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用于有刷或無刷DC馬達的通用控制單元的制作方法與工藝

文檔序號:11802849閱讀:148來源:國知局
用于有刷或無刷DC馬達的通用控制單元的制作方法與工藝
本發(fā)明總體上涉及電動馬達,并且更具體地涉及能夠驅(qū)動有刷或無刷DC馬達的通用控制單元。

背景技術(shù):
存在許多電動馬達類型,包括是AC或DC、有刷或無刷、有傳感器或無傳感器以及用于開環(huán)或閉環(huán)應用的那些馬達,這里僅列出一些示例。用于車輛的一些常見電動馬達應用包括燃料泵、風箱、冷卻風扇等等,不過電動馬達也已經(jīng)被廣泛用于車輛中的其他應用。在燃料泵的情況下,大多數(shù)電動燃料泵馬達是傳統(tǒng)的有刷DC馬達,不過目前試圖從有刷DC馬達轉(zhuǎn)變成無刷DC馬達??刂朴兴C馬達的算法和電路稍不同于控制無刷DC馬達的算法和電路,因此,當從一種馬達類型轉(zhuǎn)變成另一種時通常需要不同的軟件和硬件。需要研發(fā)能夠驅(qū)動有刷或無刷DC馬達二者的通用控制單元,以便系統(tǒng)能夠用于任一馬達類型,從而降低成本并且有助于復用性。

技術(shù)實現(xiàn)要素:
根據(jù)一種實施例,提供一種用于有刷或無刷DC馬達的通用控制單元,其包括處理裝置和聯(lián)接到處理裝置的輸出級。輸出級具有將通用控制單元連接到有刷或無刷DC馬達的多個輸出連接。如果通用控制單元處于有刷操作模式,則處理裝置被設(shè)置成為有刷DC馬達執(zhí)行有刷馬達算法并且輸出連接被拼接在一起。如果通用控制單元處于無刷操作模式,則處理裝置被設(shè)置成為無刷DC馬達執(zhí)行無刷馬達算法并且輸出連接不被拼接在一起。根據(jù)另一實施例,提供包括處理裝置和六角橋式驅(qū)動器(hex-bridgedriver)的通用控制單元。處理裝置具有電子處理器和電子存儲器,且有刷馬達算法存儲在電子存儲器上。六角橋式驅(qū)動器被聯(lián)接到處理裝置并且具有設(shè)置成多相配置的多個開關(guān)以及多個輸出連接,所述多個輸出連接被拼接在一起以便通用控制單元在單個連接上被連接到有刷DC馬達。根據(jù)另一實施例,提供操作有刷DC馬達的方法。所述方法可以包括步驟:(a)提供具有處理裝置和輸出級的控制單元,其中所述輸出級具有以多相配置來設(shè)置的多個開關(guān);(b)用所述處理裝置執(zhí)行有刷馬達算法,其導致所述輸出級中的開關(guān)的交替打“開”序列并且提供電流到多個輸出連接;以及(c)用來自所述輸出級中的所述多個輸出連接的電流來驅(qū)動所述有刷DC馬達,其中所述多個輸出連接被拼接在一起。本發(fā)明還提供了以下技術(shù)方案。方案1.一種用于有刷或無刷DC馬達的通用控制單元,所述通用控制單元包括:具有電子處理器的處理裝置;以及輸出級,所述輸出級被聯(lián)接到所述處理裝置并且具有將所述通用控制單元連接到有刷或無刷DC馬達的多個輸出連接;如果所述通用控制單元處于有刷操作模式,則所述處理裝置被設(shè)置成為有刷DC馬達執(zhí)行有刷馬達算法并且所述輸出連接被拼接在一起;以及如果所述通用控制單元處于無刷操作模式,則所述處理裝置被設(shè)置成為無刷DC馬達執(zhí)行無刷馬達算法并且所述輸出連接不被拼接在一起。方案2.根據(jù)方案1所述的通用控制單元,其特征在于:所述處理裝置還包括在其上存儲有所述有刷馬達算法和所述無刷馬達算法二者的電子存儲器。方案3.根據(jù)方案1所述的通用控制單元,其特征在于:所述輸出級還包括以能夠驅(qū)動有刷或無刷DC馬達的多相配置來設(shè)置的多個開關(guān)和多個節(jié)點。方案4.