻率為時鐘信號PCL的頻率 的1/N的時鐘信號SDC。 N的值被設(shè)置成規(guī)定常數(shù)。N的這個值己經(jīng)預(yù) 先通過CPU 220 (圖7A)建立在分頻器520中。PWM單元530響應(yīng)于 時鐘信號PCL、 SDC、乘法器550和552提供的乘法值、移動方向值寄 存器540提供的移動方向值RI、編碼器560和562提供的正/負號信號Pa、 Pb以及激勵間隔設(shè)置單元590提供的激勵間隔信號Ea、 Eb，生成AC驅(qū) 動信號DRVA1、 DRVA2、 DRVB1、 DRVB2 (圖8)。后面將對這種操作 進行討論。表示馬達的旋轉(zhuǎn)方向的值RI通過CPU220建立在移動方向值寄存器
540中。在本實施方式中，當移動方向值RI為L電平時馬達正轉(zhuǎn)，而當 移動方向值RI為H電平時，馬達反轉(zhuǎn)。
以下述方式確定呈送給PWM單元530的其它信號Ma、 Mb、 Pa、 Pb、 Ea、 Eb。乘法器550、編碼器560以及AD轉(zhuǎn)換器570是供A相使 用的電路；乘法器552、編碼器562以及AD轉(zhuǎn)換器572是供B相使用的 電路。因為這些電路組具有相同操作，所以下面的討論主要集中在A相 電路的操作上。
將磁傳感器輸出SSA呈送給AD轉(zhuǎn)換器570。這個傳感器輸出SSA 例如具有從GND (接地電位)到VDD (電源電壓)的范圍，并且中點(= VDD/2)是輸出波形的中點(正弦波經(jīng)過原點的點)。AD轉(zhuǎn)換器570執(zhí) 行這個傳感器輸出SSA的AD轉(zhuǎn)換，以生成傳感器輸出的數(shù)字值。AD 轉(zhuǎn)換器570的輸出例如具有FFh到Oh ("h"后綴表示十六進制)的范圍， 并且中值80h對應(yīng)于輸出波形的中點。
編碼器560對AD轉(zhuǎn)換之后的傳感器輸出的范圍進行轉(zhuǎn)換，并且將 輸出波形的中點的值設(shè)置成0。結(jié)果，編碼器560生成的傳感器輸出值 Xa在正側(cè)上呈現(xiàn)規(guī)定范圍(例如，+127到0)并在負側(cè)上呈現(xiàn)規(guī)定范圍 (例如，0到-127)。然而，編碼器560向乘法器560呈送的值是傳感器 輸出值Xa的絕對值；其正/負號被呈送給PWM單元530，作為正/負號信 號Pa。
電壓控制值寄存器580存儲CPU 220建立的電壓控制值Ya。電壓控 制值Ya和后面討論的激勵間隔信號Ea —起充當用于設(shè)置馬達的施加電 壓的值；值Ya可以例如取O到1.0的值。在假定激勵間隔信號Ea被設(shè)置 為所有間隔都是激勵間隔，而沒有提供非激勵間隔的情況下，Ya-O意指 施加電壓為零，而Ya-l意指施加電壓為最大值。乘法器550執(zhí)行電壓 控制值Ya與從編碼器560輸出的傳感器輸出值Xa的相乘，并且轉(zhuǎn)換成 整數(shù)；其乘法值Ma被呈送給PWM單元530。
圖10B到10E描繪了在乘法值Ma取各種不同值的實例中PWM單 元530的操作。這里，假定所有間隔都是激勵間隔，而沒有非激勵間隔。
22PWM單元530是在時鐘信號SDC的每一個周期期間，以占空因數(shù)Ma/N 生成一個脈沖的電路。具體來說，如圖10B到10E所示，隨著乘法值 Ma的增加，驅(qū)動信號DRVA1、 DRVA2的脈沖占空因數(shù)同樣增加。第一 驅(qū)動信號DRVA1是僅在傳感器輸出SSA為正時生成脈沖的信號，而第 二驅(qū)動信號DRVA2是僅在傳感器輸出SSA為負時生成脈沖的信號；在 圖10B到10E中，同時示出了這些。為方便起見，將第二驅(qū)動信號DRVA2 示出為負脈沖。
圖IIA到IID描繪了傳感器輸出波形與PWM單元530生成的驅(qū)動 信號的波形之間的對應(yīng)關(guān)系。在該圖中，"Hiz"表示高阻抗。如在圖10A 到10E中說明的，通過PWM控制原樣利用A相傳感器輸出的模擬波形 生成A相驅(qū)動信號DRVA1 、 DRVA2 。這對于B相驅(qū)動信號DRVB1 、 DRVB2 來說，也是一樣的。結(jié)果，可以向A相線圈和B相線圈提供這樣的有效 電壓，該有效電壓展示出與傳感器輸出SSA、 SSB的變化相對應(yīng)的電平 變化。
此外，PWM單元530被設(shè)計成，使得驅(qū)動信號在由激勵間隔設(shè)置單 元590提供的激勵間隔信號Ea、 Eb所表示的激勵間隔期間輸出，并且使 得在激勵間隔以外的其它間隔(非激勵間隔)期間不輸出驅(qū)動信號。圖 11E和11F描繪了激勵間隔信號Ea、 Eb建立了激勵間隔EP和非激勵間 隔NEP的情況下生成的驅(qū)動信號波形。在激勵間隔EP中，圖IIC和11D 的驅(qū)動信號脈沖照原樣生成；在非激勵間隔NEP中，不生成脈沖。通過 以這種方式建立激勵間隔EP和非激勵間隔NEP，在接近反電動勢波形的 中點(即，接近傳感器輸出的中點)不對線圈施加電壓，由此，使得可 以進一步改進馬達效率。在優(yōu)選實施中，激勵間隔EP將在相對反電動勢 波形(感應(yīng)電壓波形)的峰值對稱的間隔建立，而非激勵間隔NEP將按 相對反電動勢波形的中點對稱的間隔建立。
如前所述，如果將電壓控制值Ya設(shè)置成小于l的值，則與電壓控制 值Ya相比，乘法值Ma將變小。結(jié)果，同樣可以通過電壓控制值Ya有 效調(diào)節(jié)施加電壓。
如從前述討論中可以理解的，利用本實施方式的馬達，可以利用電壓控制值Ya和激勵間隔信號Ea調(diào)節(jié)施加電壓。對于B相來說也是一樣 的。在優(yōu)選實施中，優(yōu)選施加電壓與電壓控制值Ya和激勵間隔信號Ea 之間的關(guān)系將以表格形式預(yù)先存儲在驅(qū)動控制電路300中的存儲器中。 這樣，當驅(qū)動控制電路300接收到來自外部的優(yōu)選施加電壓時，CPU 220 可以響應(yīng)于驅(qū)動信號在PWM控制器240中設(shè)置電壓控制值Ya和激勵間 隔信號Ea。調(diào)節(jié)施加電壓不需要使用電壓控制值Ya和激勵間隔信號Ea 兩者，使用這兩個中的任一個也是可接受的。
圖12是描繪PWM單元530 (圖10A)的內(nèi)部構(gòu)造的框圖。PWM單 元530具有計數(shù)器531、 532， EXOR電路533、 534，以及驅(qū)動波形整形 單元535、 536。計數(shù)器531、 EXOR電路533以及驅(qū)動波形整形單元535 是用于A相的電路；計數(shù)器532、 EXOR電路534以及驅(qū)動波形整形單 元536是用于B相的電路。下面將對它們的操作進行描述。
圖13是描繪馬達正轉(zhuǎn)期間PWM單元530的操作的時序圖。示出了 兩個時鐘信號PCL和SDC、移動方向值RI、激勵間隔信號Ea、乘法值 Ma、正/負號信號Pa、計數(shù)器531中的計數(shù)器值CM1、計數(shù)器531的輸 出SI、 EXOR電路533的輸出S2，以及驅(qū)動波形整形單元535的輸出信 號DRVA1、 DRVA2。針對時鐘信號SDC的每一個周期，計數(shù)器531與 時鐘信號PCL同步地重復(fù)將計數(shù)值CM1遞減至0的操作。將計數(shù)值CM1 的初始值設(shè)置成乘法值Ma。在圖13中，為便于例示，也示出了負乘法 值Ma;然而，計數(shù)器531使用其絕對值IMal。當計數(shù)值CM1不為0時 將計數(shù)器531的輸出Sl設(shè)置成H電平，而當計數(shù)值CM1為0時Sl下 降到L電平。
EXOR電路533輸出表示正/負號信號Pa與移動方向值RI的異或的 信號S2。當馬達正向運行時，移動方向值RI為L電平。從而，EXOR 電路533的輸出S2成為與正/負號信號Pa相同的信號。驅(qū)動波形整形單 元535根據(jù)計數(shù)器531的輸出Sl和EXOR電路533的輸出S2生成驅(qū)動 信號DRVA1、 DRVA2。具體來說，在計數(shù)器531的輸出Sl中，EXOR 電路533的輸出S2為L電平的間隔期間的信號被輸出為驅(qū)動信號 DRVA1，而EXOR電路533的輸出S2為H電平的間隔期間的信號被輸
