專利名稱：無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路。
在現(xiàn)有技術(shù)中，無刷電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)控制可以大致分為兩種控制功能。一種是控制通入各相電樞線圈的電流的通電時(shí)間的換向控制，另一種是用于使轉(zhuǎn)速保持恒定的速度控制。對(duì)于換向控制，需要有表示電樞線圈同轉(zhuǎn)子相對(duì)位置的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)，另一方面，對(duì)于速度控制，需要有表示轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的速度信號(hào)。
在現(xiàn)有的典型無刷電動(dòng)機(jī)的換向轉(zhuǎn)換控制中，使用了霍爾元件等轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)元件。但是，由于轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)元件并不便宜而且還需要很多的引線，就有因?yàn)閺?fù)雜而引起成本增加的缺點(diǎn)。
而且，由于安裝了轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)元件，就限制了電動(dòng)機(jī)的小型薄型化。由于轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)元件的輸出會(huì)隨溫度濕度而變化，因而在可靠性上也存在問題。
為了克服上述缺點(diǎn)，提出了幾種由電樞線圈中所感應(yīng)的反應(yīng)電壓信號(hào)來檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置的無刷電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式。作為由反應(yīng)電壓信號(hào)進(jìn)行位置檢測(cè)的驅(qū)動(dòng)方式的典型方案是如在特公昭58-25038中所記載的那樣。其中披露了兩種方案通過比較端電壓相互的大小來進(jìn)行位置檢測(cè);和通過比較電樞線圈的中點(diǎn)電壓與端電壓的大小來進(jìn)行位置檢測(cè)。
其中通過比較中點(diǎn)電壓和端電壓的大小來進(jìn)行位置檢測(cè)方式的全部結(jié)構(gòu)由

圖120所表示。在圖120中，12、13、14是星形接法的無刷電動(dòng)機(jī)電樞線圈，11是切換流通在電樞線圈12、13、14中的通電電流的電橋電路。比較器500分別對(duì)不在電樞線圈中點(diǎn)上的各相端電壓U、V、W同中點(diǎn)電壓M進(jìn)行比較，從而檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置。換向控制裝置501根據(jù)由比較器500所檢測(cè)的轉(zhuǎn)子位置來控制電橋電路11，通過使預(yù)定相的電樞線圈通電來使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
而且，作為補(bǔ)償在該端電壓比較時(shí)產(chǎn)生的相位滯后，在特開昭51-100216中揭示了一種把電樞線圈中的電阻降程度看作為恒定值而由分壓電阻來補(bǔ)償相位滯后的方法。
但是，在利用電樞線圈中所感應(yīng)的反應(yīng)電壓而檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置的驅(qū)動(dòng)方式中，當(dāng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速達(dá)到預(yù)定值以上而在電樞線圈端上不產(chǎn)生預(yù)定反應(yīng)電壓時(shí)，就不能檢測(cè)轉(zhuǎn)子的位置。由此，在起動(dòng)時(shí)不能得到轉(zhuǎn)子位置，因而就需要從外部強(qiáng)制地施加旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的裝置。但是，在從外部強(qiáng)制施加旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的情況下，轉(zhuǎn)子和電樞線圈的相對(duì)位置并不一定會(huì)停在能夠向正轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)的位置上，則由于轉(zhuǎn)子的位置會(huì)使轉(zhuǎn)矩在起動(dòng)開始時(shí)向反轉(zhuǎn)方向作用，就有不能正常起動(dòng)的問題。
為了解決這個(gè)問題，在例如特開昭57-173385和特開平2-237490等中提出了改進(jìn)方案。在特開昭57-173385中揭示了這種起動(dòng)方式設(shè)置有在起動(dòng)時(shí)使電樞線圈的特定相以預(yù)定時(shí)間通電的裝置和從外部強(qiáng)制地給電樞線圈施加旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的裝置，在起動(dòng)時(shí)把轉(zhuǎn)子固定在預(yù)定位置上，然后才使轉(zhuǎn)子開始旋轉(zhuǎn)。用圖121來對(duì)特開昭57-173385的方式進(jìn)行說明。在圖121(a)中，固定計(jì)時(shí)電路512和3相DC無刷電動(dòng)機(jī)的電樞線圈12(U相)、13(V相)、14(W相)通過電源開關(guān)511被連接到電源510上。電樞線圈12、13、14分別同三極管515、516、517的集電極相連接，這些三極管的發(fā)射極接地，而構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路518。
切換計(jì)時(shí)電路513和旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)發(fā)生電路514同固定計(jì)時(shí)電路512相連接，而且該切換計(jì)時(shí)電路513同切換電路519相連接。切換電路519把從旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)發(fā)生電路514所輸出的驅(qū)動(dòng)電路518的驅(qū)動(dòng)電流同根據(jù)從電樞線圈12、13、14所檢測(cè)的感應(yīng)電壓而得到的驅(qū)動(dòng)電流進(jìn)行切換以提供給驅(qū)動(dòng)電路518。各相的三極管515、516、517的基極連接在該切換電路519的輸出端上。感應(yīng)電壓檢測(cè)電路520連接在切換電路519的輸入端上。電樞線圈12、13、14連接在該感應(yīng)電壓檢測(cè)電路520的輸入端上。3相輸出信號(hào)從旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)發(fā)生電路514分別輸入該切換電路519的輸入端。
由于這種結(jié)構(gòu)，當(dāng)電源開關(guān)511接通時(shí)，電樞線圈12、13、14的一端連接到電源上，同時(shí)固定計(jì)時(shí)電路512工作，給電樞線圈12、13、14的某一相例如W相進(jìn)行勵(lì)磁的如圖121(b)所示的控制信號(hào)512就被定時(shí)輸出到旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)發(fā)生電路514中，同時(shí)輸出到切換計(jì)時(shí)電路513中。控制信號(hào)521從該固定計(jì)時(shí)電路512輸出，經(jīng)過一定時(shí)間后，固定計(jì)時(shí)電路512斷開。在該斷開中，用于分別給電樞線圈12、13、14勵(lì)磁的圖121(b)所示的驅(qū)動(dòng)信號(hào)523、524、525通過切換電路519從旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)發(fā)生電路514分別輸出到三極管515、516、517的基極上。該切換電路519根據(jù)從切換計(jì)時(shí)電路513所輸出的圖121(b)所示的切換指令信號(hào)522而切換為圖121(a)所示的實(shí)線連接狀態(tài)，并且在從該切換計(jì)時(shí)電路513所輸出的切換指令信號(hào)522變?yōu)榈碗娖街?，維持該連接狀態(tài)。
根據(jù)從旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)發(fā)生電路514所輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)而把驅(qū)動(dòng)信號(hào)依次加到驅(qū)動(dòng)電路518的三極管515、516、517的基極，則電流從電源510依次流過電樞線圈12、13、14，在電樞線圈12、13、14中形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，轉(zhuǎn)子開始旋轉(zhuǎn)。
這樣，當(dāng)電動(dòng)機(jī)被起動(dòng)而經(jīng)過預(yù)定時(shí)間后，從切換計(jì)時(shí)電路513所輸出的切換信號(hào)522變?yōu)榈碗娖?，切換電路519進(jìn)行切換。作為感應(yīng)電壓檢測(cè)電路520輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)被輸出到驅(qū)動(dòng)電路518中，依次驅(qū)動(dòng)三極管515、516、517，三相無刷電動(dòng)機(jī)維持旋轉(zhuǎn)。
下面對(duì)特開平2-237490進(jìn)行說明。該無刷電動(dòng)機(jī)設(shè)有用于檢測(cè)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置的磁電變換元件。而且，在起動(dòng)時(shí)，根據(jù)磁電變換元件檢測(cè)的旋轉(zhuǎn)位置，預(yù)先從為起動(dòng)而設(shè)定的多個(gè)通電模式中選擇出對(duì)應(yīng)于轉(zhuǎn)子停止位置的預(yù)定通電切換模式，由該所選擇的通電切換模式切換向定子電樞線圈的驅(qū)動(dòng)電流，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)而使轉(zhuǎn)子起動(dòng)。而且，如果在定子電樞線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電壓達(dá)到了檢測(cè)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)位置的必要值，就從感應(yīng)電壓檢測(cè)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置，由該檢測(cè)輸出切換向電樞線圈的驅(qū)動(dòng)電流，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)而旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子。
另一方面，在現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)于無刷電動(dòng)機(jī)的速度控制，一般是使用通過控制電樞線圈中所流通的電流量而使轉(zhuǎn)速保持為恒定的方式。圖122是表示現(xiàn)有無刷電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的速度控制系統(tǒng)的方框圖。在圖122中，530是檢測(cè)轉(zhuǎn)子的實(shí)際轉(zhuǎn)速并輸出速度信號(hào)的速度檢測(cè)電路;531是以基準(zhǔn)時(shí)鐘對(duì)速度信號(hào)的周期進(jìn)行計(jì)數(shù)并輸出具有相當(dāng)于速度誤差的脈寬的速度誤差信號(hào)的速度誤差信號(hào)檢測(cè)電路;速度誤差補(bǔ)償濾波器532，根據(jù)速度誤差信號(hào)，把速度誤差為0這種電流指令值輸出到電流供給電路533。電流供給電路533根據(jù)電流指令值來調(diào)節(jié)供給無刷電動(dòng)機(jī)534的電樞線圈的電流量。在這種現(xiàn)有的無刷電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路中，速度誤差補(bǔ)償濾波器由模擬濾波器構(gòu)成，使用圖123所示這種把PI濾波器460和一階滯后濾波器464串聯(lián)連接的方式。
在現(xiàn)有無刷電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路中，在利用由基準(zhǔn)時(shí)鐘計(jì)數(shù)速度信號(hào)的周期而改變電動(dòng)機(jī)的指令轉(zhuǎn)數(shù)的情況下，使輸入上述速度誤差檢測(cè)器的基準(zhǔn)時(shí)鐘的頻率與指令轉(zhuǎn)數(shù)成比例而變化來切換轉(zhuǎn)數(shù)。
在檢測(cè)用于控制無刷電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的速度信號(hào)的方式中，在現(xiàn)有技術(shù)中是利用稱之為使用專用頻率發(fā)電機(jī)作為速度檢測(cè)的FG方式，和利用電樞線圈中所感應(yīng)的反應(yīng)電壓信號(hào)的振幅與轉(zhuǎn)速成比例而檢測(cè)速度的方式。
現(xiàn)有的通過比較兩個(gè)端電壓大小來進(jìn)行位置檢測(cè)的驅(qū)動(dòng)方式，由于進(jìn)行比較的兩個(gè)端電壓中的一方為通電相而另一方為不通電相，則在負(fù)載時(shí)當(dāng)通電電流上升時(shí)通電相的電樞線圈中的電阻降的影響就會(huì)變大，而在轉(zhuǎn)子位置信號(hào)中產(chǎn)生相位滯后。
由于該相位滯后在換向時(shí)間上發(fā)生滯后，就減小了所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩而降低了轉(zhuǎn)速。當(dāng)轉(zhuǎn)速減小時(shí)，為了提高轉(zhuǎn)度而提高通電電流，就會(huì)發(fā)生電阻降的影響進(jìn)一步變大這樣的惡性循環(huán)。在最壞的情況下，由于不能產(chǎn)生高于負(fù)載的轉(zhuǎn)矩而陷入停止?fàn)顟B(tài)。
另一方面，在現(xiàn)有的通過比較中點(diǎn)電壓和端電壓的大小來進(jìn)行位置檢測(cè)的驅(qū)動(dòng)方式中，雖然解決了在位置檢測(cè)信號(hào)中產(chǎn)生滯后這樣的問題，但由于需要把中點(diǎn)從無刷電動(dòng)機(jī)內(nèi)部引出，而使得引線處理變得復(fù)雜。
由于由中點(diǎn)電壓和端電壓的比較所得到的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)相對(duì)于實(shí)際需要的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)在電角度上要偏移30度相位，就必須進(jìn)行相位校正。通常，在相位校正中往往使用積分濾波器，但在電動(dòng)機(jī)進(jìn)行可變速運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，必須要改變積分濾波器的常數(shù)。而且，如果常數(shù)是固定的，在過渡狀態(tài)中換向工作就會(huì)變得不穩(wěn)定。
而且，在上述兩種驅(qū)動(dòng)方式中，由于隨著驅(qū)動(dòng)三極管的開關(guān)而在端電壓波形上發(fā)生的尖峰狀噪聲的影響，使得轉(zhuǎn)子位置信號(hào)變得不正確。
在由專用頻率發(fā)電機(jī)檢測(cè)速度的方式中，需要機(jī)械加工精度高的頻率發(fā)電機(jī)，而且，由于使用專用檢測(cè)器，在空間利用效率、成本方面是不利的。
而在由反應(yīng)電壓振幅來檢測(cè)速度的方式中，由于通過驅(qū)動(dòng)電流在電樞線圈中流通而產(chǎn)生的電壓與反應(yīng)電壓相重疊，僅檢測(cè)反應(yīng)電壓信號(hào)的振幅是困難的，而且隨著周圍環(huán)境的變化振幅也發(fā)生變化。
由上述那樣構(gòu)成的現(xiàn)有無刷電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方式，在起動(dòng)開關(guān)接通后，由于在預(yù)定相中必須等待預(yù)定時(shí)間，因而在起動(dòng)時(shí)要花費(fèi)較多的時(shí)間。
當(dāng)起動(dòng)失敗時(shí)需要進(jìn)行再次起動(dòng)，因而在起動(dòng)時(shí)要花費(fèi)更多的時(shí)間。
上述那樣構(gòu)成的現(xiàn)有無刷電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的速度誤差補(bǔ)償濾波器，在大的低通外部干擾情況下，不能完全壓縮外部干擾，其結(jié)果不能滿足旋轉(zhuǎn)精度的規(guī)格要求。
在現(xiàn)有無刷電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路中，當(dāng)給予電動(dòng)機(jī)的指令轉(zhuǎn)數(shù)變化時(shí)，需要具有使輸入速度誤差檢測(cè)器的基準(zhǔn)時(shí)鐘的頻率與指令轉(zhuǎn)數(shù)成比例地變化的功能。
由于現(xiàn)有無刷電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路不能使換向的時(shí)間與增減電樞線圈電流的時(shí)間同步，因而就不適于進(jìn)行所謂把由電樞線圈電阻值和通入線圈的電流值所決定的校正值對(duì)線圈電壓進(jìn)行實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)期間的加減運(yùn)算的處理。
由于現(xiàn)有無刷電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路用矩形波驅(qū)動(dòng)信號(hào)來開關(guān)驅(qū)動(dòng)三極管，則在換向時(shí)就會(huì)產(chǎn)生噪聲。
為了解決上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種在負(fù)載時(shí)在轉(zhuǎn)子位置信號(hào)上沒有相位滯后、不管穩(wěn)定時(shí)還是過渡時(shí)間都能穩(wěn)定地旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)而且引線處理也不復(fù)雜的無刷電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種即使隨著驅(qū)動(dòng)三極管的開關(guān)在端電壓波形上產(chǎn)生尖峰狀電壓變化也能正確地檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置信號(hào)的無刷電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種不設(shè)置專用的速度檢測(cè)器就能獲得速度信號(hào)的無刷電動(dòng)機(jī)驅(qū)電路。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種不受負(fù)荷條件的影響就能在最短時(shí)間內(nèi)確實(shí)起動(dòng)的無刷電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種能在低通外部干擾大的情況下完全壓縮外部干擾而提供高精度的旋轉(zhuǎn)的無刷電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種能通過切換速度誤差檢測(cè)器的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和速度誤差補(bǔ)償濾波器的增益元件使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)穩(wěn)定地變化的無刷電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種具有能使換向的時(shí)間與減小電樞線圈電流的時(shí)間同步結(jié)構(gòu)的無刷電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種換向時(shí)的噪聲很小的無刷電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。
本發(fā)明所述的無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路包括由多相電樞線圈驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子的無刷電動(dòng)機(jī)的各相線圈端電壓檢測(cè)裝置;在實(shí)際驅(qū)動(dòng)期間僅把由電樞線圈電阻和線圈電流決定的校正值同各相檢測(cè)線圈端電壓進(jìn)行加減運(yùn)算的各相端電壓校正裝置;比較該校正后的各相端電壓的大小的比較裝置。用由上述比較裝置檢測(cè)的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)來進(jìn)行各相電樞的外加驅(qū)動(dòng)。
本發(fā)明的另一種無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路包括由多相電樞線圈驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子的無刷電動(dòng)機(jī)的各相線圈端電壓檢測(cè)裝置;在實(shí)際驅(qū)動(dòng)期間僅把由電樞線圈電阻和線圈電流決定的校正值同各相間的線圈端電壓進(jìn)行加減運(yùn)算的各相間電壓差校正裝置;比較該校正后的各相間電壓差的大小的比較裝置。用由上述比較裝置檢測(cè)的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)來進(jìn)行各相電樞線圈的外加驅(qū)動(dòng)。
設(shè)置轉(zhuǎn)子位置信號(hào)的前沿·后沿信號(hào)檢測(cè)裝置，把它們的信號(hào)檢測(cè)結(jié)果看作為檢測(cè)速度信號(hào)而進(jìn)行速度反饋控制。
把給勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)各相電樞線圈的橋式電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)為驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的期間作為實(shí)際驅(qū)動(dòng)期間信號(hào)提供給各相端電壓校正裝置。
把給勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)各相電樞線圈的橋式電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)為驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的期間作為實(shí)際驅(qū)動(dòng)期間信號(hào)提供給各相間電壓差校正裝置。
設(shè)置同勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)電樞線圈的橋式電路串聯(lián)連接的實(shí)際電流檢測(cè)電阻，把流過該檢測(cè)電阻的電流作為線圈電流提供給各相端電壓校正裝置。
設(shè)置同勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)電樞線圈的橋式電路串聯(lián)連接的實(shí)際電流檢測(cè)電阻，把流過該檢測(cè)電阻的電流作為線圈電流提供給各相間電壓差校正裝置。
設(shè)置檢測(cè)各相端電壓的大小或各相間電壓差大小的比較信號(hào)的前沿·后沿邊緣的微分電路;和用由該微分電路檢測(cè)邊緣的時(shí)間閂鎖上述比較信號(hào)的閂鎖電路，把各閂鎖電路輸出進(jìn)行組合而作為轉(zhuǎn)子位置信號(hào)進(jìn)行各相電樞線圈的外加驅(qū)動(dòng)。
本發(fā)明的另一種無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路包括轉(zhuǎn)子位置信號(hào)生成裝置，從由多相電樞線圈驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子的無刷電動(dòng)機(jī)的各相端電壓或各相間的電壓差來檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置信號(hào);計(jì)數(shù)器，檢測(cè)上述輸出的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)的前沿·后沿邊緣并從各檢測(cè)邊緣信號(hào)中選擇需要的邊緣信號(hào)作為一方的輸出，并且對(duì)需要的邊緣信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)而作為起動(dòng)時(shí)各相電樞線圈的外加驅(qū)動(dòng)信號(hào);脈沖發(fā)生裝置，把該計(jì)數(shù)器的一方輸出作為輸入，該輸入在不能得到預(yù)定時(shí)間的情況下使計(jì)數(shù)器進(jìn)行正計(jì)數(shù)在起動(dòng)時(shí)由上述計(jì)數(shù)器的輸出進(jìn)行電樞線圈的外加驅(qū)動(dòng)。
本發(fā)明的另一種無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路包括轉(zhuǎn)子位置信號(hào)生成裝置，從由多相電樞線圈驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子的無刷電動(dòng)機(jī)的各相端電壓或各相間電壓差來檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置信號(hào);計(jì)數(shù)器，檢測(cè)上述輸出的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)的前沿·后沿邊緣并從各檢測(cè)邊緣信號(hào)中選擇需要的邊緣信號(hào)而作為一方輸出，并且對(duì)需要的邊緣信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)而作為起動(dòng)時(shí)各相電樞線圈的外加驅(qū)動(dòng)信號(hào);脈沖發(fā)生器，把該計(jì)數(shù)器的一方輸出作為輸入，該輸入在不能得到預(yù)定時(shí)間的情況下使計(jì)數(shù)器進(jìn)行正計(jì)數(shù);穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置，由上述轉(zhuǎn)子位置信號(hào)和上述計(jì)數(shù)器輸出的組合來監(jiān)視電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)異常時(shí)輸出再起動(dòng)脈沖而成為起動(dòng)狀態(tài)，在旋轉(zhuǎn)異常時(shí)由計(jì)數(shù)器的輸出進(jìn)行電樞線圈的外加驅(qū)動(dòng)。
設(shè)置切換裝置和計(jì)時(shí)器，對(duì)下述兩種情況進(jìn)行切換，即在起動(dòng)時(shí)或再起動(dòng)時(shí)，根據(jù)計(jì)數(shù)器的值來驅(qū)動(dòng)各相電樞線圈，而在其后的穩(wěn)態(tài)時(shí)由轉(zhuǎn)子位置信號(hào)來驅(qū)動(dòng)各相電樞線圈。由計(jì)時(shí)器設(shè)定起動(dòng)或再起動(dòng)時(shí)間并進(jìn)行切換。
設(shè)置切換裝置，對(duì)下列兩種情況進(jìn)行切換，即在起動(dòng)或再起動(dòng)時(shí)，根據(jù)計(jì)數(shù)器的值來驅(qū)動(dòng)各相電樞線圈，而在其后的穩(wěn)態(tài)時(shí)，由轉(zhuǎn)子位置信號(hào)來驅(qū)動(dòng)各相電樞線圈。隨著上述計(jì)數(shù)器成為預(yù)定值而結(jié)束起動(dòng)或再起動(dòng)時(shí)間并進(jìn)行切換。
設(shè)置切換裝置，對(duì)下列兩種情況進(jìn)行切換，即在起動(dòng)或再起動(dòng)時(shí)，根據(jù)計(jì)數(shù)器的值來驅(qū)動(dòng)各相電樞線圈，而在其后的穩(wěn)態(tài)時(shí)，由轉(zhuǎn)子位置信號(hào)來驅(qū)動(dòng)各相電樞線圈;和轉(zhuǎn)子速度信號(hào)檢測(cè)裝置。隨著所檢測(cè)的速度信號(hào)成為預(yù)定速度而結(jié)束起動(dòng)或再起動(dòng)時(shí)間并進(jìn)行切換。
設(shè)置切換裝置，對(duì)下列兩種情況進(jìn)行切換，即在起動(dòng)或再起動(dòng)時(shí)，根據(jù)計(jì)數(shù)器的值來驅(qū)動(dòng)各相電樞線圈，而在其后的穩(wěn)態(tài)時(shí)，由轉(zhuǎn)子位置信號(hào)來驅(qū)動(dòng)各相電樞線圈。隨著所檢測(cè)的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)成為預(yù)定組合值而結(jié)束起動(dòng)或再起動(dòng)時(shí)間并進(jìn)行切換。
設(shè)置切換裝置，對(duì)下列兩種情況進(jìn)行切換，即在起動(dòng)或再起動(dòng)時(shí)，根據(jù)計(jì)數(shù)器的值來驅(qū)動(dòng)各相電樞線圈，而在其后的穩(wěn)態(tài)時(shí)，由轉(zhuǎn)子位置信號(hào)來驅(qū)動(dòng)多相電樞線圈。隨著給各相電樞線圈的驅(qū)動(dòng)信號(hào)成為預(yù)定的組合值而結(jié)束起動(dòng)或再起動(dòng)時(shí)間并進(jìn)行切換。
設(shè)置切換裝置，對(duì)下列兩種情況進(jìn)行切換，即在起動(dòng)或再起動(dòng)時(shí)，根據(jù)計(jì)數(shù)器的值來驅(qū)動(dòng)各相電樞線圈，而在其后的穩(wěn)態(tài)時(shí)，由轉(zhuǎn)子位置信號(hào)來驅(qū)動(dòng)各相電樞線圈;和根據(jù)需要設(shè)置計(jì)時(shí)器或轉(zhuǎn)子速度信號(hào)檢測(cè)裝置。隨著計(jì)時(shí)器設(shè)定時(shí)間結(jié)束或速度信號(hào)檢測(cè)值成為預(yù)定速度或計(jì)數(shù)器成為預(yù)定值或所檢測(cè)的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)成為預(yù)定組合值或給各相電樞線圈的驅(qū)動(dòng)信號(hào)成為預(yù)定組合值這幾種情況成立，結(jié)束起動(dòng)或再起動(dòng)時(shí)間并進(jìn)行切換。
