專利名稱：馬達驅動電路以及馬達驅動系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明的實施方式涉及馬達驅動電路以及馬達驅動系統(tǒng)。
背景技術：
以往,對馬達進行驅動的馬達驅動系統(tǒng)包括馬達驅動電路、MCU(Micro C ontrolUnit，微控制單元)和馬達驅動驅動器。通常，馬達驅動電路將馬達的轉速輸入MCU。依應用馬達驅動系統(tǒng)的應用，有時需要調整PWM頻率、死區(qū)時間(dead time)、提前角(道角，lead angle)、通電模式、控制定時等。但是，馬達驅動電路與MCU之間的通信，受到對于馬達驅動的控制所分配的MCU的端口數(shù)量(例如I個)限制，能夠傳遞的信息的種類也受限制。

發(fā)明內容
本發(fā)明所要解決的課題在于提供能夠使以MCU的有限數(shù)量的端口傳遞的信息的種類增加的馬達驅動電路以及馬達驅動系統(tǒng)。實施方式的馬達驅動電路，基于與外部的MCU的通信而控制馬達的驅動，具備第I端口，其被輸入所述MCU輸出的第I數(shù)字信號；占空比測定電路，其測定經(jīng)由所述第I端口輸入的所述第I數(shù)字信號的占空比，并輸出與測定出的占空比相應的占空比信息信號；以及頻率測定電路，其測定所述第I數(shù)字信號的頻率，并輸出與該測定出的所述第I數(shù)字信號的頻率相應的頻率信息信號。其他的實施方式的馬達驅動電路基于與外部的MCU的通信而控制馬達的驅動，基于轉速和信息，生成用于按所指令的轉速驅動所述馬達的PWM信號即驅動控制信號，所述轉速基于MCU輸出的第I數(shù)字信號的占空比或頻率的任一方而得到，所述信息基于所述第I數(shù)字信號的占空比或頻率的剩余的另一方而得到。另外，其他的馬達驅動系統(tǒng)具備馬達；馬達驅動驅動器，其對所述馬達供給用于驅動所述馬達的驅動電流；MCU，其輸出與旋轉指令相應的第I數(shù)字信號；以及馬達驅動電路，其基于所述第I數(shù)字信號，通過驅動控制信號控制所述馬達驅動驅動器，由此控制所述馬達的驅動；其中，所述馬達驅動電路具備第I端口，其被輸入所述MCU輸出的第I數(shù)字信號；占空比測定電路，其測定經(jīng)由所述第I端口輸入的所述第I數(shù)字信號的占空比，并輸出與測定出的占空比相應的占空比信息信號；頻率測定電路，其測定所述第I數(shù)字信號的頻率，并輸出與該測定出的所述第I數(shù)字信號的頻率相應的頻率信息信號；指令速度計算電路，其基于所述占空比信息信號以及所述頻率信息信號的任一方，計算所述MCU所指令的所述馬達的旋轉速度，并輸出包含該計算出的旋轉速度的信息的旋轉速度信息信號；以及馬達驅動波形控制電路，其基于所述旋轉速度信息信號和根據(jù)所述占空比信息信號以及所述頻率信息信號的剩余的另一方所得到的信息，生成用于按所指令的轉速驅動所述馬達的PWM信號即驅動控制信號。根據(jù)上述結構的馬達驅動電路以及馬達驅動系統(tǒng)，能夠使以MCU的有限數(shù)量的端口傳遞的信息的種類增加。


