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電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路以及驅(qū)動(dòng)方法

文檔序號(hào):7437503閱讀:196來(lái)源:國(guó)知局
專(zhuān)利名稱(chēng):電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路以及驅(qū)動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)技術(shù)。
背景技術(shù)
作為冷卻用的風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)、使光/磁盤(pán)旋轉(zhuǎn)的主軸電動(dòng)機(jī)(spindle motor)、磁帶 記錄裝置用的絞盤(pán)電動(dòng)機(jī)(capstan motor),利用無(wú)刷直流(DC)電動(dòng)機(jī)。無(wú)刷DC電動(dòng)機(jī)通 常包括具有永久磁鐵的轉(zhuǎn)子和具有線(xiàn)圈的定子。無(wú)刷DC電動(dòng)機(jī)能夠通過(guò)控制提供給線(xiàn)圈 的電流而對(duì)線(xiàn)圈勵(lì)磁,從而使其旋轉(zhuǎn)。為了檢測(cè)無(wú)刷DC電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置,有利用霍爾元件,或者利用換相時(shí)的 反電動(dòng)勢(shì)的無(wú)傳感器驅(qū)動(dòng)的技術(shù)。霍爾元件根據(jù)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的位置,生成互補(bǔ)地變化的 霍爾信號(hào)對(duì)(簡(jiǎn)單地總稱(chēng)為霍爾信號(hào))。電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路基于檢測(cè)出霍爾信號(hào)或者反電動(dòng)勢(shì)的定時(shí)(timing),切換提供 給線(xiàn)圈的驅(qū)動(dòng)電壓的極性。在作為霍爾信號(hào)而獲得對(duì)應(yīng)了轉(zhuǎn)子的磁極的變化的正弦波狀 或者梯形波狀的波形的情況下,電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路利用切換定時(shí)前后的霍爾信號(hào)的電壓變 化,能夠使提供給線(xiàn)圈的驅(qū)動(dòng)電壓以及極性緩慢變化,實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)聲音的降低。這也稱(chēng) 為軟開(kāi)關(guān)(soft switch)。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題在使用霍爾元件進(jìn)行轉(zhuǎn)子的位置檢測(cè)的電動(dòng)機(jī)中,有將外掛的霍爾元件與電動(dòng)機(jī) 驅(qū)動(dòng)IC集成在同一電路上,削減基板上的零件件數(shù)的技術(shù),但是,在構(gòu)成驅(qū)動(dòng)電路的硅工 藝(silicone process)上進(jìn)行集成時(shí),不能使用像外掛霍爾元件這樣磁靈敏度高的物理性 的元件,所以靈敏度會(huì)變?nèi)?。為了彌補(bǔ)該靈敏度,在集成電路上放大信號(hào)后利用,但是,連互 補(bǔ)地輸出的信號(hào)的偏移(offset)成分也被放大,并且在進(jìn)行用于消除偏移的信號(hào)處理時(shí), 難以觀(guān)察到原本由霍爾元件檢測(cè)的切換定時(shí)前后的磁場(chǎng)變化,不能利用對(duì)該變化進(jìn)行利用 的軟開(kāi)關(guān)技術(shù)。即使是使用了反電動(dòng)勢(shì)的無(wú)傳感器技術(shù)的情況下,也同樣由于僅能檢測(cè)輸 出反電動(dòng)勢(shì)的定時(shí),所以不能利用如利用了霍爾元件的情況那樣,對(duì)應(yīng)了磁場(chǎng)變化的軟開(kāi) 關(guān)(soft switching)技術(shù)。本發(fā)明鑒于這樣的狀況而完成,其某一方式例示的目的之一在于,提供在檢測(cè)電 動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子位置的信息僅能夠在換相定時(shí)利用的情況下,根據(jù)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行軟開(kāi)關(guān)的 技術(shù)。