設(shè)置計(jì)數(shù)器，在輸入計(jì)數(shù)器的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)未進(jìn)行預(yù)定時(shí)間變化的情況下，作為旋轉(zhuǎn)異常而輸出再起動(dòng)脈沖并成為起動(dòng)狀態(tài)，成為使其本身進(jìn)行正計(jì)數(shù)。
設(shè)置位置檢測(cè)器，檢測(cè)相對(duì)于從各相端電壓或各相間電壓差檢測(cè)出的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)偏移電角度π/6的位置;和保持電路，輸出由該位置檢測(cè)器的輸出和起動(dòng)指示信號(hào)決定的選擇信號(hào)。在起動(dòng)或再起動(dòng)時(shí)，計(jì)數(shù)器根據(jù)上述選擇信號(hào)決定給各相電樞的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
設(shè)置位置檢測(cè)器，檢測(cè)相對(duì)于從各相端電壓或各相間電壓差檢測(cè)出的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)偏移電角度π/6的位置;和保持電路，輸出由該位置檢測(cè)器的輸出和起動(dòng)指示信號(hào)決定的選擇信號(hào)。把上述位置檢測(cè)器的輸出使用到起動(dòng)或再起動(dòng)時(shí)的最初的給電樞的驅(qū)動(dòng)信號(hào)上，在其后的起動(dòng)或再起動(dòng)時(shí)的驅(qū)動(dòng)中，使用計(jì)數(shù)器根據(jù)上述選擇信號(hào)決定給各相電樞的驅(qū)動(dòng)信號(hào)組合的信號(hào)。
本發(fā)明的另一種無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，在基本結(jié)構(gòu)上，進(jìn)一步設(shè)置有微分電路，用來檢測(cè)各相端電壓大小或各相間電壓差大小的比較信號(hào)的前沿·后沿邊緣;計(jì)時(shí)器，根據(jù)該微分電路的邊緣檢測(cè)而進(jìn)行工作并在預(yù)定時(shí)間后停止工作;閂鎖電路，根據(jù)微分電路中檢測(cè)出邊緣的時(shí)間來閂鎖比較信號(hào)，根據(jù)計(jì)時(shí)器停止的時(shí)間解除閂鎖。把上述閂鎖電路的輸出進(jìn)行組合而作為轉(zhuǎn)子位置信號(hào)進(jìn)行各相電樞線圈的外加驅(qū)動(dòng)。
根據(jù)給電樞的指令轉(zhuǎn)數(shù)來變化閂鎖電路從閂鎖比較信號(hào)到解除閂鎖的計(jì)時(shí)器時(shí)間長度。
本發(fā)明的另一種無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路包括轉(zhuǎn)子位置信號(hào)生成裝置，用來從多相的各相端電壓或各相間電壓差檢測(cè)轉(zhuǎn)子的位置信號(hào);脈沖發(fā)生裝置，用來檢測(cè)該輸出的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)的前沿·后沿邊緣，從各檢測(cè)邊緣信號(hào)中選擇需要的邊緣信號(hào)并提供輸出脈沖列，在需要的邊緣信號(hào)不能在預(yù)定時(shí)間內(nèi)得到的情況下提供模擬脈沖列;計(jì)數(shù)器，用來對(duì)該脈沖發(fā)生裝置的輸出進(jìn)行計(jì)數(shù);穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置，用來在轉(zhuǎn)子位置信號(hào)同計(jì)數(shù)器的值的關(guān)系不是預(yù)定關(guān)系的情況下輸出旋轉(zhuǎn)異常信號(hào);再起動(dòng)脈沖發(fā)生裝置，用來在起動(dòng)和再起動(dòng)后的設(shè)定時(shí)間內(nèi)遮蔽上述穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置的旋轉(zhuǎn)異常信號(hào)，在設(shè)定時(shí)間結(jié)束后根據(jù)上述旋轉(zhuǎn)異常信號(hào)輸出再起動(dòng)脈沖。在起動(dòng)時(shí)和由再起動(dòng)脈沖所產(chǎn)生的再起動(dòng)時(shí)的設(shè)定時(shí)間內(nèi)，由計(jì)數(shù)器的輸出進(jìn)行電樞線圈的外加驅(qū)動(dòng)。
設(shè)置切換裝置和計(jì)時(shí)器，對(duì)下列情況進(jìn)行切換，即在起動(dòng)或再起動(dòng)時(shí)，根據(jù)計(jì)數(shù)器的值驅(qū)動(dòng)各相電樞線圈，在其后的穩(wěn)態(tài)時(shí)根據(jù)轉(zhuǎn)子位置信號(hào)驅(qū)動(dòng)各相電樞線圈。由計(jì)時(shí)器來設(shè)定起動(dòng)或再起動(dòng)時(shí)間并進(jìn)行切換。
本發(fā)明的另一種無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路包括速度檢測(cè)裝置，用來檢測(cè)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的速度;速度誤差檢測(cè)裝置，用來把該檢測(cè)出的轉(zhuǎn)子實(shí)際轉(zhuǎn)速同目標(biāo)轉(zhuǎn)速之差作為速度誤差信號(hào)輸出;速度誤差補(bǔ)償濾波器，用來把該檢測(cè)出的速度誤差信號(hào)作為輸入，比例·積分(PI)濾波器與一階滯后濾波器構(gòu)成并聯(lián)電路，將該并聯(lián)電路的各輸入相加值作為一階滯后濾波器的串聯(lián)電路的輸入，把相加的一階滯后輸出作為給電樞線圈的電流指令值。
此外還包括速度檢測(cè)裝置，用來檢測(cè)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的速度;速度誤差檢測(cè)裝置，用來把檢測(cè)出的轉(zhuǎn)子實(shí)際轉(zhuǎn)速與目標(biāo)轉(zhuǎn)速之差作為速度誤差信號(hào)而輸出;速度誤差補(bǔ)償濾波器，用來把該檢測(cè)出的速度誤差信號(hào)作為輸入，比例·積分濾波器與一階滯后濾波器構(gòu)成串聯(lián)電路，該串聯(lián)電路與不相同另外設(shè)置的一階滯濾波器構(gòu)成并聯(lián)電路，把該并聯(lián)電路的各輸出相加值作為給電樞線圈的電流指令值。
此外還包括速度檢測(cè)裝置，用來檢測(cè)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的速度;速度誤差檢測(cè)裝置，用來把該檢測(cè)出的轉(zhuǎn)子實(shí)際轉(zhuǎn)速與目標(biāo)轉(zhuǎn)速之差作為速度誤差信號(hào)而輸出;速度誤差補(bǔ)償濾波器，用來從該檢測(cè)出的速度誤差信號(hào)獲得給電樞線圈的電流指令值。根據(jù)給無刷電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的指令轉(zhuǎn)數(shù)來變化速度誤差檢測(cè)裝置的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和速度誤差補(bǔ)償濾波器的增益。
本發(fā)明的另一種無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，包括轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)裝置，用來檢測(cè)電樞線圈同轉(zhuǎn)子的相對(duì)位置;轉(zhuǎn)向控制裝置，用來根據(jù)該檢測(cè)出的轉(zhuǎn)子位置切換通電相;速度檢測(cè)裝置，用來檢測(cè)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的速度;速度誤差檢測(cè)裝置，用來把該檢測(cè)出的轉(zhuǎn)子實(shí)際轉(zhuǎn)速與目標(biāo)轉(zhuǎn)速之差作為速度誤差信號(hào)而輸出;速度誤差補(bǔ)償濾波器，用來從該檢測(cè)出的速度誤差信號(hào)獲得給電樞線圈的電流指令值。由換向控制裝置來切換通電相并在一定時(shí)間后進(jìn)行給電樞線圈的電流指令值的增減。
在起動(dòng)和再起動(dòng)期間，給電樞線圈提供最大電流。
本發(fā)明的另一種無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，包括轉(zhuǎn)子位置信號(hào)生成裝置，用來從多相的各相端電壓或各相間電壓差檢測(cè)出轉(zhuǎn)子位置信號(hào);脈沖發(fā)生裝置，用來檢測(cè)該輸出的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)的前·后沿邊緣，從各檢測(cè)出的邊緣信號(hào)中選擇需要的邊緣信號(hào)而提供輸出脈沖列，在需要的邊緣信號(hào)未得到預(yù)定信號(hào)的情況下提供模擬脈沖列;計(jì)數(shù)器，用來對(duì)該脈沖發(fā)生裝置的輸出進(jìn)行計(jì)數(shù)。由計(jì)數(shù)器的輸出來進(jìn)行電樞線圈的外加驅(qū)動(dòng)。
本發(fā)明的另一種無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，其基本結(jié)構(gòu)包括換向電路，從由包含各相端電壓或各相間電壓差校正裝置和比較該輸出的各相端電壓或各相間電壓差的大小的比較裝置的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)檢測(cè)裝置所檢測(cè)出的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)來獲得電樞線圈驅(qū)動(dòng)信號(hào);梯形驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路，對(duì)該換向電路的輸出進(jìn)行加工而成為梯形的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。把該梯形驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給電樞線圈。
在梯形驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路中設(shè)置充放電電路，由來自外部的控制信號(hào)來改變?cè)摮浞烹婋娐返臅r(shí)間常數(shù)。
設(shè)置使轉(zhuǎn)子位置信號(hào)的相位提前的相位超前電路，把該相位超前電路的相位超前量設(shè)定約為相當(dāng)于驅(qū)動(dòng)電樞線圈的梯形驅(qū)動(dòng)信號(hào)的梯度時(shí)間的1/2。
本發(fā)明的無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，在所檢測(cè)出的各相線圈端電壓上僅在實(shí)際驅(qū)動(dòng)期間才進(jìn)行線圈電流部分的電壓校正，由校正后的各相端電壓的比較結(jié)果的信號(hào)組合來驅(qū)動(dòng)電樞。
本發(fā)明的無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，在所檢測(cè)出的各相間線圈端電壓差上僅在實(shí)際驅(qū)動(dòng)期間才進(jìn)行線圈電流部分的電壓校正，由校正后的各相間電壓差的比較結(jié)果的信號(hào)組合來驅(qū)動(dòng)電樞。
轉(zhuǎn)子位置信號(hào)的前沿·后沿信號(hào)被作為檢測(cè)速度信號(hào)來進(jìn)行反饋控制。
給橋式電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)把處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)期間作為實(shí)際驅(qū)動(dòng)狀態(tài)而認(rèn)為是線圈端電壓的校正期間。
給橋式電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)把處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)期間作為實(shí)際驅(qū)動(dòng)狀態(tài)而認(rèn)為是各相間線圈端電壓差的校正期間。
在串聯(lián)連接在橋式電路中的電阻中所流通的電流被作為線圈電流檢測(cè)，作為給線圈端電壓的校正電壓而使用。
在串聯(lián)連接在橋式電路中的電阻中所流通的電流作為線圈電流被檢測(cè)，作為給各相間線圈端電壓差而被使用。
對(duì)各線圈電壓或相間電壓差相互間的大小比較信號(hào)進(jìn)行一次微分，由該微分信號(hào)所得到的時(shí)間來閂鎖比較信號(hào)而生成不受噪聲影響的新的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)。由這些位置信號(hào)的組合來驅(qū)動(dòng)電樞線圈。
本發(fā)明的無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，選擇轉(zhuǎn)子位置信號(hào)的前沿·后沿邊緣中的所需要的信號(hào)，在起動(dòng)時(shí)，使用該選擇的需要信號(hào)來驅(qū)動(dòng)電樞線圈。
本發(fā)明的無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，選擇轉(zhuǎn)子位置信號(hào)的前沿·后沿邊緣中的所需要的信號(hào)，監(jiān)視電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，在旋轉(zhuǎn)異常時(shí)使用該選擇的需要信號(hào)來驅(qū)動(dòng)電樞線圈。
進(jìn)行從起動(dòng)時(shí)到穩(wěn)態(tài)時(shí)的驅(qū)動(dòng)切換，由計(jì)時(shí)器相對(duì)應(yīng)的設(shè)定時(shí)間來決定起動(dòng)時(shí)間。
進(jìn)行從起動(dòng)時(shí)到穩(wěn)態(tài)時(shí)的驅(qū)動(dòng)切換，由計(jì)數(shù)器進(jìn)行正計(jì)數(shù)作為預(yù)定值來決定起動(dòng)時(shí)間。
進(jìn)行從起動(dòng)時(shí)到穩(wěn)態(tài)時(shí)的驅(qū)動(dòng)切換，由轉(zhuǎn)子的檢測(cè)速度作為預(yù)定速度來決定起動(dòng)時(shí)間。
進(jìn)行從起動(dòng)時(shí)到穩(wěn)態(tài)時(shí)的驅(qū)動(dòng)切換，由所檢測(cè)出的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)作為預(yù)定值來決定起動(dòng)時(shí)間。
進(jìn)行從起動(dòng)時(shí)到穩(wěn)態(tài)時(shí)的驅(qū)動(dòng)切換，由給電樞的驅(qū)動(dòng)信號(hào)作為預(yù)定值來決定起動(dòng)時(shí)間。
進(jìn)行從起動(dòng)時(shí)到穩(wěn)態(tài)時(shí)的驅(qū)動(dòng)切換，由設(shè)定時(shí)間結(jié)束、到達(dá)設(shè)定速度、預(yù)定數(shù)的計(jì)數(shù)、轉(zhuǎn)子位置信號(hào)為穩(wěn)態(tài)、給電樞的驅(qū)動(dòng)信號(hào)為穩(wěn)態(tài)這些條件成立來決定起動(dòng)時(shí)間。
監(jiān)視計(jì)數(shù)器的工作，在沒有輸出的情況下看作為旋轉(zhuǎn)異常而成為再起動(dòng)狀態(tài)。
通過檢測(cè)其他的預(yù)定電角度偏離位置的位置信號(hào)，來決定起動(dòng)或再起動(dòng)時(shí)的給電樞的驅(qū)動(dòng)信號(hào)組合。
通過檢測(cè)其他的預(yù)定電角度偏離位置的位置信號(hào)，由該位置信號(hào)來決定起動(dòng)或再起動(dòng)時(shí)的最初驅(qū)動(dòng)信號(hào)，由該位置信號(hào)和其他條件來決定其后的起動(dòng)或再起動(dòng)時(shí)的給電樞的驅(qū)動(dòng)信號(hào)組合。
通過由預(yù)定時(shí)間對(duì)各線圈電壓或相間電壓差相互間大小比較信號(hào)進(jìn)行預(yù)定時(shí)間閂鎖，得到變化的未進(jìn)行波形整形的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)，由該轉(zhuǎn)子位置信號(hào)的組合驅(qū)動(dòng)電樞線圈。
解除閂鎖的計(jì)時(shí)器時(shí)間根據(jù)從外部給電樞的指令轉(zhuǎn)數(shù)而變化。
本發(fā)明的無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，在起動(dòng)和再起動(dòng)時(shí)，切換成為使電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)的強(qiáng)制通電相，并且，在起動(dòng)或再起動(dòng)后，在經(jīng)過預(yù)定時(shí)間后，當(dāng)旋轉(zhuǎn)異常時(shí)，成為再起動(dòng)狀態(tài)。
由計(jì)時(shí)器設(shè)定從起動(dòng)時(shí)到穩(wěn)態(tài)時(shí)的驅(qū)動(dòng)切換，確實(shí)地進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
在本發(fā)明的無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路中，經(jīng)過并聯(lián)在比例積分(PI)濾波器上的壓縮低通外部干擾的一階滯后濾波器，從速度誤差信號(hào)變換為給電樞線圈的電流指令值。
在本發(fā)明的無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路中，經(jīng)過與比例積分(PI)濾波器和一階滯后濾波器的串聯(lián)電路并聯(lián)設(shè)置的壓縮低通外部干擾的一階滯后濾波器，從速度誤差信號(hào)變換為給電樞線圈的電流指令值。
在本發(fā)明的無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路中，目標(biāo)轉(zhuǎn)速和速度誤差補(bǔ)償濾波器的增益根據(jù)給電動(dòng)機(jī)的指令轉(zhuǎn)數(shù)而變化，從速度誤差信號(hào)獲得給電樞線圈的電流指令值，給速度誤差檢測(cè)器的基準(zhǔn)時(shí)鐘為恒定的。
在本發(fā)明的無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路中，在進(jìn)行了通電相的切換后，在一定時(shí)間后發(fā)出對(duì)給電樞線圈的電流量增減的指令。
在本發(fā)明的無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路中，在起動(dòng)和再起動(dòng)時(shí)給電樞提供最大電流，以確實(shí)起動(dòng)。
本發(fā)明的無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，選擇轉(zhuǎn)子位置信號(hào)的前沿·后沿邊緣中的所需要的信號(hào)，由對(duì)該需要的信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器的值來驅(qū)動(dòng)電樞線圈。
設(shè)置對(duì)矩形波的驅(qū)動(dòng)信號(hào)進(jìn)行處理而生成梯形濾驅(qū)動(dòng)信號(hào)的裝置，由該梯形波的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來驅(qū)動(dòng)電樞線圈。
由來自外部的控制信號(hào)來改變梯形波驅(qū)動(dòng)信號(hào)的梯度。
通過相位超前電路，使梯形波驅(qū)動(dòng)信號(hào)的大致梯度中心與最佳換向時(shí)間相一致。
圖1是表示本發(fā)明的無刷馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的實(shí)施例1的整體結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖2是表示端子電壓校正電路的具體結(jié)構(gòu)例的圖。
圖3是表示實(shí)施例1的比較電路的具體結(jié)構(gòu)圖。
圖4是說明實(shí)施例1、2的工作的信號(hào)波形圖。
圖5是說明實(shí)施例1、2的工作的信號(hào)波形圖。
圖6是校正轉(zhuǎn)換信號(hào)生成電路的結(jié)構(gòu)圖和端子電壓的信號(hào)波形圖。
圖7是表示通電相和驅(qū)動(dòng)信號(hào)關(guān)系圖。
圖8是表示本發(fā)明的無刷馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的實(shí)施例2的整體結(jié)構(gòu)方框圖。
圖9是表示端子間電壓校正電路的具體結(jié)構(gòu)例的圖。
圖10是說明端子間校正電路工作的圖表。
圖11是表示實(shí)施例2的比較電路的具體結(jié)構(gòu)例的圖。
圖12是說明端子間電壓校正電路工作的圖表。
圖13是表示本發(fā)明的無刷馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的實(shí)施例3的整體結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖14是表示本發(fā)明的無刷馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的實(shí)施例4的整體結(jié)構(gòu)方框圖。
圖15是表示本發(fā)明的無刷馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的實(shí)施例5的整體結(jié)構(gòu)方框圖。
圖16是表示本發(fā)明的無刷馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的實(shí)施例6的整體結(jié)構(gòu)方框圖。
圖17是表示波形整形電路的具體結(jié)構(gòu)例的圖。
圖18是說明波形整形電路工作的信號(hào)波形圖。
圖19是說明波形整形電路工作的信號(hào)波形圖。
圖20是表示本發(fā)明的無刷馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的實(shí)施例8的整體結(jié)構(gòu)方框圖。
圖21是表示實(shí)施例8的驅(qū)動(dòng)信號(hào)和通電相關(guān)系的圖表。
圖22是表示實(shí)施例8的驅(qū)動(dòng)信號(hào)與轉(zhuǎn)子位置信號(hào)關(guān)系的圖表。
圖23是表示實(shí)施例8的計(jì)數(shù)器電路的具體結(jié)構(gòu)例的圖。
圖24是說明實(shí)施例8的計(jì)數(shù)器電路工作的圖表。
圖25是說明實(shí)施例8的計(jì)數(shù)器電路工作的圖表。
圖26是表示實(shí)施例8的脈沖發(fā)生電路的具體結(jié)構(gòu)例的圖。
圖27是表示實(shí)施例8的驅(qū)動(dòng)信號(hào)和計(jì)數(shù)器電路的輸出值關(guān)系的圖表。
圖28是說明實(shí)施例8工作的定時(shí)圖。
圖29是說明實(shí)施例8工作的定時(shí)圖。
圖30是表示本發(fā)明的無刷馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的實(shí)施例9的整體結(jié)構(gòu)方框圖。
圖31是表示轉(zhuǎn)子位置信號(hào)與計(jì)數(shù)器值關(guān)系的圖表。
圖32是說明實(shí)施例9工作的定時(shí)圖。
圖33是表示本發(fā)明的無刷馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的實(shí)施例10的整體結(jié)構(gòu)方框圖。
圖34是表示實(shí)施例10的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路的具體結(jié)構(gòu)例的圖。
圖35是說明實(shí)施例10的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路工作的定時(shí)圖。
圖36是表示本發(fā)明的無刷馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的實(shí)施例11的整體結(jié)構(gòu)方框圖。
圖37是表示實(shí)施例11的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路的具體結(jié)構(gòu)例的圖。
圖38是說明實(shí)施例11的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路工作的定時(shí)圖。
圖39是表示本發(fā)明的無刷馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的實(shí)施例12的整體結(jié)構(gòu)方框圖。
圖40是表示實(shí)施例12的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路具體結(jié)構(gòu)例的圖。
圖41是說明實(shí)施例12的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路工作的定時(shí)圖。
圖42是表示本發(fā)明的無刷馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的實(shí)施例13的整體結(jié)構(gòu)方框圖。
圖43是表示實(shí)施例13的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路的具體結(jié)構(gòu)例的圖。
圖44是說明實(shí)施例13的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路工作的定時(shí)圖。
圖45是表示本發(fā)明的無刷馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的實(shí)施例14的整體結(jié)構(gòu)方框圖。
圖46是表示實(shí)施例14的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路的具體結(jié)構(gòu)例的圖。
圖47是說明實(shí)施例14的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路工作的定時(shí)圖。
圖48是表示本發(fā)明的無刷馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的實(shí)施例15的整體結(jié)構(gòu)方框圖。
圖49是表示實(shí)施例15的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路的具體結(jié)構(gòu)例的圖。
圖50是說明實(shí)施例15的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路工作的定時(shí)圖。
圖51是表示本發(fā)明的無刷馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的實(shí)施例16的整體結(jié)構(gòu)方框圖。
圖52是表示實(shí)施例16的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路的具體結(jié)構(gòu)例的圖。
圖53是用以說明速度信號(hào)生成電路工作的定時(shí)圖。
圖54是說明實(shí)施例16的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路工作的定時(shí)圖。
圖55是表示本發(fā)明的無刷馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的實(shí)施例17的整體結(jié)構(gòu)方框圖。
圖56是表示實(shí)施例17的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路的具體結(jié)構(gòu)例的圖。
圖57是說明實(shí)施例17的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路工作的定時(shí)圖。
圖58是表示本發(fā)明的無刷馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的實(shí)施例18的整體結(jié)構(gòu)方框圖。
圖59是表示實(shí)施例18的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路的具體結(jié)構(gòu)例的圖。
圖60是說明實(shí)施例18的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路工作的定時(shí)圖。
圖61是表示本發(fā)明的無刷馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的實(shí)施例19的整體結(jié)構(gòu)方框圖。
圖62是表示實(shí)施例19的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路的具體結(jié)構(gòu)例的圖。
圖63是說明實(shí)施例19的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路工作的定時(shí)圖。
圖64是表示本發(fā)明的無刷馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的實(shí)施例20的整體結(jié)構(gòu)方框圖。
圖65是表示實(shí)施例20的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路的具體結(jié)構(gòu)例的圖。
圖66是說明實(shí)施例20的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路工作的定時(shí)圖。
圖67是表示實(shí)施例21的整體結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖68是表示本發(fā)明的無刷馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的實(shí)施例22的整體結(jié)構(gòu)方框圖。
圖69是說明實(shí)施例22的工作的定時(shí)圖。
圖70是說明實(shí)施例22的工作的圖表。
圖71是表示實(shí)施例22的計(jì)數(shù)器電路的具體結(jié)構(gòu)例的圖。
圖72是說明實(shí)施例22的工作的圖表。
圖73是說明實(shí)施例22的工作的定時(shí)圖。
圖74是說明實(shí)施例22的工作的定時(shí)圖。
圖75是表示本發(fā)明的無刷馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的實(shí)施例23的整體結(jié)構(gòu)方框圖。