根據(jù)方案3所述的通用控制單元,其特征在于:所述多個開關(guān)和所述多個節(jié)點以三相配置來設(shè)置,其中第一節(jié)點關(guān)聯(lián)于第一相并且聯(lián)接到第一輸出連接,第二節(jié)點關(guān)聯(lián)于第二相并且聯(lián)接到第二輸出連接,并且第三節(jié)點關(guān)聯(lián)于第三相并且聯(lián)接到第三輸出連接。方案5.根據(jù)方案4所述的通用控制單元,其特征在于:所述第一、第二和第三輸出連接在拼接部被連結(jié)在一起以便當所述通用控制單元處于有刷操作模式時它們經(jīng)由單個輸出連接被連接到有刷DC馬達。方案6.根據(jù)方案5所述的通用控制單元,其特征在于:所述第一、第二和第三輸出連接在處于所述通用控制單元內(nèi)部的拼接部被連結(jié)在一起。方案7.根據(jù)方案5所述的通用控制單元,其特征在于:所述第一、第二和第三輸出連接在處于所述通用控制單元外部且被設(shè)置在布線線束內(nèi)的拼接部被連結(jié)在一起。方案8.根據(jù)方案5所述的通用控制單元,其特征在于:所述第一輸出連接包括被聯(lián)接在所述第一節(jié)點和所述拼接部之間的第一二極管,所述第二輸出連接包括被聯(lián)接在所述第二節(jié)點和所述拼接部之間的第二二極管,并且所述第三輸出連接包括被聯(lián)接在所述第三節(jié)點和所述拼接部之間的第三二極管。方案9.根據(jù)方案5所述的通用控制單元,其特征在于:所述第一輸出連接包括被聯(lián)接在所述第一節(jié)點和所述拼接部之間的第一開關(guān),所述第二輸出連接包括被聯(lián)接在所述第二節(jié)點和所述拼接部之間的第二開關(guān),并且所述第三輸出連接包括被聯(lián)接在所述第三節(jié)點和所述拼接部之間的第三開關(guān)。方案10.根據(jù)方案4所述的通用控制單元,其特征在于:所述第一、第二和第三輸出連接在拼接部不被連結(jié)在一起以便當所述通用控制單元處于無刷操作模式時它們經(jīng)由三個單獨的輸出連接被連接到無刷DC馬達。方案11.根據(jù)方案1所述的通用控制單元,其特征在于:所述輸出級以多相配置來設(shè)置,所述多相配置具有在拼接部被連結(jié)在一起的來自多個相的輸出連接,并且所述控制單元被設(shè)置成當所述通用控制單元處于有刷操作模式時交替地給所述多個相通電。方案12.一種通用控制單元,所述通用控制單元包括:處理裝置,所述處理裝置具有電子處理器和其上存儲有有刷馬達算法的電子存儲器;以及六角橋式驅(qū)動器,所述六角橋式驅(qū)動器被聯(lián)接到所述處理裝置并且具有以多相配置來設(shè)置的多個開關(guān)以及多個輸出連接,其中所述六角橋式驅(qū)動器的輸出連接被拼接在一起以便所述通用控制單元在單個連接上被連接到有刷DC馬達。方案13.一種用于操作有刷DC馬達的方法,所述方法包括步驟:(a)提供具有處理裝置和輸出級的控制單元,其中所述輸出級具有以多相配置來設(shè)置的多個開關(guān);(b)用所述處理裝置執(zhí)行有刷馬達算法,其導致所述輸出級中的開關(guān)的交替打“開”序列并且提供電流到多個輸出連接;以及(c)用來自所述輸出級中的所述多個輸出連接的電流來驅(qū)動所述有刷DC馬達,其中所述多個輸出連接被拼接在一起。方案14.根據(jù)方案13所述的方法,其特征在于還包括步驟:自動地確定所述控制單元連接到哪種類型的馬達,并且相應地選擇所述有刷馬達算法。方案15.根據(jù)方案13所述的方法,其特征在于:步驟(a)還包括提供具有以三相配置來設(shè)置的多個高側(cè)和低側(cè)開關(guān)的輸出級;并且步驟(b)還包括執(zhí)行導致所述輸出級中的高側(cè)和低側(cè)開關(guān)的交替打“開”序列以便電流根據(jù)三相交錯序列被提供給多個拼接的所述輸出連接的有刷馬達算法。方案16.