專利名稱：準(zhǔn)確的電機(jī)速度控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電機(jī)控制裝置，且更明確地說，涉及提供電機(jī)速度的準(zhǔn)確調(diào)整的電機(jī)控 制裝置。
背景技術(shù)：
低成本無刷DC (BLDC)電機(jī)用于驅(qū)動各種類型的電子系統(tǒng)(例如個(gè)人計(jì)算機(jī))的 冷卻風(fēng)扇。BLDC電機(jī)具有安裝到轉(zhuǎn)子的永磁體以及兩個(gè)或兩個(gè)以上換向定子繞組，電 流穿過所述定子繞組以提供電場來驅(qū)動所述轉(zhuǎn)子?；魻栃?yīng)傳感器用于轉(zhuǎn)子上的永磁體 的磁場，從而提供關(guān)于風(fēng)扇結(jié)構(gòu)附接到的轉(zhuǎn)子的位置和運(yùn)動的信息。需要相對于環(huán)境溫 度而調(diào)節(jié)冷卻風(fēng)扇的速度，以為電子系統(tǒng)提供充分的冷卻。許多用于冷卻風(fēng)扇的BLDC 電機(jī)都是開環(huán)操作的，且速度控制較差。

發(fā)明內(nèi)容
一種控制無刷直流(BLDC)電機(jī)的方法包含向查找表提供BLDC電機(jī)針對環(huán)境溫 度的預(yù)定相應(yīng)所需每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)。使用霍爾裝置來測量BLDC電機(jī)的實(shí)際旋轉(zhuǎn)時(shí)間 (revolution time, RT)。將DRT與RT進(jìn)行比較，使得響應(yīng)于比較結(jié)果而改變脈沖寬度 調(diào)制(PWM)信號的持續(xù)時(shí)間。將PWM信號施加到兩個(gè)BLDC電機(jī)繞組中的一者。
一種控制無刷直流(BLDC)電機(jī)的方法包含讀取對應(yīng)于環(huán)境溫度的VT電壓； 使用經(jīng)數(shù)字化的VT電壓來進(jìn)入査找表，所述査找表針對每個(gè)經(jīng)數(shù)字化的VT電壓值提 供所需的RPM值，以使BDLC電機(jī)的速度與由VT信號表示的特定環(huán)境溫度相匹配； 通過使常數(shù)值除以所需的RPM值來計(jì)算BLDC電機(jī)的轉(zhuǎn)子針對特定環(huán)境溫度值的所需 旋轉(zhuǎn)時(shí)間(DRT);通過測量用于兩個(gè)霍爾裝置輸出脈沖的時(shí)間，來測量用于BLDC電 機(jī)的轉(zhuǎn)子的一個(gè)完整實(shí)際旋轉(zhuǎn)的時(shí)間(RT);將所需旋轉(zhuǎn)時(shí)間(DRT)與用于一個(gè)完整 實(shí)際旋轉(zhuǎn)的時(shí)間(RT)進(jìn)行比較，使得如果RT〉DRT，那么使發(fā)送到PWM電路的控 制信號的值遞減；如果RT〈DRT，那么使發(fā)送到PWM電路的控制信號的值遞增；如果 RT=DRT，那么不更新發(fā)送到控制器102的PWM電路128的控制信號的值；使用霍爾 傳感器所提供的電機(jī)位置信息來使適當(dāng)?shù)腂DLC電機(jī)繞組換向；將PWM信號施加到用 于第一定子繞組的第一驅(qū)動器電路或用于第二定子繞組的第二驅(qū)動器電路；以及將 PWM信號施加到用于第一定子繞組的第一驅(qū)動器電路或用于第二定子繞組的第二驅(qū)動器電路。
一種無刷BLDC電機(jī)系統(tǒng)包含用于各自的電機(jī)第一和第二定子繞組的第一和第二驅(qū) 動器電路。霍爾裝置提供對應(yīng)于電機(jī)的旋轉(zhuǎn)的輸出信號。控制器接收環(huán)境溫度信號和所 述霍爾裝置的輸出信號?？刂破飨蚋髯缘碾姍C(jī)第一和第二定子繞組提供脈沖寬度經(jīng)調(diào)制 的信號?？刂扑雒}沖寬度經(jīng)調(diào)制的信號的寬度，以使電機(jī)的所需速度與環(huán)境溫度信號 相匹配。