本發(fā)明的某一方式涉及電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。該電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路具有周期計(jì)數(shù)器,生 成以數(shù)字值表示霍爾信號(hào)的周期的頻率信號(hào),該霍爾信號(hào)表示驅(qū)動(dòng)對(duì)象的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的 位置;增減計(jì)數(shù)器,以霍爾信號(hào)的相的切換為契機(jī),交替地進(jìn)行遞增計(jì)數(shù)以及遞減計(jì)數(shù),并 生成具有其斜率根據(jù)頻率信號(hào)而設(shè)定的傾斜部分的數(shù)字的驅(qū)動(dòng)波形信號(hào);D/A變換器,接 受驅(qū)動(dòng)波形信號(hào),并變換成模擬電壓;以及驅(qū)動(dòng)部,將對(duì)應(yīng)了模擬電壓的驅(qū)動(dòng)電壓提供給電動(dòng)機(jī)。根據(jù)該方式,即使在霍爾信號(hào)不具有有效的傾斜部分的情況下,也能夠根據(jù)電動(dòng) 機(jī)的轉(zhuǎn)速,使電動(dòng)機(jī)進(jìn)行軟切換。本發(fā)明的其它方式為電子設(shè)備。該電子設(shè)備具有使盤(pán)旋轉(zhuǎn)的主軸電動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)主 軸電動(dòng)機(jī)的上述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。或者,其它方式的電子設(shè)備具有風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)以及驅(qū)動(dòng)風(fēng) 扇電動(dòng)機(jī)的上述驅(qū)動(dòng)電路。進(jìn)而,其它方式的電子設(shè)備具有絞盤(pán)電動(dòng)機(jī)以及驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)電動(dòng) 機(jī)的上述驅(qū)動(dòng)電路。


圖1是表示實(shí)施方式中的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)的電路圖。圖2的(a)、圖2的(b)是表示圖1的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的動(dòng)作的時(shí)序圖。圖3是表示實(shí)施方式中的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)IC的結(jié)構(gòu)的方框圖。圖4的(a)是表示PWM控制的情形的波形圖,圖4的(b)是表示起動(dòng)占空輔助功 能的波形圖。標(biāo)號(hào)說(shuō)明100......電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路、10......霍爾元件、12......偏移消除電路、
14......比較器、20......周期計(jì)數(shù)器、22......寄存器、24......斜度設(shè)定部、
26......增減計(jì)數(shù)器、28......D/A變換器、30......驅(qū)動(dòng)部、32......第1放大器、
34......第2放大器、40......控制邏輯部、42......振蕩器、44......起動(dòng)脈沖信號(hào)生
成部、46......熱關(guān)斷(thermal shut down)電路、48......輸出晶體管、50......電動(dòng)
機(jī)、Sl......轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)、S2......頻率信號(hào)、S3......驅(qū)動(dòng)波形信號(hào)、S4......起動(dòng)
脈沖信號(hào)、V3......模擬電壓。
具體實(shí)施例方式以下,基于優(yōu)選的實(shí)施方式,參照