圖76是說明實(shí)施例23的工作的定時(shí)圖。
圖77是說明實(shí)施例23的工作的定時(shí)圖。
圖78是表示本發(fā)明的無刷馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的實(shí)施例24的整體結(jié)構(gòu)方框圖。
圖79是表示本發(fā)明的無刷馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置在正常旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的端子電壓校正電路各部分的信號(hào)波形圖。
圖80是表示圖78的波形整形電路的結(jié)構(gòu)例的圖。
圖81是表示正常旋轉(zhuǎn)中的端子電壓波形和波形整形電路各部分波形的圖。
圖82是說明圖80的波形整形電路的工作的信號(hào)波形圖。
圖83是說明實(shí)施例25的掩碼信號(hào)發(fā)生電路和定時(shí)器的工作的信號(hào)波形圖。
圖84是說明實(shí)施例25的掩碼信號(hào)發(fā)生電路和定時(shí)器的工作的信號(hào)波形圖。
圖85是說明實(shí)施例25的掩碼信號(hào)發(fā)生電路和定時(shí)器的工作的信號(hào)波形圖。
圖86表示實(shí)施例26的啟動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)。
圖87表示實(shí)施例26的模擬脈沖發(fā)生電路的結(jié)構(gòu)。
圖88是說明實(shí)施例26的模擬脈沖發(fā)生電路的工作的信號(hào)波形圖。
圖89表示實(shí)施例26的再啟動(dòng)脈沖發(fā)生電路的一個(gè)結(jié)構(gòu)例。
圖90是說明實(shí)施例26的工作的信號(hào)波形圖。
圖91表示實(shí)施例27的啟動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)。
圖92表示實(shí)施例27的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路的結(jié)構(gòu)。
圖93是表示轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路的工作的信號(hào)波形圖。
圖94是實(shí)施例28的速度誤差補(bǔ)償濾波器的方框圖。
圖95表示實(shí)施例28的速度誤差補(bǔ)償濾波器的頻率特性。
圖96是實(shí)施例28的數(shù)字式速度誤差補(bǔ)償濾波器的方框圖。
圖97是實(shí)施例29的速度誤差補(bǔ)償濾波器的方框圖。
圖98表示實(shí)施例29的速度誤差補(bǔ)償濾波器的頻率特性。
圖99是實(shí)施例29的數(shù)字式速度誤差補(bǔ)償濾波器的方框圖。
圖100是表示本發(fā)明的無刷馬達(dá)用驅(qū)動(dòng)電路的實(shí)施例30的整體結(jié)構(gòu)方框圖。
圖101表示實(shí)施例30的速度誤差檢測(cè)電路的結(jié)構(gòu)。
圖102是實(shí)施例31的PI濾波器方框圖。
圖103是說明實(shí)施例32的無刷馬達(dá)用驅(qū)動(dòng)電路的工作的信號(hào)波形圖。
圖104是表示本發(fā)明的無刷馬達(dá)用驅(qū)動(dòng)電路的實(shí)施例33的整體結(jié)構(gòu)方框圖。
圖105表示實(shí)施例33的速度誤差補(bǔ)償濾波器的結(jié)構(gòu)。
圖106是表示本發(fā)明的無刷馬達(dá)用驅(qū)動(dòng)電路的實(shí)施例34的整體結(jié)構(gòu)方框圖。
圖107表示實(shí)施例34的脈沖選擇電路的結(jié)構(gòu)。
圖108是說明實(shí)施例34的驅(qū)動(dòng)電路的工作的定時(shí)圖。
圖109是說明實(shí)施例34的驅(qū)動(dòng)電路的工作的定時(shí)圖。
圖110是表示本發(fā)明的無刷馬達(dá)用驅(qū)動(dòng)電路的實(shí)施例35的整體結(jié)構(gòu)方框圖。
圖111表示梯形驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路中的邏輯電路的結(jié)構(gòu)。
圖112表示實(shí)施例35的充放電電路的結(jié)構(gòu)。
圖113是說明實(shí)施例35的驅(qū)動(dòng)電路的工作的定時(shí)圖。
圖114表示梯形驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路中的梯形波合成電路的結(jié)構(gòu)。
圖115是表示本發(fā)明的無刷馬達(dá)用驅(qū)動(dòng)電路的實(shí)施例36的整體結(jié)構(gòu)方框圖。
圖116表示實(shí)施例36的充放電電路的結(jié)構(gòu)。
圖117是說明實(shí)施例36的驅(qū)動(dòng)電路的工作的信號(hào)波形圖。
圖118是表示本發(fā)明的無刷馬達(dá)用驅(qū)動(dòng)電路的實(shí)施例37的整體結(jié)構(gòu)方框圖。
圖119表示實(shí)施例37的比較電路的結(jié)構(gòu)。
圖120是表示以往的無刷馬達(dá)用驅(qū)動(dòng)裝置的整體結(jié)構(gòu)方框圖。
圖121表示以往的無刷馬達(dá)用驅(qū)動(dòng)裝置的整體結(jié)構(gòu)及其工作定時(shí)圖。
圖122是表示以往的無刷馬達(dá)用驅(qū)動(dòng)電路的速度控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖123是以往的無刷馬達(dá)用驅(qū)動(dòng)電路的速度誤差補(bǔ)償濾波器的方框圖。
實(shí)施例1在本發(fā)明中，檢測(cè)各相電樞線圈電壓，由于在對(duì)檢測(cè)出的線圈電壓進(jìn)行比較而得到的位置信號(hào)上會(huì)產(chǎn)生相位滯后，則僅在實(shí)際負(fù)載狀態(tài)下施加為負(fù)載電阻和電流的乘積的校正電壓來校正該相位滯后，得到實(shí)際負(fù)載狀態(tài)下的正相位的位置信號(hào)，根據(jù)該位置信號(hào)，由轉(zhuǎn)向電路生成各電樞線圈的驅(qū)動(dòng)電壓。
下面說明一個(gè)例子，從各相電樞線圈電壓檢測(cè)出等效的電動(dòng)機(jī)速度，把該檢測(cè)速度進(jìn)行反饋而在轉(zhuǎn)子速度控制中使用。
由本實(shí)施例來說明根據(jù)該設(shè)想形成的無刷電動(dòng)機(jī)的構(gòu)成和工作。圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的無刷電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的第一實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)方框圖。在圖1中，12、13、14是中點(diǎn)不接地的三相星形接法的無刷電動(dòng)機(jī)電樞線圈，11是對(duì)驅(qū)動(dòng)三極管組TR1-TR6進(jìn)行通電控制而把預(yù)定的驅(qū)動(dòng)電流提供給電樞線圈12、13、14的橋式電路。為了方便把電樞線圈12、13、14稱為U相、V相、W相。1是對(duì)端電壓進(jìn)行校正而輸出校正端電壓信號(hào)1a、1b、1c的端電壓校正電路，2是比較所校正的各相端電壓的大小而得到邏輯信號(hào)2a、2b、2c的比較電路，3是對(duì)邏輯信號(hào)2a、2b、2c進(jìn)行波形整形而得到轉(zhuǎn)子位置信號(hào)3a、3b、3c的波形整形電路，上述1、2、3的部件構(gòu)成了轉(zhuǎn)子位置信號(hào)生成電路4。5是輸入能使電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)信號(hào)的端子，6是脈沖發(fā)生電路，7是計(jì)數(shù)器電路，8是切換信號(hào)發(fā)生電路，換向電路9根據(jù)從轉(zhuǎn)子位置信號(hào)生成電路4、端子5、計(jì)數(shù)器電路7、切換信號(hào)發(fā)生電路8所輸入的信號(hào)的狀態(tài)而輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a-9f，以開關(guān)控制驅(qū)動(dòng)三極管組TR1-TR6。
圖2表示端電壓校正電路1的一個(gè)具體結(jié)構(gòu)例。在圖2中，20-34是npn三極管，35是pnp三極管，36-56是電阻，57-60是恒流源。U相端電壓輸入npn三極管20的基極，V相端電壓輸入npn三極管25的基極，W相端電壓輸入npn三極管30的基極，電流控制電路211的輸出(相當(dāng)于電樞線圈電阻降的電壓)通過端子61連接到pnp三極管35的基極上。62-67是輸入切換端電壓校正的校正切換信號(hào)的端子。各相所校正的端電壓作為1a、1b、1c而輸出。
圖3表示比較電路2的一個(gè)具體結(jié)構(gòu)例。在圖3中，70-81是電阻，82-84是差動(dòng)放大電路，85-87是比較器。所校正的U相端電壓1a分別通過電阻70.75輸入，差動(dòng)放大電路82的正向輸入端和差動(dòng)放大電路83的反向輸入端;所校正的V相端電壓1b分別通過電阻74.79輸入差動(dòng)放大電路83的正向輸入端和差動(dòng)放電路84的反向輸入端;所校正的W相端電壓1c分別通過電阻78.71輸入差動(dòng)放電路84的正向輸入端和差動(dòng)放大電路82的反向輸入端。差動(dòng)放大電路82、83、84的反向輸入端通過電阻73、77、81連接在差動(dòng)放大電路82、83、84的輸出端上，各個(gè)輸出端連接在比較器85、86、87的正向輸入端上?；鶞?zhǔn)電壓Vref輸入差動(dòng)放大電路82、83、84的非反向輸入端和比較器85、86、87的反向輸入端。差動(dòng)放大電路82輸出以Vref為中心電壓的1a和1c的差動(dòng)放大信號(hào)。由比較器85比較該差動(dòng)放大信號(hào)和Vref而得到邏輯信號(hào)2a。由同樣的程度得到邏輯信號(hào)2b、2c。
圖4表示未校正端電壓的情況下的無負(fù)載時(shí)各相端電壓波形和從比較電路2輸出的邏輯信號(hào)2a、2b、2c與通電相的關(guān)系。雖然在實(shí)際的端電壓波形上當(dāng)換向時(shí)會(huì)發(fā)生尖峰狀電壓波動(dòng)，但在此為簡化說明而將其省略。在無負(fù)荷時(shí)，由于通電電流量小，電樞線圈上的電阻降可以忽略不計(jì)，端電壓波形為圖4所示的左右對(duì)稱形，可以得到與轉(zhuǎn)子具有預(yù)定相位關(guān)系的邏輯信號(hào)。
另一方面，圖5表示未校正端電壓情況下的負(fù)載時(shí)各相的端電壓波形和從比較電路2輸出的邏輯信號(hào)2a、2b、2c與通電相的關(guān)系。在負(fù)載時(shí)，由于具有通電電流，就不能對(duì)電樞線圈上的電阻降的影響忽略不計(jì)。進(jìn)行比較的兩個(gè)端電壓，一方為通電相而另一方為不通電相。例如，當(dāng)從V→W向U→W切換通電時(shí)，雖然把V相和U相的端電壓進(jìn)行比較，但V相為通電相而U相為不通電相。電阻部分的電壓重疊到作為通電相的V相端電壓波形上。由于另一方U相中沒有電流流通，反應(yīng)電壓僅產(chǎn)生在端電壓中(由于橋式電路的電源電壓固定為Vcc而中點(diǎn)是不接地的，則中點(diǎn)電壓下降電阻降部分，作為實(shí)際所觀測(cè)的端電壓波形，作為不通電相的U相端電壓為電位下降形)。因此，在V相端電壓和U相端電壓的電壓電位相一致的位置上會(huì)發(fā)生偏移，所得到的邏輯信號(hào)，與由圖5的2b為例所表示的無負(fù)載時(shí)的情況相比，相位滯后了。
為了解決發(fā)生該相位滯后的問題，可以采用在從通電相的端電壓上加上或減去電阻降部分的電壓以后，再比較端電壓的大小，從而得到邏輯信號(hào)2a、2b、2c。例如，對(duì)于U相來說，在V相或W相通電時(shí)從U相減去電阻降部分的電壓，在U相通電時(shí)從V相或W相加上電阻降部分的電壓。
下面參照附圖對(duì)端電壓校正電路1的具體工作進(jìn)行說明。在圖2中，雖然表示的U、V、W三相時(shí)的端電壓校正電路，但在此著眼于V相的端電壓校正電路來進(jìn)行說明。
首先，對(duì)端子62和端子63為高電平的情況進(jìn)行分析。此時(shí)，由于npn三極管22、npn三極管24的集電極電壓為0，則npn三極管21、npn三極管23的發(fā)射極電壓也為0，在電阻37、電阻40中沒有電流流通。因此，流過電阻36(電阻值R1)的電流為由恒流源57所提供的i1，在U相端電壓校正電路的輸出端上所觀測(cè)到的電壓為從端電壓校正電路的輸入值減去在三極管20的基極-發(fā)射極間電壓(Vbe)和電阻36上的電阻降電壓的差值。
1a＝U-Vbe-R1·i1(1)然后對(duì)端子62和端子63為低電平的情況進(jìn)行分析。在端子61上輸入為Vir的電壓。此時(shí)，由于npn三極管22、npn三極管24的集電極電壓為Vir+Vbe(V)，npn三極管21、npn三極管23的發(fā)射極電壓為Vir，在電阻37(電阻值R2)、電阻40(電阻值R2)中分別流通Vir/R2的電流。因此，在電阻36中流通的電流是由恒流源57所提供的i1和流通在電阻37、電阻40中的電流之和，在U相端電壓校正電路的輸出端上所觀測(cè)到的電壓為式(2)那樣1a＝U-Vbe-R1·i1-2·R1·Vir/R2(2)在端子62為高電平而端子63為低電平的情況下，或者在端子62為低電平而端子63為高電平的情況下，由于不是電阻37就是電阻40不流通Vir/R2的電流，則在U相端電壓校正電路的輸出端上所觀測(cè)到的電壓為式(3)那樣1a＝U-Vbe-R1·i1-R1·Vir/R2(3)結(jié)果，如果在要加上電阻降部分的電壓時(shí)(V→U、U→W通電時(shí))，把端子62、端子63設(shè)定為高電平，而在要減去電阻降部分的電壓時(shí)(U→V、U→W通電時(shí))，把端子62、端子63設(shè)定為低電平，就能校正端電壓。
在U相為不通電相而沒有必要校正時(shí)(V→W、W→V通電時(shí))，可以把端子62設(shè)定為高電平把端子63設(shè)定為低電平，或者把端子62設(shè)定為低電平把端子63設(shè)定為高電平。同樣，對(duì)于V相，在要加上電阻降部分的電壓時(shí)(U→V、W→V通電時(shí))，把端子64、端子65設(shè)定為高電平，而在要減去電阻降部分的電壓時(shí)(V→U、V→W通電時(shí))，把端子64、端子65設(shè)定為低電平，在沒必要進(jìn)行校正時(shí)(U→W、W→U通電時(shí))，把端子64設(shè)定為高電平把端子65設(shè)定為低電平，或者把端子64設(shè)定為低電平把端子65設(shè)定為高電平。
對(duì)于W相，在要加上電阻降部分的電壓時(shí)(U→W、V→W通電時(shí))，把端子66端子67設(shè)定為高電平，在要減去電阻降部分的電壓時(shí)(W→U、W→V通電時(shí))，把端子66、端子67設(shè)定為低電平，在沒有必要進(jìn)行校正時(shí)(U→V、V→U通電時(shí))，把端子66設(shè)定為高電平把端子67設(shè)定為低電平，或者把端子66設(shè)定為低電平把端子67設(shè)定為高電平。圖6(b)表示把通電相與輸入端子62-67的校正切換信號(hào)的關(guān)系集中起來形成的時(shí)序圖。
圖6(a)是用于在所檢測(cè)出的線圈端電壓上僅在實(shí)際驅(qū)動(dòng)期間校正電阻·電流的乘積的具體校正切換信號(hào)生成電路16的詳細(xì)電路圖。在本實(shí)施例中，使用轉(zhuǎn)子位置信號(hào)3a、3b、3c作為輸入，通過邏輯元件的組合來把圖6(b)所示的切換信號(hào)傳送給端電壓校正電路1的各個(gè)端子62-67。
在本實(shí)施例中，如圖1所示，由電流控制電路211和其緩沖放大器212、電阻213、驅(qū)動(dòng)三極管214來進(jìn)行流通在電樞中的線圈電流的電流控制，所以在端電壓校正電路1的端子61上使用電流控制電路211的輸出。
電流控制電路211從邏輯脈沖信號(hào)201中檢測(cè)實(shí)際的轉(zhuǎn)速和指令轉(zhuǎn)速的誤差，控制通入電樞線圈的電流以使所檢測(cè)出的誤差為零。
而且，雖然在本實(shí)施例中是對(duì)適用于三相無刷電動(dòng)機(jī)的例子進(jìn)行描述，但應(yīng)該明白也可以適用于不限于三相的各種多相無刷電動(dòng)機(jī)。而且，也可以用OP放大器和數(shù)字IC來構(gòu)成本實(shí)施例中由三極管電路所構(gòu)成的裝置。
實(shí)施例2在本實(shí)施例中，檢測(cè)各相電樞線圈電壓，由于在其原狀下會(huì)發(fā)生相位滯后，則僅在實(shí)際負(fù)載狀態(tài)下把負(fù)載電阻同電流的乘積的校正電壓加到各相電壓差上來進(jìn)行校正，得到實(shí)際負(fù)載狀態(tài)下的正相位下的端電壓，由換向電路根據(jù)該線圈端電壓生成各電樞線圈的驅(qū)動(dòng)電路。
在本實(shí)施例中，說明由上述設(shè)想形成的無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)和工作。圖8是表示根據(jù)本發(fā)明的無刷電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的第二實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)方框圖。在圖8中，與實(shí)施例1相同的部件用同一標(biāo)號(hào)表示。轉(zhuǎn)子位置信號(hào)生成電路102由用來校正端子間電壓并輸出校正端子間電壓信號(hào)100a-100f的端子間電壓校正電路100;把所校正的端子間電壓進(jìn)行比較而獲得邏輯信號(hào)101a、101b、101c的比較電路101;波形整形電路3所構(gòu)成。
在圖9中示出了端子間電壓校正電路100的一個(gè)具體結(jié)構(gòu)例。在圖9中，110-127是npn三極管，128是pnp三極管，129-155是電阻，156-162是恒流源。U相端電壓加到npn三極管110、117的基極，V相端電壓加到npn三極管116、123的基極，W相端電壓加到npn三極管111、122的基極，與電樞線圈電阻降相關(guān)的電壓所輸入的端子163連接到pnp三極管128的基極上。164-169是輸入切換端子間電壓校正的校正切換信號(hào)的端子。所校正的端子間電壓作為100a-100f輸出。
下面參照附圖來對(duì)端子間電壓校正電路的具體工作進(jìn)行說明。在圖9中，電源電壓為Vcc，電阻129、131、138、140、147、149的電阻值為R3，電阻130、139、148的電阻值為R4，電阻134、135、143、144、152、153的電阻值為R5，由恒流源156、157、159-152提供的電流值為i2，npn三極管的基極電流為ib，輸入端子163的電壓為Vir。
首先，對(duì)端子164為高電平的情況進(jìn)行分析。此時(shí)，npn三極管113的發(fā)射極電壓為0，在電阻134中沒有電流流通。在電阻130中，在從npn三極管110的發(fā)射極端子到npn三極管111的發(fā)射極端子的方向上，流通的電流為(V-W)/R4。因此，在電阻129中流通的電流為i2+(U-W)/R4-ib，從端子間電壓校正電路100所輸出的100a為式(4)那樣100a＝Vcc-R3·｛i2+(U+W)/R4-ib｝(4)另一方面，在端子164為低電平的情況下，在電阻134中流通的電流為Vir/R5，從端子間電壓校正電路100所輸出的100a為式(5)那樣100a＝Vcc-R3·｛i2+(U+W)/R4+Vir/R5-ib｝(5)如果對(duì)于其他的端子間電壓用相同的程序分析，則端子164-169的邏輯電平同100a-100f的關(guān)系為圖10那樣。
圖11表示比較電路101的一個(gè)具體結(jié)構(gòu)例子。在圖11中，170-172是比較器，比較器170比較100b和100a并輸出邏輯信號(hào)101a，比較器171比較100d和100c并輸出邏輯信號(hào)101b，比較器172比較100f和100e并輸出邏輯信號(hào)101c。
下面對(duì)比較電路101的具體工作進(jìn)行說明。在端子164和端子165為高電平的情況下，從比較器170輸出的邏輯信號(hào)101a為U＞W(wǎng)。在端子164為低電平而端子165為高電平的情況下，輸出的邏輯信號(hào)101a為｛U+(R4·Vir)/(2·R5)｝＞W(wǎng)。反之，在端子164為高電平而端子165為低電平的情況下，輸出的邏輯信號(hào)為｛U-(R4·Vir)/(2·R5)｝＞W(wǎng)。
如圖5所示，通過U相和W相的端電壓相一致來檢測(cè)轉(zhuǎn)子位置，是在從U→V到W→V切換通電時(shí)和從V→U到V→W切換通電時(shí)，但由于在哪種情況下在比較時(shí)刻U相為通電相而W相為不通電相，則電阻降部分的電壓被重疊到U相端電壓上。因而，就需要在比較時(shí)刻從V相端電壓校正電阻降部分的電壓。在從U→V到W→V換通電時(shí)，需要從U相端電壓減去電阻降部分的電壓，在從V→U到V→W切換通電時(shí)，需要從U相端電壓加上電阻降部分的電壓。因而，把(R4·Vir)/(2·R5)作為與電樞線圈電阻降有關(guān)的電壓，而設(shè)定R4、R5，如果在U→V通電時(shí)端子164為高電平而端子165為低電平，在V→U通電時(shí)端子164為低電平而端子165為高電平，則對(duì)校正了電阻降部分的U相端電壓和W相端電壓進(jìn)行比較而獲得邏輯信號(hào)101a，就能得到與實(shí)施例相同的效果。
對(duì)于其他的端子間電壓可以用相同的程序進(jìn)行分析，如果在V→W通電時(shí)把端子166設(shè)定為高電平而把端子167設(shè)定為低電平;在W→V通電時(shí)把端子166設(shè)定為低電平而把端子167設(shè)定為高電平;在W→U通電時(shí)把端子168設(shè)定為高電平而把端子169設(shè)定為低電平;在U→W通電時(shí)把端子168設(shè)定為低電平而把端子169設(shè)定為高電平，就能得到與實(shí)施例相同的效果。圖12表示出上述通電相同輸入端子164-169的校正切換信號(hào)的關(guān)系。
實(shí)施例3在本實(shí)施例中，檢測(cè)出實(shí)施例1所述的各相電樞線圈電壓，僅在實(shí)際負(fù)載狀態(tài)下施加作為負(fù)載電阻和電流乘積的校正電壓來進(jìn)行校正，之后，根據(jù)實(shí)際負(fù)載狀態(tài)下的正相位下的端電壓，由換向電路生成各電樞線圈的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，但是，作為此時(shí)的校正切換信號(hào)來使用上述驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
在本實(shí)施例中，對(duì)根據(jù)該設(shè)想而形成的無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)和工作進(jìn)行說明。圖13是表示根據(jù)本發(fā)明的無刷電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的第三實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)方框圖。在圖13中與實(shí)施例1相同的部件用相同標(biāo)號(hào)來表示。在本實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f分別與端電壓校正電路1的端子63、端子65、端子67、端子62、端子64、端子66相連接。
在實(shí)施例1的圖6所示的校正切換信號(hào)是與換向同步的信號(hào)。因而，可以依次把開關(guān)驅(qū)動(dòng)三極管TR1-TR6的驅(qū)動(dòng)信號(hào)使用到校正切換信號(hào)中。圖7表示構(gòu)成圖1這種橋式電路11情況下的通電相同驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a-9f的關(guān)系。與圖6的端子62、端子63、端子64、端子65、端子66、端子67相對(duì)的校正切換信號(hào)分別與驅(qū)動(dòng)信號(hào)9d、9a、9e、9b、9f、9c相一致。因而，本發(fā)明中的無刷電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的一個(gè)實(shí)施例可以構(gòu)成為圖13所示那樣。
實(shí)施例4
本實(shí)施例是把實(shí)施例2和實(shí)施例3結(jié)合起來的例子。即，檢測(cè)出各相電樞線圈電壓，僅在實(shí)際負(fù)載狀態(tài)下把作為負(fù)載電阻同電流的乘積的校正電壓加到各相電壓差上來進(jìn)行校正，根據(jù)正相位下的端電壓，由換向電路生成各電樞線圈的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，但是從驅(qū)動(dòng)信號(hào)得到此時(shí)的校正切換信號(hào)。
圖14是表示本發(fā)明的無刷電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的第四實(shí)施例整體結(jié)構(gòu)的方框圖。在圖14中，與實(shí)施例2相同的部件用相同的標(biāo)號(hào)表示。在本實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a與端子間電壓校正電路100的端子165、端子168相連接，驅(qū)動(dòng)信號(hào)9b與端子間電壓校正電路100的端子164、端子167相連接，驅(qū)動(dòng)信號(hào)9c與端子間電壓校正電路100的端子166、端子169相連接。
在對(duì)端子間電壓進(jìn)行校正時(shí)，與實(shí)施例3相同，可以在校正切換信號(hào)中依次使用開關(guān)驅(qū)動(dòng)三極管TR1-TR6的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。例如，由于輸入端子164的校正切換信號(hào)在U→V通電時(shí)最好為高電平，而在V→U通電時(shí)最好為低電平，就可以使用驅(qū)動(dòng)信號(hào)9b、9e。同樣，可以在輸入端子165的校正切換信號(hào)中使用驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9d;在輸入端子166的校正切換信號(hào)中使用驅(qū)動(dòng)信號(hào)9c、9f;在輸入端子167的校正切換信號(hào)中使用驅(qū)動(dòng)信號(hào)9b、9e在輸入端子168的校正切換信號(hào)中使用驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9d;在輸入端子169的校正切換信號(hào)中使用驅(qū)動(dòng)信號(hào)9c、9f。因此，可以如圖14所示那樣來構(gòu)成本發(fā)明的無刷電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的一個(gè)實(shí)施例。
實(shí)施例5在本實(shí)施例中，作為僅在實(shí)際負(fù)載狀態(tài)下施加為負(fù)載電阻與電流乘積的校正電壓時(shí)的負(fù)載電流值，設(shè)置負(fù)載電流檢測(cè)傳感器電阻，由該檢測(cè)電壓得到實(shí)際負(fù)載電流。
在本實(shí)施例中，對(duì)根據(jù)上述設(shè)想而形成的無刷電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)和工作進(jìn)行說明。在圖15中，與實(shí)施例1相同的部件用相同標(biāo)號(hào)表示。在本實(shí)施例中，TR4-TR6的共同的發(fā)射極端子同端電壓校正電路1的端子61相連接。
在圖15中，由于電阻10同驅(qū)動(dòng)三極管TR4-TR6的共同發(fā)射極端子相連接，在電樞線圈中流通的電流流過電阻10。因此，就可以檢測(cè)出作為電阻10上的電壓降，在電樞線圈中流通的電流量。如果在電樞線圈中流過的電流為IL，一相中的電樞線圈電阻的電阻值為r，電阻10的電阻值為Rs，則在電樞線圈上的電阻降為IL·r，輸入端子61的電壓為IL·Rs。由于由端電壓校正電路所校正的電壓為R1·IL·Rs/Rz，所以可以把R1、R2、R3設(shè)定為使該值等于IL·r。
實(shí)施例6下面說明在實(shí)施例2中適用實(shí)施例5的方案的例子。
圖16是表示本發(fā)明的無刷電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的第六實(shí)施例整體結(jié)構(gòu)的方框圖。在圖16中，與實(shí)施例相同的部件用相同的標(biāo)號(hào)表示。在本實(shí)施例中，TR4-TR6的共同發(fā)射極端子同端電壓校正電路100的端子163相連接。
在對(duì)端子間電壓進(jìn)行校正時(shí)，與電樞線圈電阻降相關(guān)量的電壓，與實(shí)施例5相同，可以從TR6-TR6的共發(fā)射極端子上檢測(cè)，可以如圖16所示那樣構(gòu)成本發(fā)明的無刷電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的一個(gè)實(shí)施例。
實(shí)施例7
在上述實(shí)施例中，是把任一種波形作為沒有紊亂的理想波形來說明其工作。但在實(shí)際的波形上，有噪聲加入，工作中會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，混入了圖18以后所述的尖峰狀噪聲。下面說明對(duì)這種波形進(jìn)行了考慮而能正常工作的例子。
在本實(shí)施例中，對(duì)這種情況予以考慮，在由一次波形整形電路把檢測(cè)出的信號(hào)波形還愿為正的穩(wěn)定波形之后，再進(jìn)行上述實(shí)施例中所述的校正和驅(qū)動(dòng)。
圖17表示波形整形電路3的一個(gè)具體結(jié)構(gòu)例子。在圖17中，180是閂鎖電路，181-186是D觸發(fā)器，187-189是EOR電路，190是OR電路，191是單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器。圖18表示穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下的端電壓波形和波形整形電路各部分的信號(hào)波形，圖19是對(duì)圖18的時(shí)刻T0-T1之間波形進(jìn)行放大的圖。
參照?qǐng)D18、圖19來對(duì)波形整形電路的具體工作進(jìn)行說明。給波形整形電路的輸入信號(hào)是從比較電路2或比較電路101輸出的邏輯信號(hào)2a、2b、2c或101a、101b、101c。雖然在實(shí)施例1、實(shí)施例2中，忽略不計(jì)伴隨著驅(qū)動(dòng)三極管的開關(guān)而在端電壓波形上所產(chǎn)生的尖峰狀電壓波動(dòng)，但在實(shí)際中，在端電壓波形上會(huì)發(fā)生尖峰狀電壓波動(dòng)。當(dāng)然，在校正了電樞線圈電阻降的端電壓波形上，也會(huì)遺留下該電壓波動(dòng)。因而，把端電壓相互間進(jìn)行比較而得到的邏輯信號(hào)2a、2b、2c就包含了圖18所示那樣的尖峰狀噪聲。