一種無刷直流(BLDC)電機(jī)系統(tǒng)包含BLDC電機(jī)，其具有安裝有永磁體的轉(zhuǎn)子， 且具有帶第一定子繞組和第二定子繞組的定子。提供用于第一定子繞組的第一驅(qū)動器電 路和用于第二定子繞組的第二驅(qū)動器電路?；魻栄b置固定到所述定子，且經(jīng)配置以由來 自安裝到轉(zhuǎn)子的永磁體的磁場啟動，所述霍爾裝置在其輸出端子處提供霍爾輸出脈沖。 提供控制器，其具有經(jīng)配置以接收霍爾輸出脈沖的霍爾脈沖輸入端子；具有經(jīng)配置以從 傳感器接收針對環(huán)境溫度的信號的VT輸入端子；具有用于向第一和第二驅(qū)動器電路提 供PWM信號的脈沖寬度調(diào)制(PWM)電路；且具有用于選擇第一定子繞組或第二定子 繞組的換向器電路。所述控制器經(jīng)配置以將對應(yīng)于環(huán)境溫度的VT電壓數(shù)字化，且使用 查找表來針對每個(gè)經(jīng)數(shù)字化的VT電壓值提供所需的RPM值，以便使BDLC電機(jī)的速 度與由VT信號表示的特定環(huán)境溫度相匹配。所述控制器經(jīng)配置以通過使常數(shù)值除以所 需的RPM值來計(jì)算針對特定環(huán)境溫度值的所需旋轉(zhuǎn)時(shí)間(DRT)。所述控制器經(jīng)配置以 通過測量用于兩個(gè)霍爾裝置輸出脈沖的時(shí)間，來測量用于所述轉(zhuǎn)子的一個(gè)完整實(shí)際旋轉(zhuǎn) 的時(shí)間(RT)。
所述控制器經(jīng)配置以將所需旋轉(zhuǎn)時(shí)間(DRT)與用于一個(gè)完整實(shí)際旋轉(zhuǎn)的時(shí)間(RT) 進(jìn)行比較，使得如果RT〉DRT，那么所述控制器經(jīng)配置以使發(fā)送到PWM電路的控制 信號的值遞減；如果RT〈DRT，那么所述控制器經(jīng)配置以使發(fā)送到PWM電路的控制信 號的值遞增；且如果RT二DRT，那么所述控制器經(jīng)配置以不更新發(fā)送到PWM電路的控
制信號的值。所述控制器經(jīng)配置以使用用于第一定子繞組的第一驅(qū)動器電路或用于第二 定子繞組的第二驅(qū)動器電路，使用霍爾傳感器所提供的電機(jī)位置信息，來使適當(dāng)?shù)腂DLC
電機(jī)繞組換向。


并入本說明書中且形成本說明書的一部分的

本發(fā)明的實(shí)施例，且連同描述 內(nèi)容一起，用于闡釋本發(fā)明的原理-
圖1是BLDC電機(jī)系統(tǒng)的電路圖，所述BLDC電機(jī)系統(tǒng)包含控制器，所述控制器接收來自霍爾裝置的輸入信號，且向BLDC電機(jī)的定子繞組提供輸出脈沖寬度經(jīng)調(diào)制的 PWM信號。
圖2是說明用于控制BLDC電機(jī)的速度的算法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖。 圖3是說明用于控制BLDC電機(jī)的速度的算法的另一實(shí)施例的流程圖。
具體實(shí)施例方式
圖1說明BLDC電機(jī)系統(tǒng)100的示范性實(shí)施例，其包含控制器102，所述控制器102 接收來自霍爾裝置104的輸入信號，并向用于BLDC電機(jī)的第一定子繞組108的第一驅(qū) 動器電路106且向用于BLDC電機(jī)的第二定子繞組112的第二驅(qū)動器電路IIO提供輸出 脈沖寬度經(jīng)調(diào)制的PWM信號。
示范性霍爾裝置104包含霍爾效應(yīng)傳感器元件(未圖示)和額外電路(未圖示)， 以提供電流和電壓感測?；魻栄b置104耦合到VDD電壓供應(yīng)端子114a和接地端子116a。 霍爾裝置104的輸出端子120耦合到控制器102的輸入端子122。
將控制器102實(shí)施為(例如)微控制器，例如8位AVR微控制器，例如由加利福 尼亞州圣何塞市的愛特梅爾公司(Atmel Corporation of San Jose, California)提供的 ATtinyl3?？刂破?02耦合到VDD電壓供應(yīng)端子U4b和接地端子U6b?？刂破?02的 VT輸入端子124從傳感器(未圖示)接收針對環(huán)境溫度的電壓信號。VT輸入端子124 耦合到控制器102的模擬到數(shù)字(ADC)電路126。