本發(fā)明。對(duì)各個(gè)附圖所表示的同一或者 同等的結(jié)構(gòu)要素、構(gòu)件、處理附加同一標(biāo)號(hào),并適當(dāng)省略重復(fù)的說(shuō)明。另外,實(shí)施方式不是用 于限定發(fā)明而是例示,實(shí)施方式中所記述的所有的特征或其組合未必是本發(fā)明的本質(zhì)性的 內(nèi)容。在本說(shuō)明書(shū)中,所謂“構(gòu)件A與構(gòu)件B相連接的狀態(tài)”,除了構(gòu)件A和構(gòu)件B物理性 地直接相連接的情況之外,也包含構(gòu)件A和構(gòu)件B經(jīng)由對(duì)電連接狀態(tài)不帶來(lái)影響的其它構(gòu) 件而間接地連接的情況。同樣地,所謂“構(gòu)件C設(shè)置在構(gòu)件A和構(gòu)件B之間的狀態(tài)”,除了構(gòu)件A和構(gòu)件C、 或者構(gòu)件B和構(gòu)件C直接相連接的情況之外,也包含經(jīng)由對(duì)電連接狀態(tài)不帶來(lái)影響的其它 構(gòu)件而間接地連接的情況。另外,在本說(shuō)明書(shū)中,在電壓信號(hào)、電流信號(hào)等電信號(hào)上附加的標(biāo)號(hào),根據(jù)需要表 示各個(gè)電壓值、電流值等。圖1是表示實(shí)施方式中的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100的結(jié)構(gòu)的電路圖。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路 100對(duì)單相的無(wú)刷DC電動(dòng)機(jī)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)為“電動(dòng)機(jī)”)50的兩端提供驅(qū)動(dòng)電壓Vdrv+、Vdrv-, 并提供線(xiàn)圈電流。
電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100具有霍爾元件10、偏移消除電路12、比較器14、周期計(jì)數(shù)器 20、寄存器22、斜度(slope)設(shè)定部24、增減計(jì)數(shù)器(up downcounter) 26、D/A變換器28、驅(qū) 動(dòng)部30,并在一個(gè)半導(dǎo)體基板上一體集成?;魻栐?0、比較器14以及D/A轉(zhuǎn)換器28由 模擬電路構(gòu)成,周期計(jì)數(shù)器20、寄存器22、斜度設(shè)定單元24以及增減計(jì)數(shù)器26由數(shù)字電路 構(gòu)成?;魻栐?0、偏移消除電路12、比較器14可以利用公知技術(shù),因此,這里只是進(jìn)行 簡(jiǎn)單說(shuō)明?;魻栐?0包含4個(gè)端子和以各個(gè)端子為頂點(diǎn)而橋式連接的4個(gè)電阻元件(未 圖示)。各個(gè)電阻元件的電阻值,隨著來(lái)自電動(dòng)機(jī)50的磁場(chǎng)、即隨著轉(zhuǎn)子的位置而變化。根 據(jù)4個(gè)電阻的電阻值的波動(dòng)程度,在從霍爾元件10取出的霍爾信號(hào)中有時(shí)產(chǎn)生偏移。偏移 消除電路12,通過(guò)假想地使霍爾元件10的4個(gè)端子旋轉(zhuǎn),按順序轉(zhuǎn)換而取出信號(hào),從而消除 霍爾信號(hào)的偏移。由于從偏移消除電路12得到的霍爾信號(hào)H+、H-微弱,所以通過(guò)霍爾放大 器(比較器)14進(jìn)行比較、放大。由比較器14放大的霍爾信號(hào)隨著電動(dòng)機(jī)50的轉(zhuǎn)子的位置而成為重復(fù)高電平和低 電平的矩形波。以下,還將被比較器14放大的霍爾信號(hào)稱(chēng)為轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)Si。周期計(jì)數(shù)器20接受表示電動(dòng)機(jī)50的轉(zhuǎn)子的位置的轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)(霍爾信號(hào))Si, 生成以數(shù)字值表示其周期t的頻率信號(hào)S2。例如,對(duì)周期計(jì)數(shù)器20輸入頻率比轉(zhuǎn)速脈沖信 號(hào)Sl足夠高的基準(zhǔn)時(shí)鐘CK。周期計(jì)數(shù)器20利用基準(zhǔn)時(shí)鐘CK對(duì)轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)Sl的上升沿 (positive edge)和下降沿(negativeedge)的間隔進(jìn)行計(jì)數(shù),生成頻率信號(hào)S2。將基準(zhǔn)時(shí) 鐘CK的周期記為T(mén)p時(shí),頻率信號(hào)S2的值α,按α = t/Tp來(lái)提供。另外,由于測(cè)定電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)周期即可,所以周期計(jì)數(shù)器20也可以對(duì)例如上升沿 和上升沿的間隔或者下降沿和下降沿的間隔進(jìn)行計(jì)數(shù)。表示轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)Sl的周期t (頻率)的頻率信號(hào)S2保存在后級(jí)的寄存器22中。