24出為驅(qū)動信號DRVA2。在接近圖13的右端，激勵間隔信號Ea下降至L 電平，由此，設(shè)立了非激勵間隔NEP。結(jié)果，在這個非激勵間隔NEP期 間驅(qū)動信號DRVA1、DRVA2中的任一者都不輸出，并且保持高阻抗狀態(tài)。
圖14是描繪馬達反轉(zhuǎn)期間PWM單元530的操作的時序圖。當馬達 反向運行時，移動方向值RI為H電平。結(jié)果，兩個驅(qū)動信號DRVA1、 DRVA2與圖13中的兩個驅(qū)動信號DRVA1、 DRVA2交換位置，因而，應(yīng) 意識到，結(jié)果馬達反向運行。PWM單元530的B相電路532、 534、 536 和上述討論相同地操作。
圖15A和15B示出了激勵間隔設(shè)置單元590的內(nèi)部構(gòu)造和操作。激 勵間隔設(shè)置單元590具有電變阻器592，電壓比較器594、 596，以及 OR電路598。電變阻器592的電阻Rv由CPU 220設(shè)置。電變阻器592 的兩個端子處的電壓V1、 V2被分別呈送至電壓比較器594、 596的一個 輸入端子。傳感器輸出SSA被呈送至電壓比較器594、 596的另一輸入端 子。在圖15A中，為方便起見，從例示的圖中消除了B相電路。電壓比 較器594、 596的輸出信號Sp、 Sn被輸入至OR電路598。 OR電路598 的輸出是激勵間隔信號Ea，其被用于區(qū)分激勵間隔與非激勵間隔。
圖15B描繪了激勵間隔設(shè)置單元590的操作。通過調(diào)節(jié)電阻Rv來 修改電變阻器592的兩個端子處的電壓VI、 V2。具體來說，將端電壓 VI、 V2設(shè)置成與電壓范圍的中值(=VDD/2)等差的值。如果傳感器 輸出SSA高于第一電壓VI，則第一電壓比較器594的輸出Sp轉(zhuǎn)至H電 平，而如果傳感器輸出SSA低于第二電壓V2，則第二電壓比較器596 的輸出Sn轉(zhuǎn)至H電平。激勵間隔信號Ea是采用這些輸出信號Sp、 Sn 的邏輯和的信號。從而，如圖15B中底部所示，可以將激勵間隔信號Ea 用作表示激勵間隔E和非激勵間隔NEP的信號。由CPU 220調(diào)節(jié)可變電 阻Rv來建立激勵間隔EP和非激勵間隔NEP。
可以通過CPU 220以外的任何電路來執(zhí)行激勵間隔EP和非激勵間 隔NEP的設(shè)置。這也是CPU220的功能作為響應(yīng)于來自外部裝置的請求 (諸如馬達輸出請求)調(diào)節(jié)控制值Ya和激勵間隔信號Ea兩者由此實現(xiàn) 需要的輸出的調(diào)節(jié)單元的情況。在啟動馬達時，優(yōu)選的是，激勵間隔EP被設(shè)置為盡可能大，而非激 勵間隔NEP被設(shè)置為盡可能小。這是因為如果馬達停止在與非激勵間隔
NEP相對應(yīng)的位置處，則PWM信號被驅(qū)動波形修正單元535 (圖12) 掩蔽，從而馬達可能不能夠啟動。因此，在馬達啟動時，非激勵間隔NEP 優(yōu)選地設(shè)置為其容許范圍中的最小值。非激勵間隔NEP的最小值優(yōu)選為 非零值。這是因為在傳感器輸出SSA的極性(即，驅(qū)動信號的極性)反 轉(zhuǎn)時的定時，非激勵間隔NEP的零值可能導(dǎo)致驅(qū)動電路250中的反向電 流，由此損壞開關(guān)晶體管。 l-c、傳感器輸出的修正
圖16A到16C示出了傳感器輸出的偏移修正的細節(jié)。圖16A示出了 傳感器輸出的希望波形SSideal。圖16B描繪了從希望波形SSideal起向 上移位的傳感器輸出SSup、和向下移位的傳感器輸出SSdown的示例。 在這個實例中，通過向移位的傳感器輸出(例如，SSup)應(yīng)用垂直偏移 Poffsetl，可以將它修正成接近希望波形SSideal的波形。執(zhí)行這種修正， 從而例如輸出波形的中點(輸出電平呈現(xiàn)其中值的位置)落入從傳感器 輸出電壓范圍(GND至lJVDD)的中值VDD/2起算的規(guī)定容許范圍內(nèi)。
圖16C描繪了從希望波形SSideal起向右移位的傳感器輸出SSright， 和向左移位的傳感器輸出SSleft。在這個實例中，通過向移位的傳感器輸 出(例如，SSright)應(yīng)用橫向偏移Poffset2，可以將它修正成接近希望波 形SSideal的波形。執(zhí)行這種修正，從而例如使輸出波形的中點(輸出電 平呈現(xiàn)其中值的位置)的相位落入從傳感器輸出電壓范圍(GND到VDD) 的中值VDD/2的相位起算的規(guī)定容許范圍內(nèi)。關(guān)于傳感器輸出是否向橫 向方向偏移的確定可以通過將馬達轉(zhuǎn)子停止在規(guī)定基準位置處(恰好為 輸出波形的中點的位置)，并且檢査傳感器輸出是否等于傳感器輸出電壓 范圍的中值VDD/2來進行。
這樣，可以修正垂直偏移Poffsetl和橫向偏移Poffset2。然而，在許 多實例中，對于實施目的來說，僅修正兩種類型偏移中的一種就足夠了。 因此，在下述過程中，假定僅兩種類型偏移中的垂直偏移Poffsetl要被修 正。
26圖17A到17C示出了傳感器輸出的增益修正的細節(jié)。圖17A描繪了 傳感器輸出的希望輸出波形SSideal;其與圖16A所示相同。圖17B描繪 了具有與希望輸出波形SSideal相比較小峰值的傳感器輸出波形SSmall。 在這種情況下，通過將傳感器輸出波形SSmall與大于1的增益Pgain相 乘，可以將它修正成接近希望波形SSideal的波形。更具體地說，執(zhí)行這 種增益修正使己修正傳感器輸出的峰值落入規(guī)定容許范圍內(nèi)。圖17C描 繪了具有與希望輸出波形SSideal相比較大峰值的傳感器輸出波形 SSlarge。對于該傳感器輸出波形SSlarge，因為超出電壓范圍的最大值 VDD (即，電源電壓)的點在VDD處停止，所以觀察到峰值具有如點劃 線所示的平坦波形。在這種情況下，通過將傳感器輸出波形SSlarge與小 于1的增益Pgain相乘，可以將它修正成接近希望輸出波形SSideal的波 形。
圖18是描繪傳感器輸出的校準過程的流程圖。在步驟S100中，將 用于校準目的的驅(qū)動控制電路200安裝在馬達單元100 (圖7A)中。在 步驟S200中，執(zhí)行如圖16B所述的偏移修正，而在步驟S300中，執(zhí)行 如圖17B和17C所述的增益修正。在步驟S400中，驅(qū)動控制電路被用 于實際使用的電路300 (圖7B)替換。
圖19是詳細描繪偏移修正的過程的流程圖。雖然下面描述關(guān)于A 相傳感器的偏移修正，但按相同方式對B相傳感器執(zhí)行修正。當針對一 個磁傳感器執(zhí)行偏移修正時，CPU 220最初指定作為修正目標的磁傳感 器的ID，并且開始針對該指定的磁傳感器的修正處理。
在步驟S210中，轉(zhuǎn)子單元30(圖1A)旋轉(zhuǎn)并且停止在磁傳感器16A 處于磁體N/S磁極邊界的位置處的地方。這個操作例如可以打開馬達單 元的蓋子而人工執(zhí)行。在步驟S220中，將偏移的初始值Poffset從驅(qū)動控 制電路200發(fā)送至磁傳感器16A并且存儲在磁傳感器16A中的偏移存儲 器440 (圖9)中?？梢詫⑷魏沃涤米鱌offset的初始值。然而，在優(yōu)選實 施中，將該初始值設(shè)置成正非零值，以使可以根據(jù)偏移修正增加或減小 偏移Poffset 。
在步驟S230中，測量磁傳感器16A輸出的輸出信號SSA的電壓Ebc。在步驟S240中，決定測量出的電壓Ebc是否等于或大于容許范圍的最小
值Elmin (參加圖16B)。如果電壓Ebc小于容許范圍的最小值Elmin， 則因為電壓Ebc落在容許范圍之外，所以例程移至步驟S250，偏移值 Poffset遞增l，并接著在步驟S280中，將偏移值Poffset寫入至磁傳感器 16A。另一方面，在步驟S240中，如果電壓Ebc等于或大于容許范圍的 最小值Elmin，則在步驟S260中決定電壓Ebc是否等于或小于容許范圍 的最大值Elmax。如果電壓Ebc大于容許范圍的最大值Elmax，則因為 電壓Ebc落在容許范圍之外，所以例程移至步驟S270，偏移值Poffset 遞減l，并接著在步驟S280中，將偏移值Poffset寫入至磁傳感器16A。 另一方面，如果在步驟S260中，電壓Ebc等于或小于容許范圍的最大值 Elmax，則電壓Ebc落在容許范圍之內(nèi)，并由此，終止圖19的處理。