控制器102的脈沖寬度調(diào)制(PWM)電路128具有第一輸出端子130，其耦合到第 一驅(qū)動器電路106的第一串聯(lián)輸入電阻器132的一端。第一串聯(lián)輸入電阻器132的第二 端耦合到第一 NPN驅(qū)動器晶體管134的基極。第一 NPN驅(qū)動器晶體管134的發(fā)射極耦 合到接地端子H6c。第一 NPN驅(qū)動器晶體管134的集電極耦合到第一定子繞組108的 第一端。第一定子繞組108的第二端耦合到風(fēng)扇正電壓端子136a。
類似地，控制器102的脈沖寬度調(diào)制(PWM)電路128具有第二輸出端子140，其 耦合到第二驅(qū)動器電路110的第二串聯(lián)輸入電阻器142的一端。第二串聯(lián)輸入電阻器142 的第二端耦合到第二 NPN驅(qū)動器晶體管144的基極。第二 NPN驅(qū)動器電路110的發(fā)射 極耦合到接地端子116d。第二 NPN驅(qū)動器晶體管144的集電極耦合到第二定子繞組U2 的第一端。第二定子繞組112的第二端耦合到風(fēng)扇正電壓端子136b。第一定子繞組108 提供BLDC電機(jī)(未圖示)的一個(gè)相位。第二定子繞組112提供BLDC電機(jī)的第二相位。
BLDC電機(jī)具有安裝到轉(zhuǎn)子的永磁體。電流通過第一和第二定子繞組108， 112切換 或換向，以提供用于驅(qū)動所述轉(zhuǎn)子的電場。霍爾效應(yīng)傳感器104檢測來自轉(zhuǎn)子上的永磁體的磁場的接近度，從而提供關(guān)于風(fēng)扇結(jié)構(gòu)所附接到的轉(zhuǎn)子的位置和運(yùn)動的信息。在轉(zhuǎn) 子的旋轉(zhuǎn)期間，轉(zhuǎn)子磁體的磁場經(jīng)過霍爾裝置104的霍爾元件。每個(gè)磁場都在霍爾裝置 104的輸出端子120處形成霍爾電壓脈沖。對于兩相BLDC電機(jī)的每次旋轉(zhuǎn)，霍爾裝置 104都在霍爾裝置104的輸出引腳120處產(chǎn)生兩個(gè)霍爾電壓脈沖。在BLDC電機(jī)的換向 循環(huán)中，霍爾電壓輸出脈沖由控制器102使用。在BLDC電機(jī)換向循環(huán)的第一部分期間， 端子120處的霍爾電壓脈沖響應(yīng)于檢測到轉(zhuǎn)子永磁體所提供的磁場變化而在0伏與VDD 電壓供應(yīng)端子114a處的VDD電壓之間切換。霍爾電壓脈沖結(jié)合對控制器102的編程提 供用于控制BDLC電機(jī)速度的換向。
示范性控制器102包含4.8 MHz內(nèi)部振蕩器(未圖示)，其遞減計(jì)數(shù)以向時(shí)鐘信號 提供60微秒的時(shí)鐘周期。通過對參考時(shí)鐘信號進(jìn)行計(jì)數(shù)來測量時(shí)間。在一個(gè)實(shí)施例中， BLDC電機(jī)在10毫秒內(nèi)旋轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)。每5毫秒出現(xiàn)一個(gè)霍爾脈沖。在其最大速度時(shí)，BLDC 電機(jī)在控制器102輸出端子130, 140處具有工作循環(huán)為50%的PWM脈沖。對于較慢 的速度，BLDC電機(jī)具有工作循環(huán)小于50%的PWM脈沖。
示范性換向方案使用霍爾電壓脈沖的變化來觸發(fā)控制器102中的中斷例行程序。所 述中斷例行程序詢問已經(jīng)從霍爾電壓脈沖的最后變化開始遞增計(jì)數(shù)的計(jì)時(shí)器。根據(jù)從霍 爾電壓脈沖的最后變化開始已經(jīng)過去了多少時(shí)間，且考慮霍爾電壓脈沖的當(dāng)前變化的上 升或下降轉(zhuǎn)變，控制器102在端子130， 140處提供繞組控制信號。所述繞組控制信號 耦合到相應(yīng)的驅(qū)動器電路106， 110，其中它們在第一和第二 NPN驅(qū)動器晶體管134， 144的相應(yīng)基極端子處產(chǎn)生基極電壓。NPN驅(qū)動器晶體管134， 144上的基極電壓的持 續(xù)時(shí)間的變化使通過相應(yīng)的定子繞組108， 112傳導(dǎo)的電流的量變化，以調(diào)制控制無刷 DC電機(jī)的相應(yīng)相位的繞組中的磁場。通過使PWM信號的時(shí)序和持續(xù)時(shí)間變化，控制 器102維持或改變風(fēng)扇速度。