增減計(jì)數(shù)器26以霍爾信號(hào)H+、H_的相的切換、即轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)Sl的邊沿為契機(jī), 交替地重復(fù)遞增計(jì)數(shù)(count up)以及遞減計(jì)數(shù)(count down),并生成具有傾斜部分的驅(qū) 動(dòng)波形信號(hào)對(duì)S3+、S3-(以下根據(jù)需要,將信號(hào)S3+、S3-簡(jiǎn)稱(chēng)為驅(qū)動(dòng)波形信號(hào))。驅(qū)動(dòng)波形 信號(hào)S3+、S3-是數(shù)字信號(hào),具有相互反相(互補(bǔ)性)的梯形狀的波形。以下,用(n+1)等級(jí) (η為自然數(shù))表示驅(qū)動(dòng)波形信號(hào)S3,并將梯形的底部(bottom)值設(shè)為0,將峰值(peak)設(shè) 為η。為了獲得η =15,增減計(jì)數(shù)器26由4比特構(gòu)成。另外,作為η的值,也可以是7 (3比 特)或者31 (5比特)。增減計(jì)數(shù)器26包含互補(bǔ)地進(jìn)行遞增計(jì)數(shù)動(dòng)作和遞減計(jì)數(shù)動(dòng)作的2個(gè)增減計(jì)數(shù)器, 可以將一個(gè)輸出作為驅(qū)動(dòng)波形信號(hào)S3+,將另一個(gè)輸出作為驅(qū)動(dòng)波形信號(hào)S3-。或者,增減 計(jì)數(shù)器26可以通過(guò)單一的增減計(jì)數(shù)器生成一個(gè)驅(qū)動(dòng)波形信號(hào)S3+,并通過(guò)從規(guī)定的常數(shù)η 中減去遞增計(jì)數(shù)器的輸出數(shù)據(jù),從而生成另一個(gè)驅(qū)動(dòng)波形信號(hào)S3-。斜度設(shè)定部(信號(hào)處理部)24根據(jù)在寄存器22中保存的頻率信號(hào)S2的值α,設(shè) 定驅(qū)動(dòng)波形信號(hào)S3的傾斜部分的斜率。頻率信號(hào)S2表示的轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)Sl的周期t越 長(zhǎng)(電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速越低),傾斜部分的斜率被設(shè)定得越小,其周期t越短,傾斜部分的斜率被 設(shè)定得越高。
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在將規(guī)定的第1常數(shù)設(shè)為a時(shí),驅(qū)動(dòng)波形信號(hào)S3的傾斜部分的長(zhǎng)度可以被設(shè)定為 t/a。a的值可以根據(jù)電動(dòng)機(jī)50的特性而被最佳化,例如可以設(shè)定在20 30的范圍。例如,斜度設(shè)定部24對(duì)將表示周期t的數(shù)字值α除以了第1常數(shù)a的η倍的第 2常數(shù)b( = aXn)所得的商β進(jìn)行運(yùn)算。β = α /b增減計(jì)數(shù)器26,每對(duì)基準(zhǔn)時(shí)鐘CK進(jìn)行β次計(jì)數(shù),就對(duì)該計(jì)數(shù)值進(jìn)行遞增計(jì)數(shù)或遞 減計(jì)數(shù)。此時(shí),增減計(jì)數(shù)器26的1步(st印)的時(shí)間被設(shè)定為t/b。D/A變換器28接受驅(qū)動(dòng)波形信號(hào)S3+、S3-,并將它們變換成模擬電壓。驅(qū)動(dòng)部30 將對(duì)應(yīng)于模擬電壓V3+、V3-的驅(qū)動(dòng)電壓Vdrv+、Vdrv-提供給電動(dòng)機(jī)50的兩端。例如,驅(qū)動(dòng) 單元30包含對(duì)模擬電壓V3+、V3-進(jìn)行反相放大或者正相放大的第1放大器32、第2放大 器34。以上是電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100的結(jié)構(gòu)。接著說(shuō)明其動(dòng)作。圖2的(a)、(b)是表示圖 1的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100的動(dòng)作的時(shí)序圖。參照?qǐng)D2的(a),通過(guò)偏移消除電路12生成與電動(dòng)機(jī)50的旋轉(zhuǎn)同步的霍爾信號(hào) H+、H-。根據(jù)霍爾信號(hào)H+、H-的比較結(jié)果,生成在H+ > H-時(shí)成為高電平、在H+ < H-時(shí)成 為低電平的轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)Si。