圖20是詳細描繪步驟S300中的增益修正的過程的流程圖。同樣， 針對增益修正，僅討論A相傳感器的修正。當針對一個傳感器執(zhí)行增益 修正時，最初由CPU220指定作為修正目標的磁傳感器的ID，并且針對 該指定的磁傳感器開始修正處理。
在步驟S310中，轉(zhuǎn)子單元30(圖1A)旋轉(zhuǎn)并且停止在磁傳感器16A 處于直接與磁體的S磁極或N磁極相對的位置處的地方。這個位置是磁 傳感器16A的具有最大磁通量密度的位置。這個操作例如可以打開馬達 單元的蓋子而人工執(zhí)行。在步驟S320中，將增益的初始值Pgain從驅(qū)動 控制電路200發(fā)送至磁傳感器16A并且存儲在磁傳感器16A中的增益存 儲器450 (圖9)中。雖然可以將任何值用作增益Pgain的初始值。但在 優(yōu)選實施中，將該初始值設(shè)置成正非零值。
在步驟S330中，測量磁傳感器16A的f俞出信號SSA的電壓Ebm。 在步驟S340中，決定測量出的電壓Ebm是否等于或大于容許范圍的最 小值E2min(參加圖17B)。如果電壓Ebm小于容許范圍的最小值E2min， 則因為電壓Ebm落在容許范圍之外，所以例程移至步驟S350，增益值 Pgain遞增1，并接著在步驟S380中，將增益值Pgain寫入至磁傳感器16A。 另一方面，在步驟S340中，如果電壓Ebm等于或大于容許范圍的最小 值E2min，則在步驟S360中決定電壓Ebm是否等于或小于容許范圍的最大值E2max。如果電壓Ebm大于容許范圍的最大值E2max，則因為電壓 Ebm落在容許范圍之外，所以例程移至步驟S370，增益值Pgain遞減l， 并接著在步驟S380中，將增益值Pgain寫入至磁傳感器16A。另一方面， 如果在步驟S360中，電壓Ebm等于或小于容許范圍的最大值E2max， 則電壓Ebm落在容許范圍之內(nèi)，并由此，終止圖20的處理。
在優(yōu)選的實施中，增益修正期間的容許范圍的最大值E2max是比可 以用于傳感器輸出的最大值(即，電源電壓VDD)稍小的值。原因在于， 因為傳感器輸出電壓不能超出電源電壓VDD，所以如果將容許范圍的最 大值E2max設(shè)置成電源電壓VDD，則存在不能確定修正之前的傳感器輸 出SSA的峰值是否如圖17C中點劃線所描繪地平坦化的可能性。
這樣，利用本實施方式的電動馬達，可以針對相應(yīng)磁傳感器16A、 26B分別執(zhí)行輸出波形的偏移修正和增益修正。而且，驅(qū)動控制電路300 利用傳感器的模擬輸出的連續(xù)變化生成驅(qū)動信號。從而，通過將磁傳感 器16A、 26B的輸出修正成規(guī)定波形形狀，可以實現(xiàn)最小噪聲和振動的 高效率馬達。
l-D、驅(qū)動控制電路的變型例
圖21是描繪用于校準的驅(qū)動控制電路的變型例的框圖。這個驅(qū)動控 制電路200a類似于圖7A中描繪的驅(qū)動控制電路200，但省略了電源電 路210、 PWM控制器240、以及驅(qū)動器電路250。到馬達單元100a的電 力經(jīng)由連接器90直接提供給馬達單元100a。 PWM控制器240和驅(qū)動器 電路250設(shè)置在馬達單元100a內(nèi)部。利用這種結(jié)構(gòu)，同樣可以按與圖7A 和7B描繪的馬達相同的方式修正傳感器波形并且高效操作馬達。
圖22是描繪實施方式1的另一變型例中的磁傳感器和驅(qū)動信號生成 電路的框圖。在這個變型例中，磁傳感器16A、 26B僅包含磁傳感器部 件；這些磁傳感器中不包括圖9中描述的磁傳感器內(nèi)的其它電路部件 420-480。驅(qū)動信號生成電路600具有放大器610、 620， AD轉(zhuǎn)換器612、 622，偏移修正電路614、 624，增益修正電路616、 626， PWM控制器 240，修正值存儲器660，以及通信單元670。偏移修正電路614、 624和 圖9中所示的偏移修正電路420相同，而增益修正電路616、 626和圖9中所示增益修正電路430相同。修正值存儲器660存儲有與A相傳感器 16A和B相傳感器26B有關(guān)的偏移修正值和增益修正值，并且這些值與 相應(yīng)ID碼相關(guān)聯(lián)。PWM控制器240和圖10A所示PWM控制器相同。 通信單元670經(jīng)由I/O接口 230耦合至CPU 220。在校準期間，傳感器 16A、 26B的輸出被放大器610、 620放大，被AD轉(zhuǎn)換器232轉(zhuǎn)換成數(shù) 字信號，接著經(jīng)由1/0接口 230呈送至CPU220。
利用圖22的電路設(shè)計，例如，驅(qū)動信號生成電路600和驅(qū)動器電路 250可以被安裝在馬達單元中，并且包括CPU 220、 I/O接口 230以及AD 轉(zhuǎn)換器232在內(nèi)的電路可以與馬達單元(圖7A)的連接器90相連接。 利用這種電路設(shè)計，如同先前討論的實施方式一樣，可以修正傳感器波 形并且高效操作馬達。
圖23是描繪驅(qū)動信號生成電路的變型例的框圖。在這個驅(qū)動信號生 成電路600a中，圖22中所示驅(qū)動信號生成電路600的PWM控制器240 被前置放大器630和放大器640代替。這種構(gòu)造的其它部分與圖22所示 構(gòu)造相同。前置放大器630和放大器640通過照原樣放大已修正的模擬 傳感器輸出來生成驅(qū)動信號。這樣，即使利用模擬電路放大傳感器輸出 而不采用PWM控制，也仍然還可以通過如上所述執(zhí)行傳感器波形的修 正而高效操作馬達。
l-E、用于實現(xiàn)傳感器輸出修正的其他過程
圖24是描繪用于執(zhí)行偏移修正的另一過程的流程圖。在步驟S1200 中，CPU220使轉(zhuǎn)子30旋轉(zhuǎn)。在圖24的過程中，隨著轉(zhuǎn)子30繼續(xù)旋轉(zhuǎn)， CPU 220從步驟S1210開始執(zhí)行偏移修正。在步驟S1210中，將偏移的 初始值Poffset從驅(qū)動控制電路200發(fā)送至磁傳感器16A，并且存儲在磁 傳感器16A的偏移存儲器440 (圖9)中。這個處理和圖19的步驟S220 相同。
在步驟S1220，獲取傳感器輸出的最大電壓Ebcmax和最小電壓 Ebcmin。這些電壓Ebcmax、 Ebcmin例如對應(yīng)于圖16B中所示傳感器輸 出SSup (或SSdown)的上峰值和下峰值。在步驟S1230中，計算最大 電壓Ebcmax和最小電壓Ebcmin的平均值Ebctyp。這個平均值Ebctyp是對應(yīng)于傳感器輸出波形的中點的電壓值。
步驟S1240到S1280和圖19的步驟S240到S280基本相同，但上述 平均值Ebctyp替換了圖19的電壓值Ebc。具體來說，在步驟S1240到 S1280中，調(diào)節(jié)偏移值Poffset，以使該平均值Ebctyp位于圖16B所示的
容許范圍內(nèi)。
如從這個實施例可以理解的，還可以利用傳感器電壓的峰值電壓執(zhí) 行偏移修正。在圖24的過程中，不需要如在圖19的過程中那樣將轉(zhuǎn)子 定位在與傳感器輸出波形的關(guān)注點相對應(yīng)的位置處，從而獲得了修正操 作更容易的優(yōu)點。
圖25是描繪用于執(zhí)行增益修正的另一過程的流程圖。在步驟S1300 中，CPU220使轉(zhuǎn)子30旋轉(zhuǎn)。在圖25的過程中，隨著轉(zhuǎn)子30繼續(xù)旋轉(zhuǎn)， CPU 220從步驟S1310開始執(zhí)行增益修正。在步驟S1310中，將增益的 初始值Pgain從驅(qū)動控制電路200發(fā)送至磁傳感器16A，并且存儲在磁傳 感器16A的增益存儲器450 (圖9)中。這個處理和圖20的步驟S320 相同。