圖2說明一種算法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖200，所述算法說明用于控制圖1的BLDC 電機(jī)系統(tǒng)的速度的各個(gè)步驟。在步驟202中，控制器(例如示范性AVR微控制器)初 始化。在步驟204中，最大啟動斜坡速度初始化；且在步驟206中，所述算法對BLDC 電機(jī)執(zhí)行啟動斜坡。決策步驟208確定是否已經(jīng)達(dá)到最大啟動速度。如果尚未達(dá)到最大 啟動速度，那么步驟210要求使BLDC電機(jī)換向，并返回到?jīng)Q策框208。如果已經(jīng)達(dá)到 最大啟動速度，那么在步驟212中，控制器102的模擬到數(shù)字ADC電路126讀取端子 124處對應(yīng)于環(huán)境溫度的VT電壓。在步驟214中，控制器使用經(jīng)數(shù)字化的VT電壓來進(jìn) 入查找表，所述査找表針對每個(gè)經(jīng)數(shù)字化的VT電壓值提供所需的RPM值。使用查找 表來使BLDC電機(jī)的速度與由VT信號表示的特定環(huán)境溫度相匹配。在步驟216中，控制器通過使常數(shù)值除以步驟214的所需的RPM值來計(jì)算針對特定環(huán)境溫度值的所需旋 轉(zhuǎn)時(shí)間(DRT)。所述常數(shù)值是基于電機(jī)特性。舉例來說，對于6000RPM，所需的旋轉(zhuǎn) 時(shí)間(DRT)為0.01秒，且常數(shù)等于60。
或者，可使用轉(zhuǎn)一半的時(shí)間。這改變所述常數(shù)的值。獲得相同的性能。在步驟218 中，控制器通過測量用于兩個(gè)霍爾裝置輸出脈沖的時(shí)間來測量用于轉(zhuǎn)子的一個(gè)完整實(shí)際 旋轉(zhuǎn)的時(shí)間(RT)。 3向決策步驟220將所需的旋轉(zhuǎn)時(shí)間(DRT)與用于一個(gè)完整實(shí)際旋 轉(zhuǎn)的時(shí)間(RT)進(jìn)行比較。如果RT〉DRT，那么在步驟222中，控制器使發(fā)送到控制器 102的PWM電路128的控制信號的值遞減。如果RT<DRT，那么在步驟224中，控制 器使發(fā)送到控制器102的PWM電路128的控制信號的值遞增。
如果RT=DRT，那么在步驟226中，控制器不更新發(fā)送到控制器102的PWM電路 128的控制信號的值。
在步驟228中，控制器使用霍爾傳感器所提供的電機(jī)位置信息來使適當(dāng)?shù)腂LDC電 機(jī)繞組換向或選擇適當(dāng)?shù)腂LDC電機(jī)繞組。依據(jù)霍爾傳感器的輸出，在步驟228中選擇 對應(yīng)于第一定子繞組108或?qū)?yīng)于第二定子繞組112的低(L)或高(H)繞組。在步驟 230中，選擇低驅(qū)動器由PWM信號接通。在步驟232中，選擇高驅(qū)動器由PWM信號 接通。
所述算法接著返回到步驟212，其中控制器102的模擬到數(shù)字ADC電路126讀取端 子124處的VT電壓。圖3說明一種算法的另一實(shí)施例的流程圖300，所述算法說明用 于控制圖1的BLDC電機(jī)系統(tǒng)的速度的各個(gè)步驟。類似功能由結(jié)合圖2的實(shí)施例所述的 類似元件來執(zhí)行。在步驟302中，控制器(例如示范性AVR微控制器)經(jīng)初始化。在 步驟304中，最大啟動斜坡速度初始化；且在步驟306中，所述算法對BLDC電機(jī)執(zhí)行 啟動斜坡。決策步驟308確定是否已經(jīng)達(dá)到最大啟動速度。