通過(guò)周期計(jì)數(shù)器20測(cè)定轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)Sl的脈沖寬度(半周期t),并生成表示該 周期t的數(shù)字的頻率信號(hào)S2。斜度設(shè)定部24根據(jù)頻率信號(hào)S2的值設(shè)定應(yīng)提供給電動(dòng)機(jī) 50的驅(qū)動(dòng)波形的傾斜部分的長(zhǎng)度。如上述那樣,傾斜部分的長(zhǎng)度為t/a。圖2的(b)是驅(qū)動(dòng)波形信號(hào)S3的傾斜部分的放大圖。斜度設(shè)定部24將1步的長(zhǎng) 度(步長(zhǎng))設(shè)定為t/b。在圖2的(b)中,表示驅(qū)動(dòng)波形信號(hào)S3為η = 16的情況,1步的 長(zhǎng)度按t/b = t/(nXa) = t/(15Xa)來(lái)提供。增減計(jì)數(shù)器26根據(jù)由斜度設(shè)定部24設(shè)定的步長(zhǎng),交替地重復(fù)遞增計(jì)數(shù)動(dòng)作或遞 減計(jì)數(shù)動(dòng)作,并生成梯形波形的驅(qū)動(dòng)波形信號(hào)S3+、S3-。驅(qū)動(dòng)波形信號(hào)S3+、S3-由D/A變 換器28變換成模擬電壓V3+、V3-,并通過(guò)驅(qū)動(dòng)部30提供給電動(dòng)機(jī)50的兩端。根據(jù)圖1的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100,能夠隨著電動(dòng)機(jī)50的旋轉(zhuǎn)而定時(shí)良好地切換 驅(qū)動(dòng)極性,并能夠在切換時(shí)使施加到電動(dòng)機(jī)50上的驅(qū)動(dòng)電壓的波形具有傾斜部分,能夠?qū)?現(xiàn)合適的軟開(kāi)關(guān)。進(jìn)而,傾斜部分的長(zhǎng)度隨著電動(dòng)機(jī)50的轉(zhuǎn)速變化,因此能夠抑制噪聲 (noise)的發(fā)生,或者能夠降低功耗。另外,通過(guò)使常數(shù)a以及頻率信號(hào)S2的等級(jí)數(shù)η最佳,能夠比以往更加降低噪聲 或功耗。接著,說(shuō)明相當(dāng)于上述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)IC110。圖3是表示實(shí) 施方式中的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)IClio的結(jié)構(gòu)的方框圖。第1管腳的GND端子接地。電動(dòng)機(jī)50連 接到輸出端子OUTl (第6管腳)和0UT2 (第2管腳)??刂七壿嫴?0相當(dāng)于圖1的周期計(jì)數(shù)器20、寄存器22、斜度設(shè)定部24、增減計(jì)數(shù) 器26。振蕩器42生成時(shí)鐘信號(hào)CK,并提供給控制邏輯部40??刂七壿嫴?0產(chǎn)生具有對(duì)應(yīng) 于轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)Sl的電平的!^(FrequencyGenerator 頻率發(fā)生器)信號(hào)。TO信號(hào)經(jīng)由輸出晶體管48,以開(kāi)漏(open drain)方式輸出。TO端子(第4管腳)經(jīng)由外掛的電阻Rl而 被上拉(pull up)。對(duì)PWM端子(第3管腳)從外部輸入進(jìn)行了脈寬調(diào)制的脈寬調(diào)制(PWM)信號(hào)。電 動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)IClio具有根據(jù)PWM信號(hào)的占空比來(lái)控制電動(dòng)機(jī)50的轉(zhuǎn)速的功能。圖4的(a) 是表示PWM控制的情況的時(shí)序圖。驅(qū)動(dòng)部30接受PWM信號(hào),在PWM信號(hào)為第1電平(例如高電平)的區(qū)間,對(duì)電動(dòng) 機(jī)50的線(xiàn)圈的兩端施加對(duì)應(yīng)了來(lái)自D/A變換器28的模擬電壓V3+、V3-的驅(qū)動(dòng)電壓Vdrv+、 Vdrv-。另外,在PWM端子為開(kāi)路(高阻抗)的情況下,與高電平同樣地進(jìn)行處理。另外,在PffM信號(hào)為第2電平(例如為低電平)的區(qū)間,驅(qū)動(dòng)部30將電動(dòng)機(jī)50 的線(xiàn)圈的兩端間的驅(qū)動(dòng)電壓(Vdrv+)-(Vdrv-)設(shè)為零。