根據(jù)方案13所述的方法,其特征在于:所述三相交錯序列的完整循環(huán)包括三個單獨的相,其中每個相具有電流流動通過所述高側(cè)開關(guān)的初始部分以及電流流動通過所述低側(cè)開關(guān)的再循環(huán)部分。附圖說明下面將結(jié)合附圖描述優(yōu)選示例性實施例,其中同樣的附圖標記指代同樣的元件,并且其中:圖1是能夠被用于驅(qū)動有刷或無刷DC馬達的示例性通用控制單元的示意圖;圖2a-c是圖1的通用控制單元的更加具體的示意圖,其中控制單元被配置成根據(jù)多種不同示例性設(shè)置來驅(qū)動有刷DC馬達;圖3是圖1的通用控制單元的更加具體的示意圖,其中控制單元被配置成驅(qū)動無刷DC馬達;圖4是示出可以用于圖2a中的配置的有刷操作模式的時序圖;以及圖5是示出可以用于圖3中的配置的無刷操作模式的時序圖。具體實施方式下面描述的通用控制單元可以被用于控制有刷或無刷DC馬達,例如通常用于車輛燃料泵或其他車輛應用中的類型。根據(jù)圖2a和圖3示出的示例性實施例,通用控制單元10包括處理裝置12和輸出級14,并且以適應有刷或無刷兩種不同馬達類型的方式被連接到有刷或無刷DC馬達16(其處于通用控制單元的外部)以便公共或通用控制器能夠被使用。雖然在有刷和無刷DC馬達的背景下提供了下述描述,不過應該意識到這里描述的通用控制單元可以被用于其他馬達類型并且不限于下文提供的特定示例。處理裝置12被聯(lián)接到輸出級14并且執(zhí)行有刷或無刷馬達算法以便兩種馬達類型均能夠使用相同的通用控制單元。在一種示例中,處理裝置12包括電子處理器20、電子存儲器22、電子接口或輸出24、26和/或其他適當部件,并且能夠以如下兩種操作模式中的一種來驅(qū)動輸出級14:處理裝置執(zhí)行有刷馬達算法的有刷操作模式或者處理裝置執(zhí)行無刷馬達算法的無刷操作模式。提供具有用于有刷或無刷換向的控制方案的處理裝置12(用于這些算法中的一種或兩種的電子指令可以被存儲在電子存儲器22內(nèi))允許通用控制單元10被用于有刷或無刷應用中,從而增加其使用和設(shè)計的靈活性。應該意識到處理裝置12及其各種子部件的配置和架構(gòu)不限于附圖所示的基本且示意性表示并且這種裝置的實際配置可以不同于這里所示。電子處理器20用作處理裝置12的主要處理單元并且可以包括一個或更多個微處理器、微控制器、專用集成電路(ASIC)和/或本領(lǐng)域已知的其他適當裝置。如上所述,電子處理器20被設(shè)計成執(zhí)行或施行實現(xiàn)成軟件、固件、程序、算法、腳本等形式的電子指令,如包含在有刷或無刷馬達算法中的那些。電子處理器還可以與車輛內(nèi)的其他裝置、模塊和/或系統(tǒng)(例如發(fā)動機控制模塊(ECM))通信,并且還能夠執(zhí)行來自這些裝置的對應指令。電子存儲器22用作處理裝置12的主要存儲源并且可以采用本領(lǐng)域已知的任意適當形式。技術(shù)人員將意識到電子存儲器22可以是單個存儲部件或者其可以包括存儲部件的集合,并且其可以位于相同芯片上,例如電子存儲器20上,或者可以位于芯片外,這里僅列出一些可能。有刷馬達算法、無刷馬達算法或所述兩種算法可以被存儲或保持在電子存儲器22內(nèi)。在一種示例中,有刷和無刷馬達算法二者被提供在集成軟件封裝中,其被保存在電子存儲器22內(nèi)(例如在制造期間被永久性保存)以便單個零件號能夠被用于處理裝置12,而不管其是否被設(shè)置用于有刷還是無刷應用。如果提供具有有刷和無刷馬達算法二者的集成軟件封裝,則可以在軟件內(nèi)設(shè)置某些類型的設(shè)定、標識或其他類型的指示符,以便電子處理器20了解要執(zhí)行哪種算法。在不同示例中,僅操作被連接的馬達所需要的馬達算法被存儲在電子存儲器22內(nèi)(在圖2a實施例的情況下將僅存儲有刷馬達算法)。電子接口24、26用作將處理裝置12聯(lián)接到輸出級14的輸出。