該邏輯信號(hào)，首先輸入閂鎖電路180。閂鎖電路180是根據(jù)使能端180a的狀態(tài)而進(jìn)行閂鎖工作的電路，在使能端180a為高電平時(shí)按原狀輸出其輸入數(shù)據(jù)。當(dāng)使能端180a變?yōu)榈碗娖綍r(shí)閂鎖其輸入數(shù)據(jù)，在使能端180a為低電平期間，持續(xù)地輸出所閂鎖的數(shù)據(jù)。在初始狀態(tài)中，閂鎖電路180的使能端180a是高電平，邏輯信號(hào)2a、2b、2c按原狀分別輸入D型觸發(fā)器181、183、185。D型觸發(fā)器181-186和EOR電路187-189構(gòu)成兩邊緣微分電路，在邏輯信號(hào)2a、2b、2c的前沿和后沿邊緣的時(shí)間下，EOR電路187-189輸出微分脈沖。在時(shí)刻T2，被校正的端電壓1a和1c的電壓電平相一致，一但2a的極性發(fā)生變化，由兩邊緣微分電路檢測(cè)邊緣，發(fā)生微分脈沖203。由OR電路190來合成EOR電路187-189的輸出信號(hào)而成為邏輯脈沖信號(hào)，并輸入單穩(wěn)多諧振蕩器191。單穩(wěn)多諧振蕩器191由邏輯脈沖信號(hào)201的前沿觸發(fā)，在預(yù)定時(shí)間T3內(nèi)，輸出低電平的脈沖204。脈沖204輸入閂鎖電路的使能端180a。由于使能端180a為低電平，閂鎖電路108閂鎖住邏輯信號(hào)2a、2b、2c，脈沖204持續(xù)輸出低電平期間的閂鎖數(shù)據(jù)。D型觸發(fā)器182、184、186的輸出信號(hào)195、196、197成為被波形整形了的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)3a、3b、3c，輸入下一級(jí)的換向電路9，進(jìn)行轉(zhuǎn)向工作。當(dāng)進(jìn)行換向工作時(shí)，由于驅(qū)動(dòng)三極管進(jìn)行開關(guān)，在U相端電壓波形上發(fā)生尖峰狀電壓波動(dòng)，其結(jié)果，在不希望的位置上即圖18、圖19的2b上發(fā)生尖峰狀的噪聲205。而且，在發(fā)生尖峰狀噪聲205的時(shí)刻，由來自單穩(wěn)多諧振蕩器191的脈沖204阻塞了給閂鎖電路的輸入數(shù)據(jù)。因而，由閂鎖電路180遮蔽了尖峰狀噪聲205，在經(jīng)過波形整形的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)3a、3b、3c中不會(huì)產(chǎn)生尖峰狀噪聲。
在上述的波形整形電路3中，從OR電路190所輸出的邏輯信號(hào)201在穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)時(shí)是以一定時(shí)間間隔所得到的信號(hào)。因此，該邏輯信號(hào)201可以作為用于控制轉(zhuǎn)速的速度信號(hào)來使用。
而且，在本實(shí)施例中雖然描述的是三相無刷電動(dòng)機(jī)的例子，但也可以適用于不限于三相的各種多相無刷電動(dòng)機(jī)。
實(shí)施例8下面對(duì)在起動(dòng)時(shí)對(duì)負(fù)載沒有影響的在短時(shí)間內(nèi)能進(jìn)行穩(wěn)定起動(dòng)的裝置結(jié)構(gòu)和工作進(jìn)行說明。
在起動(dòng)時(shí)，開始進(jìn)行這種驅(qū)動(dòng)，即獲得由每相檢測(cè)電壓所組成的組合信號(hào)。具體地說是，從無刷電動(dòng)機(jī)的各相線圈電壓檢測(cè)出轉(zhuǎn)子位置信號(hào)，檢測(cè)·選擇該轉(zhuǎn)子位置信號(hào)的前沿·后沿邊緣而得到需要的邊緣信號(hào)，并且對(duì)需要的邊緣信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)而作為起動(dòng)時(shí)的各相電樞線圈的外加驅(qū)動(dòng)信號(hào)。進(jìn)而，在沒有得到作為該輸入的時(shí)間的情況下，強(qiáng)制性地施加外加驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
圖20表示根據(jù)上述方案所形成的三相無刷電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的一個(gè)實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)圖。9是輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f的換向電路，11是對(duì)無刷電動(dòng)機(jī)的預(yù)定相進(jìn)行通電的橋式電路，4是從無刷電動(dòng)機(jī)的各端電壓生成位置信號(hào)3a、3b、3c的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)生成電路，7是檢測(cè)·選擇位置信號(hào)3a、3b、3c的前沿和后沿邊緣而獲得需要的邊緣信號(hào)并且對(duì)該需要的邊緣信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器電路，6是輸出模擬脈沖6a的脈沖發(fā)生電路。
下面進(jìn)行詳細(xì)說明。電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)信號(hào)5a是由從外部輸入的信號(hào)，在使能時(shí)代表旋轉(zhuǎn)，在阻塞時(shí)代表停止。在本實(shí)施例中，使能為高，阻塞為低。
在圖20中，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)信號(hào)5a被接入換向電路9和計(jì)數(shù)器電路7。從換向電路9輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f分別接在三極管TR1、TR2、TR3、TR4、TR5、TR6的基極上。在本實(shí)施例中，三極管TR1、TR2、TR3由pnp型三極管構(gòu)成，三極管TR4、TR5、TR6由npn型三極管構(gòu)成。三極管TR1、TR2、TR3的發(fā)射極同電源連接，其集電極同三極管TR4、TR5、TR6的集電極相連接，三極管TR4、TR5、TR6的發(fā)射極通過電阻10被接地。由這些三極管組構(gòu)成橋式電路11。三極管TR1、TR2、TR3、TR4、TR5、TR6的集電極連接在三相無刷電動(dòng)機(jī)的星形接法的U相、V相、W相的各電樞線圈端上。這樣，通過各三極管的導(dǎo)通截止來使各電樞線圈通電，圖21表示本實(shí)施例中的驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f與通電相的關(guān)系表。圖21是用表來表示圖7的內(nèi)容。如果沿圖21中箭頭的順序來切換通電相，則轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)。
同橋式電路11相連接的各電樞線圈端被連在轉(zhuǎn)子位置信號(hào)生成電路4上。在轉(zhuǎn)子位置信號(hào)生成電路4中，從U相、V相、W相的端電壓U、V、W生成了比特的位置信號(hào)3a、3b、3c。圖22表示本實(shí)施例中的驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f同位置信號(hào)3a、3b、3c的邏輯關(guān)系例子。從轉(zhuǎn)子位置信號(hào)生成電路4所輸出的位置信號(hào)3a、3b、3c被輸入計(jì)數(shù)器電路7。
圖23表示本實(shí)施例的計(jì)數(shù)器電路7的結(jié)構(gòu)圖。位置信號(hào)3a、3b、3c分別輸入前沿邊緣檢測(cè)電路250、252、254和后沿邊緣檢測(cè)電路251、253、255，由前沿邊緣檢測(cè)電路250、252、254輸出前沿邊緣脈沖250a、252a、254a，由后沿邊緣檢測(cè)電路251、253、255輸出后沿邊緣脈沖251a、253a、255a。所檢測(cè)出的邊緣脈沖250a、252a、254a、251a、253a、255a輸入脈沖選擇電路256。從圖20所示的脈沖發(fā)生電路6所輸出的模擬脈沖6a輸入脈沖選擇電路256。作為脈沖選擇電路256輸出的脈沖列7d被輸入計(jì)數(shù)器。在本實(shí)施例中，在對(duì)脈沖列7d進(jìn)行計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器中使用6進(jìn)制計(jì)數(shù)器257。圖24表示在本實(shí)施例中使用的6進(jìn)制計(jì)數(shù)器257的輸入脈沖數(shù)同輸出值的邏輯關(guān)系例子。在圖中輸入脈沖數(shù)為6以上時(shí)，計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c再次從低·低·低開始計(jì)數(shù)。從計(jì)數(shù)器電路7輸出的脈沖列7d，用于輸入圖20中的脈沖發(fā)生電路6。從6進(jìn)制計(jì)數(shù)器257所輸出的計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c輸入計(jì)數(shù)器電路7內(nèi)的脈沖選擇電路256和圖20中的換向電路9。脈沖選擇電路256，參照現(xiàn)在的計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c，輸出正轉(zhuǎn)時(shí)下一個(gè)應(yīng)該所檢測(cè)出理論上的位置信號(hào)邊緣脈沖或者模擬脈沖6a。圖25表示本實(shí)施例中的計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c同正轉(zhuǎn)時(shí)下一個(gè)應(yīng)該所檢測(cè)出的理論上的邊緣脈沖250a、252a、254a、251a、253a、255a的邏輯關(guān)系例子。從圖25可以看出，例如，在計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c為低·低·低時(shí)，輸出邊緣脈沖253a，而在其他例子即使輸入邊緣脈沖250a，也不會(huì)輸出。但是，輸出模擬脈沖6a與計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c無關(guān)。
圖26表示本實(shí)施例的脈沖發(fā)生電路6的結(jié)構(gòu)圖。在本實(shí)施例中，由可再觸發(fā)的單觸發(fā)器260和前沿邊緣檢測(cè)電路261構(gòu)成脈沖發(fā)生電路6。上述脈沖選擇電路256輸出的脈沖列7d被輸入到可再觸發(fā)的單觸發(fā)器260?？稍儆|發(fā)的單觸發(fā)器260的輸出260a被輸入到前沿邊緣檢測(cè)電路261，與設(shè)在上述計(jì)數(shù)器電路7中的前沿邊緣檢測(cè)電路250、252、254相同，檢測(cè)可再觸發(fā)的單觸發(fā)器260的輸出260a的前沿邊緣，輸出模擬脈沖6a。在這種結(jié)構(gòu)中，在可再觸發(fā)的單觸發(fā)器260中在設(shè)定時(shí)間內(nèi)輸入脈沖列7d的脈沖時(shí)，可再觸發(fā)的單觸發(fā)器260被清零，輸出260a不會(huì)變化，這樣，不會(huì)輸出模擬脈沖6a。而且，在設(shè)定時(shí)間內(nèi)未輸入脈沖列7a時(shí)，由于可再觸發(fā)的單觸發(fā)器260的輸出260a為從低(電平)變到高(電平)，就檢測(cè)出其前沿，而輸出模擬脈沖6a。
在本實(shí)施例中，在可再觸發(fā)的單觸發(fā)器260被清零時(shí)的輸出260a為低(電平)時(shí)，則在預(yù)定時(shí)間內(nèi)未輸入脈沖列7d的情況下變?yōu)楦?電平)，使用后沿邊緣檢測(cè)電路，在可再觸發(fā)的單觸發(fā)器260被清零時(shí)的輸出260a為高(電平)時(shí)，在預(yù)定時(shí)間內(nèi)未輸入脈沖到7d的情況下變?yōu)榈?電平)，得到相同的模擬脈沖6a。
換向電路9，在電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)信號(hào)5a為低(電平)時(shí)，把驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c設(shè)定為高(電平)而把驅(qū)動(dòng)信號(hào)9d、9e、9f設(shè)定為低(電平)，從而使橋式電路11的三極管組截止，無刷電動(dòng)機(jī)成為不通電狀態(tài)。然后，在電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)信號(hào)5a變?yōu)楦?電平)之后的起動(dòng)模式中，由計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c的組合輸出轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f。圖27表示本實(shí)施例中設(shè)定的驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f同計(jì)數(shù)器電路7輸出值7a、7b、7c的邏輯關(guān)系組合例子。如果以圖中的箭頭方向切換驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f，轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)。
下面對(duì)本實(shí)施例中的無刷電動(dòng)機(jī)的工作進(jìn)行說明。在電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)信號(hào)5a變?yōu)楦?電平)之后，由于計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c為低·低·低，從圖27可看出驅(qū)動(dòng)信號(hào)9b為低(電平)，9f為高(電平)，從圖21可看出V-W相通電。此時(shí)，為無刷電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)而信號(hào)信號(hào)變化的情況、反轉(zhuǎn)而位置信號(hào)變化的情況、或停在通電穩(wěn)定點(diǎn)上而位置信號(hào)不變化的情況。
首先，對(duì)轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)的情況進(jìn)行說明。圖28是轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)時(shí)的各部分信號(hào)波形例子。通過V-W相通電，圖21和圖22中位置信號(hào)3a、3b、3c變?yōu)楦?、高、低。此時(shí)由于計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c為低·低·低，從圖25可知，只要未檢測(cè)出邊緣脈沖253a或模擬脈沖6a，6進(jìn)制計(jì)數(shù)器257不進(jìn)行計(jì)數(shù)。當(dāng)轉(zhuǎn)子由于慣性而接著以正轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于在電樞線圈中發(fā)生的反應(yīng)功率，端電壓U、V、W發(fā)生變化，位置信號(hào)3a、3b、3c變?yōu)楦摺さ汀さ?，檢測(cè)出圖28中的(A)這種邊緣脈沖253a。這樣，6進(jìn)制計(jì)數(shù)器257進(jìn)行正計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c變?yōu)楦摺さ汀さ?，由圖21和圖27可看出換向電路9把驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f設(shè)定為低·高·高·低·低·高，以使U-W相通電。此后在到達(dá)穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)之前，參照計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c的組合按圖27所示的關(guān)系依次切換通電相，以起動(dòng)無刷電動(dòng)機(jī)。
下面用圖29時(shí)轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)而位置信號(hào)變化的情況進(jìn)行說明。圖29是轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)時(shí)各部分信號(hào)波形例子。當(dāng)轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)時(shí)，位置信號(hào)3a變化，檢測(cè)出圖29中(B)所示的邊緣脈沖251a，在上述狀態(tài)下，由于未檢測(cè)到邊緣脈沖253a，6進(jìn)制計(jì)數(shù)器257不進(jìn)行正計(jì)數(shù)。而且，由于在預(yù)定時(shí)間t1內(nèi)不能檢測(cè)到邊緣脈沖253a，從圖29中的(c)所示的脈沖發(fā)生電路6輸出模擬脈沖6。6進(jìn)制計(jì)數(shù)器257根據(jù)該模擬脈沖6a進(jìn)行正計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c變?yōu)楦摺さ汀さ?。而且，由換向電路9把驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e·9f設(shè)定為低·高·高·低·低·高以使圖21和圖27中的U-W相通電。由此，轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)，此后，與上述正轉(zhuǎn)時(shí)相同，在到達(dá)穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)之前，參照計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c的組合，按圖27所示的關(guān)系依次切換通電相，以使無刷電動(dòng)機(jī)起動(dòng)。
在轉(zhuǎn)子不動(dòng)位置信號(hào)不變化的情況下，與反轉(zhuǎn)時(shí)相同，由于在預(yù)定時(shí)間t1內(nèi)不能檢測(cè)到邊緣脈沖253a，從脈沖發(fā)生電路6輸出模擬脈沖6。而且，與上述反轉(zhuǎn)時(shí)相同，6進(jìn)制計(jì)數(shù)器257時(shí)該模擬脈沖6a進(jìn)行計(jì)數(shù)，圖21和圖27中的通電相切換為U-W相，此后在到達(dá)穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)之前，參照計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c的組合，按圖27所示關(guān)系依次切換通電相，以使無刷電動(dòng)機(jī)起動(dòng)。
實(shí)施例9下面對(duì)由于工作中的任一種原因使電動(dòng)機(jī)停止而需要再起動(dòng)的情況下，在短時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定地進(jìn)行再起動(dòng)的裝置結(jié)構(gòu)和工作進(jìn)行說明。
具體地說，當(dāng)再起動(dòng)時(shí)，從無刷電動(dòng)機(jī)的各相線圈電壓檢測(cè)出轉(zhuǎn)子的位置信號(hào)，檢測(cè)·選擇該轉(zhuǎn)子位置信號(hào)的前沿·后沿邊緣而得到所需要的邊緣信號(hào)，進(jìn)而設(shè)置同該信號(hào)相組合而監(jiān)視電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)檢測(cè)電路。在異常檢測(cè)時(shí)，對(duì)邊緣信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，而作為再起動(dòng)時(shí)的各相電樞線圈的強(qiáng)制外加驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
圖30表示根據(jù)上述方案形成的三相無刷電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的實(shí)施例9的整體結(jié)構(gòu)。由于橋式電路11、轉(zhuǎn)子位置信號(hào)生成電路4、計(jì)數(shù)器電路7、脈沖發(fā)生電路6與實(shí)施例8相同而省略其說明。265是比較計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c和位置信號(hào)3a、3b、3c的穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)檢測(cè)電路。
在本實(shí)施例中，位置信號(hào)3a、3b、3c接入換向電路9。在起動(dòng)模式下，與實(shí)施例8相同，由計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c的組合來輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f，在穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)中，由位置信號(hào)3a、3b、3c的組合來輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f。位置信號(hào)3a、3b、3c和計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c輸入穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)檢測(cè)電路265。穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)檢測(cè)電路265在穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)中，計(jì)數(shù)器值變化，之后，在預(yù)定時(shí)間后，把位置信號(hào)3a、3b、3c同計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c進(jìn)行比較。圖31表示本實(shí)施例中的位置信號(hào)3a、3b、3c和計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c的理論邏輯關(guān)系組合例子。而且，當(dāng)該組合不是圖31所示的組合時(shí)，輸出再起動(dòng)脈沖265a。再起動(dòng)脈沖265a輸入換向電路9。
在這種結(jié)構(gòu)中，用圖32來說明穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)中由于任一種負(fù)載而使轉(zhuǎn)子停止時(shí)的例子。在圖32中，(D)以后轉(zhuǎn)子為停止。這種情況下，從脈沖(01)開始經(jīng)過在脈沖發(fā)生電路6中所設(shè)定的時(shí)間t1之后，從脈沖發(fā)生電路6輸出模擬脈沖(P2)。模擬脈沖(P2)從脈沖選擇電路256作為脈沖到7d的脈沖(O2)輸出，計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c按圖24的邏輯關(guān)系例子從低·高·低變?yōu)榈汀さ汀じ?。由于根?jù)位置信號(hào)3a、3b、3c的組合輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f，則即使計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c發(fā)生變化也不切換通電相。并且，在計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c發(fā)生變化后的預(yù)定時(shí)間t2之后，由穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)檢測(cè)電路265進(jìn)行位置信號(hào)3a、3b、3c與計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c的比較。在這種情況下，根據(jù)圖31，由于不是理論的組合，從穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)檢測(cè)電路265輸出再起動(dòng)脈沖(q3)，而轉(zhuǎn)換為起動(dòng)模式。在起動(dòng)模式下，如上述那樣，根據(jù)計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c的組合輸出起動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f，根據(jù)圖27，驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f成為高·高·低·低·高·低，而且換通電，進(jìn)行正轉(zhuǎn)。此后，如實(shí)施例8所述那樣，在到達(dá)穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)之前，按照?qǐng)D27所示的關(guān)系由計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c的組合來依次切換通電。
實(shí)施例10下面說明設(shè)有從起動(dòng)或再起動(dòng)向穩(wěn)態(tài)工作的切換裝置的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。
在本實(shí)施例中，把該切換作為時(shí)間設(shè)定，在某段時(shí)間后切換為穩(wěn)態(tài)工作。
圖33表示根據(jù)本發(fā)明的三相無刷電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的實(shí)施例10的整體結(jié)構(gòu)圖。橋式電路11、轉(zhuǎn)子位置信號(hào)生成電路4、計(jì)數(shù)器電路7、脈沖發(fā)生電路6、穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)檢測(cè)電路265與上述第8和第9實(shí)施例相同。8是切換信號(hào)發(fā)生電路，在由換向電路9輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f時(shí)，輸出用于切換參照計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c和位置信號(hào)3a、3b、3c中哪一種的切換信號(hào)8a。下面說明切換信號(hào)發(fā)生電路8。
在本實(shí)施例中，電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)信號(hào)5a和再起動(dòng)脈沖265a輸入切換信號(hào)發(fā)生電路8。切換信號(hào)8a輸入換向電路9。
圖34表示本實(shí)施例的切換信號(hào)發(fā)生電路8的結(jié)構(gòu)圖。在本實(shí)施例中，由計(jì)時(shí)器270構(gòu)成切換信號(hào)發(fā)生電路8。
下面用圖35來說明本實(shí)施例的切換信號(hào)發(fā)生電路8的工作。在本實(shí)施例中，如果輸入計(jì)時(shí)器270的電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)信號(hào)5a為高(電平)，計(jì)時(shí)器270接通，換向電路9按照?qǐng)D27所示的關(guān)系由計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c的組合輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f。經(jīng)過預(yù)定時(shí)間t0后，切換信號(hào)從低(電平)變?yōu)楦?電平)，換向電路9使用位置信號(hào)3a、3b、3c的組合輸出圖22所示那樣的驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f。
當(dāng)換向電路9根據(jù)位置信號(hào)3a、3b、3c的組合輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f時(shí)，如果輸入穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)檢測(cè)電路265輸出的再起動(dòng)脈沖265，計(jì)時(shí)器270被置“0”，切換信號(hào)8a從高(電平)變?yōu)榈?電平)。由此，換向電路9使用計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c來輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)7a、9b、9c、9d、9e、9f。再經(jīng)過預(yù)定時(shí)間t0后，切換信號(hào)8a從低(電平)變?yōu)楦?電平)，轉(zhuǎn)向電路9使用位置信號(hào)3a、3b、3c的組合來輸出圖22所示的驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f。
在本實(shí)施例中，切換信號(hào)8a，在參照計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c時(shí)設(shè)定為低(電平)而在參照位置信號(hào)3a、3b、3c時(shí)設(shè)定為高(電平)，但也可以設(shè)定為相反。
實(shí)施例11在本實(shí)施例中，在切換工作時(shí)，當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到一定值后，切換為穩(wěn)態(tài)工作。由此就能使電動(dòng)機(jī)確實(shí)旋轉(zhuǎn)。
圖36表示根據(jù)本發(fā)明的三相無刷電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的第11實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)圖。8c為切換信號(hào)發(fā)生電路，在由換向電路9輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f時(shí)，輸出用于切換參照計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c和位置信號(hào)3a、3b、3c中哪一種的切換信號(hào)8a。下面說明切換信號(hào)發(fā)生電路8c。
在本實(shí)施例中，脈沖列7d、電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)信號(hào)5a和再起動(dòng)脈沖265a接入切換信號(hào)發(fā)生電路8c。切換信號(hào)8a輸入換向電路9。
圖37表示本實(shí)施例的切換信號(hào)發(fā)生電路8c的結(jié)構(gòu)圖。在本實(shí)施例中，由模式切換計(jì)數(shù)器271構(gòu)成切換信號(hào)發(fā)生電路8c。