具體而言,使驅(qū)動(dòng)電壓(Vdrv+)和 (Vdrv-)中高的一方與低的一方的電壓電平一致。由此,能夠根據(jù)PWM信號(hào)的占空比來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)50中流過(guò)的電流的時(shí)間上的平均 值,并能夠控制電動(dòng)機(jī)50的轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)矩)。在電動(dòng)機(jī)50停止的狀態(tài)中進(jìn)行PWM控制的情況下,輸入占空比低的PWM信號(hào)時(shí), 電動(dòng)機(jī)50產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩不能克服靜止摩擦,存在電動(dòng)機(jī)50不旋轉(zhuǎn)的情況。或者,存在電動(dòng)機(jī) 50達(dá)到期望的轉(zhuǎn)速為止需要非常長(zhǎng)的時(shí)間的情況。為了解決該問(wèn)題,電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)ICllO具 有起動(dòng)占空輔助功能。圖4的(b)是表示起動(dòng)占空輔助功能的波形圖。具體而言,起動(dòng)(start)脈沖信號(hào)生成部44生成具有固定占空比的起動(dòng)脈沖信號(hào) S4。例如,固定占空比為50%,其頻率為33kHz。在電源接通時(shí)以及從備用(stand by)狀態(tài)恢復(fù)時(shí),在某一期間τ START的期間, 不管PWM信號(hào)的占空比如何,驅(qū)動(dòng)部30都根據(jù)起動(dòng)脈沖信號(hào)S4的占空比對(duì)電動(dòng)機(jī)50進(jìn)行 PWM驅(qū)動(dòng)。某一期間τ START是從驅(qū)動(dòng)開(kāi)始至檢測(cè)電動(dòng)機(jī)50的起動(dòng)為止,對(duì)期間τ START 設(shè)定上限。例如,上限為250ms。如果超過(guò)該上限,則產(chǎn)生錯(cuò)誤信號(hào),并可以嘗試再起動(dòng)。電動(dòng)機(jī)50起動(dòng)的檢測(cè)可以通過(guò)監(jiān)視轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)Sl或者re信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)。即,在 電動(dòng)機(jī)50停止的狀態(tài)下,轉(zhuǎn)速脈沖信號(hào)SI或者re信號(hào)為固定電平,但是旋轉(zhuǎn)開(kāi)始時(shí)產(chǎn)生 脈沖。例如,以對(duì)該脈沖計(jì)數(shù)了規(guī)定數(shù)為契機(jī),從起動(dòng)脈沖信號(hào)S4的PWM驅(qū)動(dòng)切換至PWM 信號(hào)的PWM驅(qū)動(dòng)。通過(guò)該起動(dòng)占空輔助功能,能夠可靠地使處于停止?fàn)顟B(tài)的電動(dòng)機(jī)50旋轉(zhuǎn),或者能 夠縮短到期望的轉(zhuǎn)速為止的時(shí)間。熱關(guān)斷(thermal shut down)電路46檢測(cè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)ICllO的溫度,如果超過(guò)規(guī) 定的閾值,則關(guān)斷電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)IC110,并保護(hù)電路不受熱影響。以上,關(guān)于本發(fā)明基于實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解,該實(shí)施方 式是例示,可對(duì)它們的各個(gè)構(gòu)成要素或者各個(gè)處理過(guò)程的組合進(jìn)行各種變形例,并且這樣 的變形例也處于本發(fā)明的范圍。以下對(duì)這樣的變形例進(jìn)行說(shuō)明。(變形例1)斜度設(shè)定部24也可以通過(guò)對(duì)規(guī)定次數(shù)的頻率信號(hào)S2的值α進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理,設(shè)定 傾斜部分的斜率。例如,所謂“統(tǒng)計(jì)處理”,包含加法平均、加權(quán)平均等。通過(guò)基于在過(guò)去幾 次進(jìn)行了平均的周期t設(shè)定斜率,能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)。(變形例2)