如果尚未達(dá)到最大啟動速度， 那么步驟310要求使BLDC電機(jī)換向，并返回到?jīng)Q策框308。如果己經(jīng)達(dá)到最大啟動速 度，那么在步驟312中，控制器102的模擬到數(shù)字ADC電路126讀取端子124處對應(yīng) 于環(huán)境溫度的VT電壓。在步驟314中，控制器使用經(jīng)數(shù)字化的VT電壓來進(jìn)入査找表， 所述査找表針對每個(gè)經(jīng)數(shù)字化的VT電壓值提供所需的RPM值。使用查找表來使BLDC 電機(jī)的速度與由VT信號表示的特定環(huán)境溫度相匹配。在步驟316中，控制器通過使常 數(shù)值除以步驟314的所需的RPM值來計(jì)算針對特定環(huán)境溫度值的所需旋轉(zhuǎn)時(shí)間(DRT)。
在步驟318中，控制器通過測量用于兩個(gè)霍爾裝置輸出脈沖的時(shí)間來測量用于轉(zhuǎn)子 的一個(gè)完整實(shí)際旋轉(zhuǎn)的時(shí)間(RT)。 3向決策步驟320將所需的旋轉(zhuǎn)時(shí)間(DRT)與用于 一個(gè)完整實(shí)際旋轉(zhuǎn)的時(shí)間(RT)進(jìn)行比較。如果RT〉DRT，那么在步驟322中，控制器遞減發(fā)送到控制器102的PWM電路128的控制信號的值。如果RT〈DRT，那么在步驟 324中，控制器遞增發(fā)送到控制器102的PWM電路128的控制信號的值。
如果RT=DRT,那么在步驟326中，控制器不更新發(fā)送到控制器102的PWM電路 128的控制信號的值。
在此實(shí)施例中，在步驟316a處，控制器102中的可變環(huán)計(jì)時(shí)器調(diào)節(jié)反饋環(huán)的有效 增益。通過改變常數(shù)值來使環(huán)增益的此改變在步驟316a中起作用。在步驟324遞增發(fā) 送到PWM電路128的控制信號的值之后，步驟230使環(huán)計(jì)時(shí)器加速。在步驟322遞減 發(fā)送到PWM電路128的控制信號的值之后，步驟232使環(huán)計(jì)時(shí)器加速。
如果步驟320確定RT = DRT,那么步驟234使環(huán)計(jì)時(shí)器減速，且接下來的步驟326 不更新到達(dá)PWM電路128的控制信號的值。決策步驟340確定環(huán)計(jì)時(shí)器是否已經(jīng)到時(shí)。 如果是，那么步驟342重新加載所述環(huán)計(jì)時(shí)器，并返回到步驟312。如果環(huán)計(jì)時(shí)器未到 時(shí)，那么步驟340之后是步驟346，其中控制器102使用霍爾傳感器所提供的電機(jī)位置 信息來選擇適當(dāng)?shù)腂LDC電機(jī)繞組。遞減步驟322和遞增步驟324也進(jìn)行到步驟346。 步驟346進(jìn)行到步驟348，以接通用于所述定子繞組中的一者的低驅(qū)動器，或進(jìn)行步驟 350，以接通用于所述定子繞組中的另一者的高驅(qū)動器。所述算法返回到步驟312，其中 ADC電路126讀取端子124處對應(yīng)于環(huán)境溫度的VT電壓。
在步驟346中，控制器使用霍爾傳感器所提供的電機(jī)位置信息來使適當(dāng)?shù)腂LDC電 機(jī)繞組換向或選擇適當(dāng)?shù)腂LDC電機(jī)繞組。依據(jù)霍爾傳感器的輸出，對應(yīng)于第一定子繞 組108或?qū)?yīng)于第二定子繞組112的低(L)或高(H)繞組。
已經(jīng)出于說明和描述的目的呈現(xiàn)了對本發(fā)明特定實(shí)施例的前面描述。不希望所述描 述內(nèi)容是詳盡的或使本發(fā)明限于所揭示的精確形式，且顯然根據(jù)上述教示，許多修改和
變化是可能的。選擇和描述所述實(shí)施例是為了最佳地闡釋本發(fā)明的原理和其實(shí)際應(yīng)用，
從而使所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠以適合所涵蓋的特定用途的各種修改來最佳地利用本 發(fā)明和各個(gè)實(shí)施例。希望本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求書及其均等物來界定。