下面用圖38來說明本實(shí)施例的切換信號(hào)發(fā)生電路8c。模式切換計(jì)數(shù)器271，在電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)信號(hào)5a變?yōu)楦?電平)時(shí)，開始脈沖列7d的計(jì)數(shù)，換向電路9按照?qǐng)D27所示的關(guān)系由計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c的組合來輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f。如果模式切換計(jì)數(shù)器271對(duì)脈沖列7d進(jìn)行了預(yù)定次數(shù)X次計(jì)數(shù)，則切換信號(hào)8a從低(電平)變?yōu)楦?電平)，換向電路9按圖22所示那樣根據(jù)位置信號(hào)3a、3b、3c的組合來輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f。
在換向電路9根據(jù)位置信號(hào)3a、3b、3c的組合來輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f時(shí)，如果輸入穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)檢測(cè)電路265輸出的再起動(dòng)脈沖265a，模式切換計(jì)數(shù)器271被置“0”，切換信號(hào)8a從高(電平)變?yōu)榈?電平)。由此，換向電路9按照?qǐng)D27所示關(guān)系使用計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c來輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f。模式切換計(jì)數(shù)器271再次開始脈沖列7d的計(jì)數(shù)，如果進(jìn)行了預(yù)定次數(shù)X次的計(jì)數(shù)，切換信號(hào)8a從低(電平)變?yōu)楦?電平)，換向電路9使用位置信號(hào)3a、3b、3c的組合來輸出圖22所示那樣的驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f。
實(shí)施例12在本實(shí)施例中，根據(jù)時(shí)間和位置信號(hào)的檢測(cè)的組合來進(jìn)行切換，即在滿足兩方面的條件時(shí)進(jìn)行切換的方式。
圖39表示根據(jù)本發(fā)明的三相無刷電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的第12實(shí)施例的整體構(gòu)成圖。8D是切換信號(hào)發(fā)生電路，輸出用于切換參照計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c和位置信號(hào)3a、3b、3c中哪一個(gè)的切換信號(hào)。下面對(duì)切換信號(hào)發(fā)生電路8D進(jìn)行說明。
在本實(shí)施例中，馬達(dá)旋轉(zhuǎn)信號(hào)5a、再啟動(dòng)脈沖265a、位置信號(hào)3a、3b、3c輸入到轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路8D。轉(zhuǎn)換信號(hào)8a輸入到換向電路9。
圖40示出本實(shí)施例的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路8D的結(jié)構(gòu)圖。在本實(shí)施例中由位置信號(hào)組合判斷電路272和定時(shí)器270構(gòu)成轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路8D。定時(shí)器270與實(shí)施例10的結(jié)構(gòu)相同。位置信號(hào)3a、3b、3c輸入到位置信號(hào)組合判斷電路272，位置信號(hào)3a、3b、3c成為規(guī)定的組合時(shí)，輸出成為高電平。在本實(shí)施例中，位置信號(hào)3a、3b、3c、成為高·低·低組合時(shí)，變化成高電平。位置信號(hào)組合判斷電路272和定時(shí)器270的輸出輸入到與電路273，與電路輸出273a、馬達(dá)旋轉(zhuǎn)信號(hào)5a、和再啟動(dòng)脈沖265a輸入到閂鎖電路274。閂鎖電路274是借助馬達(dá)旋轉(zhuǎn)信號(hào)5a和再啟動(dòng)脈沖265a進(jìn)行清機(jī)，輸入信號(hào)一旦成為高電平，直到被清機(jī)完使輸出保持為高電平的電路。
下面用圖41說明本實(shí)施例的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路8D的工作。馬達(dá)旋轉(zhuǎn)信號(hào)5a一旦成為高電平，定時(shí)器270導(dǎo)通，換向電路9按照?qǐng)D27所示的關(guān)系，通過計(jì)算值7a、7b、7c的組合，輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f。所以經(jīng)過規(guī)定時(shí)間后定時(shí)器的輸出270a變化成高電平。而在定時(shí)器輸出270a在高電平，位置信號(hào)3a、3b、3c成為高·低·低的組合時(shí)，與電路的輸出273a變化成高電平。在馬達(dá)旋轉(zhuǎn)信號(hào)5a變成高電平后的最初的與電路輸出273a的上升邊緣，閂鎖電路274工作，轉(zhuǎn)換信號(hào)8a保持在高電平。因此，換向電路9如圖22所示，通過位置信號(hào)3a、3b、3c的組合輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f。
在換向電路9通過位置信號(hào)3a、3b、3c的組合輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f時(shí)，一旦輸入再啟動(dòng)脈沖265a，定時(shí)器270和閂鎖電路274復(fù)位，轉(zhuǎn)換信號(hào)8a從高電平變?yōu)榈碗娖健Ｋ?，換向電路9利用計(jì)算值7a、7b、7c，輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f。而如上所述，在規(guī)定時(shí)間t0后，位置信號(hào)3a、3b、3c成為高·低·低組合時(shí)，轉(zhuǎn)換信號(hào)8a從低電平變?yōu)楦唠娖剑瑩Q向電路9再次用位置信號(hào)3a、3b、3c的組合輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f。
實(shí)施例13
本實(shí)施例是通過計(jì)算器將轉(zhuǎn)換變成一定值和正常檢測(cè)位置信號(hào)這兩方面來轉(zhuǎn)換的方式。
圖42示出本發(fā)明的三相無刷馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)裝置的實(shí)施例13的整體結(jié)構(gòu)圖。下面說明本實(shí)施例的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路8E。
在本實(shí)施例中，位置信號(hào)3a、3b、3c、脈沖列7d、馬達(dá)旋轉(zhuǎn)信號(hào)5a和再啟動(dòng)脈沖265a輸入到轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路8E。轉(zhuǎn)換信號(hào)8a輸入到換向電路9。
圖43示出本實(shí)施例的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路8E的結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路8E由在以上所述實(shí)施例的位置信號(hào)組合判斷電路272和模式轉(zhuǎn)換計(jì)數(shù)器271構(gòu)成。
下面用圖44說明本實(shí)施例的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路8E的工作。馬達(dá)轉(zhuǎn)換信號(hào)5a成為高電平后，模式轉(zhuǎn)換計(jì)數(shù)器271開始脈沖到7d的計(jì)數(shù)，換向電路9按照?qǐng)D27所示的關(guān)系通過計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c的組合輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f。而進(jìn)行規(guī)定次數(shù)X次計(jì)數(shù)后，模式轉(zhuǎn)換計(jì)數(shù)器271的輸出271a成為高電平，位置信號(hào)成為規(guī)定的高·低·低的組合，與電路273的輸出273a成為高電平。在馬達(dá)旋轉(zhuǎn)信號(hào)5a變成高電平后最初的與電路輸出273a的上升邊緣，閂鎖電路274工作，轉(zhuǎn)換信號(hào)8a從低電平變?yōu)楦唠娖讲⒈３衷诟唠娖?。這就能使換向電路9通過位置信號(hào)3a、3b、3c的組合輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f。
在換向電路9通過位置信號(hào)3a、3b、3c的組合輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f時(shí)，輸入再啟動(dòng)脈沖265a后，模式轉(zhuǎn)換計(jì)數(shù)器271和閂鎖電路274復(fù)位，轉(zhuǎn)換信號(hào)8a從高電平變?yōu)榈碗娖?，換向電路9利用計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c的組合，輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
在模式轉(zhuǎn)換計(jì)數(shù)器271將脈沖列7d計(jì)數(shù)規(guī)定次數(shù)X次位置信號(hào)成為規(guī)定的高·低·低組合時(shí)，轉(zhuǎn)換信號(hào)8a從低電平變?yōu)楦唠娖剑俅卫梦恢眯盘?hào)3a、3b、3c的組合輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f。
實(shí)施例14本實(shí)施例能做到在經(jīng)過規(guī)定時(shí)間后同時(shí)滿足驅(qū)動(dòng)信號(hào)正常來進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
圖45示出本發(fā)明的三相無刷馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的實(shí)施例14的整體結(jié)構(gòu)圖。下面說明本實(shí)施例的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路8F。
在本實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f、馬達(dá)旋轉(zhuǎn)信號(hào)5a、啟動(dòng)脈沖265a輸入到轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路8F。
圖46示出本實(shí)施例的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路8F的結(jié)構(gòu)圖。本實(shí)施例的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路8F由驅(qū)動(dòng)信號(hào)組合判斷電路275和上述定時(shí)器270構(gòu)成。驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f輸入到驅(qū)動(dòng)信號(hào)組合判斷電路275。驅(qū)動(dòng)信號(hào)組合判斷電路275具有在驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f成為規(guī)定的組合時(shí)其輸出275a成為高電平的結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f成為低·高·高·低·高·低的組合時(shí)，其輸出275a成為高電平。驅(qū)動(dòng)信號(hào)組合判斷電路275和定時(shí)器270的輸出輸入到與電路273，而與電路的輸出273a、馬達(dá)旋轉(zhuǎn)信號(hào)5a、再啟動(dòng)脈沖265a輸入到上述實(shí)施例中所說的閂鎖電路274。
圖47是本實(shí)施例的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路8F的工作說明圖。
馬達(dá)旋轉(zhuǎn)信號(hào)5a成為高電平后、定時(shí)器270導(dǎo)通，換向電路9利用計(jì)數(shù)器值的組合輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)。而在經(jīng)過規(guī)定時(shí)間t0后，定時(shí)器的輸出270a變成高電平，在驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f成為低·高·高·低·高·低的組合時(shí)，與電路273的輸出273a變成高電平。以后與上述實(shí)施例中所說的同樣變化，換向電路9再次利用位置信號(hào)3a、3b、3c的組合輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f。
輸入再啟動(dòng)脈沖265a時(shí)的工作也如圖47所示，進(jìn)行與上述實(shí)施例中所說的同樣的工作，換向電路9在t0后再次利用位置信號(hào)3a、3b、3c的組合，輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f。
實(shí)施例15在本實(shí)施例中能做到通過滿足計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)一定值后驅(qū)動(dòng)信號(hào)變成正常這兩方面的條件進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
圖48示出本發(fā)明的三相無刷馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)施例15的整體結(jié)構(gòu)圖。下面說明本實(shí)施例的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路8G。
在本實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f、脈沖列7d、馬達(dá)旋轉(zhuǎn)信號(hào)5a、再啟動(dòng)脈沖265a輸入到轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路8G。
圖49示出本實(shí)施例的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路8G的結(jié)構(gòu)圖。本實(shí)施例的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路8G由驅(qū)動(dòng)信號(hào)組合判斷電路275和模式轉(zhuǎn)換計(jì)數(shù)器271構(gòu)成。
圖50是用以說明本實(shí)施例的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路8G的工作的圖。啟動(dòng)時(shí)和再啟動(dòng)時(shí)的工作與迄今所述的實(shí)施例的工作說明相同，不另贅述。
實(shí)施例16在本實(shí)施例中說明借助速度檢測(cè)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的實(shí)例。
圖51示出本發(fā)明的三相無刷馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的裝置實(shí)施例16的整體結(jié)構(gòu)圖。下面說明本實(shí)施例的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路8H。
在本實(shí)施例中由轉(zhuǎn)子位置信號(hào)生成電路4內(nèi)的波形整形電路3輸出的邏輯脈沖201、馬達(dá)旋轉(zhuǎn)信號(hào)5a、再啟動(dòng)脈沖265a輸入到轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路8H。
圖52示出本實(shí)施例的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路8H的結(jié)構(gòu)圖。本實(shí)施例的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路8H由速度信號(hào)生成電路277，基準(zhǔn)速度發(fā)生電路276、比較電路278構(gòu)成。邏輯脈沖201和CLK輸入到速度信號(hào)生成電路277。如在實(shí)施例1或?qū)嵤├?中所述，由于邏輯脈沖201是在某個(gè)時(shí)間間隔得到的信號(hào)，所以能由邏輯脈沖201檢測(cè)出無刷馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度。
圖53示出速度信號(hào)277a的生成方法的定時(shí)圖。速度信號(hào)生成電路277在馬達(dá)旋轉(zhuǎn)信號(hào)5a為高電平時(shí)，在CLK的邊緣的定時(shí)處計(jì)數(shù)完了，在由波形整形電路3輸入的邏輯脈沖的上升邊緣的定時(shí)處清機(jī)，圖中箭頭處的值作為速度信號(hào)277a輸出?；鶞?zhǔn)速度發(fā)生電路276輸出從起動(dòng)模式轉(zhuǎn)換為正常旋轉(zhuǎn)模式的基準(zhǔn)速度信號(hào)276a。比較電路278在邏輯脈沖的上升邊緣的定時(shí)處，比較速度信號(hào)277a和基準(zhǔn)速度信號(hào)276a的電壓電平、比特?cái)?shù)等，如速度信號(hào)277a與基準(zhǔn)速度信號(hào)276a一致，輸出轉(zhuǎn)換信號(hào)8a。
下面用圖54說明本實(shí)施例的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路8H的工作。啟動(dòng)時(shí)馬達(dá)轉(zhuǎn)換信號(hào)5a成為高電平后，用比較電路278開始比較速度信號(hào)277a和基準(zhǔn)速度信號(hào)276a。速度信號(hào)277a達(dá)到基準(zhǔn)速度信號(hào)276時(shí)，比較電路278輸出的轉(zhuǎn)換信號(hào)8a變成高電平。
輸入再啟動(dòng)脈沖265后，比較電路278復(fù)位轉(zhuǎn)換信號(hào)8a從高電平變?yōu)榈碗娖健?br> 而速度信號(hào)277a達(dá)到基準(zhǔn)速度信號(hào)276a時(shí)，轉(zhuǎn)換信號(hào)8a從低電平再次變?yōu)楦唠娖健?br> 實(shí)施例17本實(shí)施例是在能做到同時(shí)滿足設(shè)定時(shí)間，計(jì)數(shù)器值和位置信號(hào)的正常檢測(cè)這三方面的條件下進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
圖55示出本發(fā)明的三相無刷馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的實(shí)施例17的整體結(jié)構(gòu)圖。下面說明本實(shí)施例的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路8I。
在本實(shí)施例中，計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c、位置信號(hào)3a、3b、3c、馬達(dá)旋轉(zhuǎn)信號(hào)5a，再啟動(dòng)脈沖265a輸入到轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路8I。
圖56示出本實(shí)施例的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路8I的結(jié)構(gòu)圖。本實(shí)施例的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路8I由位置信號(hào)計(jì)數(shù)器值判斷電路280和定時(shí)器270構(gòu)成。
圖57是說明本實(shí)施例的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路8I的工作的圖。由于按照此圖的工作與上述實(shí)施例所說的相同，不再另行說明。
實(shí)施例18本實(shí)施例是在滿足速度檢測(cè)和位置信號(hào)的正常檢測(cè)這兩方面的條件下進(jìn)行轉(zhuǎn)換的實(shí)例。
圖58示出本發(fā)明的三相無刷馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)施例18的整體結(jié)構(gòu)圖。下面說明本實(shí)施例的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路8J。
圖59示出本實(shí)施例的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路8J的結(jié)構(gòu)。本實(shí)施例的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路8J由基準(zhǔn)速度發(fā)生電路276、速度信號(hào)生成電路277、比較電路278、位置信號(hào)組合判斷電路272構(gòu)成。
圖60是說明本實(shí)施例的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路8J工作的圖。按照此圖的工作由于與上述實(shí)施例中所說的相同不再贅述。
實(shí)施例19本實(shí)施例是用速度檢測(cè)和驅(qū)動(dòng)信號(hào)的正常檢測(cè)的邏輯積進(jìn)行轉(zhuǎn)換的實(shí)例。
圖61示出本發(fā)明的三相無刷馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的實(shí)施例19的整體結(jié)構(gòu)圖。下面說明本實(shí)施例的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路8K。
圖62示出本實(shí)施例的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路8K的結(jié)構(gòu)圖。本實(shí)施例的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路8K由基準(zhǔn)速度發(fā)生電路276、速度信號(hào)生成電路277、比較電路278、驅(qū)動(dòng)信號(hào)組合判斷電路275構(gòu)成。
圖63是說明本實(shí)施例的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路8K的工作的圖。按照此圖的工作，因?yàn)榕c上述實(shí)施例相同，不再說明。
實(shí)施例20本實(shí)施例是用速度檢測(cè)、位置信號(hào)正常檢測(cè)和計(jì)數(shù)器值三者的邏輯積進(jìn)行轉(zhuǎn)換的實(shí)例。
圖64示出本發(fā)明的三相無刷馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的實(shí)施例20的整體結(jié)構(gòu)圖。下面說明本實(shí)施例的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路8L。
圖65示出本實(shí)施例的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路8L的結(jié)構(gòu)圖。本實(shí)施例的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路8L由基準(zhǔn)速度發(fā)生電路276、速度信號(hào)生成電路277、比較電路278、位置信號(hào)計(jì)數(shù)器值判斷電路280構(gòu)成。
圖66是說明本實(shí)施例的轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路8L工作的圖。按照本圖的工作，因?yàn)榕c上述實(shí)施例相同不另說明。
實(shí)施例21本實(shí)施例是用以說明作為再啟動(dòng)時(shí)的正常旋轉(zhuǎn)檢測(cè)電路不再單獨(dú)設(shè)置，在再啟動(dòng)時(shí)用來自脈沖發(fā)生電路的模擬脈沖使之成為強(qiáng)制啟動(dòng)模式的實(shí)例。
圖67示出本發(fā)明的三相無刷馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的實(shí)施例21的整體結(jié)構(gòu)圖。
在本實(shí)施例中，位置信號(hào)3a、3b、3c、計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c、脈沖發(fā)生電路6輸出的模擬脈沖6a輸入到換向電路9。換向電路9有借助此模擬脈沖6a進(jìn)行復(fù)位，并轉(zhuǎn)換到啟動(dòng)模式。
在上述這樣的結(jié)構(gòu)中，正常旋轉(zhuǎn)中用任何負(fù)載使轉(zhuǎn)子停止后，從脈沖發(fā)生電路6輸出模擬脈沖6a模擬脈沖6a輸入到換向電路9。在換向電路9中借助此模擬脈沖6a進(jìn)行復(fù)位，并轉(zhuǎn)換到啟動(dòng)模式。因而到正常旋轉(zhuǎn)為止，通過計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c的組合輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f。
實(shí)施例22本實(shí)施例，所謂繞組電壓檢測(cè)使用另外的單獨(dú)一個(gè)位置檢測(cè)元件，通過將此信號(hào)和用繞組電壓的位置檢測(cè)配合能可靠地得到方向正確的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
圖68示出本發(fā)明的三相無刷馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的實(shí)施例22的整體結(jié)構(gòu)圖。300是用以檢測(cè)轉(zhuǎn)子的位置，輸出被脈沖化了的位置信號(hào)300a的位置檢測(cè)器，301是從輸入信號(hào)的上升邊緣保持輸出的保持電路。
在圖68中，位置信號(hào)300a輸入到保持電路301。在本實(shí)施例中，如圖69所示，位置信號(hào)300a與位置信號(hào)3b錯(cuò)開π/6電角度。而且無刷馬達(dá)多通電穩(wěn)定點(diǎn)位于圖中虛線處，與位置信號(hào)300a的上升邊緣和下降邊緣的位置一致。
圖68中的保持電路301將馬達(dá)旋轉(zhuǎn)信號(hào)5a成為高電平后的位置信號(hào)300a的值一直保持到馬達(dá)旋轉(zhuǎn)信號(hào)5a成為低電平時(shí)為止。例如馬達(dá)旋轉(zhuǎn)信號(hào)5a成為高電平后的位置信號(hào)300a為高電平時(shí)，則保持電路的1輸出301a一直保持高電平直到馬達(dá)旋轉(zhuǎn)信號(hào)5a成為低電平為止。保持電路301的輸出301a輸入到換向電路9和記載在圖71中的計(jì)數(shù)器電路7內(nèi)的脈沖選擇電路256。
換向電路9參照保持電路的輸出值301a和計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f。圖70示出本實(shí)施例中的保持電路的輸出301a、計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c、驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f的邏輯關(guān)系實(shí)例。
圖71示出本實(shí)施例中的計(jì)數(shù)器電路7的結(jié)構(gòu)。上升邊緣檢測(cè)電路250、252、254，下降邊緣檢測(cè)電路251、253、255和6進(jìn)計(jì)數(shù)器257均與上述實(shí)施例相同。
位置信號(hào)3a、3b、3c的上升邊緣脈沖250a、252a、254a和下降邊緣脈沖251a、253a、255a、模擬脈沖6a、保持電路的輸出301a輸入到脈沖選擇電路256。脈沖選擇電路256可以參照現(xiàn)有的計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c和保持電路的輸出301a，在正轉(zhuǎn)時(shí)輸出應(yīng)被檢測(cè)出的理論上的位置信號(hào)的邊緣脈沖或者模擬脈沖6a。圖72示出本實(shí)施例中的計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c、保持電路的輸出301a、如在正轉(zhuǎn)時(shí)應(yīng)被檢出的理論上的邊緣脈沖250a、252a、254a、251a、253a、255a的關(guān)系。由圖72可見，例如在計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c處于低·低·低而保持電路的輸出301a為高電平時(shí)，輸出邊緣脈沖253a或模擬脈沖6a，例如即使輸入另一邊緣脈沖250a，也要被掩碼。
下面對(duì)本實(shí)施例的無刷馬達(dá)的工作進(jìn)行說明。首先，在馬達(dá)旋轉(zhuǎn)信號(hào)5a成為高電平后，對(duì)保持電路的輸出301a為高電平的情況用圖73說明。保持電路的輸出301a為高電平時(shí)，由圖70可見將驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f設(shè)定為高·低·高·低·低·高。因而無刷馬達(dá)的轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)，順次轉(zhuǎn)換通電進(jìn)行啟動(dòng)。
而且在馬達(dá)旋轉(zhuǎn)信號(hào)5a成為高電平后，關(guān)于保持電路的輸出301a為低電平的情況用圖74說明。保持電路的輸出301a為低電平時(shí)，由圖70可見換向電路9將驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f設(shè)定為高·高·低·低·高·低。因而無刷馬達(dá)的轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)，順次轉(zhuǎn)換通電進(jìn)行啟動(dòng)。
實(shí)施例23本實(shí)施例是使啟動(dòng)或再啟動(dòng)時(shí)更可靠的實(shí)例。
圖75示出本發(fā)明的三相無刷馬達(dá)驅(qū)動(dòng)裝置的第23個(gè)實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)圖。302是用以檢測(cè)輸入信號(hào)的上升邊緣或下降邊緣的邊緣檢測(cè)電路。