在實(shí)施方式中,說(shuō)明了使驅(qū)動(dòng)波形的傾斜部分的長(zhǎng)度與電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)周期成比例 的情況,但是本發(fā)明并不限于此。例如,在斜度設(shè)定部24預(yù)先設(shè)置保持周期和傾斜部分的 長(zhǎng)度之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系的表,通過(guò)每次進(jìn)行參照也能夠?qū)崿F(xiàn)同樣的處理。在設(shè)置表的情況下, 由于能夠更微細(xì)地調(diào)節(jié)傾斜部分的長(zhǎng)度,在噪聲或功耗的觀(guān)點(diǎn)上是有利的。(變形例3)在實(shí)施方式中,說(shuō)明了霍爾元件10、偏移消除電路12、比較器14與其它電路塊一 體集成的情況,但是霍爾元件10、偏移消除電路12、比較器14的一部分可以作為霍爾IC設(shè) 置在外部。在實(shí)施方式中說(shuō)明的信號(hào)的高電平、低電平的邏輯的設(shè)定是一例,考慮在邏輯電 路塊的構(gòu)成中的各種變形例,這樣的變形例也包含在本發(fā)明的范圍中?;趯?shí)施方式并使用特定的語(yǔ)句說(shuō)明了本發(fā)明,但是,實(shí)施方式只不過(guò)是本發(fā)明 的原理、應(yīng)用,在不脫離權(quán)利要求的范圍規(guī)定的本發(fā)明的思想的范圍內(nèi),對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行更 多的變形例或配置的變更是可能的。
權(quán)利要求
一種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路,其特征在于,具有周期計(jì)數(shù)器,生成以數(shù)字值表示霍爾信號(hào)的周期的頻率信號(hào),該霍爾信號(hào)表示驅(qū)動(dòng)對(duì)象的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的位置;增減計(jì)數(shù)器,以所述霍爾信號(hào)的相的切換為契機(jī),交替地進(jìn)行遞增計(jì)數(shù)以及遞減計(jì)數(shù),并生成具有其斜率根據(jù)所述頻率信號(hào)而設(shè)定的傾斜部分的數(shù)字的驅(qū)動(dòng)波形信號(hào);D/A變換器,接受所述驅(qū)動(dòng)波形信號(hào),并變換成模擬電壓;以及驅(qū)動(dòng)部,將對(duì)應(yīng)了所述模擬電壓的驅(qū)動(dòng)電壓提供給所述電動(dòng)機(jī)。
2.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路,其特征在于,在將所述頻率信號(hào)表示的周期設(shè)為t,將規(guī)定的第1常數(shù)設(shè)為a時(shí),所述傾斜部分的長(zhǎng) 度被設(shè)定成t/a。
3.如權(quán)利要求2所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路,其特征在于,在將所述第1常數(shù)a的η倍的規(guī)定的第2常數(shù)設(shè)為b時(shí),所述增減計(jì)數(shù)器的1步的時(shí) 間被設(shè)定為t/b,其中η為2以上的整數(shù)。
4.如權(quán)利要求1至3任意一項(xiàng)所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路,其特征在于, 還具有對(duì)規(guī)定次數(shù)的頻率信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理的信號(hào)處理部,所述增減計(jì)數(shù)器根據(jù)統(tǒng)計(jì)處理的結(jié)果所得的值,設(shè)定所述傾斜部分的斜率。
5.如權(quán)利要求1至3任意一項(xiàng)所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路,其特征在于,還具有 霍爾元件,生成表示所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的位置的霍爾信號(hào);以及放大器,放大所述霍爾信號(hào),并生成脈沖信號(hào), 所述周期計(jì)數(shù)器測(cè)定所述脈沖信號(hào)的周期, 所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路被集成在單一的半導(dǎo)體基板上。