權(quán)利要求
1. 一種控制無刷直流(BLDC)電機(jī)的方法，所述方法包括以下步驟針對對應(yīng)于環(huán)境溫度的信號，提供所述BLDC電機(jī)的相應(yīng)所需每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)值；使用霍爾裝置來測量所述BLDC電機(jī)的實(shí)際旋轉(zhuǎn)時(shí)間(RT)；將所述所需每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)與RT進(jìn)行比較，且響應(yīng)于所述比較而改變脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號的持續(xù)時(shí)間；以及將所述PWM信號施加到BLDC電機(jī)的兩個(gè)定子繞組中的一者。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述提供所述相應(yīng)所需每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)值的 步驟包含使用經(jīng)數(shù)字化的環(huán)境溫度值來進(jìn)入查找表。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其包含所述查找表提供對應(yīng)于每個(gè)經(jīng)數(shù)字化的溫度值 的所需RPM值，以使所述BLDC電機(jī)的速度與特定環(huán)境溫度相匹配；以及通過使常數(shù)值除以所述所需RPM值來計(jì)算所述BLDC電機(jī)針對特定環(huán)境溫度值 的所需旋轉(zhuǎn)時(shí)間(DRT)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其包含通過測量用于霍爾裝置輸出脈沖的時(shí)間來測量 用于所述BLDC電機(jī)的轉(zhuǎn)子的一個(gè)完整實(shí)際旋轉(zhuǎn)的時(shí)間(RT)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其包含將所述所需旋轉(zhuǎn)時(shí)間(DRT)與所述用于一個(gè) 完整實(shí)際旋轉(zhuǎn)的時(shí)間(RT)進(jìn)行比較，且如果R1^DRT,那么遞減發(fā)送到PWM電 路的控制信號的值，且如果R1^DRT，那么遞增發(fā)送到所述PWM電路的所述控制 信號的值。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其包含將所述所需旋轉(zhuǎn)時(shí)間(DRT)與所述用于一個(gè) 完整實(shí)際旋轉(zhuǎn)的時(shí)間(RT)進(jìn)行比較，使得如果RT=DRT，那么不更新發(fā)送到所 述控制器的所述PWM電路的所述控制信號的值。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其包含使用所述霍爾裝置所提供的電機(jī)位置信息來使 適當(dāng)?shù)腂LDC電機(jī)繞組換向。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其包含使用所述霍爾裝置所提供的電機(jī)位置信息來使 適當(dāng)?shù)腂LDC電機(jī)繞組換向。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其包含將所述PWM信號施加到用于第一定子繞組的 第一驅(qū)動器電路或用于第二定子繞組的第二驅(qū)動器電路。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其包含對所述BDLC電機(jī)執(zhí)行啟動斜坡，且確定是否己經(jīng)達(dá)到最大啟動速度，且如果未達(dá)到，那么使所述BDLC換向。