在步驟S1320中，獲取規(guī)定次數(shù)的傳感器輸出的最大電壓Ebmmax。 這個最大電壓Ebmmax例如對應(yīng)于圖17B所示傳感器輸出SSsmall(或圖 17C所示SSlarge)的上峰值。另選的是，代替該上峰值地，可以獲取規(guī) 定次數(shù)的下峰值。在轉(zhuǎn)子的一次回轉(zhuǎn)過程中呈現(xiàn)的上峰值的次數(shù)等于馬 達的磁極數(shù)P的一半。對于圖1A至U1D中描繪的6磁極馬達，在一次回 轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)三次上峰值。在步驟S1320中，在實施中，優(yōu)選地將對最 大電壓Ebmmax采樣(PxN)/2次。這里，N是等于1或更大的規(guī)定整 數(shù)，優(yōu)選為2或更大。在步驟S1230中，對(PxN) /2次采樣的最大電 壓Ebmmax計算平均值Ebmave。
步驟S1340到S1380和圖20的步驟S340到S380基本相同，但上述 平均值Ebmave替換了圖20的電壓值Ebm。具體來說，在步驟S1340到 S1380中，調(diào)節(jié)增益值Pgain，以使該平均值Ebcmave位于圖17B所示的 容許范圍內(nèi)。
在圖25的過程中，不需要如在圖20的過程中那樣將轉(zhuǎn)子定位在與傳感器輸出波形的關(guān)注點相對應(yīng)的位置處，從而獲得了修正操作更容易 的優(yōu)點。而且，因為利用幾個峰值電壓的平均值來執(zhí)行增益修正，所以 可以將多個磁體作為整體考慮而建立理想增益。
圖26是描繪用于執(zhí)行增益修正的又一過程的流程圖。在圖26的過
程中，用步驟S1335、 S1345以及S1365代替了圖25的步驟S1330、 S1340 以及S1360，其它過程和圖25相同。
在步驟S1335中，從(P x N) / 2最大電壓Ebmmax中選擇最大電 壓Ebmpk。在步驟S1345和S1365中，利用這個最大電壓Ebmpk執(zhí)行增 益修正。同樣可以按這種方式導(dǎo)出恰當?shù)脑鲆嫘拚礟gain。
圖26的步驟S1345和S1365中使用的閾值E2min和E2max的值可 以不同于圖25的步驟S1340和S1360中使用的閾值E2min和E2max的 值。
2、實施方式2
圖27是描繪實施方式2中的磁傳感器輸出波形和線圈的反電動勢的 實施例的例示圖。在這個實施例中，A相傳感器輸出SSAO和B相傳感 器輸出SSBO在修正之前都具有稍微不同于反電動勢波形的波形形狀。A 相線圈反電動勢Eca和B相線圈反電動勢Ecb的波形取決于線圈的形狀 和磁體與線圈的位置關(guān)系，但典型為正弦波或非常接近正弦波的形狀。
如在實施方式1中提到的，在通過施加具有和反電動勢相同的波形 的電壓來驅(qū)動馬達的情況下，可以改進馬達的效率，并且可以縮減振動 和噪聲。為此，在實施方式2中，將圖27中所示傳感器輸出SSAO、 SSBO 的波形修正成接近反電動勢的波形的波形，并且將修正后的傳感器輸出 用于驅(qū)動馬達。
圖28A和28B是描繪用于實施方式2的馬達的驅(qū)動控制電路的構(gòu)成 的框圖。圖28A描繪了校準傳感器波形期間的構(gòu)造，而圖28B描繪了實 際使用期間的構(gòu)造。"校準傳感器波形"與"修正傳感器輸出波形"意思 相同地使用。
如圖28A所示，在校準期間，用于校準目的的驅(qū)動控制電路200b 連接至馬達單元100b的連接器90。該驅(qū)動控制電路200b具有電源電路210、 CPU 220、 I/O接口 230、 PWM控制器240、驅(qū)動器電路250、 通信單元260、以及伏特計270。電源電路210向驅(qū)動控制電路200b中 的電路供電并且向馬達單元100b供電。CPU 220通過在驅(qū)動控制電路 200b中的各種電路中進行設(shè)置來控制驅(qū)動控制電路200b的操作。I/O接 口 230具有接收從馬達單元100b提供的傳感器輸出SSA0、 SSBO并將它 們提供給CPU 220的功能。CPU 220確定用于將傳感器輸出SSAO、 SSBO 修正成希望波形形狀(反電動勢波形或正弦波)的修正數(shù)據(jù)Dcorrect。后 面將討論該修正數(shù)據(jù)Dcorrect的內(nèi)容和用于確定其的方法。馬達單元100b 的構(gòu)造和圖7A中所示實施方式1的馬達單元100的構(gòu)造基本相同，僅在 傳感器116A、126B(后面描述)的內(nèi)部構(gòu)造方面不同。驅(qū)動控制電路200b 除增加了伏特計270以外，其它部分與圖7A中所示實施方式1的驅(qū)動控 制電路200相似。
PWM控制器240生成用于驅(qū)動線圈的PWM信號。驅(qū)動器電路250 是用于驅(qū)動線圈的橋電路。通信單元260具有這樣的功能，即傳感器 116A、 126B被呈送并在存儲器中存儲通過校準確定的修正數(shù)據(jù)Dcorrect 的功能。通信單元260還具有用于向外部裝置發(fā)送存儲在傳感器116A、 126B中的修正數(shù)據(jù)Dcorrect的功能。為了在用于A相傳感器116A的修 正數(shù)據(jù)與用于B相的傳感器126B修正數(shù)據(jù)之間進行區(qū)分，通信單元260 和修正數(shù)據(jù)一起發(fā)送和接收各傳感器的ID碼(標識信號)。如果以這種 方式利用ID碼發(fā)送修正數(shù)據(jù)，則可以經(jīng)由單一通信總線發(fā)送針對多個傳 感器的修正數(shù)據(jù)，同時將多組數(shù)據(jù)彼此區(qū)分開。
伏特計270能夠分別測量A相線圈組14A和B相線圈組24B的反 電動勢。該伏特計270通過圖4中所述連接關(guān)系連接至線圈組。伏特計 270不必同時測量A相線圈組和B相線圈組的反電動勢；在作為測量目 標的線圈組之間切換并單獨測量它們就足夠了。如后討論的，CPU 220 基于伏特計270測量出的反電動勢的波形形狀和磁傳感器的輸出波形來 確定修正數(shù)據(jù)Dcorrect。
如圖28B所示，在馬達的實際使用期間，將與校準期間使用的驅(qū)動 控制電路不同的驅(qū)動控制電路300連接至馬達單元100b的連接器卯。這個驅(qū)動控制電路300對應(yīng)于用于校準的驅(qū)動控制電路200，但省略了通信
單元260和伏特計270，并且與圖7B中所示驅(qū)動控制電路300相同。
圖29是描繪實施方式2中的磁傳感器116A的內(nèi)部構(gòu)造的框圖。因 為A相傳感器116A和B相傳感器126B具有相同構(gòu)造，所以下面僅討論 A相傳感器116A。
磁傳感器116A具有磁傳感器部件1410、 AD轉(zhuǎn)換器1420、反電動 勢轉(zhuǎn)換器1430、存儲器1440、 DA轉(zhuǎn)換器1450、放大器1460、 ID碼寄 存器1470、以及通信單元1480。磁傳感器部件1410例如為霍爾元件。
在校準期間(圖28A)，通信單元1480與驅(qū)動控制電路200b通信， 并且與傳感器ID —起接收傳感器輸出修正數(shù)據(jù)Dcorrect?？梢詫τ趥?感器唯一的ID記錄在傳感器內(nèi)部的ID碼寄存器1470中，或者可以利用 外部開關(guān)設(shè)置ID。在圖29的實施例中，可以利用諸如DIP開關(guān)的外部 開關(guān)1472來設(shè)置ID。然而，可以將ID碼記錄在馬達中或者通過DIP開
關(guān)以外的多種其它裝置中的任一種來設(shè)置。例如，可以消除外部開關(guān) 1472，而代替地從非易失性存儲器構(gòu)建ID碼寄存器1470。在驅(qū)動控制電 路200b提供的ID與ID碼寄存器1470中的ID匹配的情況下，通信單元 1480將修正數(shù)據(jù)Dcorrect存儲在存儲器1440中。在圖29的實施例中， 修正數(shù)據(jù)Dcorrect是表示轉(zhuǎn)換表CT的內(nèi)容的數(shù)據(jù)，該轉(zhuǎn)換表CT被存儲 在存儲器1440中。反電動勢轉(zhuǎn)換器1430利用轉(zhuǎn)換表CT修正磁傳感器 1410的輸出SSA0。具體來說，執(zhí)行修正，以使傳感器輸出具有反電動勢 波形。接著，已修正傳感器輸出被DA轉(zhuǎn)換器1450轉(zhuǎn)換、被放大器1460 放大，并且輸出為傳感器輸出SSA。