6.一種電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)方法,其特征在于,包括生成以數(shù)字值表示霍爾信號(hào)的周期的頻率信號(hào)的步驟,該霍爾信號(hào)表示驅(qū)動(dòng)對(duì)象的電 動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子的位置;根據(jù)所述頻率信號(hào),設(shè)定在驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)時(shí)所參照的驅(qū)動(dòng)波形的傾斜部分的斜率的 步驟;以所述霍爾信號(hào)的相的切換為契機(jī),交替地重復(fù)遞增計(jì)數(shù)以及遞減計(jì)數(shù),并生成數(shù)字 的驅(qū)動(dòng)波形信號(hào)的步驟;將所述驅(qū)動(dòng)波形信號(hào)變換成模擬電壓的步驟;以及 將對(duì)應(yīng)了所述模擬電壓的驅(qū)動(dòng)電壓提供給所述電動(dòng)機(jī)的步驟。
7.如權(quán)利要求6所述的驅(qū)動(dòng)方法,其特征在于,還具有在將所述頻率信號(hào)的數(shù)字值設(shè)為t,將規(guī)定的第1常數(shù)設(shè)為a時(shí),將所述傾斜部 分的長(zhǎng)度設(shè)定為t/a的步驟。
8.如權(quán)利要求6所述的驅(qū)動(dòng)方法,其特征在于, 還具有對(duì)規(guī)定次數(shù)的頻率信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理的步驟, 根據(jù)統(tǒng)計(jì)處理的結(jié)果所得的值,設(shè)定所述傾斜部分的斜率。
9.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路,其特征在于,還具有 霍爾元件,生成霍爾信號(hào);偏移消除電路,消除所述霍爾信號(hào)的偏移,并向所述周期計(jì)數(shù)器輸出;以及脈沖調(diào)制端子,輸入來(lái)自外部的脈沖調(diào)制信號(hào),所述驅(qū)動(dòng)部,在所述脈沖調(diào)制信號(hào)為第1電平時(shí),在所述電動(dòng)機(jī)的線(xiàn)圈的兩端間施加 對(duì)應(yīng)了所述模擬電壓的驅(qū)動(dòng)電壓,在所述脈沖調(diào)制信號(hào)為第2電平時(shí),使所述線(xiàn)圈的兩端 間的驅(qū)動(dòng)電壓為零,從而能夠根據(jù)所述脈沖調(diào)制信號(hào)的占空比控制所述電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。
10.如權(quán)利要求9所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路,其特征在于, 還具有起動(dòng)脈沖信號(hào)生成部,產(chǎn)生具有固定占空比的起動(dòng)脈沖信號(hào), 所述驅(qū)動(dòng)部在電源接通時(shí)以及從備用狀態(tài)恢復(fù)時(shí),不管所述脈沖調(diào)制信號(hào)的占空比如 何,都根據(jù)所述起動(dòng)脈沖信號(hào)的占空比驅(qū)動(dòng)所述電動(dòng)機(jī)。
全文摘要
公開(kāi)了實(shí)現(xiàn)軟切換的電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路以及驅(qū)動(dòng)方法。周期計(jì)數(shù)器(20)生成以數(shù)字值表示霍爾信號(hào)(H+、H-)的周期的頻率信號(hào)(S2),該霍爾信號(hào)表示驅(qū)動(dòng)對(duì)象的電動(dòng)機(jī)(50)的轉(zhuǎn)子的位置。增減計(jì)數(shù)器(26),以霍爾信號(hào)的相的切換為契機(jī),交替地重復(fù)遞增計(jì)數(shù)以及遞減計(jì)數(shù),并生成具有其斜率根據(jù)頻率信號(hào)(S2)而設(shè)定的傾斜部分的數(shù)字的驅(qū)動(dòng)波形信號(hào)(S3)。D/A變換器(28)接受驅(qū)動(dòng)波形信號(hào)(S3),并變換成模擬電壓。驅(qū)動(dòng)部(30)將對(duì)應(yīng)了模擬電壓(V3)的驅(qū)動(dòng)電壓(Vdrv)提供給電動(dòng)機(jī)。
文檔編號(hào)H02P6/16GK101908853SQ201010198679
公開(kāi)日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2010年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月8日
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