換向電路9按照保持電路的輸出301a，在馬達(dá)旋轉(zhuǎn)信號(hào)5a為高電平后進(jìn)行通電。保持電路的輸出301a為高電平時(shí)V-W相通電，為低電平時(shí)W-V相通電。而第一次換向是按照邊緣檢測(cè)電路302的輸出脈沖302a和保持電路的輸出301a進(jìn)行換向。保持電路的輸出301a為高電平時(shí)U-W相通電，為低電平時(shí)W-U相通電。而在其以后的換向參照位置信號(hào)3a、3b、3c輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f。位置信號(hào)3a、3b、3c與驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f的邏輯關(guān)系實(shí)例與圖22相同。
下面對(duì)本實(shí)施例的無刷馬達(dá)的工作進(jìn)行說明。首先，對(duì)在馬達(dá)旋轉(zhuǎn)信號(hào)5a成高電平后保持電路的輸出301a為高電平時(shí)的情況用圖76說明。在保持電路的輸出301a為高電平時(shí)，為使V-W相通電可由圖21將驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f設(shè)定為高·低·高·低·低·高。因而轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)，在檢測(cè)出邊緣檢測(cè)電路302的輸出脈沖302a時(shí)進(jìn)行第一次換向。由于保持電路301a為高電平，為使W-U相通電，可由圖21將驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f設(shè)定成低·高·高·低·低·高。而在其以后的換向可參照位置信號(hào)3a、3b、3c順次轉(zhuǎn)換通電，轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)。
對(duì)于馬達(dá)旋轉(zhuǎn)信號(hào)5a成為高電平后，保持電路的輸出301a為低電平的情況用圖77說明。保持電路的輸出301a為低電平時(shí)，為使W-V相通電，由圖21將驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f設(shè)定為高·高·低·低·高·低。轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)，在輸出邊緣檢測(cè)電路302的輸出脈沖302a時(shí)進(jìn)行第一次換向。由于保持電路的輸出301a為低電平，為使W-U相通電，可由圖21將驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a、9b、9c、9d、9e、9f設(shè)定成高·高·低·高·低·低。而在其以后的換向，參照位置信號(hào)順次轉(zhuǎn)換通電，轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)。
在本說明書中對(duì)權(quán)利要求1-19分別示出各自的實(shí)施例，很顯然，將它們相互組合也能獲得令人滿意的效果。
實(shí)施例24圖78是表示本實(shí)施例的無刷馬達(dá)用驅(qū)動(dòng)電路的整體結(jié)構(gòu)方框圖。在圖78中與圖1相同的結(jié)構(gòu)部件用同一編號(hào)。
在圖78中，406是啟動(dòng)電路，409是速度誤差檢測(cè)電路，它用計(jì)數(shù)器計(jì)測(cè)已實(shí)例的速度信號(hào)3d的周期，把指令值和計(jì)測(cè)值之差的周期誤差作為速度誤差信號(hào)409a輸出。410是速度誤差補(bǔ)償濾波器，它將速度誤差信號(hào)409a為0的電流指令值410a輸出到電流供給電路411。電流供給電路411由圖1所示的電阻10、電橋電路11、緩沖放大器212、電阻213、驅(qū)動(dòng)晶體管214組成，它按照驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a-9f將規(guī)定的驅(qū)動(dòng)電流供給電機(jī)繞組12、13、14。
關(guān)于構(gòu)成本發(fā)明的重要裝置的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)檢測(cè)電路4的端子電壓校正電路1、比較電路2、波形整形電路3的結(jié)構(gòu)和工作已在實(shí)施例1中說明。
圖79是表示正常旋轉(zhuǎn)狀態(tài)中的端子電壓校正電路1的各部分的信號(hào)波形圖。
此端子電壓校正電路1的具體工作也在實(shí)施例1中說明。用式(1)-(3)說明校正工作。
由于從通電狀態(tài)轉(zhuǎn)換為不通電狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生的脈沖狀的電壓變動(dòng)是轉(zhuǎn)子位置誤檢測(cè)和噪聲的原因，所以需要波形整形電路3。這種例子在實(shí)施例7中示于圖17。
圖80示出波形整形電路3的另一種結(jié)構(gòu)。
圖中180是閂鎖電路，181-186是D觸發(fā)器，187-189是異或電路，190是或電路。而421是掩碼信號(hào)發(fā)生電路，422是是時(shí)器。圖81是表示在正常旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的端子電壓波形及波形整形電路各部分的信號(hào)波形，圖82是圖81中的To-T1時(shí)刻間的放大圖。
用上述各圖說明本實(shí)施例的波形整形電路的具體工作。
向波形整形電路輸入的輸入信號(hào)是由比較電路2輸出的邏輯信號(hào)2a、2b、2c。邏輯信號(hào)2a、2b、2c是比較已校正的各端子電壓而得到的，所以如圖81所示產(chǎn)生振蕩。
邏輯信號(hào)2a、2b、2c首先輸入閂鎖電路180。閂鎖電路180是與啟動(dòng)端子180a的狀態(tài)對(duì)應(yīng)進(jìn)行工作的電路。在初期狀態(tài)，由掩碼信號(hào)發(fā)生電路421輸出的掩碼信號(hào)421a是高電平，邏輯信號(hào)2a、2b、2c原封不動(dòng)地輸入到各D觸發(fā)器181、183、185。D觸發(fā)器181-186和異或電路187-189構(gòu)成兩邊緣微分電路，在邏輯信號(hào)2a、2b、2c的上升邊緣和下降邊緣的定時(shí)處，異或電路187-189輸出微分脈沖198、199、200。
在T2時(shí)刻，已校正的端子電壓1a和1c的電壓電平一致而2a的極性變化時(shí)，用兩邊緣微分電路檢測(cè)邊緣，產(chǎn)生微分脈沖198b。異或電路187-189的輸出信號(hào)用或電路190合成變成邏輯脈沖信號(hào)3d，輸入到掩碼信號(hào)發(fā)生電路421和定時(shí)器422。掩碼信號(hào)發(fā)生電路421使邏輯脈沖信號(hào)3d的上升邊緣成為觸發(fā)信號(hào)，使掩碼信號(hào)421a成為低電平。定時(shí)器422在邏輯脈沖信號(hào)3d的上升邊緣處初始化，定時(shí)值422a成為0。然后定時(shí)器422與所輸入的時(shí)鐘脈沖同步進(jìn)行計(jì)數(shù)完了工作。
由于啟動(dòng)端180a成為低電平，閂鎖電路180閂鎖邏輯信號(hào)2a、2b、2c。隨后，掩碼信號(hào)發(fā)生器421監(jiān)視定時(shí)器422的定時(shí)值422a、如定時(shí)值422a為規(guī)定值，則使掩碼信號(hào)421a成為高電平。閂鎖電路180因啟動(dòng)端子180a成為高電平而解除閂鎖。
D觸發(fā)器182、184、186的輸出信號(hào)成為已被波形整形的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)3a、3b、3c，輸入到下一級(jí)的換向電路9，進(jìn)行換向工作。一進(jìn)行換向工作時(shí)，由于驅(qū)動(dòng)晶體管進(jìn)行開關(guān)、在U相端子電壓波形上發(fā)生尖峰狀的電壓變動(dòng)，結(jié)果，在不希望的位置上，尖峰狀噪音2d發(fā)生在2b上。然而在尖峰狀噪音2d產(chǎn)生時(shí)刻，向閂鎖電路的數(shù)據(jù)輸入由于從掩碼信號(hào)發(fā)生電路輸出的掩碼信號(hào)421a而被截止。因而，尖峰狀噪音2d被閂鎖電路180掩散，在已波形整形的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)3a、3b、3c上不產(chǎn)生尖峰狀噪音。這就可獲得穩(wěn)定的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)3a、3b、3c，按照此轉(zhuǎn)子位置信號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)繞組使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。
盡管在本實(shí)施例中記述的是適用于三相無刷馬達(dá)的實(shí)例，但很明顯不限于3相，對(duì)多相無刷馬達(dá)也都能適用。
實(shí)施例25本實(shí)施例有這樣的結(jié)構(gòu)，即能在與馬達(dá)相應(yīng)的指令轉(zhuǎn)數(shù)不同時(shí)，與指令轉(zhuǎn)數(shù)成比例地變化使實(shí)施例1中所說的掩碼信號(hào)421a維持低電平的時(shí)間T3。
本實(shí)施例的無刷馬達(dá)用的驅(qū)動(dòng)電路整體結(jié)構(gòu)與實(shí)施例24相同。但如下述具有使輸向定時(shí)器的指令轉(zhuǎn)數(shù)(CLK)變化的結(jié)構(gòu)。
參照?qǐng)D83、圖84、圖85說明本實(shí)施例的掩碼信號(hào)發(fā)生電路421和定時(shí)器422的工作。像在實(shí)施例24中所說明的那樣，一旦檢測(cè)出邏輯信號(hào)2a、2b、2c的上升邊緣或下降邊緣并產(chǎn)生邏輯脈沖信號(hào)3d，掩碼信號(hào)發(fā)生電路421就使邏輯脈沖信號(hào)3d的上升邊緣成為觸發(fā)信號(hào)，使掩碼信號(hào)421a成為低電平。定時(shí)器422在邏輯脈沖信號(hào)3d的上升邊緣被初始化，定時(shí)值422成為0。隨后，定時(shí)器422與所輸入的時(shí)鐘脈沖的上升邊緣同步進(jìn)行計(jì)數(shù)完了工作。然后，掩碼信號(hào)發(fā)生電路421監(jiān)視定時(shí)器422的定時(shí)值422a，如定時(shí)值422a為N(在圖83中N＝10)，則使掩碼信號(hào)421a成為高電平。時(shí)鐘的周期為T4時(shí)，掩碼信號(hào)421a在T4×10期間維持低電平。
下面從圖83的狀態(tài)對(duì)指令轉(zhuǎn)數(shù)成為2倍的情況進(jìn)行說明。如圖84所示將CLK(從無刷馬達(dá)用驅(qū)動(dòng)電路的外部輸入)的周期設(shè)定為T4/2。因此，掩碼信號(hào)421a維持低電平的時(shí)間為T4×5?；蛘呷鐖D85所示，輸入到定時(shí)器的時(shí)鐘周期仍歸是T4，將N值變?yōu)?。因而掩碼信號(hào)421a維持低電平的時(shí)間與改變時(shí)鐘周期時(shí)的情況相同為T4×5。這樣，按照指令轉(zhuǎn)數(shù)掩碼信號(hào)改變維持低電平的時(shí)間。
實(shí)施例26本實(shí)施例對(duì)這樣一種無刷馬達(dá)用驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)和工作進(jìn)行說明，這種驅(qū)動(dòng)電路在啟動(dòng)時(shí)不受負(fù)載的影響，能用短時(shí)間啟動(dòng)，而且即使因工作中任何原因使旋轉(zhuǎn)異常必須再啟動(dòng)時(shí)也能用短時(shí)間穩(wěn)定地再啟動(dòng)。本實(shí)施例的情況已在實(shí)施例8中說明，在本實(shí)施例中只以啟動(dòng)或再啟動(dòng)為主進(jìn)行說明。
本實(shí)施例的無刷馬達(dá)用驅(qū)動(dòng)電路的整體結(jié)構(gòu)與圖78相同。在此對(duì)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的重要手段的啟動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)如工作進(jìn)行如下的說明。本實(shí)施例的新型結(jié)構(gòu)要素是模擬脈沖發(fā)生電路431和再啟動(dòng)脈沖發(fā)生電路432。其它構(gòu)成要素與實(shí)施例8的圖23等所示的相同。
圖78中記載的馬達(dá)旋轉(zhuǎn)信號(hào)5a是從無刷馬達(dá)用驅(qū)動(dòng)電路外部輸入的信號(hào)，啟動(dòng)時(shí)表示旋轉(zhuǎn)，截止時(shí)表示停止。在本實(shí)施例中將啟動(dòng)作為高電平，截止作為低電平。
圖86示出啟動(dòng)電路406的一個(gè)具體結(jié)構(gòu)的實(shí)例。轉(zhuǎn)子位置信號(hào)3a、3b、3c分別輸入到上升邊緣檢測(cè)電路250、252、254、下降邊緣檢測(cè)電路251、253、255和正常旋轉(zhuǎn)檢測(cè)電路265，而上升邊緣檢測(cè)電路250、252、254和下降邊緣檢測(cè)電路251、253、255分別輸出上升、下降邊緣脈沖250a-255a。這些被檢測(cè)出的邊緣脈沖輸入到脈沖選擇電路256，從脈沖選擇電路輸出的選擇脈沖256a輸入到模擬脈沖發(fā)生電路431。
從模擬脈沖發(fā)生電路431輸出的脈沖列431a輸入到6進(jìn)計(jì)數(shù)器257。輸入到6進(jìn)計(jì)數(shù)器257的脈沖數(shù)和輸出值的邏輯關(guān)系實(shí)例與圖24所示相同。圖中輸入脈沖數(shù)為6以上時(shí)，計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c再次由低·低·低計(jì)數(shù)。從6進(jìn)計(jì)數(shù)器257輸出的計(jì)數(shù)器值輸入到脈沖選擇電路256、正常旋轉(zhuǎn)檢測(cè)電路265，和圖78所示的換向電路9。從正常旋轉(zhuǎn)檢測(cè)電路265輸出的旋轉(zhuǎn)異常信號(hào)265b輸入到再啟動(dòng)脈沖發(fā)生電路432。而且馬達(dá)旋轉(zhuǎn)信號(hào)5a輸入到再啟動(dòng)脈沖發(fā)生電路。從再啟動(dòng)脈沖發(fā)生電路432輸出的再啟動(dòng)脈沖7e如圖78所示輸入到換向電路9。
脈沖選擇電路256在用圖7的邏輯使轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)時(shí)，將所輸入的邊緣脈沖250a-255a原封不動(dòng)地作為脈沖列輸出。也就是說，在所輸入的邊緣脈沖的種類與計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c的關(guān)系滿足圖25的關(guān)系時(shí)，照原樣輸出所輸入的邊緣脈沖，掩碼其它時(shí)間輸入的邊緣脈沖。然而由于在反轉(zhuǎn)時(shí)計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c與邊緣脈沖的關(guān)系和正轉(zhuǎn)時(shí)不同，所輸入的邊緣脈沖被掩碼。
模擬脈沖發(fā)生電路431是在規(guī)定時(shí)間內(nèi)選擇脈沖列256a從脈沖選擇電路256順次輸入時(shí)，照原樣輸出脈沖列，而在脈沖列未在規(guī)定時(shí)間輸入時(shí)產(chǎn)生模擬脈沖的電路。圖87示出模擬脈沖發(fā)生電路431的一個(gè)具體結(jié)構(gòu)例，圖88是表示模擬脈沖發(fā)生電路431的工作定時(shí)圖。
在圖87中，433是計(jì)數(shù)器、434是門電路，435是上升邊緣檢測(cè)電路、436是延時(shí)電路，437是或電路。計(jì)數(shù)器433在脈沖列431a初始化，與輸入時(shí)鐘同步計(jì)數(shù)完了。門電路434將計(jì)數(shù)器值433a譯碼，在已譯碼的值比設(shè)定值小時(shí)輸出低電平的信號(hào)，比設(shè)定值大時(shí)輸出高電平的信號(hào)。然而，選擇脈沖265a如不在規(guī)定時(shí)間從脈沖選擇電路256輸入，門電路的輸出信號(hào)434a成為高電平，用上升邊緣檢測(cè)電路435檢測(cè)上升邊緣，所檢出的邊緣脈沖用延時(shí)電路436延遲，再將其作為圖88的模擬脈沖436b輸出。
正常旋轉(zhuǎn)檢測(cè)電路256是監(jiān)視在實(shí)施例9中所說的轉(zhuǎn)子是否正常正轉(zhuǎn)的電路。
再啟動(dòng)脈沖發(fā)生電路432是從啟動(dòng)后或再啟動(dòng)后到經(jīng)過規(guī)定時(shí)間為止，都掩碼旋轉(zhuǎn)異常信號(hào)256b，在經(jīng)過規(guī)定時(shí)間以后檢出旋轉(zhuǎn)異常信號(hào)的上升邊緣，將其作為再啟動(dòng)脈沖輸出的電路。
圖89示出再啟動(dòng)脈沖發(fā)生電路的一個(gè)結(jié)構(gòu)實(shí)例。
在圖中，440、444是上升邊緣檢測(cè)電路，441、446是或電路，442是計(jì)數(shù)器，443是門電路，445是與電路。計(jì)數(shù)器442用馬達(dá)旋轉(zhuǎn)信號(hào)5a的上升邊緣或再啟動(dòng)脈沖7e初始化，并和或電路446的輸出同步計(jì)數(shù)完畢。門電路443將計(jì)數(shù)器值442a譯碼，已譯碼的值比設(shè)定值小時(shí)輸出低電平信號(hào)，比設(shè)定值大時(shí)輸出高電平信號(hào)。然而從啟動(dòng)后或再啟動(dòng)后到經(jīng)過規(guī)定時(shí)間為止，旋轉(zhuǎn)異常信號(hào)265b都被掩碼，而在經(jīng)過規(guī)定時(shí)間之后，旋轉(zhuǎn)異常信號(hào)的上升邊緣作為再啟動(dòng)脈沖輸出。
對(duì)本實(shí)施例的無刷馬達(dá)的啟動(dòng)工作進(jìn)行說明。下面將低電平記作L，將高電平記作H。馬達(dá)旋轉(zhuǎn)信號(hào)5a成為高電平后，由于計(jì)數(shù)器值為LLL，由圖27可知驅(qū)動(dòng)信號(hào)9b成為L，9f成為H，由圖7可見V-W相通電。這時(shí)，存在無刷馬達(dá)的轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子位置信號(hào)變化、轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)子位置信號(hào)變化，或者停止在通電穩(wěn)定點(diǎn)，位置信號(hào)不變化三種情況。
首先對(duì)轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)的情況進(jìn)行說明。這時(shí)以實(shí)施例8的圖28所示的各部分信號(hào)波形為例。像在實(shí)施例8的相應(yīng)部分所說明的那樣，檢測(cè)出邊緣脈沖253a，或者用模擬脈沖發(fā)生電路只在產(chǎn)生模擬脈沖436b時(shí)6進(jìn)計(jì)數(shù)器257計(jì)數(shù)。轉(zhuǎn)子一旦沿正轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，由于在電機(jī)繞組上產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)電壓，使端子電壓U、V、W變化，轉(zhuǎn)子位置信號(hào)3a、3b、3c成為HLL，如圖中(A)，檢測(cè)出邊緣脈沖253a。因而，6進(jìn)計(jì)數(shù)器257計(jì)數(shù)完畢，計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c成為HLL，由圖7圖27可見，換向電路9為使U-W相通電，將驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a-9f設(shè)定成LHHLLH。而模擬脈沖發(fā)生電路431作為其輸出431a，連續(xù)產(chǎn)生圖28的7d所示的波形，然后，直到正常旋轉(zhuǎn)為止，按照計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c的組合，以圖27所示的關(guān)系，順次轉(zhuǎn)換通電相，啟動(dòng)無刷馬達(dá)。
下面對(duì)轉(zhuǎn)子反轉(zhuǎn)的情況進(jìn)行說明。這時(shí)也與實(shí)施例8的圖29所示的各部分的信號(hào)波形一樣。像在實(shí)施例8中說明的那樣，轉(zhuǎn)子一旦反轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子位置信號(hào)3a變化，檢測(cè)出圖中(B)所示的邊緣脈沖251a。但因計(jì)數(shù)器值的關(guān)系被脈沖選擇電路256掩碼。然而如用模擬脈沖發(fā)生電路431內(nèi)的門電路434不能在所設(shè)定的規(guī)定時(shí)間t1內(nèi)檢測(cè)出邊緣脈沖253a，則如圖中(C)所示，從模擬脈沖發(fā)生電路431輸出與模脈沖6a相當(dāng)?shù)?31a。6進(jìn)計(jì)數(shù)器257根據(jù)此模擬脈沖431a使計(jì)數(shù)結(jié)束，計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c成為HLL。而換向電路9與計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c對(duì)應(yīng)，為使U-W相通電，將驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a-9f設(shè)定為LHHLLH。因而轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)，然后，與正轉(zhuǎn)時(shí)同樣，直到正常旋轉(zhuǎn)為止，按照計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c的組合，以圖27所示的關(guān)系，順次轉(zhuǎn)換通電相，啟動(dòng)無刷馬達(dá)。
下面對(duì)轉(zhuǎn)子不動(dòng)，轉(zhuǎn)子位置信號(hào)不變化的情況進(jìn)行說明。與反轉(zhuǎn)時(shí)同樣，由于在規(guī)定時(shí)間t1以內(nèi)不能檢測(cè)出邊緣脈沖253a，從模擬脈沖發(fā)生電路431輸出模擬脈沖(與6a相當(dāng))。因而與反轉(zhuǎn)時(shí)同樣，6進(jìn)計(jì)數(shù)器257計(jì)數(shù)該模擬脈沖，換向電路數(shù)通電相轉(zhuǎn)換為U-W相，然后直到正常旋轉(zhuǎn)為止，按照計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c的組合，以圖27所示的關(guān)系，順次轉(zhuǎn)換通電相，啟動(dòng)無刷馬達(dá)。
在這樣的結(jié)構(gòu)中，用圖90說明正常旋轉(zhuǎn)中因任何負(fù)載使轉(zhuǎn)子停止時(shí)的實(shí)例。在圖90中，認(rèn)為在(D)以后轉(zhuǎn)子停止。這時(shí)，檢測(cè)出脈沖431c后，經(jīng)過模擬脈沖發(fā)生電路431內(nèi)的門電路434所設(shè)定的時(shí)間t1后，用模擬脈沖發(fā)生電路431內(nèi)的延時(shí)電路436輸出模擬脈沖436b。因而模擬脈沖436b作為由模擬脈沖發(fā)生電路431輸出的脈沖列431a的脈沖輸出，計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c從LHL變化成LLH。在正常旋轉(zhuǎn)中為上所述由于借助轉(zhuǎn)子位置信號(hào)3a、3b、3c的組合輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a-9f，即使計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c變化，也不轉(zhuǎn)換通電相。因而，計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c與轉(zhuǎn)子位置信號(hào)3a、3b、3c的關(guān)系變成不滿足圖31的關(guān)系，來自正常旋轉(zhuǎn)檢測(cè)電路265的旋轉(zhuǎn)異常信號(hào)265b成為高電平。
這時(shí)為在啟動(dòng)和再啟動(dòng)后經(jīng)過規(guī)定時(shí)間，用再啟動(dòng)脈沖發(fā)生電路432檢測(cè)出旋轉(zhuǎn)異常信號(hào)上升邊緣，作為再啟動(dòng)脈沖7e輸出。再啟動(dòng)脈沖輸入換向電路9，換向電路轉(zhuǎn)換成啟動(dòng)模式。
由于在啟動(dòng)模式時(shí)換向電路有與計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c的組合相應(yīng)輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a-9f的結(jié)構(gòu)，由圖7、圖27可見，驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a-9f成為HHLLHL，W-V相通電。由于W-V相通電，轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子位置信號(hào)3a、3b、3c變化成LLH，由于計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c與轉(zhuǎn)子位置信號(hào)3a、3b、3c的關(guān)系滿足圖31的關(guān)系，旋轉(zhuǎn)異常信號(hào)256b成為低電平。此后，如在圖28、圖29所述，直到正常旋轉(zhuǎn)為止，按照計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c的組合，以圖27所示的關(guān)系順次轉(zhuǎn)換通電相，啟動(dòng)無刷馬達(dá)。
實(shí)施例27本實(shí)例對(duì)設(shè)置用以從啟動(dòng)模式轉(zhuǎn)換為正常旋轉(zhuǎn)模式的轉(zhuǎn)換裝置的無刷馬達(dá)用驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)和工作進(jìn)行說明。
圖91示出設(shè)置了轉(zhuǎn)換裝置的啟動(dòng)電路406B的一個(gè)具體結(jié)構(gòu)例。上升邊緣檢測(cè)電路、下降邊緣檢測(cè)電路、脈沖選擇電路、模擬脈沖發(fā)生電路、6進(jìn)計(jì)數(shù)器、正常旋轉(zhuǎn)檢測(cè)電路、再啟動(dòng)脈沖發(fā)生電路都與實(shí)施例26的電路相同。作為新型結(jié)構(gòu)要素的450是轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路，它在用換向電路9輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a-9f時(shí)，輸出參照計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c和轉(zhuǎn)子位置信號(hào)3a、3b、3c的哪一個(gè)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的轉(zhuǎn)換信號(hào)450a。
本實(shí)施例的換向電路9在轉(zhuǎn)換信號(hào)450a為低電平時(shí)參照計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c，轉(zhuǎn)換信號(hào)450a為高電平時(shí)參照轉(zhuǎn)子位置信號(hào)3a、3b、3c。下面對(duì)轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路450進(jìn)行說明。
在本實(shí)施例中，馬達(dá)旋轉(zhuǎn)信號(hào)5a和再啟動(dòng)脈沖432a輸入到轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路450。轉(zhuǎn)換信號(hào)450a輸入到換向電路9。
圖92示出轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路450的一個(gè)具體結(jié)構(gòu)例。
在圖中，451是上升邊緣檢測(cè)電路、452、455是或電路、453是計(jì)數(shù)器，454是門電路。
圖93是表示轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生電路450的工作的各部分信號(hào)波形的實(shí)例。計(jì)數(shù)器453用馬達(dá)旋轉(zhuǎn)信號(hào)5a的上升邊緣，或者用再啟動(dòng)脈沖初始化，與或電路455的輸出455a同步結(jié)束計(jì)數(shù)。門電路454譯碼計(jì)數(shù)器值453a，已譯碼的值比設(shè)定值小時(shí)，輸出低電平信號(hào)，比設(shè)定值大時(shí)輸出高電平信號(hào)。因而轉(zhuǎn)換信號(hào)450a從啟動(dòng)后或再啟動(dòng)后到經(jīng)過規(guī)定時(shí)間為低電平，在其以后為高電平。轉(zhuǎn)換信號(hào)450a輸入到換向電路9，換向電路9按照轉(zhuǎn)換信號(hào)450a轉(zhuǎn)換所參照的數(shù)據(jù)。
實(shí)施例28本實(shí)施例是對(duì)與以往的速度誤差補(bǔ)償濾波器相比改善了低頻放大特性的速度誤差補(bǔ)償濾波器的無刷馬達(dá)用驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。因?yàn)楸緦?shí)施例的無刷馬達(dá)用驅(qū)動(dòng)電路的整體結(jié)構(gòu)與圖1或圖78相同，不另說明。下面對(duì)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的重要手段的速度誤差補(bǔ)償濾波器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
圖94是在通過模擬·濾波構(gòu)成速度誤差補(bǔ)償濾波器時(shí)的傳輸方框圖。
在圖中460是比例·積分(PI)濾波器，461是一次延遲濾波器、462是增益元件或系數(shù)放大器，463是加法器，464是一次延遲濾波器。
由速度誤差檢測(cè)電路409輸出的速度誤差信號(hào)409a輸入到速度誤差補(bǔ)償濾波器的輸入端子X。從輸出端子Y輸出的濾波器輸出作為輸向電機(jī)繞組的電流指令值410a加到電流供給電路411。與圖123所示的已有技術(shù)的濾波器結(jié)構(gòu)的不同點(diǎn)是將作為輸入的速度誤差信號(hào)409a經(jīng)由新的一次延遲濾波器461與PI濾波器460的輸出相加。這時(shí)速度誤差補(bǔ)償濾波器的傳輸函數(shù)GC(s)為式(6)的形式。
GC(s)＝[KP(1+1/TIS)+Kw/(1+TAs)]·1/(1+TLs)····(6)
圖95是在KP＝1TI＝1/(2π×10)Kw＝1TA＝1/(2π×5)TL＝1/(2π×60)時(shí)，速度誤差補(bǔ)償濾波器的開環(huán)特性的模擬結(jié)果。在已有的濾波器結(jié)構(gòu)中KP＝1TI＝1/(2π×10)TL＝1/(2π×60)時(shí)的模擬結(jié)果用虛線繪于圖95中。按照本發(fā)明所提出的濾波器結(jié)構(gòu)，低頻放大特性得到改善。