可以將諸如下面的表用作轉(zhuǎn)換表CT。
(1) 第一查找表，第一査找表具有修正之前的輸出SSAO的電平作 為輸入，和修正之后的輸出SSA的電平作為輸出。
(2) 第二查找表，第二査找表具有修正之前的輸出SSAO的電平作 為輸入，和修正之前的輸出SSA0與修正之后的輸出SSA之差作為輸出。
(3) 第三查找表，第三查找表具有修正之前的輸出SSAO的電平作 為自變量，和修正之前的輸出SSA0與修正之后的輸出SSA的比作為輸出。
在使用第一查找表的情況下，轉(zhuǎn)換器1430可以通過在第一查找表中 查尋而直接獲取已修正的傳感器輸出。另一方面，在使用第二查找表的 情況下，轉(zhuǎn)換器1430可以通過將在第二查找表中查尋所獲取的差添加至
磁傳感器1410的輸出而獲取修正后的傳感器輸出。在使用第三查找表的 情況下，轉(zhuǎn)換器1430可以通過將在第三查找表中查尋所獲取的比率乘以 磁傳感器1410的輸出來獲取已修正傳感器輸出。己修正輸出波形不需要 嚴格成為反電動勢波形；例如可以代替地采用正弦波。
圖30是描繪實施方式2中的傳感器輸出的校準過程的流程圖。在步 驟S2100中，將用于校準目的的驅(qū)動控制電路200b安裝在馬達單元100b (圖28A)中。在步驟S2200中，針對A相或B相執(zhí)行線圈組的反電動 勢波形的測量和磁傳感器輸出波形的測量。在步驟S2300中，CPU 220 根據(jù)這些測量的結(jié)果確定修正數(shù)據(jù)Dcorrect，并將該數(shù)據(jù)存儲在傳感器的 存儲器1440 (圖29)中。在步驟S2400中，確定是否存在仍未處理的任 何傳感器，并且如果存在仍未處理的傳感器，則例程返回至步驟S2200， 并且重復(fù)步驟S2200和S2300的處理。在針對第二傳感器和隨后的傳感 器執(zhí)行步驟S2200的處理的情況下，因為已經(jīng)完成反電動勢波形的測量， 所以可以僅測量磁傳感器輸出波形。在步驟S2500中，驅(qū)動控制電路被 用于實際使用的電路300代替(圖28B)。
圖29的電路部件1430、 1440可以被理解成充當用于修正傳感器 116A的輸出波形的輸出波形修正單元。在實踐中，優(yōu)選地，存儲器1440 由非易失性存儲器組成。PWM控制器240 (圖28B)利用已修正的傳感 器輸出SSA、 SSB的波形形狀來生成驅(qū)動信號。
圖31A到31F描繪了實施方式2中的傳感器輸出波形與PWM控制 器240生成的驅(qū)動信號的波形之間的對應(yīng)關(guān)系。圖31A和31B描繪了修 正之前的傳感器輸出SSAO、 SSBO;圖31C和31D描繪了修正后的傳感 器輸出SSA、 SSB。修正后的傳感器輸出SSA、 SSB具有和反電動勢Eca、 Ecb (圖27)相同的波形形狀。圖31E和31F描繪了利用修正后的傳感 器輸出SSA、 SSB生成的驅(qū)動信號。在該圖中，"Hiz"意指高阻抗的狀態(tài)。PWM控制利用A相傳感器輸出SSA的模擬波形生成A相驅(qū)動信號 DRVAl、 DRVA2。 B相驅(qū)動信號DRVB1、 DRVB2類似。從而，利用這 些驅(qū)動信號，可以向A相線圈和B相線圈呈送表示與傳感器輸出SSA、 SSB的變化相對應(yīng)的電平變化的有效電壓。結(jié)果，驅(qū)動信號的有效電壓 的波形等同于反電動勢的波形，并由此提高了效率，并且獲得可忽略噪 聲和振動的馬達。
圖32是描繪實施方式2的磁傳感器116A的另一構(gòu)造的框圖。在這 個磁傳感器116A中，圖29中所示反電動勢轉(zhuǎn)換器1430被函數(shù)計算單元 1430a代替；其它構(gòu)造和圖29中的相同。存儲器1440存儲有代替轉(zhuǎn)換表 的函數(shù)系數(shù)。
函數(shù)計算單元1430a通過利用特定數(shù)學(xué)函數(shù)進行修正而將磁傳感器 部件1410的輸出SSA0修正成反電動勢波形。可以使用舉例來說，使用 諸如下面的函數(shù)作為該函數(shù)。
(1) 第一函數(shù)，在第一函數(shù)中，修正之前的輸出SSA0的電平是自 變量(變量)，而修正后的輸出SSA的電平是函數(shù)值。
(2) 第二函數(shù)，在第二函數(shù)中，修正之前的輸出SSA0的電平是自 變量(變量)，而修正之前的輸出SSA0與修正之后的輸出SSA之差是函 數(shù)值。
(3) 第三函數(shù)，在第三函數(shù)中，修正之前的輸出SSA0的電平是自 變量(變量)，而修正之前的輸出SSA0與修正之后的輸出SSA的比是函 數(shù)值。
可以使用修正之前的輸出SSAO的電平(x)的多項式f (x)作為函 數(shù)。存儲在存儲器1440中的函數(shù)系數(shù)是諸如這種函數(shù)的特定函數(shù)f (x) 的系數(shù)。如同圖29的構(gòu)造，圖32的構(gòu)造使得可以容易地將傳感器部件 的輸出修正成希望的波形形狀。
圖33是描繪實施方式2的變型例中的磁傳感器和驅(qū)動信號生成電路 的另一實施例的框圖。在這個變型例中，磁傳感器116A、 126B僅包括磁 傳感器部件；這些磁傳感器中不包括圖29中描繪的磁傳感器內(nèi)的其它電 路部件1420-1480。驅(qū)動信號生成電路600b具有放大器1610、 1620，
36AD轉(zhuǎn)換器1612、 1622，反電動勢轉(zhuǎn)換器1614、 1624， PWM控制器240， 存儲器1660，以及通信單元1670。反電動勢轉(zhuǎn)換器1614、 1624和圖29 中所示反電動勢轉(zhuǎn)換器1430相同。存儲器1660存儲有分別與A相傳感 器116A和B相傳感器126B有關(guān)的修正表CTa、 CTb，并且這些表與相 應(yīng)ID碼相關(guān)聯(lián)。PWM控制器240和圖28B所示PWM控制器相同。通 信單元1670經(jīng)由I/O接口 230連接至CPU 220。在校準期間，傳感器116A、 126B的輸出被放大器1610、 1620放大，通過AD轉(zhuǎn)換器1232轉(zhuǎn)換成數(shù) 字信號，接著經(jīng)由1/0接口 230呈送至CPU220。
利用圖33的電路設(shè)計，例如可以將驅(qū)動信號生成電路600b和驅(qū)動 器電路250安裝在馬達單元中，并且可以將包括CPU 220、 I/O接口 230 以及AD轉(zhuǎn)換器232在內(nèi)的電路與馬達單元的連接器90 (圖28B)相連 接。利用這種電路設(shè)計，如同先前討論的實施方式2 —樣，可以修正傳 感器波形并且以高效率操作馬達。
圖34是描繪磁傳感器116A的又一構(gòu)造的框圖。這個磁傳感器116A 除了將偏移修正電路1422和增益修正電路1424添加至圖29中所示的構(gòu) 造以外，類似于圖29中的構(gòu)造。偏移修正電路1422具有在傳感器輸出 轉(zhuǎn)換成反電動勢波形之前修正傳感器輸出的偏移(偏離)的功能。增益 修正電路1424具有將傳感器輸出的最大值保持在規(guī)定容許范圍內(nèi)的功 能。存儲器1440存儲有代替轉(zhuǎn)換表CT的偏移值和增益值。偏移修正電 路1422和增益修正電路1424具有和圖9中所示實施方式1中的偏移修 正電路420和增益修正電路430相同的功能。采用的偏移和增益修正方 法以及修正過程和實施方式1中描述的相同。
使用實施方式1中描述的過程(圖19、 20、 24、 25、 26等)所確定 的偏移值和增益值，偏移修正電路1422和增益修正電路1424執(zhí)行磁傳 感器部件1410的輸出SSA0的偏離修正和增益修正。圖34的反電動勢轉(zhuǎn) 換器1430執(zhí)行已修正了偏移和增益的輸出到反電動勢波形的轉(zhuǎn)換，并由 此，可以獲取具有更準確反電動勢波形的輸出信號SSA。然而，可以省 略偏移修正或省略增益修正，或者省略這兩者。