在圖2a和圖3所示的示例性設(shè)置中,電子接口24是I/O部件,其與電子處理器20位于相同的芯片上并且將芯片連接到一系列輸出連接30,以便來自有刷馬達算法的指令能夠被提供給輸出級14。另一方面,電子接口26是I/O部件,當無刷馬達算法正在運行時該I/O部件經(jīng)由連接32向輸出級14提供指令或命令。以此方式,單個處理裝置12能夠提供驅(qū)動有刷或無刷DC馬達的指令或命令,其中有刷馬達命令經(jīng)由電子接口24和連接30被輸出并且無刷馬達命令經(jīng)由電子接口26和連接32被提供。如所示,連接30和32可以被連結(jié)或系于彼此以便一組公共連接34被用于連接于輸出級14。應該意識到電子接口24、26不必要是單獨的I/O部件,因為它們可以被集成或多路復用在一起或者以一些其他適當形式被提供。位置傳感器38(僅圖3示出)是任選的并且可以被用于向處理裝置12提供與無刷DC馬達的位置、速度、方向等相關(guān)的反饋。位置傳感器38能夠包括實際位置感測部件,例如霍爾效應傳感器,其被聯(lián)接到無刷DC馬達16并且向處理裝置12提供代表馬達位置的位置信號。在不同實施例中,處理裝置12通過檢查馬達內(nèi)的波形(其包括來自流過馬達內(nèi)線圈的電流慣性的反或逆EMF波)經(jīng)由軟件來計算或推斷馬達的位置(不需要單獨的位置傳感器38)。從這種波形檢查能夠確定無刷DC馬達的旋轉(zhuǎn)位置。還可以使用用于確定馬達位置、速度、方向等的其他方法和技術(shù)。而且,在圖2a和圖3中提供了處理裝置12從而簡單地示出一種可能實施例并且不試圖限制這種裝置的配置、設(shè)置和/或架構(gòu)??梢愿鶕?jù)任意數(shù)量的不同實施例(包括非常顯著不同于這里所示的那些實施例)提供處理裝置及其各種部件。根據(jù)多種非限制性示例,適當處理裝置可以以燃料泵控制器的形式從HellaElectronics、Omron和Continental公司獲得。輸出級14(也被稱為六角橋式驅(qū)動器)被聯(lián)接到處理裝置12以及有刷或無刷DC馬達16,并且被用于實施被實現(xiàn)在馬達算法中的換向方案。圖2a和圖3中所示的六角橋式驅(qū)動器具有多相配置并且包括三相或三個橋腿40-44、六個單獨的開關(guān)50-60(例如MOSFET或其他適當轉(zhuǎn)換裝置)、三個輸出節(jié)點62-66、電源70和地線72。在圖2a中,輸出級被設(shè)計用于有刷DC馬達并且具有輸出連接80-84,所述輸出連接80-84在拼接部或結(jié)合點90處連結(jié)在一起以便單個連接向馬達提供電流,其之后使用機械換向來選擇性地給適當線圈通電。在圖3中,輸出級被設(shè)計用于無刷DC馬達并且包括輸出連接80’-84’,其在90’處保持分離(即輸出連接不拼接或系在一起),以便在三個單獨連接上為馬達提供電流。例如這樣的無刷DC馬達依靠電子換向來選擇性地給馬達中的適當線圈通電,如本領(lǐng)域技術(shù)人員所了解的。通過對輸出級14與DC馬達16的連接方式作出某些修改并且在處理裝置12處執(zhí)行適當馬達算法,通用控制單元10能夠適于用于有刷或無刷DC馬達,且同時仍使用相同的基礎(chǔ)硬件。下文提供對于處理裝置怎樣管理輸出級并且輸出級怎樣驅(qū)動DC馬達的更加具體的解釋。拼接部90是將來自不同相或腿40-44的輸出系在一起以便當通用控制單元正以有刷操作模式運轉(zhuǎn)時能夠給有刷DC馬達提供單相(圖2a)的電氣結(jié)合點。拼接部90的準確構(gòu)造和位置可以根據(jù)應用的需要而改變。例如,可以經(jīng)由釬焊表面安裝的零歐姆電橋來實現(xiàn)拼接部或結(jié)合點以便其是通用控制單元的內(nèi)部電路的一部分。在不同實施例中,拼接部90以布線線束等形式被實現(xiàn)在通用控制單元的外部。