圖94示出通過模擬·濾波構(gòu)成時(shí)的實(shí)例，當(dāng)然通過數(shù)字·濾波構(gòu)成也是可能的。
圖96是通過數(shù)字·濾波構(gòu)成速度誤差補(bǔ)償濾波器時(shí)的傳輸方框圖。
在圖中，470-472是將信號(hào)延遲1取樣時(shí)間的延時(shí)元件，473-479是增益元件，480-483是加法器。由延時(shí)元件471，增益元件476、477、加法器481、482構(gòu)成PI濾波器484，由延時(shí)元件470、增益元件473-475、加法器480構(gòu)成一次延遲濾波器485，由延時(shí)元件472、增益元件478、479、加法器483構(gòu)成一次延遲濾波器486。這時(shí)速度誤差補(bǔ)償濾波器的傳輸函數(shù)GC(Z)如式(7)。
GC(z)＝[KP+KI/(1-z-1)+Kw(1-KA)/(1-KA Z-1)]·(1-KL)/(1-KL Z-1)···(7)實(shí)施例29在本實(shí)施例中對(duì)與以往的速度誤差補(bǔ)償濾波器相比其低頻放大特性得到改善的速度誤差補(bǔ)償濾波器的其它實(shí)施例進(jìn)行說明。
圖97是通過模擬·濾波構(gòu)成速度誤差補(bǔ)償濾波器時(shí)的傳輸方框圖。
在圖中，與實(shí)施例28相同的部件用同一編號(hào)表示。與已有技術(shù)中的速度誤差補(bǔ)償濾波器的結(jié)構(gòu)的不同點(diǎn)是將速度誤差信號(hào)409a為其輸入的新的一次延遲濾波器461的輸出與PI濾波器和一次延遲濾波器的串聯(lián)電路的輸出相加。這時(shí)速度誤差補(bǔ)償濾波器的傳輸函數(shù)GC(S)如式(8)。
GC(s)＝KP(1+1/TIs)·1/(1+TLs)+Kw/(1+TAs)···(8)圖98是在KP＝1、KI＝1/(2π×10)Kw＝1TA＝1/(2π×5)TL＝1/(2π×60)時(shí)，速度誤差補(bǔ)償濾波器的開環(huán)特性的模擬結(jié)果。已有的濾波器結(jié)構(gòu)中KP＝1TI＝1/(2π×10)、TL＝1/(2π×60)時(shí)的模擬結(jié)果用虛線繪在圖98中。按照本發(fā)明的建議的濾波器結(jié)構(gòu)，改善了低頻放大特性。
圖97示出通過模擬·濾波構(gòu)成時(shí)的實(shí)例，當(dāng)然通過數(shù)字·濾波構(gòu)成也是可能的。
圖99是通過數(shù)字·濾波構(gòu)成速度誤差補(bǔ)償濾波器時(shí)的傳輸方框圖。
在圖99中，與實(shí)施例28相同的部件用同一編號(hào)表示。487、488是加法器。這時(shí)速度誤差補(bǔ)償濾波器的傳輸函數(shù)GC(Z)如式(9)。
GC(Z)＝[KP+KI/(1-z-1)]·(1-KL)/(1-KL z-1)+Kw(1-KA)/(1-KA z-1)···(9)實(shí)施例30在本實(shí)施例中，對(duì)在指令旋轉(zhuǎn)數(shù)不同時(shí)，能轉(zhuǎn)換速度誤差檢測(cè)電路的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度和速度誤差補(bǔ)償濾波器的增益元件的增益的無刷馬達(dá)用驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行說明。
圖100是表示本發(fā)明的無刷馬達(dá)用驅(qū)動(dòng)電路的第30個(gè)實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)方框圖。
在圖100中，與圖78中的相同構(gòu)成部件用同一編號(hào)表示。490是輸入模式轉(zhuǎn)換信號(hào)490a的輸入端子。模式轉(zhuǎn)換信號(hào)490a是從無刷馬達(dá)用驅(qū)動(dòng)電路外部輸入的信號(hào)，是用以轉(zhuǎn)換馬達(dá)轉(zhuǎn)數(shù)的二進(jìn)制信號(hào)。
在以上實(shí)施例中說明了的波形整形電路3中，由或電路輸出的邏輯脈沖信號(hào)3d是在正常旋轉(zhuǎn)時(shí)在一定時(shí)間間隔得到的信號(hào)。因而能將此邏輯脈沖信號(hào)3d作為用以控制旋轉(zhuǎn)速度的速度信號(hào)使用。
圖101示出速度誤差檢測(cè)電路409的一個(gè)具體結(jié)構(gòu)實(shí)例。
在圖中491、492是初值寄存器，493是選擇器，494是計(jì)數(shù)器。初值寄存器491、492是存儲(chǔ)目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度的寄存器，在本實(shí)施例中，為與兩種指令轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)應(yīng)，有二個(gè)初值寄存器。選擇器493與模式轉(zhuǎn)換信號(hào)490a的邏輯電平相應(yīng)轉(zhuǎn)換兩種初值寄存器491、492。計(jì)數(shù)器494在邏輯脈沖信號(hào)3d的上升邊緣時(shí)刻，輸入用選擇器493選擇的初值，計(jì)算時(shí)鐘脈沖數(shù)。
例如，對(duì)在正常旋轉(zhuǎn)時(shí)與邏輯脈沖信號(hào)3d的周期為1msec和0.5msec二種指令轉(zhuǎn)數(shù)(分別記為指令轉(zhuǎn)數(shù)A、指令轉(zhuǎn)數(shù)B)相對(duì)應(yīng)的情況進(jìn)行說明。
時(shí)鐘脈沖的頻率為(1MHz)，模式轉(zhuǎn)換信號(hào)490a使在高電平時(shí)與指令轉(zhuǎn)數(shù)A對(duì)應(yīng)，在低電平時(shí)與指令轉(zhuǎn)數(shù)B對(duì)應(yīng)。初值寄存器491設(shè)定為-1000，初值寄存器492設(shè)定為-500。在這樣的結(jié)構(gòu)中，模式轉(zhuǎn)換信號(hào)490a為高電平時(shí)，選擇器493選擇初值寄存器491，在計(jì)數(shù)器494邏輯脈沖信號(hào)3d的上升邊緣時(shí)刻寄存初始值-1000。然后，計(jì)數(shù)器494計(jì)數(shù)完時(shí)鐘脈沖，在邏輯脈沖信號(hào)3d的周期比1msec短時(shí)將負(fù)值作為速度誤差信號(hào)490a輸出，邏輯脈沖信號(hào)3d的周期比1msec長時(shí)，將正值作為速度誤差信號(hào)409a輸出。
一方面，在模式轉(zhuǎn)換信號(hào)490a為低電平時(shí)，選擇器493選擇初值寄存器492，計(jì)數(shù)器494在邏輯脈沖信號(hào)3d的上升邊緣時(shí)刻輸入初始值-500。然后，計(jì)數(shù)器494與時(shí)鐘脈沖同步計(jì)數(shù)完畢，邏輯脈沖信號(hào)3d的周期比0.5msec長時(shí)，將正值作為速度誤差信號(hào)409a輸出。
實(shí)施例31在上述實(shí)施例中，對(duì)指令轉(zhuǎn)數(shù)改變時(shí)的速度誤差檢測(cè)電路409的工作進(jìn)行了說明。但是，當(dāng)轉(zhuǎn)換目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度時(shí)，存在隨指令轉(zhuǎn)數(shù)的不同檢測(cè)靈敏度也改變的問題。在本實(shí)施例中為了克服此問題采用了速度誤差補(bǔ)償濾波器的增益元件也轉(zhuǎn)換這樣的結(jié)構(gòu)。
圖102示出轉(zhuǎn)換速度誤差補(bǔ)償濾波器的增益元件時(shí)，PI濾波器484A的方框圖。
在圖102中，與實(shí)施例28中所示的圖96中相同結(jié)構(gòu)元件用同一編號(hào)表示。495、496是與其它的指令轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)應(yīng)而新設(shè)置的增益元件。497498是選擇器。選擇器497、498與模式轉(zhuǎn)換信號(hào)409a的邏輯電平對(duì)應(yīng)，分別選擇增益元件476、495和元件477、496中的一個(gè)的輸出。同樣，一次延遲濾波器485、486的增益元件也用模式轉(zhuǎn)換信號(hào)490a轉(zhuǎn)換。
當(dāng)然也可以用其他一般的轉(zhuǎn)換增益的方法。
在本實(shí)施例中記述了用1比特的二進(jìn)制信號(hào)轉(zhuǎn)換指令轉(zhuǎn)數(shù)的實(shí)例，進(jìn)而在多個(gè)指令轉(zhuǎn)數(shù)的場(chǎng)合使用用N比特的二進(jìn)制信號(hào)轉(zhuǎn)換的結(jié)構(gòu)也是可能的。
實(shí)施例32本實(shí)施例將對(duì)本發(fā)明的無刷馬達(dá)用驅(qū)動(dòng)電路中，轉(zhuǎn)換通電相的定時(shí)與增減供給電機(jī)繞組電流量的定時(shí)之間的關(guān)系予以說明。
本實(shí)施例的無刷馬達(dá)用驅(qū)動(dòng)電路的整體結(jié)構(gòu)與圖78相同。
圖103是表示本發(fā)明的無刷馬達(dá)用驅(qū)動(dòng)電路正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的工作定時(shí)圖。參看圖103進(jìn)行說明。
在圖中，3a、3b、3c是轉(zhuǎn)子位置信號(hào)、9a-9f是驅(qū)動(dòng)信號(hào)、3d是表示速度的邏輯脈沖信號(hào)、409a是速度誤差信號(hào)，410a是電流指令值。
在正常旋轉(zhuǎn)時(shí)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a-9f根據(jù)轉(zhuǎn)子位置信號(hào)3a、3b、3c來生成。而且在正常旋轉(zhuǎn)時(shí)通電相的轉(zhuǎn)換按圖示的定時(shí)進(jìn)行。
邏輯脈沖信號(hào)3d是轉(zhuǎn)子位置信號(hào)3a、3b、3c兩邊緣的微分脈沖。速度誤差檢測(cè)電路409計(jì)測(cè)速度信號(hào)3d的周期，將目標(biāo)值和計(jì)測(cè)值之差的周期誤差作為速度誤差信號(hào)409a在圖103所示的定時(shí)輸出。速度誤差信號(hào)409a輸入到速度誤差補(bǔ)償濾波器410。速度誤差補(bǔ)償濾波器410進(jìn)行使速度誤差信號(hào)409a為0的濾波器運(yùn)算。
在濾波器演算時(shí)，由于要求規(guī)定的演算時(shí)間，電流指令值410a隨速度誤差信號(hào)409a變化和所經(jīng)過的演算時(shí)間而變化。電流供給電路411根據(jù)電流指令值410a來調(diào)節(jié)供給電機(jī)繞組的電流量。
像上述那樣，在本發(fā)明的無刷馬達(dá)用驅(qū)動(dòng)電路中，使通電相的轉(zhuǎn)換定時(shí)與增減電機(jī)繞組電流的定時(shí)同步，電機(jī)繞組電流的增減隨經(jīng)過換向后演算時(shí)間來進(jìn)行。
實(shí)施例33
在本實(shí)施例中，對(duì)在啟動(dòng)和再啟動(dòng)期間能向電機(jī)繞組供給最大電流的無刷馬達(dá)用驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行說明。
圖104是表示本實(shí)施例的無刷馬達(dá)用驅(qū)動(dòng)電路的整體結(jié)構(gòu)方框圖。也就是說，本結(jié)構(gòu)是已在實(shí)施例27中所說的轉(zhuǎn)換信號(hào)450a輸入到速度誤差補(bǔ)償濾波器410的結(jié)構(gòu)。
圖105示出速度誤差補(bǔ)償濾波器的一個(gè)結(jié)構(gòu)例。
在圖中，600是微型控制器、601是D/A變換器，602是由微型控制器600內(nèi)的寄存器0-寄存器N構(gòu)成的寄存器群。
微型控制器600輸入由速度誤差檢測(cè)電路409輸出的速度誤差信號(hào)409a，進(jìn)行如實(shí)施例28，29所示的濾波器演算，將該演算結(jié)果收存儲(chǔ)在寄存器N中。微型控制器600進(jìn)而將存儲(chǔ)在寄存器N中的值在規(guī)定時(shí)刻輸出到D/A變換器601。存儲(chǔ)在寄存器N中的數(shù)值用D/A變換器601變換為模擬值，作為電流指令值401a輸入到電流供給電路411。
轉(zhuǎn)換起動(dòng)模式和正常旋轉(zhuǎn)模式的轉(zhuǎn)換信號(hào)450a輸入到微型控制器600。轉(zhuǎn)換信號(hào)450a如在實(shí)施例27中所述，在啟動(dòng)后或再啟動(dòng)后經(jīng)過規(guī)定時(shí)間為低電平信號(hào)，在其以后提高電平信號(hào)。微型控制器600在轉(zhuǎn)換信號(hào)450a成為低電平時(shí)使寄存器N初始化，寄存器N的值設(shè)定為最大值。因而，在轉(zhuǎn)換信號(hào)450a為低電平期間，電流指令值410a設(shè)定成最大設(shè)定值，在啟動(dòng)和再啟動(dòng)期間，供給電機(jī)繞組最大電流。
在本說明書中，對(duì)權(quán)利要求1-28分別用實(shí)施例示出，但很明顯，將它們進(jìn)行組合也能得到良好的效果。
實(shí)施例34
圖106是表示本實(shí)施例的無刷馬達(dá)用驅(qū)動(dòng)電路的整體結(jié)構(gòu)方框圖。在圖106中，與圖78相同結(jié)構(gòu)的部件用同一編號(hào)表示。
在實(shí)施例27中所說的換向電路9在啟動(dòng)模式時(shí)參照計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a-9f、在正常旋轉(zhuǎn)模式時(shí)參照轉(zhuǎn)子位置信號(hào)3a、3b、3c輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a-9f。本實(shí)施例的換向電路610無論在啟動(dòng)模式時(shí)還是在正常旋轉(zhuǎn)模式時(shí)都參照計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a-9f。計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c與驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a-9f的邏輯關(guān)系與圖27相同。
在本實(shí)施例中，對(duì)脈沖選擇電路的另外的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行說明。圖107示出與脈沖選擇電路256有不同結(jié)構(gòu)的脈沖選擇電路109的一個(gè)具體結(jié)構(gòu)實(shí)例。圖中611-613是反轉(zhuǎn)電路，614-625是三輸入與電路、626是6輸入或電路。
比較實(shí)施例8、26中的脈沖選擇電路256和本實(shí)施例中的脈沖選擇電路609。圖108示出在馬達(dá)定速反轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)3a、3b、3c、上升·下降邊緣脈沖250a-255a、計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c、脈沖選擇電路256的輸出信號(hào)256a、模擬脈沖發(fā)生電路431的輸出信號(hào)431a等的定時(shí)圖。
一方面，圖109示出在馬達(dá)定速反轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)3a、3b、3c、上升·下降邊緣脈沖250a-255a、計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c、脈沖選擇電路609的輸出609a、模擬脈沖發(fā)生電路431的輸出431a等的定時(shí)圖。
實(shí)施例8、26中的脈沖選擇電路256是這樣一種電路，它在輸入的邊緣脈沖250a-255a的種類與計(jì)數(shù)器值7a、7b、7c的關(guān)系滿足圖25的關(guān)系時(shí)，原封不動(dòng)地輸出已輸入的邊緣脈沖，而在其它時(shí)間將輸入的邊緣脈沖掩碼。下面參照?qǐng)D108、109進(jìn)行說明。假定計(jì)數(shù)器值的初值為LLL。圖108、109中的(E)(F)(G)順次檢測(cè)出邊緣脈沖255a、252a、251a。由于計(jì)數(shù)器值為LLL，脈沖選擇電路256將253a以外的邊緣脈沖掩碼。因而在圖中(E)(F)(G)檢出的邊緣脈沖255a、252a、251a被掩碼。
同樣，使用脈沖選擇電路609，這些邊緣脈沖也被掩碼。由于在模擬脈沖發(fā)生電路431內(nèi)經(jīng)過所設(shè)定的規(guī)定時(shí)間t1后也不向模擬脈沖發(fā)生電路431輸入，所以模擬脈沖發(fā)生電路431在圖中(H)產(chǎn)生模擬脈沖。借助此模擬脈沖，6進(jìn)計(jì)數(shù)器257完成計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器值成為HLL。而在圖中(I)檢測(cè)出邊緣脈沖254a。由于計(jì)數(shù)器值是HLL，在圖中(I)輸出的邊緣脈沖254a未被選擇電路256掩碼，將原封不動(dòng)輸出。這樣，脈沖選擇電路256不能完全將反轉(zhuǎn)時(shí)的邊緣脈沖250a-255a掩碼。
另一方面，在脈沖選擇電路609中，由于在(I)處轉(zhuǎn)子位置信號(hào)3a是L，在圖中(I)輸出的邊緣脈沖254a被掩碼。這樣，由于本實(shí)施例的脈沖選擇電路609能使計(jì)數(shù)器值與被輸入的邊緣脈沖的種類組合，再進(jìn)一步配合轉(zhuǎn)子位置信號(hào)3a、3b、3c的邏輯選擇邊緣脈沖，所以如圖109所示，能將反轉(zhuǎn)時(shí)的邊緣脈沖250a-255a完全掩碼。
實(shí)施例35下面說明使轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)信號(hào)成為梯形波來減少雜音的實(shí)例。
圖110是表示本實(shí)施例的無刷馬達(dá)用驅(qū)動(dòng)電路的整體結(jié)構(gòu)方框圖。圖中與圖106相同結(jié)構(gòu)的部件用同一編號(hào)表示。作為新元件，630是為了合成梯形波狀的驅(qū)動(dòng)信號(hào)所必須的輸出多個(gè)邏輯信號(hào)630a-630g的邏輯電路，631是按照來自邏輯電路的輸出信號(hào)603g進(jìn)行電容器充放電的充放電電路，632是由充放電電路的輸出信號(hào)631a和邏輯電路的輸出信號(hào)630a-630f合成梯形波狀的驅(qū)動(dòng)信號(hào)632a-632f的梯形波合成電路。
梯形驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路633由上述邏輯電路630、充放電電路631、梯形波合成電路632等構(gòu)成。
圖111示出邏輯電路630的一個(gè)具體結(jié)構(gòu)實(shí)例。在圖中，635-643是與電路，644是三輸入或電路。邏輯電路630的輸出信號(hào)630a-630g的工作波形如圖113所示。
圖112示出充放電電路631的一個(gè)具體結(jié)構(gòu)實(shí)例。在圖中，645、646是恒流源、647是電容器。SW1在邏輯電路630的輸出信號(hào)630g為高電平時(shí)導(dǎo)通，為低電平時(shí)斷開。對(duì)充放電電路631的工作進(jìn)行說明。邏輯電路的輸出信號(hào)630g為低電平時(shí)SW1斷開，電容器647用恒定電流I3充電。另一方面，邏輯電路630的輸出信號(hào)630g為高電平時(shí)SW1導(dǎo)通，電容器647用恒定電流I3放電。充放電電路631的輸出信號(hào)631a成為圖113所示的梯形波狀信號(hào)。
充放電電路631的輸出信號(hào)631a、邏輯電路630的輸出信號(hào)630a-630f輸入到梯形波合成電路632。
梯形波合成電路632的一個(gè)具體結(jié)構(gòu)實(shí)例示于圖114。在圖中，648-651是反轉(zhuǎn)放大器電路，652-657是“與非”門電路。充放電電路631的輸出信號(hào)631a與邏輯電路630的輸出信號(hào)630a-630f的工作電壓范圍相同，Vref是工作電壓范圍的中心電壓。充放電電路631的輸出信號(hào)631a輸入到反轉(zhuǎn)放大器電路648的反轉(zhuǎn)輸入端子，基準(zhǔn)電壓Vref輸入到非反轉(zhuǎn)輸入端子，以Vref為基準(zhǔn)，得到將631a反轉(zhuǎn)的梯形波。同樣，用反轉(zhuǎn)放大器電路649、650、651，得到以Vref為基準(zhǔn)將630a、630c、630e反轉(zhuǎn)的信號(hào)。
下面對(duì)梯形波合成電路632的具體工作，參照附圖進(jìn)行說明。在此著重對(duì)合成梯形驅(qū)動(dòng)信號(hào)632a的部分進(jìn)行說明。
SW2、SW3、SW4分別在630d、630f、652a為高電平時(shí)導(dǎo)通，為低電平時(shí)斷開。652a是“與非”門電路652的輸出信號(hào)。由于在示于圖113的Ta期間630d為高電平、630f為低電平，652a為低電平，所以只有SW2導(dǎo)通，梯形驅(qū)動(dòng)信號(hào)632a成為充放電電路631的輸出信號(hào)631a。由于在Tb期間，630d為低電平，630f為低電平，652a為高電平，所以只有SW4導(dǎo)通，梯形驅(qū)動(dòng)信號(hào)632a成為以Vref為基準(zhǔn)將630e反轉(zhuǎn)的信號(hào)。由于在Tc期間630d為低電平，630f為高電平，652a為低電平，所以只有SW3導(dǎo)通，梯形驅(qū)動(dòng)信號(hào)632a成為以Vref為基準(zhǔn)反轉(zhuǎn)631a的梯形波。由于在Td期間630d為低電平、630f為低電平，652a為高電平，所以只有SW4導(dǎo)通，梯形驅(qū)動(dòng)信號(hào)632a成為以Vref為基準(zhǔn)反轉(zhuǎn)630e的梯形波。
如上所述，合成梯形驅(qū)動(dòng)信號(hào)632a。也可用同樣程序合成梯形驅(qū)動(dòng)信號(hào)632b-632f。這樣，梯形驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路633可以從驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a-9f的上升·下降邊緣時(shí)刻開始的上升傾斜部分和下降傾斜部分形成梯形驅(qū)動(dòng)信號(hào)632a-632f。
實(shí)施例36在本實(shí)施例中對(duì)能與從外部輸入的指令轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)應(yīng)改變梯形驅(qū)動(dòng)信號(hào)632a-632f的傾斜時(shí)間的無刷馬達(dá)用驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行說明。
圖115是表示本實(shí)施例的無刷馬達(dá)用驅(qū)動(dòng)電路的整體結(jié)構(gòu)方框圖。在圖中，與圖110同一結(jié)構(gòu)部件用同一編號(hào)表示。在圖115中，660是輸入模式轉(zhuǎn)換信號(hào)660a的端子，661是與充放電電路631有不同結(jié)構(gòu)的充放電電路。模式轉(zhuǎn)換信號(hào)660a是從無刷馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路外部輸入的信號(hào)也是與指令轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)應(yīng)地變化極性的二進(jìn)位信號(hào)。
圖116示出充放電電路661的一個(gè)具體結(jié)構(gòu)例。在圖中，662是反轉(zhuǎn)電路、663、664是恒流源。SW5、SW7在模式轉(zhuǎn)換信號(hào)660a為高電平時(shí)導(dǎo)通，為低電平時(shí)斷開。SW6、SW8在模式轉(zhuǎn)換信號(hào)660a為低電平時(shí)導(dǎo)通，為高電平時(shí)斷開。
對(duì)模式轉(zhuǎn)換信號(hào)660a為高電平時(shí)充放電電路661的工作進(jìn)行說明。
邏輯電路的輸出信號(hào)630g為低電平時(shí)SW1斷開，電容器647用恒定電流I3充電。另一方面邏輯電路630的輸出信號(hào)630g為高電平時(shí)，SW1導(dǎo)通，電容器647用恒定電流I3放電。邏輯電路630的輸出信號(hào)630g和充放電電路661的輸出信號(hào)661a的關(guān)系在圖117中用632a的H表示。
在模式轉(zhuǎn)換信號(hào)660a為低電平時(shí)，當(dāng)邏輯電路的輸出信號(hào)630a為低電平時(shí)，電容器647用恒定電流I4充電，當(dāng)邏輯電路630的輸出信號(hào)630g為高電平時(shí)，電容器647用恒定電流I4放電。
一旦設(shè)定I4＝0.5×I3，充放電電路661的輸出信號(hào)661a在圖117中用632a的L表示，梯形波的傾斜時(shí)間加倍。充放電電路661的輸出信號(hào)661a輸入到梯形波合成電路632，用在實(shí)施例35中所說的程序生成梯形驅(qū)動(dòng)信號(hào)632a-632f。這樣，如能與指令轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)應(yīng)地轉(zhuǎn)換模式轉(zhuǎn)換信號(hào)660a，則與從外部輸入的指令轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)應(yīng)地變化梯形驅(qū)動(dòng)信號(hào)632a-632f的傾斜時(shí)間是可能的。
實(shí)施例37
由梯形驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路633生成的梯形驅(qū)動(dòng)信號(hào)632a-632f的上升傾斜部分和下降傾斜部分從驅(qū)動(dòng)信號(hào)9a-9f的上升·下降邊緣時(shí)刻開始。因而，驅(qū)動(dòng)電流的轉(zhuǎn)換點(diǎn)從理想的換向時(shí)刻延遲，使轉(zhuǎn)矩發(fā)生效率下降。在本實(shí)施例中，對(duì)由各相端子電壓或多相間電壓差檢出的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)的相位與梯形驅(qū)動(dòng)信號(hào)的傾斜時(shí)間對(duì)應(yīng)地變成超前相位的無刷馬達(dá)用驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)和工作進(jìn)行說明。
圖118是表示本實(shí)施例的無刷馬達(dá)用驅(qū)動(dòng)電路的整體結(jié)構(gòu)方框圖。圖中與圖110相同結(jié)構(gòu)的部件用同一編號(hào)表示。在圖118中，作為新元件的670是與比較電路2有不同結(jié)構(gòu)的比較電路。
圖119示出比較電路670的一個(gè)具體結(jié)構(gòu)例。在圖中，671-685是電阻，686-688是差動(dòng)放大電路。
下面說明比較電路670的具體工作。
作為一個(gè)例子，研究電阻671-685設(shè)定為圖119所示值的情況。這時(shí)，差動(dòng)放大電路686的輸出信號(hào)686a是1a+1b-2×1c，差動(dòng)放大電路687的輸出信號(hào)687a是1b+1c-2×1a，差動(dòng)放大電路688的輸出信號(hào)688a是1c+1a-2×1b。
現(xiàn)在，1a、1b、1c為式(10)所示的相位錯(cuò)開2π/3的三相信號(hào)時(shí)，差動(dòng)放大電路686、687、688的輸出信號(hào)686a、687a、688a為式(11)(12)(13)所示。差動(dòng)放大電路686、687、688的輸出信號(hào)686a、687a、688a用各比較器85、86、87與Vref比較，得到邏輯信號(hào)670a、670b、670c。
1a＝sinθ1b＝sin(θ+2π/3)1c＝sin(θ-2π/3)(10)686a＝sinθ+sin(θ+2π/3)-2×sin(θ-2π/3)＝3×sin(θ+2π/3)(11)687a＝sin(θ+2π/3)+sin(θ-2π/3)-2×sinθ＝3×sin(θ+π)(12)688a＝sin(θ-2π/3)+sinθ-2×sin(θ+2π/3)＝3×sin(θ-π/3)(13)這里再次說明比較電路2的具體工作。
考慮電阻70-81全部設(shè)定為10KΩ的情況。這時(shí)，差動(dòng)放大電路82的輸出信號(hào)為1a-1c，差動(dòng)放大電路83的輸出信號(hào)為1b-1a，差動(dòng)放大電路84的輸出信號(hào)為1c-1b，它們分別為式(14)(15)(16)。將差動(dòng)放大電路82、83、84的輸出信號(hào)記為82a、83a、84a。將差動(dòng)放大電路82、83、84的輸出信號(hào)82a、83a、84a分別用比較器85、86、87、與Vref比較，得到邏輯信號(hào)2a、2b、2c。
82a＝sinθ-sin(θ-2π/3)＝√3×sin(θ+π/6)(14)83a＝sin(θ+2π/3)-sinθ＝√3×sin(θ+5π/6)(15)84a＝sin(θ-2π/3)-sin(θ+2π/3)＝√3×sin(θ-π/2)(16)差動(dòng)放大電路686、687、688的輸出信號(hào)686a、687a、688a相對(duì)差動(dòng)放大電路82、83、84的輸出信號(hào)82a、83a、84a超前π/6相位。從而用比較電路670能得到比從比較電路2輸出的邏輯信號(hào)2a、2b、2c超前π/6相位的邏輯信號(hào)670a、670b、670c。
在本實(shí)施例中，雖然只對(duì)將電阻671-685的值設(shè)定為圖119所示的值進(jìn)行了說明，但如改變電阻671-685，設(shè)定成另外的相位超前量也是可能的。這就能做到轉(zhuǎn)子位置信號(hào)的相位超前，驅(qū)動(dòng)電流的轉(zhuǎn)換點(diǎn)與理想的換向時(shí)間一致。
還在本實(shí)施例中示出使用充放電電路631構(gòu)成的實(shí)例，當(dāng)然，使用充放電電路661來構(gòu)成也是可能的。
由于本發(fā)明有如上述的結(jié)構(gòu)，因而有如下的效果。
由于不用中性點(diǎn)，只在實(shí)際驅(qū)動(dòng)期間校正由電機(jī)繞組電流決定的校正值，得到位置信號(hào)，所以有引出線少，相位不延遲就能決定準(zhǔn)確的驅(qū)動(dòng)定時(shí)的效果。
由于不用中性點(diǎn)，只在實(shí)際驅(qū)動(dòng)期間校正由電機(jī)繞組電流決定的校正值，由各相間電壓差得到位置信號(hào)，因而有引出線少，相位不延遲就能決定準(zhǔn)確的驅(qū)動(dòng)定時(shí)的效果。
由于從位置信號(hào)得到相應(yīng)速度信號(hào)，則用上述簡單的裝置就有進(jìn)行速度控制的效果。
由于將實(shí)際驅(qū)動(dòng)期間作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的期間，所以還有相位延遲校正能更加正確的效果。
由于將各相間電壓差校正的實(shí)際驅(qū)動(dòng)期間作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)的期間，所以還有相位延遲校正能更加正確的效果。