在對傳感器輸出執(zhí)行偏移修正和增益修正的情況下，在圖30的步驟S2200中不必再次測量傳感器波形；而且，反電動勢波形僅需要測量一次。 在對各傳感器的輸出執(zhí)行偏移修正和增益修正的情況下，可以將傳感器 的輸出波形視為具有基本相同的波形。結(jié)果，可以使用公用于所有傳感 器的單個轉(zhuǎn)換表，以便將己修正的傳感器波形修正成反電動勢波形。在
這種情況下，在開始重復(fù)步驟S2300和2400的處理之前，可以省略圖30 的步驟S2200，并且測量反電動勢一次。 3、實施方式3
圖35示出了第三實施方式中的PWM控制器的內(nèi)部構(gòu)造。通過省略 圖10中所示電路240中包括的B相部件552、 562、 572以及580，而添 加作為A相部件的乘法器551、電壓控制值寄存器381以及兩個電壓設(shè) 置單元271、 272，將PWM控制器240a構(gòu)造為單相電路。如后所述，PWM 單元530a、編碼器560a以及激勵間隔設(shè)置單元590a的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和第一 實施方式的電路中的對應(yīng)部件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同。CPU 220向PWM單元 530a提供制動控制信號PK，而向編碼器560a提供操作使能信號Denb。 后面，將對這些信號的功能進行詳細描述。
電壓設(shè)置單元271 、272分別是用于設(shè)置電壓控制值Ya和Za的電路。 例如，可以根據(jù)從外部電源提供給驅(qū)動器電路250a的電源端子的電壓的 電平，將第一電壓設(shè)置值Ya設(shè)置為恒定值。第二電壓設(shè)置值Za可以在 馬達操作期間改變，以調(diào)節(jié)施加至磁線圈的有效電壓。
第一電壓設(shè)置單元271可以被構(gòu)造成包括用于允許用戶指定要施加 至線圈的電壓的值的操作裝置。例如，第一電壓設(shè)置單元271可以利用 諸如固定電阻器開關(guān)、DIP開關(guān)、變阻器、可寫非易失性存儲器等的各種 電子部件來構(gòu)造。另選的是，第一電壓設(shè)置單元271可以被構(gòu)成為用于 檢測提供給驅(qū)動器電路250的電源端子的電源電壓的值并且根據(jù)檢測到 的電壓值自動確定電壓控制值Ya的電路。電壓設(shè)置單元271還可以被構(gòu) 成為具有I2C總線以使可以從外部裝置設(shè)置電壓控制值Ya的通信電路或 接口電路。第二電壓設(shè)置單元272可以按和第一電壓控制單元271的構(gòu) 造相似的方式來構(gòu)造。
將電壓控制值Ya、 Za分別從電壓設(shè)置單元271、 272提供給電壓控制值寄存器580、 581。乘法器551將兩個電壓控制值Ya、 Za相乘，以獲 取乘法值(YaxZa)，并將這個值提供給另一乘法器550。乘法器550將 值(YaxZa)與傳感器輸出值Xa相乘，以獲取乘法值(XaxYaxZa)， 并將這個值提供給PWM單元530a。
兩個乘法器550、 551利用兩個控制值Ya、 Za實現(xiàn)對施加至磁線圈 的有效電壓的調(diào)節(jié)。例如，第一控制值Ya可以被馬達的經(jīng)銷商用于確定 馬達的額定電壓，而第二控制值Za可以被用于構(gòu)造包括馬達在內(nèi)的系統(tǒng) 的系統(tǒng)構(gòu)造方使用，以便在系統(tǒng)操作期間可變地控制有效電壓。可以針 對三個或更多個電壓控制值使用三個或更多個乘法器。換句話說，可以 將用于計算受PWM控制的乘法值Ma的乘法單元構(gòu)成為僅具有一個乘法 器的單級乘法器，或具有多個乘法器的多級乘法器。
圖36是示出了編碼器560a的結(jié)構(gòu)的框圖。編碼器560a包括絕對值 轉(zhuǎn)換器562。絕對值轉(zhuǎn)換器562響應(yīng)于波形切換信號Ssw和AD轉(zhuǎn)換器 570 (圖35)轉(zhuǎn)換出的傳感器輸出DSSA，生成傳感器輸出值Xa和正/負 號信號Pa。波形切換信號Ssw被用于選擇正弦波驅(qū)動操作還是矩形波驅(qū) 動操作。當Ssw為零或低電平時，絕對值轉(zhuǎn)換器562生成表示傳感器信 號DSSA的電平變化的傳感器輸出值Xa，而當Ssw為1或高電平時，它 生成具有與傳感器信號DSSA的電平變化無關(guān)的恒定值的值Xa。
圖37A和37B是示出編碼器560a的操作的時序圖。如圖37A所示， 當Ssw設(shè)置為0電平時，傳感器輸出值Xa和正/負號信號Pa按下列方式 生成。
(la)如果數(shù)字信號值DSSA等于或小于預(yù)定值(例如，128)，則: Xa = DSSA- 128
Pa=l (表示傳感器輸出波形處于正范圍中)
(lb)如果數(shù)字信號值DSSA大于預(yù)定值(例如，128)，貝U: Xa= 127 —DSSA
Pa = 0 (表示傳感器輸出波形處于負范圍中)
換句話說，當Ssw設(shè)置為0電平時，傳感器輸出值Xa具有表示傳 感器輸出SSA的電平變化的值。如圖37B所示，當Ssw設(shè)置為l電平時，傳感器輸出值Xa和正/負 號信號Pa按下列方式生成。
(2a)如果數(shù)字信號值DSSA等于或小于預(yù)定值(例如，128)，則: Xa = 127 (常數(shù))
Pa=l (表示傳感器輸出波形處于正范圍中)
(2b)如果數(shù)字信號值DSSA大于預(yù)定值(例如，128)，則: Xa=127 (常數(shù))
Pa = 0 (表示傳感器輸出波形處于負范圍中)
換句話說，當Ssw設(shè)置為1電平時，傳感器輸出值Xa具有與傳感 器輸出SSA的電平變化無關(guān)的恒定值。
編碼器560a可以根據(jù)需求選擇圖37A和37B中所示的兩個操作模 式中的一種，來執(zhí)行選定操作模式。例如，可以將矩形波操作模式用于 保證馬達的啟動，而可以在啟動之后使用正弦波操作模式以改進馬達效 率。
圖38是示出激勵間隔設(shè)置單元590a的結(jié)構(gòu)的框圖。通過將另一AKD 電路599添加至圖15A所示電路而構(gòu)成這個單元590a。 AND電路599 在其兩個輸入端子處分別接收OR電路598的輸出和從CPU 220提供的 操作使能信號Denb。 AND電路599的輸出被用作圖15A和15B中的激 勵間隔信號Ea。該激勵間隔信號Ea的功能和參照圖15B描述的功能相 同。該操作使能信號Denb如下所述被用于使馬達處于非激勵狀態(tài)。
圖39A到39D示出了驅(qū)動器電路的響應(yīng)于操作使能信號Denb和制 動控制信號PK的操作。如圖39A所示，驅(qū)動器電路250a包括四個開關(guān) 晶體管251 -254，和用于調(diào)節(jié)提供給上臂晶體管251、 253的驅(qū)動信號的 電平的電平移位器311、 313?？梢允÷噪娖揭莆黄?11、 313。
如下所述，響應(yīng)于操作使能信號Denb和制動控制信號PK設(shè)置驅(qū)動 信號DRVA1U、 DRVA2L、 DRVA2U、 DRVA1L,以使實現(xiàn)各種狀態(tài)。
當Denb = 1并且PK = 0時，使馬達處于如圖39A所示正常操作狀 態(tài)中。在這種狀態(tài)下，當一對驅(qū)動信號DRVA1U、 DRVA1L設(shè)置為接通 狀態(tài)而另一對驅(qū)動信號DRVA2U、 DRVA2L設(shè)置為斷開狀態(tài)時，電流沿第一電流方向IA1流動。相反地，當?shù)谝粚︱?qū)動信號DRVA1U、 DRVA1L 設(shè)置在斷開狀態(tài)而另一對驅(qū)動信號DRVA2U、 DRVA2L設(shè)置在接通狀態(tài) 時，電流沿第二電流方向IA2流動。馬達根據(jù)這些驅(qū)動信號驅(qū)動。