當通用控制單元正以無刷操作模式運轉(zhuǎn)時,拼接部90被去除以便連接80’-84’根據(jù)三相配置而單獨地連接于無刷馬達繞組終端(圖3);這使得輸出級能夠給無刷DC馬達提供所需的三相電子換向。圖2b和圖2c示出了輸出級14的一些替代性設(shè)計,其中這些設(shè)計和圖2a設(shè)計之間的主要差異涉及輸出連接80-84和/或拼接部90。通用控制單元的其他部件可以相同于先前的實施例。在圖2b的示例中,通過在每個輸出連接80-84中使用二極管D1、D2和D3來實現(xiàn)拼接部90。相1經(jīng)由節(jié)點62、輸出連接80(其包括二極管D1)和拼接部90被連接到有刷DC馬達16;相2經(jīng)由節(jié)點64、輸出連接82(其包括二極管D2)和拼接部90被連接到有刷DC馬達;并且相3經(jīng)由節(jié)點66、輸出連接84(其包括二極管D3)和拼接部90被連接到有刷DC馬達。在圖2c的示例性設(shè)置中,通過使用電控開關(guān)S1、S2和S3(例如MOSFET等)來實現(xiàn)拼接部90,其中每個開關(guān)S1、S2和S3被連接在對應節(jié)點80、82、84和拼接部90之間。使用這些設(shè)計,能夠用單個硬件變型來控制有刷和無刷DC馬達二者。此外,省去了對于在布線線束中的外部拼接的需要。已經(jīng)在圖2a和圖3中提供了輸出級14來簡單地示出一種可能實施例并且不試圖限制其構(gòu)造、設(shè)置和/或架構(gòu)??梢愿鶕?jù)任意數(shù)量的不同實施例(包括非常顯著不同于這里所示的那些實施例)來提供輸出級及其各種部件??梢栽谙嗤酒现圃燧敵黾?4和處理裝置12以便它們構(gòu)成一體封裝或單元,或者它們可以被單獨地提供。此外,可以使用用于六角橋式驅(qū)動器的其他多相配置,包括半橋或全橋的那些配置。電動馬達16可以是有刷或無刷DC馬達。在車輛應用的背景下電動馬達16的一些應用示例包括燃料泵、風箱和冷卻風扇以及用于驅(qū)動自動車鎖、車窗、油箱蓋或門、排氣再循環(huán)(EGR)控制、自動調(diào)諧減震器(ATK)、柴油車輛的選擇性催化還原系統(tǒng)以及電動停車制動器的馬達,這里僅列出一些。在圖1中,電動馬達16被示為具有兩個不同馬達:有刷DC馬達和無刷DC馬達,不過這僅意味著示出了通用控制單元可以用于驅(qū)動任意馬達類型的觀點。例如在車輛應用中,通用控制單元10可能被連接到一種馬達類型或另一種,但是不被連接到二者??梢允褂萌我鈹?shù)量的適當電動馬達,包括Continental、Coavis、Bosch和Delphi公司銷售的各種有刷和無刷DC馬達。因為有刷和無刷DC馬達二者的一般結(jié)構(gòu)和操作是本領(lǐng)域公知的并且因為任意數(shù)量的適當馬達類型可以用于這里所示的通用控制單元,所以已經(jīng)省略了對這些馬達的具體解釋。還可以使用除上面所列之外的電動馬達實施例,包括如下無刷馬達:具有多于或少于三相(例如兩相無刷DC馬達);具有內(nèi)轉(zhuǎn)(in-runner)、外轉(zhuǎn)(out-runner)或其他類型的已知設(shè)置;或者具有德爾塔/三角形(delta)、Y字形或其他類型的已知布線配置或拓撲?,F(xiàn)在轉(zhuǎn)向通用控制單元的操作,圖4涉及有刷操作模式并且圖5涉及無刷操作模式。控制單元存在多種可能方式來確定哪種操作模式是適當?shù)?。例如,在制造時,軟件和/或硬件設(shè)定、標示或其他指示符可以被設(shè)定成指示處理裝置12應該運行何種馬達算法,如在兩種馬達算法均被存儲在電子存儲器22內(nèi)的情況中。如果僅一種馬達算法被保存在存儲器內(nèi),則這樣的設(shè)定可以是不必要的。在不同示例中,處理裝置12自動地確定通用控制單元被連接到哪種馬達類型并且相應地選擇適當馬達算法。