圖I是表示實施例I所涉及的馬達驅動系統(tǒng)1000的結構的一例的圖。圖2是表示實施例2所涉及的馬達驅動系統(tǒng)2000的結構的一例的圖。圖3是表示實施例3所涉及的馬達驅動系統(tǒng)3000的結構的一例的圖。圖4是表示馬達M的電流振幅與提前角的關系的一例的圖。 圖5是表示實施例4所涉及的馬達驅動系統(tǒng)4000的結構的一例的圖。圖6是表示第I數(shù)字信號(Tsp信號)的頻率與所選擇的馬達參數(shù)的關系的一例的圖。圖7是表示實施例5所涉及的馬達驅動系統(tǒng)5000的結構的一例的圖。圖8是表示馬達M的諧振水平與PWM頻率的關系的一例的圖。圖9是表示實施例6所涉及的馬達驅動系統(tǒng)6000的結構的一例的圖。圖10是表示實施例7所涉及的馬達驅動系統(tǒng)7000的結構的一例的圖。圖11是表示第I數(shù)字信號(Tsp信號)的頻率與所選擇的控制參數(shù)的關系的一例的圖。圖12是表示實施例8所涉及的馬達驅動系統(tǒng)8000的結構的一例的圖。圖13是表示實施例9所涉及的馬達驅動系統(tǒng)9000的結構的一例的圖。圖14是表示第I數(shù)字信號(Tsp信號)的頻率與所選擇的馬達信息的關系的一例的圖。圖15是表示實施例10所涉及的馬達驅動系統(tǒng)10000的結構的一例的圖。圖16是表示第I數(shù)字信號(Tsp信號)、測定出的頻率以及占空比、更新標志信號、轉速指令值的波形的一例的波形圖。
具體實施例方式根據(jù)實施例的馬達驅動電路基于與外部的MCU的通信而控制馬達的驅動。馬達驅動電路具有被輸入所述MCU輸出的第I數(shù)字信號的第I端口。馬達驅動電路具有測定經(jīng)由所述第I端口輸入的所述第I數(shù)字信號的占空比并輸出與測定出的占空比相應的占空比信息信號的占空比測定電路。馬達驅動電路具有測定所述第I數(shù)字信號的頻率并輸出與該測定出的所述第I數(shù)字信號的頻率相應的頻率信息信號的頻率測定電路。馬達驅動電路具有指令速度計算電路，其基于所述占空比信息信號以及所述頻率信息信號的任一方，計算所述MCU所指令的所述馬達的旋轉速度，并輸出包含該計算出的旋轉速度的信息的旋轉速度信息信號。馬達驅動電路具有馬達驅動波形控制電路，其基于所述旋轉速度信息信號和根據(jù)所述占空比信息信號以及所述頻率信息信號的剩余的另一方所得到的信息，生成用于按所指令的轉速驅動所述馬達的PWM信號即驅動控制信號。下面，關于各實施例基于附圖進行說明。此外，在下面的實施例中，關于應用于通過3相驅動電壓來控制轉速的3相馬達的控制的情況進行說明。但是，關于通過驅動電壓來控制轉速的其他種類的馬達也同樣能夠應用。(實施例I)圖I是表示實施例I所涉及的馬達驅動系統(tǒng)1000的結構的一例的圖。如圖I所示，馬達驅動系統(tǒng)1000具備馬達驅動電路100、馬達驅動驅動器200、MCU300和馬達M。該馬達驅動系統(tǒng)1000應用于在例如空調和/或冰箱等產(chǎn)品中使用的風扇和/或 壓縮機的驅動。MCU300，控制該空調和/或冰箱等產(chǎn)品的整體工作，并且根據(jù)旋轉指令控制該風扇和/或壓縮機的驅動。在本實施例中，該MCU300的有限端口中分配給馬達驅動電路100用的端口的數(shù)量為I個。馬達M，在本實施例中為3相馬達。馬達M，通過3相驅動電壓，在3相繞組中流動電流而驅動。如已述的那樣，馬達M也可以是通過驅動電壓來控制轉速的其他種類的馬達。馬達驅動驅動器200，根據(jù)馬達驅動電路100輸出的驅動控制信號，以3相驅動電壓對馬達M供給電源電壓。馬達驅動電路100，基于與外部的MCU300的通信，通過驅動控制信號來控制馬達驅動驅動器200 (控制對于馬達M的3相驅動電壓(或驅動電流))，從而控制馬達M的驅動。