當操作使能信號Denb設(shè)置為0電平時，將激勵信號Ea (圖38)設(shè) 置成0電平，使所有驅(qū)動信號處于低(或斷開)電平，由此，使馬達處 于如圖38B所示的非激勵狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，磁線圈與電源電分離， 并且在磁線圈中沒有響應(yīng)于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)的電流流動，由此，轉(zhuǎn)子可以自 由旋轉(zhuǎn)。換句話說，0電平的操作使能信號Denb使轉(zhuǎn)子處于自由旋轉(zhuǎn)狀 態(tài)中。
另一方面，當將制動控制信號PK設(shè)置成1電平時，馬達處于如圖 39C和39D所示的制動狀態(tài)中。在圖39C的狀態(tài)下，用于上臂晶體管的 驅(qū)動信號DRVA1U、 DRVA2U處于H (或接通)電平，而用于下臂晶體 管的其它驅(qū)動信號DRVA1L、 DRVA2L處于L (或斷開)電平，由此，短 路線圈。在圖39D的狀態(tài)下，用于上臂晶體管的驅(qū)動信號DRVA1U、 DRVA2U處于L (或斷開)電平，而用于下臂晶體管的其它驅(qū)動信號 DRVA1L、 DRVA2L處于H (或接通)電平；這也使得線圈短路。這樣， 1電平的制動控制信號PK生成使得磁線圈被短路的驅(qū)動信號，由此，防 止因旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的反電動勢而造成轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
盡管圖35到圖39D所示電路被構(gòu)成為單相電路，但按類似方式構(gòu)造 用于兩相或更多相的控制電路。應(yīng)注意到，可以省略一些部件，如正/負 值寄存器540和激勵間隔設(shè)置單元590a。還應(yīng)注意到，本發(fā)明可應(yīng)用于 用于控制馬達以外的其它控制目標裝置使用的PWM控制電路。在這種 情況下，PWM控制電路可以對傳感器輸出SSA以外的其它臨時變化信 號進行PWM控制。
如可以從上述各種實施方式理解的，PWM控制電路可以被構(gòu)成為用 于通過對乘法值Ma (其通過將電平隨時間改變的變化信號值Xa與一個 或更多個控制值相乘獲得)執(zhí)行PWM控制來生成PWM信號的電路。這 種具有可調(diào)控制值的PWM控制電路生成PWM信號，該PWM信號模仿 該變化信號的波形，或表示與該變化信號的電平變化成比例的有效電平變化，并且其具有與控制值的電平成比例的有效振幅。 4、其它變型例
本發(fā)明不限于上文所述實施方式，在不脫離本發(fā)明的精神的情況下， 可以對本發(fā)明進行簡化以使按各種其它方式實施。例如，諸如下面的變 型例都是可以的。
變型例1
在前述實施方式中，假定通過對傳感器輸出波形進行修正來執(zhí)行增 益修正和偏移修正；然而，可以代替地僅修正它們中的一個。另選的是， 可以利用這些修正以外的一些其它類型的修正將傳感器輸出波形修正成 希望波形。在前述實施方式中，傳感器輸出和反電動勢波形被假定成正 弦波；然而，還可以在這些波形與正弦波稍微不同的情況下實現(xiàn)本發(fā)明。 還可以省略增益修正和偏移修正。在這種情況下，可以省略用于校準目
的的驅(qū)動控制電路200。 變型例2
雖然在前述實施方式中釆用了模擬磁傳感器。但可以使用具有多值 模擬輸出的數(shù)字磁傳感器，來代替模擬磁傳感器。如同模擬磁傳感器， 具有多值模擬輸出的數(shù)字磁傳感器也具有以模擬方式變化的輸出信號。 在此，"以模擬方式變化的輸出信號"在廣義上指包括模擬輸出信號，和 具有三個或更多個電平的多電平數(shù)字輸出信號，但不包括通/斷二進制輸 出。
變型例3
在前述實施方式中，分別采用用于校準的驅(qū)動控制電路和用于實際 使用的驅(qū)動控制電路，但在校準期間同樣可以代替地原樣地采用用于實 際使用的驅(qū)動控制電路，并將該校準電路連接至連接器90。具有在馬達 中登記傳感器輸出波形的已修正值的功能的任何電路都可以被用作這個 校準電路。
變型例4
PWM電路可以采用圖IOA所示電路構(gòu)造以外的其它各種電路構(gòu)造。 例如，可以使用通過比較傳感器輸出與三角形基準波形來執(zhí)行PWM控制的電路。在這種情況下，在PWM控制期間，根據(jù)希望的施加電壓來
調(diào)節(jié)傳感器輸出的增益；這個增益調(diào)節(jié)與圖17A到17C中描述的增益修 正不同。換句話說，出于將傳感器輸出調(diào)節(jié)成希望波形的目的，圖17A 到17C中描述的增益修正必需進行，而不管希望的施加電壓電平如何。
還可以通過放大已修正傳感器輸出SSA、 SSB，代替PWM控制器 240地利用DA轉(zhuǎn)換器和模擬放大器來生成驅(qū)動信號。
變型例5
在前述實施方式中，描述了六磁極、兩相無刷DC馬達，但可以利 用除了這種馬達以外的其它各種電動馬達來實現(xiàn)本發(fā)明。例如，磁極數(shù) 和相數(shù)可以是任何任意選定的整數(shù)。對于僅具有一個傳感器的馬達來說， 如單相馬達，可以省略傳感器ID。
變型例6
根據(jù)本發(fā)明的PWM控制電路被優(yōu)選地實現(xiàn)為集成電路?？梢允跪?qū) 動IC包括上述PWM控制電路和驅(qū)動器電路。
本發(fā)明可應(yīng)用于各種裝置中使用的馬達，如風(fēng)扇馬達，用于驅(qū)動手 表針的手表馬達、用于單向旋轉(zhuǎn)的滾筒式洗衣機的馬達、用于云霄飛車 (jet coaster)的馬達、以及振動馬達。根據(jù)本發(fā)明的風(fēng)扇馬達將獲得本 發(fā)明的顯著效果，如低功耗、低振動、低噪聲、低轉(zhuǎn)速偏差、低發(fā)熱， 以及長壽命。該風(fēng)扇馬達可以被應(yīng)用至各種裝置，如數(shù)字顯示裝置、車 載裝置、具有燃料電池的移動電話。本發(fā)明還可應(yīng)用于各種電器和電子 裝置中的馬達。例如，根據(jù)本發(fā)明的馬達可以被用作光學(xué)存儲裝置、磁 存儲裝置、以及光學(xué)多角鏡驅(qū)動裝置中的主軸馬達。
工業(yè)應(yīng)用
本發(fā)明可應(yīng)用于馬達或采用馬達的致動器。
4權(quán)利要求
1、一種供電動馬達使用的方法，該電動馬達包括具有多個磁線圈的線圈組、具有多個永磁體的磁體組、以及輸出根據(jù)所述磁體組與所述線圈組的相對位置以模擬方式改變的輸出信號的磁傳感器，其中，所述方法適于修正所述磁傳感器的所述輸出信號的波形，所述方法包括以下步驟(a)獲取所述磁傳感器的所述輸出信號的電壓電平；和(b)基于獲取的所述電壓電平，修正所述磁傳感器的所述輸出信號的所述波形，從而所述磁傳感器的所述輸出信號在所述電動馬達操作期間呈現(xiàn)規(guī)定波形形狀。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述方法包括以下步驟通過執(zhí)行所述步驟(a)和(b)來執(zhí)行對所述磁傳感器的所述輸出 信號的偏移修正；以及通過執(zhí)行所述步驟(a)和(b)來執(zhí)行對所述磁傳感器的所述輸出 信號的增益修正。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中， 所述執(zhí)行所述偏移修正的步驟包括以下步驟旋轉(zhuǎn)所述電動馬達的轉(zhuǎn)子并且獲取所述磁傳感器的所述輸出信號的 多個峰值；以及基于所述多個峰值確定用于所述偏移修正的修正值。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其中， 所述執(zhí)行所述增益修正的步驟包括以下步驟旋轉(zhuǎn)所述電動馬達的轉(zhuǎn)子并且獲取所述磁傳感器的所述輸出信號的 多個峰值；以及基于所述多個峰值確定用于所述增益修正的修正值。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2到4中的任一項所述的方法，所述方法還包括以 下步驟向設(shè)置在所述電動馬達中的非易失性存儲器存儲增益修正的所述修正值和偏移修正的所述修正值。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述規(guī)定波形形狀是所述多 個磁線圈的反電動勢波形，或正弦波波形。