由于從電機(jī)繞組電流的檢測(cè)用電阻上取出校正電壓，所以還有相位延遲校正能更加準(zhǔn)確的效果。
由于從電機(jī)繞組電流的檢測(cè)用電阻上取出校正電壓，所以還有各相間電壓差的相位延遲校正能更加準(zhǔn)確的效果。
由于閂鎖位置信號(hào)作為新的位置信號(hào)，所以還有即使在檢測(cè)信號(hào)上有雜音也能檢測(cè)出準(zhǔn)確位置信號(hào)的效果。
由于選擇位置信號(hào)的上升·下降的邊緣信號(hào)，再進(jìn)行計(jì)數(shù)、組合作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，進(jìn)而在無輸入時(shí)進(jìn)行強(qiáng)制計(jì)數(shù)，所以有穩(wěn)定啟動(dòng)的效果。
由于選擇位置信號(hào)的上升·下降的邊緣信號(hào)，再進(jìn)行計(jì)數(shù)、組合作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)，在無輸入時(shí)進(jìn)行強(qiáng)制計(jì)數(shù)，在旋轉(zhuǎn)異常時(shí)能再啟動(dòng)，所以有在旋轉(zhuǎn)異常時(shí)也能再啟動(dòng)的效果。
由于用規(guī)定的時(shí)間進(jìn)行起動(dòng)·再起動(dòng)時(shí)和正常時(shí)的轉(zhuǎn)換，所以有能可靠地轉(zhuǎn)移到正常運(yùn)轉(zhuǎn)的效果。
由于用計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)器值進(jìn)行啟動(dòng)·再啟動(dòng)時(shí)和正常時(shí)的轉(zhuǎn)換，所以有能可靠地轉(zhuǎn)移到正常運(yùn)轉(zhuǎn)的效果。
由于是在轉(zhuǎn)子達(dá)某一速度才進(jìn)行啟動(dòng)·再啟動(dòng)時(shí)和正常時(shí)的轉(zhuǎn)換，所以有能可靠地轉(zhuǎn)移到正常運(yùn)轉(zhuǎn)的效果。
由于是在檢測(cè)位置信號(hào)為規(guī)定的組合才進(jìn)行啟動(dòng)·再啟動(dòng)時(shí)和正常時(shí)的轉(zhuǎn)換，所以有能可靠地轉(zhuǎn)移到正常運(yùn)轉(zhuǎn)的效果。
由于是在電機(jī)繞組的驅(qū)動(dòng)信號(hào)為規(guī)定的組合才進(jìn)行啟動(dòng)·再啟動(dòng)時(shí)和正常時(shí)的轉(zhuǎn)換，所以有能可靠地轉(zhuǎn)移到正常運(yùn)轉(zhuǎn)的效果。
由于是在規(guī)定的時(shí)間、計(jì)數(shù)結(jié)束值、到達(dá)規(guī)定速度、檢測(cè)位置信號(hào)或電機(jī)繞組的驅(qū)動(dòng)信號(hào)為規(guī)定的組合等多個(gè)條件成立，才進(jìn)行啟動(dòng)·再啟動(dòng)時(shí)和正常時(shí)的轉(zhuǎn)換，所以有能更可靠地轉(zhuǎn)移到正常運(yùn)轉(zhuǎn)的效果。
由于監(jiān)視輸向計(jì)數(shù)器的位置信號(hào)，在無輸入時(shí)強(qiáng)制計(jì)數(shù)，在旋轉(zhuǎn)異常時(shí)再啟動(dòng)，所以有旋轉(zhuǎn)中出現(xiàn)異常也能再啟動(dòng)的效果。
由于用以某個(gè)電角度設(shè)定的另一位置檢測(cè)器的位置號(hào)作為啟動(dòng)·再啟動(dòng)時(shí)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所以在啟動(dòng)時(shí)也有能可靠準(zhǔn)確地啟動(dòng)的效果。
由于微分并閂鎖比較端子電壓得到的邏輯信號(hào)，在規(guī)定時(shí)間后解除閂鎖，所以即使在檢測(cè)信號(hào)上有雜音也有能得到準(zhǔn)確的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)的效果。
由于使定時(shí)時(shí)間的長短可變，將適當(dāng)?shù)臅r(shí)間作為過度時(shí)間，具有掩碼雜音而穩(wěn)定地進(jìn)行換向控制的效果。
由于在啟動(dòng)時(shí)，再啟動(dòng)時(shí)或旋轉(zhuǎn)異常時(shí)只在規(guī)定時(shí)間轉(zhuǎn)換到使馬達(dá)正轉(zhuǎn)的強(qiáng)制通電相，所以有不受負(fù)載條件影響，能在短時(shí)間可靠地啟動(dòng)的效果。
由于用定時(shí)設(shè)定從啟動(dòng)模式向正常旋轉(zhuǎn)模式的轉(zhuǎn)換，所以有能可靠地轉(zhuǎn)換到正常旋轉(zhuǎn)模式的效果。
由于PI濾波器和一次延遲濾波器并聯(lián)連接而且將一次延遲濾波器與速度誤差補(bǔ)償濾波器串聯(lián)，所以有能獲得良好的低頻干擾壓縮特性的效果。
由于將使一次延遲濾波器串聯(lián)連接到PI濾波器，而且一次延遲濾波器與速度誤差補(bǔ)償濾波器并聯(lián)，所以有能獲得良好低頻干擾壓縮特性的效果。
由于與輸向馬達(dá)的指令轉(zhuǎn)數(shù)對(duì)應(yīng)地轉(zhuǎn)換速度誤差檢測(cè)器的目標(biāo)值或速度誤差補(bǔ)償濾波器的增益，所以有不變化輸入到速度誤差檢測(cè)器的基準(zhǔn)時(shí)鐘脈沖周期的效果。
由于在轉(zhuǎn)換通電相后，在規(guī)定時(shí)間以內(nèi)進(jìn)行電機(jī)繞組的電流量的增減，所以有使反饋電流值來容易進(jìn)行端子壓校正的效果。
由于是在啟動(dòng)和再啟動(dòng)期間將最大電流供給電機(jī)繞組，所以有能在短時(shí)間可靠啟動(dòng)的效果。
由于選擇轉(zhuǎn)子位置信號(hào)的上升·下降邊緣內(nèi)的必要信號(hào)，用計(jì)算必要信號(hào)所得的計(jì)算器值驅(qū)動(dòng)電機(jī)繞組，所以有能在短時(shí)間啟動(dòng)，還能可靠地轉(zhuǎn)換到正常運(yùn)轉(zhuǎn)的效果。
由于可用梯形波狀驅(qū)動(dòng)信號(hào)，外加驅(qū)動(dòng)電機(jī)繞組，因此具有減少換向噪聲的效果。
由于通過來自外部的控制信號(hào)來變化梯形。波狀的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的梯度，所以有即使馬達(dá)轉(zhuǎn)數(shù)變化也能有效地減少換向噪聲的效果。
由于為使梯形波狀驅(qū)動(dòng)信號(hào)的大體梯度中心與換向定時(shí)一致，將轉(zhuǎn)子位置信號(hào)的相位超前，所以有轉(zhuǎn)矩發(fā)生效率不下降也能減少噪聲的效果。
權(quán)利要求
1.無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，包括由多相電樞線圈驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子的無刷電動(dòng)機(jī)的各相線圈端電壓檢測(cè)裝置；在實(shí)際驅(qū)動(dòng)期間把由上述電樞線圈的電阻和電流所決定的校正值同各相檢測(cè)線圈端電壓進(jìn)行加減運(yùn)算的各相端電壓校正裝置；比較上述校正后的各相端電壓大小的比較裝置，用由上述比較裝置檢測(cè)出的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)來進(jìn)行各相電樞線圈的外加驅(qū)動(dòng)。
2.無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，包括由多相電樞線圈驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子的無刷電動(dòng)機(jī)的各相線圈端電壓檢測(cè)裝置;在實(shí)際驅(qū)動(dòng)期間把由上述電樞線圈的電阻和電流決定的校正值同各相間的線圈端電壓差進(jìn)行加減運(yùn)算的各相間電壓差校正裝置;比較上述校正后的各相間電壓差的大小的比較裝置，用由上述比較裝置檢測(cè)出的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)來進(jìn)行各相電樞線圈的外加驅(qū)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，其特征是設(shè)置有轉(zhuǎn)子位置信號(hào)的前沿·后沿信號(hào)檢測(cè)裝置，把該檢測(cè)結(jié)果看作檢測(cè)速度信號(hào)來進(jìn)行速度反饋控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，其特征是給勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)各相電樞線圈的橋式電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，把處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)期間作為實(shí)際驅(qū)動(dòng)期間信號(hào)來提供給各相端電壓校正裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，其特征是給勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)各相電樞線圈的橋式電路的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，把處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)期間作為實(shí)際驅(qū)動(dòng)期間信號(hào)來提供給各相端電壓校正裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，其特征是，設(shè)置同勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)電樞線圈的橋式電路串聯(lián)連接的實(shí)際電流檢測(cè)電阻，把在該檢測(cè)電阻中流通的電流作為線圈電流提供給各相端電壓校正裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，其特征是設(shè)置同勵(lì)磁驅(qū)動(dòng)電樞線圈的橋式電路串聯(lián)連接的實(shí)際電流檢測(cè)電阻，把在該檢測(cè)電阻中流通的電流作為線圈電流提供給各相間電壓差校正裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，其特征是設(shè)置檢測(cè)各相端電壓大小或各相間電壓差大小的比較信號(hào)的前沿·后沿邊緣的微分電路，和用由該微分電路檢測(cè)邊緣的時(shí)間來鎖存上述比較信號(hào)的鎖存電路，把上述各鎖存電路的輸出進(jìn)行組合而作為轉(zhuǎn)子位置信號(hào)來進(jìn)行各相電樞線圈的外加驅(qū)動(dòng)。
9.無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，包括轉(zhuǎn)子位置信號(hào)生成裝置，從由多相電樞線圈驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子的無刷電動(dòng)機(jī)的各相端電壓或各相間電壓差檢測(cè)轉(zhuǎn)子的位置信號(hào);計(jì)數(shù)器，檢測(cè)上述輸出的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)的前沿·后沿邊緣，從該各檢測(cè)出的邊緣信號(hào)中選擇需要的邊緣信號(hào)作為一方的輸出，并對(duì)需要的邊緣信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)而成為起動(dòng)時(shí)各相電樞線圈的外加驅(qū)動(dòng)信號(hào);脈沖發(fā)生裝置，把上述計(jì)數(shù)器的一方輸出作為輸入，在預(yù)定時(shí)間未得到該輸入的情況下，使上述計(jì)數(shù)器進(jìn)行正計(jì)數(shù)，在起動(dòng)時(shí)，由上述計(jì)數(shù)器的輸出來進(jìn)行電樞線圈的外加驅(qū)動(dòng)。
10.無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，包括轉(zhuǎn)子位置信號(hào)生成裝置，從由多相電樞線圈驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子的無刷電動(dòng)機(jī)的各相端電壓或各相間電壓差來檢測(cè)轉(zhuǎn)子的位置信號(hào);計(jì)數(shù)器，檢測(cè)上述輸出的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)的前沿·后沿邊緣，從該各檢測(cè)出的邊緣信號(hào)中選擇需要的邊緣信號(hào)作為一方的輸出，并對(duì)需要的邊緣信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)而成為起動(dòng)時(shí)各相電樞線圈的外加驅(qū)動(dòng)信號(hào);脈沖發(fā)生裝置，把上述計(jì)數(shù)器的一方輸出作為輸入，在預(yù)定時(shí)間未得到該輸入的情況下，使上述計(jì)數(shù)器進(jìn)行正計(jì)數(shù);穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置，由上述轉(zhuǎn)子位置信號(hào)同上述計(jì)數(shù)器的輸出的組合來監(jiān)視電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)異常時(shí)，輸出再起動(dòng)脈沖而成為起動(dòng)狀態(tài)，在旋轉(zhuǎn)異常時(shí)，由上述計(jì)數(shù)器的輸出進(jìn)行電樞線圈的外加驅(qū)動(dòng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征是設(shè)置進(jìn)行這種切換的切換裝置和計(jì)時(shí)器，在起動(dòng)時(shí)或再起動(dòng)時(shí)根據(jù)計(jì)數(shù)器的值來驅(qū)動(dòng)各相電樞線圈而在其后的穩(wěn)態(tài)時(shí)根據(jù)轉(zhuǎn)子位置信號(hào)來驅(qū)動(dòng)各相電構(gòu)線圈，由上述計(jì)時(shí)器設(shè)定起動(dòng)或再起動(dòng)期間而進(jìn)行切換。
12.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征是設(shè)置進(jìn)行下述切換的切換裝置，即在起動(dòng)時(shí)或再起動(dòng)時(shí)根據(jù)計(jì)數(shù)器的值驅(qū)動(dòng)各相電樞線圈而在其后的穩(wěn)態(tài)時(shí)根據(jù)轉(zhuǎn)子位置信號(hào)驅(qū)動(dòng)各相電樞線圈，在上述計(jì)數(shù)器變成預(yù)定值時(shí)結(jié)束起動(dòng)或再起動(dòng)期間而進(jìn)行切換。
13.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征是設(shè)置進(jìn)行下述切換的切換裝置，即在起動(dòng)或再起動(dòng)時(shí)根據(jù)計(jì)數(shù)器的值驅(qū)動(dòng)各相電樞線圈而在其后的穩(wěn)態(tài)時(shí)根據(jù)轉(zhuǎn)子位置信號(hào)來驅(qū)動(dòng)各相電樞線圈;和轉(zhuǎn)子速度信號(hào)檢測(cè)裝置，在上述檢測(cè)出的速度信號(hào)成為預(yù)定值時(shí)結(jié)束起動(dòng)或再起動(dòng)期間而進(jìn)行切換。
14.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，其特征是，設(shè)置進(jìn)行下述切換的切換裝置，即在起動(dòng)或再起動(dòng)時(shí)根據(jù)計(jì)數(shù)器的值來驅(qū)動(dòng)各相電樞線圈而在其后的穩(wěn)態(tài)時(shí)根據(jù)轉(zhuǎn)子位置信號(hào)來驅(qū)動(dòng)各相電樞線圈，在檢測(cè)出的位置信號(hào)成為預(yù)定組合的值時(shí)結(jié)束起動(dòng)或再起動(dòng)期間而進(jìn)行切換。
15.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置，其特征是設(shè)置進(jìn)行下述切換的切換裝置，即在起動(dòng)或再起動(dòng)時(shí)根據(jù)計(jì)數(shù)器的值來驅(qū)動(dòng)各相電樞線圈而在其后的穩(wěn)態(tài)時(shí)根據(jù)轉(zhuǎn)子位置信號(hào)來驅(qū)動(dòng)各相電樞線圈，在給各相電樞線圈的驅(qū)動(dòng)信號(hào)成為預(yù)定組合的值時(shí)結(jié)束起動(dòng)或再起動(dòng)期間而進(jìn)行切換。
16.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，其特征是，設(shè)置進(jìn)行下述切換的切換裝置，即在起動(dòng)或再起動(dòng)時(shí)根據(jù)計(jì)數(shù)器的值來驅(qū)動(dòng)各相電樞線圈而在其后的穩(wěn)態(tài)時(shí)根據(jù)轉(zhuǎn)子位置信號(hào)來驅(qū)動(dòng)各相電樞線圈;并根據(jù)需要而設(shè)置計(jì)時(shí)器或轉(zhuǎn)子速度信號(hào)檢測(cè)裝置，在經(jīng)過了上述計(jì)時(shí)器的設(shè)定時(shí)間后或上述速度信號(hào)檢測(cè)值成為預(yù)定值或計(jì)數(shù)器成為預(yù)定值或檢測(cè)出的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)成為預(yù)定組合的值或給各相電樞線圈的驅(qū)動(dòng)信號(hào)成為預(yù)定的組合這幾種情況成立時(shí)，結(jié)束起動(dòng)或再起動(dòng)期間而進(jìn)行切換。
17.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，其特征是計(jì)數(shù)器是在輸入計(jì)數(shù)器的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)未按預(yù)定時(shí)間變化的情況下，作為旋轉(zhuǎn)異常而輸出再起動(dòng)脈沖以成為起動(dòng)狀態(tài)，并成為強(qiáng)制性地進(jìn)行正計(jì)數(shù)的計(jì)數(shù)器。
18.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，其特征是設(shè)置檢測(cè)相對(duì)于由各相端電壓或各相間電壓差檢測(cè)出的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)偏移電角度π/6的位置的位置檢測(cè)器;和輸出由上述位置檢測(cè)器的輸出和起動(dòng)指示信號(hào)決定的選擇信號(hào)的保持電路，在起動(dòng)或再起動(dòng)時(shí)計(jì)數(shù)器由上述選擇信號(hào)決定給各相電樞的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的組合。
19.根據(jù)權(quán)利要求9所述的無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，其特征是設(shè)置檢測(cè)相對(duì)于從各相端電壓或各相間電壓差檢測(cè)出的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)偏移電角度π/6的位置的位置檢測(cè)器;如輸出由上述位置檢測(cè)器的輸出和起動(dòng)指示信號(hào)決定的選擇信號(hào)的保持電路，在起動(dòng)或再起動(dòng)時(shí)的起始的給電樞的驅(qū)動(dòng)信號(hào)中使用上述位置檢測(cè)器的輸出，在以后的起動(dòng)時(shí)或再起動(dòng)時(shí)的驅(qū)動(dòng)中計(jì)數(shù)器使用由上述選擇信號(hào)決定給各相電樞的驅(qū)動(dòng)信號(hào)組合的信號(hào)。
20.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，其特征是設(shè)置有檢測(cè)各相端電壓的大小或各相間電壓差大小的比較信號(hào)的前沿·后沿邊緣的微分電路;由該微分電路的邊緣檢測(cè)進(jìn)行工作并在預(yù)定時(shí)間后停止的計(jì)時(shí)器;用由上述微分電路檢測(cè)出邊緣的時(shí)間鎖存上述比較信號(hào)并且由上述計(jì)時(shí)器停止的時(shí)間解除鎖存的鎖存電路，把上述鎖存電路的輸出進(jìn)行組合而作為轉(zhuǎn)子位置信號(hào)進(jìn)行各相電樞線圈的外加驅(qū)動(dòng)。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，其特征是根據(jù)給電樞的指令轉(zhuǎn)數(shù)來變化從鎖存電路鎖存比較信號(hào)到鎖存解除的計(jì)時(shí)器時(shí)間長度。
22.無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，包括轉(zhuǎn)子位置信號(hào)生成裝置，從多相的各相端電壓或各相間電壓差檢測(cè)轉(zhuǎn)子的位置信號(hào);脈沖發(fā)生裝置，檢測(cè)上述輸出的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)的前沿·后沿邊緣，從該各檢測(cè)出的邊緣信號(hào)中選擇需要的邊緣信號(hào)并提供輸出脈沖列，在預(yù)定時(shí)間內(nèi)未得到該需要的邊緣信號(hào)的情況下提供模擬脈沖列;計(jì)數(shù)器，對(duì)上述脈沖發(fā)生裝置的輸出進(jìn)行計(jì)數(shù);穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置，在上述轉(zhuǎn)子位置信號(hào)同上述計(jì)數(shù)器的值的關(guān)系不是預(yù)定關(guān)系的情況下輸出旋轉(zhuǎn)異常信號(hào);再起動(dòng)脈沖發(fā)生裝置，在起動(dòng)和再起動(dòng)后的設(shè)定時(shí)間內(nèi)對(duì)上述穩(wěn)態(tài)旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置的旋轉(zhuǎn)異常信號(hào)進(jìn)行遮蔽，在經(jīng)過該設(shè)定時(shí)間后根據(jù)上述旋轉(zhuǎn)異常信號(hào)輸出再起動(dòng)脈沖，在起動(dòng)時(shí)和由上述再起動(dòng)脈沖所產(chǎn)生的再起動(dòng)時(shí)的設(shè)定時(shí)間內(nèi)，由上述計(jì)數(shù)器的輸出進(jìn)行電樞線圈的外加驅(qū)動(dòng)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，設(shè)置進(jìn)行下述切換的切換裝置，即在起動(dòng)時(shí)或再起動(dòng)時(shí)根據(jù)計(jì)數(shù)器的值來驅(qū)動(dòng)各相電樞線圈而在其后的穩(wěn)態(tài)時(shí)根據(jù)轉(zhuǎn)子位置信號(hào)來驅(qū)動(dòng)各相電樞線圈;并設(shè)置計(jì)時(shí)器，由上述計(jì)時(shí)器的設(shè)定起動(dòng)或再起動(dòng)期間而進(jìn)行切換。
24.無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，包括速度檢測(cè)裝置，檢測(cè)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的速度;速度誤差檢測(cè)裝置，把上述檢測(cè)出的轉(zhuǎn)子實(shí)際旋轉(zhuǎn)速度與目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度之差作為速度誤差信號(hào)而輸出;速度誤差補(bǔ)償濾波器，把上述檢測(cè)出的速度誤差信號(hào)作為輸入，由比例·積分(PI)濾波器與一階滯后濾波器的并聯(lián)電路和把該并聯(lián)電路的各輸出相加值作為輸入的一階滯后濾波器的串聯(lián)電路構(gòu)成，把該相加的一階滯后輸出作為給電樞線圈的電流指令值。
25.無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，其特征是，包括速度檢測(cè)裝置，檢測(cè)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的速度;速度誤差檢測(cè)裝置，把上述檢測(cè)出的轉(zhuǎn)子實(shí)際轉(zhuǎn)速同目標(biāo)轉(zhuǎn)速之差作為速度誤差信號(hào)而輸出;速度誤差補(bǔ)償濾波器，把上述檢測(cè)出的速度誤差信號(hào)作為輸入，由比例·積分(PI)濾波器與一階滯后濾波器的串聯(lián)電路同與上述串聯(lián)電路不同設(shè)置的一階滯后濾波器的并聯(lián)電路構(gòu)成，把上述并聯(lián)電路各輸出的相加值作為給電樞線圈的電流指令值。
26.無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，包括速度檢測(cè)裝置，檢測(cè)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的速度;速度誤差檢測(cè)裝置，把上述檢測(cè)出的轉(zhuǎn)子實(shí)際轉(zhuǎn)速和目標(biāo)轉(zhuǎn)速之差作為速度誤差信號(hào)而輸出;速度誤差補(bǔ)償濾波器，從上述檢測(cè)出的速度誤差信號(hào)得到給電樞線圈的電流指令值，根據(jù)給無刷電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的指令轉(zhuǎn)數(shù)來變化上述速度誤差檢測(cè)裝置的目標(biāo)轉(zhuǎn)速和上述速度誤差補(bǔ)償濾波器的增益。
27.無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，包括轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)裝置，檢測(cè)電樞線圈同轉(zhuǎn)子的相對(duì)位置;換向控制裝置，由上述檢測(cè)出的轉(zhuǎn)子位置切換通電相;速度檢測(cè)裝置，檢測(cè)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的速度;速度誤差檢測(cè)裝置，把上述檢測(cè)出的轉(zhuǎn)子實(shí)際轉(zhuǎn)速與目標(biāo)轉(zhuǎn)速之差作為速度誤差信號(hào)而輸出;速度誤差補(bǔ)償濾波器，從上述檢測(cè)出的速度誤差信號(hào)獲得給電樞線圈的電流指令值;由上述換向控制裝置切換通電相，在一定時(shí)間后進(jìn)行給上述電樞線圈的電流指令值的增減。
28.根據(jù)權(quán)利要求1至27中任一項(xiàng)所述的無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，其特征是，在起動(dòng)和再起動(dòng)期間，給電樞線圈提供最大電流。
29.無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，包括轉(zhuǎn)子位置信號(hào)生成裝置，從多相的各相端電壓或各相同電壓差檢測(cè)轉(zhuǎn)子的位置信號(hào);脈沖發(fā)生裝置，檢測(cè)上述輸出的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)的前沿·后沿邊緣，從該各檢測(cè)出的邊緣信號(hào)中選擇需要的邊緣而提供輸出脈沖列，在預(yù)定時(shí)間內(nèi)未得到該需要的邊緣信號(hào)的情況下，提供模擬脈沖列;計(jì)數(shù)器，對(duì)上述脈沖發(fā)生裝置的輸出進(jìn)行計(jì)數(shù);由上述計(jì)數(shù)器的輸出進(jìn)行電樞線圈的外加驅(qū)動(dòng)。
30.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，其特征是，包括換向電路，從由包含各相端電壓或各相間電壓差校正裝置和比較該輸出的各相端電壓或各相間電壓差的大小的比較裝置的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)檢測(cè)裝置所檢測(cè)出的轉(zhuǎn)子位置信號(hào)，來獲得電樞線圈驅(qū)動(dòng)信號(hào);梯形驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路，對(duì)上述換向電路的輸出進(jìn)行處理而成為梯形驅(qū)動(dòng)信號(hào)，把上述梯形驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給電樞線圈。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，其特征是，在梯形驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路中設(shè)置充放電電路，由來自的控制信號(hào)來變化該充放電電路的時(shí)間常數(shù)，并改變梯形驅(qū)動(dòng)信號(hào)的梯度。
32.根據(jù)權(quán)利要求30所述的無刷電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，其特征是，設(shè)置使轉(zhuǎn)子位置信號(hào)的相位超前的相位超前電路，把該相位超前電路的相位超前量設(shè)定為相當(dāng)于驅(qū)動(dòng)電樞線圈的梯形驅(qū)動(dòng)信號(hào)的梯度時(shí)間的大致1/2。
全文摘要
一種無刷馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)裝置，它備有多相繞組電壓檢測(cè)裝置；將校正值加減到各相的檢測(cè)繞組端子電壓上的各相電位相位校正裝置；和在這種校正后比較各相電位的大小的比較裝置。還配備有計(jì)數(shù)已檢測(cè)出轉(zhuǎn)子位置信號(hào)的上升邊的邊緣信號(hào)，作為啟動(dòng)時(shí)各相的電機(jī)繞組的外加驅(qū)動(dòng)信號(hào)的計(jì)數(shù)器，和該輸入在規(guī)定時(shí)間沒有時(shí)強(qiáng)制計(jì)數(shù)的脈沖發(fā)生裝置，進(jìn)行啟動(dòng)時(shí)的電機(jī)繞組的外加驅(qū)動(dòng)。
文檔編號(hào)H02P6/14GK1110844SQ9510097
公開日1995年10月25日 申請(qǐng)日期1995年1月12日 優(yōu)先權(quán)日1994年1月12日
發(fā)明者長岡秀忠, 小野田篤夫, 泉幸雄, 西川啟一, 大村祐司, 星清天, 鈴木路長 申請(qǐng)人:三菱電機(jī)株式會(huì)社