11. 一種控制無刷直流(BLDC)電機(jī)的方法，所述方法包括以下步驟讀取對應(yīng)于環(huán)境溫度的VT電壓；使用經(jīng)數(shù)字化的VT電壓來存取査找表，所述査找表為每個(gè)經(jīng)數(shù)字化的VT電壓 值提供相應(yīng)所需RPM值，以使所述BDLC電機(jī)的速度與由所述VT信號表示的特 定環(huán)境溫度相匹配；通過使常數(shù)值除以所述相應(yīng)所需RPM值來計(jì)算所述BLDC電機(jī)的轉(zhuǎn)子針對特定 環(huán)境溫度值的所需旋轉(zhuǎn)時(shí)間(DRT);通過測量用于兩個(gè)霍爾裝置輸出脈沖的時(shí)間來測量用于所述BLDC電機(jī)的所述 轉(zhuǎn)子的一個(gè)完整實(shí)際旋轉(zhuǎn)的時(shí)間(RT);將所述所需旋轉(zhuǎn)時(shí)間(DRT)與所述用于一個(gè)完整實(shí)際旋轉(zhuǎn)的時(shí)間(RT)進(jìn)行比較，使得如果RT〉DRT,那么遞減發(fā)送到PWM電路的控制信號的值；如果RT〈DRT,那 么遞增發(fā)送到所述PWM電路的所述控制信號的值；如果RT-DRT，那么不更新發(fā) 送到所述控制器的所述PWM電路的所述控制信號的值；使用所述霍爾裝置所提供的電機(jī)位置信息來使適當(dāng)?shù)腂LDC電機(jī)繞組換向；以及將PWM信號施加到用于第一定子繞組的第一驅(qū)動器電路或用于第二定子繞組的 第二驅(qū)動器電路。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其包含以下步驟-對所述BDLC電機(jī)執(zhí)行啟動斜坡；以及確定是否已經(jīng)達(dá)到最大啟動速度，且如果未達(dá)到，那么使所述BDLC電機(jī)換向， 且如果達(dá)到，那么進(jìn)行所述讀取對應(yīng)于環(huán)境溫度的所述VT電壓的步驟。
13. —種無刷直流(BLDC)電機(jī)系統(tǒng)，其包括第一驅(qū)動器電路，其用于電機(jī)的第一定子繞組； 第二驅(qū)動器電路，其用于電機(jī)的第二定子繞組； 霍爾裝置，其提供對應(yīng)于所述電機(jī)的旋轉(zhuǎn)的輸出信號；控制器，其接收環(huán)境溫度信號和所述霍爾裝置的所述輸出信號，且向所述電機(jī)的 所述第一和第二定子繞組提供脈沖寬度經(jīng)調(diào)制的信號，其中控制所述脈沖寬度經(jīng)調(diào) 制的信號的寬度，以使所述電機(jī)的所需速度與所述環(huán)境溫度信號相匹配。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述環(huán)境溫度信號經(jīng)數(shù)字化以提供來自査找表的用于所述控制器的控制值，以使所述所需電機(jī)速度與所述環(huán)境溫度相匹配。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述控制器將電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)間與所需電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí) 間進(jìn)行比較，以提供對所述脈沖寬度經(jīng)調(diào)制的信號的所述寬度的調(diào)節(jié)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述査找表提供所需旋轉(zhuǎn)時(shí)間除數(shù)，其被分成 常數(shù)值，以提供針對特定環(huán)境溫度值的所需電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)間。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述控制器使脈沖寬度經(jīng)調(diào)制的信號換向到用 于所述定子繞組的所述驅(qū)動器電路。
18. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中所述控制器是微控制器。
19. 一種無刷直流(BLDC)電機(jī)系統(tǒng)，其包括BLDC電機(jī)，其具有安裝有永磁體的轉(zhuǎn)子，且具有帶有第一定子繞組和第二定子 繞組的定子；用于所述第一定子繞組的第一驅(qū)動器電路和用于所述第二定子繞組的第二驅(qū)動 器電路；霍爾裝置，其固定到所述定子，且經(jīng)配置以由來自所述安裝到所述轉(zhuǎn)子的永磁體的磁場啟動，以在其輸出端子處提供霍爾輸出脈沖；控制器，其具有經(jīng)配置以接收所述霍爾輸出脈沖的霍爾脈沖輸入端子，具有經(jīng)配 置以從傳感器接收針對環(huán)境溫度的信號的VT輸入端子，具有用于向所述第一和所 述第二驅(qū)動器電路提供PWM信號的脈沖寬度調(diào)制(PWM)電路；且具有用于選 擇所述第一定子繞組或所述第二定子繞組的換向器電路；其中所述控制器經(jīng)配置以使所述對應(yīng)于環(huán)境溫度的VT電壓數(shù)字化，且使用査找 表來為每個(gè)經(jīng)數(shù)字化的VT電壓值提供所需的RPM值，以便使所述BDLC電機(jī)的 速度與由所述VT信號表示的特定環(huán)境溫度相匹配；其中所述控制器經(jīng)配置以通過使常數(shù)值除以所述所需RPM值來計(jì)算針對特定環(huán) 境溫度值的所需旋轉(zhuǎn)時(shí)間(DRT);其中所述控制器經(jīng)配置以通過測量用于兩個(gè)霍爾裝置輸出脈沖的時(shí)間來測量用 于所述轉(zhuǎn)子的一個(gè)完整實(shí)際旋轉(zhuǎn)的實(shí)際時(shí)間(RT);其中所述控制器經(jīng)配置以將所述所需旋轉(zhuǎn)時(shí)間(DRT)與所述用于一個(gè)完整實(shí)際 旋轉(zhuǎn)的時(shí)間(RT)進(jìn)行比較，使得如果RT>DRT，那么所述控制器經(jīng)配置以遞減發(fā)送到所述PWM電路的控制信號 的值；如果RT〈DRT,那么所述控制器經(jīng)配置以遞增發(fā)送到所述PWM電路的所述 控制信號的值；以及如果RT-DRT,那么所述控制器經(jīng)配置以不更新發(fā)送到所述PWM電路的所述控 制信號的值；以及其中所述控制器經(jīng)配置以使用所述霍爾傳感器所提供的電機(jī)位置信息，使用用于 所述第一定子繞組的所述第一驅(qū)動器電路或用于所述第二定子繞組的所述第二驅(qū) 動器電路來使適當(dāng)?shù)腂DLC電機(jī)繞組換向。 20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電機(jī)系統(tǒng)，其中通過對參考時(shí)鐘信號進(jìn)行計(jì)數(shù)來測量實(shí)際 時(shí)間。
全文摘要
本發(fā)明涉及準(zhǔn)確的電機(jī)速度控制，包括用于控制無刷直流(BLDC)電機(jī)的方法和系統(tǒng)，所述方法包含向查找表提供所述BLDC電機(jī)針對環(huán)境溫度的預(yù)定相應(yīng)所需旋轉(zhuǎn)時(shí)間(DRT)。使用霍爾裝置來測量所述BLDC電機(jī)的實(shí)際旋轉(zhuǎn)時(shí)間(RT)。將DRT與RT進(jìn)行比較，以響應(yīng)于比較結(jié)果而改變脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號的持續(xù)時(shí)間。將所述PWM信號施加到兩個(gè)BLDC電機(jī)繞組中的一者。
文檔編號H02P6/06GK101299582SQ200810094708
公開日2008年11月5日 申請日期2008年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月3日
發(fā)明者馬文·L·考施 申請人:愛特梅爾公司