7、 一種電動馬達，該電動馬達包括 線圈組，該線圈組具有多個磁線圈； 磁體組，該磁體組具有多個永磁體；磁傳感器，該磁傳感器被設(shè)置成輸出根據(jù)所述磁體組和所述線圈組 的相對位置以模擬方式改變的輸出信號；驅(qū)動控制電路，該驅(qū)動控制電路利用所述磁傳感器的所述輸出信號 的模擬變化，生成用于向所述線圈組施加的施加電壓；以及輸出波形修正單元，該輸出波形修正單元被設(shè)置成修正所述磁傳感 器的所述輸出信號的波形，從而所述磁傳感器的所述輸出信號在所述電 動馬達操作期間呈現(xiàn)規(guī)定的波形形狀。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電動馬達，其中，所述輸出波形修正單元執(zhí)行所述磁傳感器的所述輸出信號的增益修 正和偏移修正。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電動馬達，其中，所述輸出波形修正單元具有用于存儲增益修正值和偏移修正值的非 易失性存儲器。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電動馬達，所述電動馬達還包括通信單 元，該通信單元用于從外部裝置接收所述增益修正值和所述偏移修正值。
11、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電動馬達，其中，所述規(guī)定的波形形狀 是所述多個磁線圈的反電動勢波形，或正弦波波形。
12、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的電動馬達，其中，所述輸出波形修正單 元包括查找表，該查找表具有輸入和輸出，該輸入是所述磁傳感器的所述 輸出信號的電平，該輸出是修正所述輸出信號所使用的修正值；和修正執(zhí)行單元，該修正執(zhí)行單元被設(shè)置成通過查找所述查找表來獲 取所述修正值，并且利用所述修正值執(zhí)行所述磁傳感器的所述輸出信號的修正。
13、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的電動馬達，其中，所述輸出波形修正單 元包括函數(shù)系數(shù)存儲器，該函數(shù)系數(shù)存儲器用于存儲具有自變量和函數(shù)值 的數(shù)學(xué)函數(shù)的系數(shù)，所述自變量是所述磁傳感器的所述輸出信號的電平， 所述函數(shù)值是修正所述輸出信號所使用的修正值；和修正執(zhí)行單元，該修正執(zhí)行單元被設(shè)置成根據(jù)所述數(shù)學(xué)函數(shù)同時參 照所述函數(shù)系數(shù)來獲取所述修正值，并且利用所述修正值執(zhí)行所述磁傳 感器的所述輸出信號的修正。
14、 根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的電動馬達，其中，所述修正值是所述磁傳感器的所述輸出信號的電平與具有所述規(guī)定 的波形形狀的修正后輸出信號的電平之差。
15、 根據(jù)權(quán)利要求12到14中的任一項所述的電動馬達，其中，所 述輸出波形修正單元還包括偏移修正單元，該偏移修正單元被設(shè)置成，在所述修正執(zhí)行單元執(zhí) 行修正之前，執(zhí)行所述磁傳感器的所述輸出信號的偏移修正。
16、 一種PWM控制電路，該PWM控制電路用于生成對控制目標 裝置進行控制所使用的PWM信號，所述PWM控制電路包括乘法單元，該乘法單元被設(shè)置成將電平隨時間改變的可變信號的信 號值乘以在預(yù)定范圍內(nèi)任意設(shè)置的控制值，由此獲取乘法值；和PWM信號生成電路，該PWM信號生成電路用于通過對所述乘法值 執(zhí)行PWM來生成具有與所述乘法值相對應(yīng)的脈沖寬度的PWM信號。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的PWM控制電路，所述PWM控制電路 還包括掩蔽電路，該掩蔽電路用于響應(yīng)于所要求的所述控制目標裝置的輸 出，掩蔽所述PWM信號的一部分。
18、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的PWM控制電路，所述PWM控制電路 還包括調(diào)節(jié)單元，該調(diào)節(jié)單元被設(shè)置成響應(yīng)于所要求的所述控制目標裝置的輸出，調(diào)節(jié)所述控制值和所述掩蔽電路中的掩蔽量。
19、 根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的PWM控制電路，其中，所述掩蔽電路在啟動所述控制目標裝置時將所述掩蔽量設(shè)置為預(yù)定 最小值，而在啟動了所述控制目標裝置之后將所述掩蔽量設(shè)置為大于所 述最小值的值。
20、 根據(jù)權(quán)利要求16到19中的任一項所述的PWM控制電路，其中，所述控制值的所述預(yù)定范圍為0 %到100 %。
21、 根據(jù)權(quán)利要求16到20中的任一項所述的PWM控制電路，其中，所述乘法單元包括多級乘法器，該多級乘法器用于將所述可變信號 值與兩個或更多個控制值相乘，以獲取所述乘法值。
22、 根據(jù)權(quán)利要求16到21中的任一項所述的PWM控制電路，其中，所述可變信號是從安裝在所述控制目標裝置中的傳感器輸出的正弦 波信號。
23、 根據(jù)權(quán)利要求22所述的PWM控制電路，所述PWM控制電路 還包括數(shù)字解碼器，該數(shù)字解碼器用于數(shù)字化從安裝在所述控制目標裝置 中的所述傳感器輸出的所述正弦波信號，由此生成所述可變信號值，并 且生成表示所述正弦波信號的上半部分或下半部分的正/負號信號，其中，所述數(shù)字化解碼器可按下列模式選擇性地操作(i) 第一操作模式，在該第一操作模式中，所述數(shù)字解碼器生成所 述可變信號值，使可變信號值表示以模擬方式改變的所述正弦波信號的變化；和(ii) 第二操作模式，在該第二操作模式中，所述數(shù)字解碼器生成所 述可變信號值，使該可變信號值具有與以模擬方式改變的所述正弦波信 號的所述變化無關(guān)的恒定值。
24、 根據(jù)權(quán)利要求16到23中的任一項所述的PWM控制電路，其中，所述PWM信號生成電路生成所述PWM信號，使所述PWM信號具 有等于所述乘法值與預(yù)定恒定值之比的占空比。
25、根據(jù)權(quán)利要求16到24中的任一項所述的PWM控制電路，其中，所述PWM信號生成電路具有制動模式，在該制動模式中，所述PWM 信號生成電路將所述PWM信號設(shè)置為使所述控制目標裝置處于防止所 述控制目標裝置操作的制動狀態(tài)中。
全文摘要
一種電動馬達包括具有多個磁線圈的線圈組；具有多個永磁體的磁體組；輸出根據(jù)磁體組和線圈組的相對位置以模擬方式改變的輸出信號的磁傳感器；驅(qū)動控制電路；以及輸出波形修正單元。該輸出波形修正單元基于磁傳感器的輸出信號的電壓電平修正該磁傳感器的輸出信號的波形，從而磁傳感器的輸出信號在電動馬達操作期間被整形成規(guī)定的波形形狀。
文檔編號H02P6/16GK101485077SQ200780025439
公開日2009年7月15日 申請日期2007年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月10日
發(fā)明者竹內(nèi)啟佐敏 申請人:精工愛普生株式會社