當然可以使用其他技術(shù)。開始于圖4所示的有刷操作模式100,示出了輸出級14中的六個示例性開關(guān)50-60的操作狀態(tài)以及被發(fā)送到有刷DC馬達16的電流。在有刷操作模式100中,處理裝置12執(zhí)行有刷馬達算法,其以交錯方式控制高側(cè)/高邊(high-side;HS)和低側(cè)/低邊(low-side;LS)開關(guān)(相110-114)以便向有刷DC馬達提供電流(繪圖120)。在第一相110的初始部分期間(從時間t0到t1),高側(cè)開關(guān)50處于“開”而剩余開關(guān)52-60處于“關(guān)”,以便電流從電源70流動通過開關(guān)50、節(jié)點62、輸出連接80、拼接部90并且到達有刷DC馬達16內(nèi)的繞組。在第一相110的再循環(huán)部分期間(從時間t1到t2),高側(cè)開關(guān)50被轉(zhuǎn)到“關(guān)”而低側(cè)開關(guān)52被轉(zhuǎn)到“開”以便馬達內(nèi)的電流繼續(xù)使用存儲在馬達電感內(nèi)的能量借助于再循環(huán)路徑流動。這個路徑包括馬達16,通過地線72、低側(cè)開關(guān)52、節(jié)點62、輸出連接80、拼接部90并且返回馬達的繞組。在第一相110之后,第二相112的初始部分(從時間t2到t3)開始于高側(cè)開關(guān)54轉(zhuǎn)到“開”而剩余開關(guān)轉(zhuǎn)到“關(guān)”。如先前相那樣,這導致電流從電源70流動通過開關(guān)54、節(jié)點64、輸出連接82、拼接部90和有刷DC馬達的繞組。而且,在第二相112的這個初始或非再循環(huán)時段期間通向電動馬達16的操作電流增加。在時間t3,高側(cè)開關(guān)54轉(zhuǎn)到“關(guān)”并且低側(cè)開關(guān)56轉(zhuǎn)到“開”以便馬達內(nèi)的電流繼續(xù)使用存儲在馬達電感內(nèi)的能量借助于再循環(huán)路徑流動。這個路徑包括馬達16,通過地線72、低側(cè)開關(guān)56、節(jié)點64、輸出連接82、拼接部90和馬達返回。關(guān)于第三相114的初始和再循環(huán)部分(分別從時間t4到t5和從時間t5到t6)發(fā)生類似的事件序列,只不過電流分別流動通過高側(cè)和低側(cè)開關(guān)58和60。如剛剛解釋的,在某一時刻,輸出級14中的開關(guān)50-60中的僅一個開關(guān)被轉(zhuǎn)到“開”或激活,而其他開關(guān)通常被轉(zhuǎn)到“關(guān)”。示例性三相交錯序列的完整循環(huán)包括所有三個單獨的相110-114并且從時間t0到時間t6,在時間t6所述序列再次開始。使用脈寬調(diào)制(PWM)或本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其他技術(shù)可以對占空比做出更改以便改變提供給電動馬達的功率量/電量。提供給有刷DC馬達16的總功率是由高側(cè)和低側(cè)開關(guān)在三個操作相110-114中的每個相內(nèi)提供的三個部分功率的總和。開關(guān)頻率通常由電動馬達需求或規(guī)格來規(guī)定。技術(shù)人員將意識到上述交錯方法產(chǎn)生類似于傳統(tǒng)有刷DC馬達所產(chǎn)生的電流波形(繪圖120),但是這是使用改良的無刷配置所實現(xiàn)的。有刷DC馬達不需要轉(zhuǎn)子位置探測算法,這是因為在有刷馬達中這被機械地實現(xiàn)了。對于通用控制單元的先前描述不同于操作有刷馬達的傳統(tǒng)模式,該傳統(tǒng)模式中電流流動通過輸出級內(nèi)的單組開關(guān)(單相),并且不同相之間不交錯,如上所述。在另一實施例中,兩個或更多個高側(cè)開關(guān)50、54、58被同時轉(zhuǎn)到“開”,而不是在它們之間排他地交替,以使得在相的初始部分,電流并行地流動通過多個開關(guān)、節(jié)點和輸出連接到達拼接部90,并且在再循環(huán)部分期間,電流同時流動通過多個低側(cè)開關(guān)和輸出連接到達拼接部90。例如,所有三個高側(cè)開關(guān)可以同時處于“開”,并且所有三個低側(cè)開關(guān)也如此。在不同實施例中,輸出級14僅具有兩相(而不是三相),并且圖4所示的方法以上述的交錯或非交錯方式在這兩相間交替。圖5示出了無刷操作模式200,其中通過無刷馬達算法來控制高側(cè)和低側(cè)開關(guān)50-60,該無刷馬達算法通常由無刷DC馬達16的繞組布局來決定。技術(shù)人員將意識到,任意數(shù)量的不同換向算法可以被用于驅(qū)動無刷DC馬達,包括這里所示的馬達。在這種具體示例中,在第一相210的初始部分期間(從時間t0到t1),高側(cè)開關(guān)50和低側(cè)開關(guān)56被轉(zhuǎn)到“開”,而其余開關(guān)被轉(zhuǎn)到“關(guān)”。在第一相210的后續(xù)部分期間,同一高側(cè)開關(guān)50保持“開”而低側(cè)開關(guān)56轉(zhuǎn)到“關(guān)”并且低側(cè)開關(guān)60被激活。這種類型的開關(guān)序列在第二和第三相212和214中繼續(xù),并且注意避免同一高側(cè)和低側(cè)開關(guān)(例如相40內(nèi)的開關(guān)50、52)同時轉(zhuǎn)到“開”的情形,因為這將導致電源70和地線72之間的短路。可以通過使用脈寬調(diào)制(PWM)技術(shù)用高側(cè)開關(guān)或驅(qū)動器(如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的)來改變無刷DC馬達上的平均電壓并且因此改變馬達速度。因此,在不產(chǎn)生研發(fā)和制造單獨的馬達控制器的費用的情況下,通用控制單元10能夠通過選擇適當?shù)鸟R達算法并且對系統(tǒng)做出特定硬件改良來驅(qū)動或以其他方式控制有刷或無刷DC馬達。傳統(tǒng)上,需要兩個單獨的馬達控制器,一個用于有刷馬達,一個用于無刷馬達。應該理解,上述描述不是對本發(fā)明的限定,而是對本發(fā)明一種或更多種優(yōu)選示例性實施例的描述。本發(fā)明不限于這里公開的具體實施例,而是僅通過所附權(quán)利要求來限定。此外,上述描述中所包含的陳述涉及具體實施例并且不被看作是對本發(fā)明范圍或權(quán)利要求所用術(shù)語定義的限定,除非術(shù)語或短語在上文中被明確定義。本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯而易見到各種其他實施例和對所公開實施例的各種修改和改進。例如,特定組合和步驟次序僅是一種可能性,因為本發(fā)明方法可以包括比這里所示更少、更多或不同步驟的步驟組合。所有這些其他實施例、修改和改進旨在落入所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。如本說明書和權(quán)利要求所用,術(shù)語“例如”、“例”、“好像”、“比如”和“像”以及動詞“包括”、“包含”、“具有”及其他動詞形式,當與一個或更多個部件或其他項目的列舉結(jié)合使用時,均被看作是開放式的,意味著所述列舉不被看作是排除其他附加部件或項目。其他術(shù)語被看作是使用其最廣的合理含義,除非它們被用于需要不同解釋的上下文中。
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