該馬達驅動電路100如圖I所示，具備第I端口 P1、占空比測定電路100A、頻率測定電路100b、指令速度計算電路100c、控制參數(shù)計算電路IOOd和馬達驅動波形控制電路IOOe0第I端口 Pl被輸入MCU300根據(jù)旋轉指令輸出的第I數(shù)字信號(例如Tsp信號)。占空比測定電路100a，測定經(jīng)由第I端口 Pl輸入的該第I數(shù)字信號的占空比，并輸出與測定出的占空比相應的占空比信息信號。頻率測定電路100b，測定第I數(shù)字信號的頻率，并輸出與該測定出的第I數(shù)字信號的頻率相應的頻率信息信號。指令速度計算電路100c，基于該占空比信息信號計算MCU300所指令的馬達M的旋轉速度，輸出包含該計算出的旋轉速度的信息的旋轉速度信息信號?？刂茀?shù)計算電路100d，基于該頻率信息信號來計算用于調整MCU300所指令的馬達M的驅動的控制的控制參數(shù)，輸出包含該計算出的控制參數(shù)的信息的控制參數(shù)信息信號。馬達驅動波形控制電路100e，基于該旋轉速度信息信號以及該控制參數(shù)信息信號，生成用于按所指令的轉速驅動馬達M的PWM信號即驅動控制信號。這里，該控制參數(shù)是例如驅動控制信號的PWM頻率、驅動控制信號的死區(qū)時間、驅動控制信號的通電模式、對于驅動控制信號的控制定時(例如用于將轉子固定于預定位置的直流勵磁時間等)、用于使馬達M中流動預期電流的電流控制器增益或用于使其按預期轉速旋轉的速度控制器的增益(電流控制器、速度控制器一并配置于馬達驅動波形控制部內，但未圖示)或者驅動控制信號的提前角中的任一個。這樣，馬達驅動波形控制電路100e，基于該旋轉速度信息信號生成驅動控制信號使得按所指令的轉速驅動馬達M，并且基于該控制參數(shù)控制該驅動控制信號的PWM頻率、死區(qū)時間或控制定時，進而，控制用于使馬達M中流動預期電流的電流控制器增益或用于使其按預期的轉速旋轉的速度控制器的增益(電流控制器、速度控制器一并配置于馬達驅動波形控制部內，但未圖示)或驅動控制信號的提前角。S卩，馬達驅動電路100基于轉速和信息(控制參數(shù))，生成用于按所指令的轉速驅動馬達M的P麗信號即驅動控制信號，所述轉速基于MCU300所輸出的第I數(shù)字信號的占空比而得到，所述信息(控制參數(shù))基于第I數(shù)字信號的頻率而得到。如上所述，根據(jù)本實施例I所涉及的馬達驅動電路100，能夠使以MCU300的有限數(shù)量的端口傳遞的信息的種類增加。另外，能夠削減MCU300與馬達驅動電路100的布線數(shù)量。
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另外，能夠削減端子數(shù)量(端口數(shù)量)，能夠實現(xiàn)封裝的小型化和/或低成本化。此外，對于第I數(shù)字信號的頻率，也可以代替該控制參數(shù)，而使其與馬達控制電路100中設定的馬達參數(shù)(繞組電阻、電抗、感應電壓)相關聯(lián)。(實施例2)在已述的實施例I中，關于將第I數(shù)字信號的占空比與馬達M的旋轉速度相關聯(lián)、另一方面將第I數(shù)字信號的頻率與控制參數(shù)相關聯(lián)的情況進行了說明。S卩，在已述的實施例I中，指令速度計算電路100c，基于該占空比信息信號計算MCU300所指令的馬達M的旋轉速度，另外，控制參數(shù)計算電路IOOd基于該頻率信息信號，計算用于調整MCU300所指令的馬達M的驅動的控制的控制參數(shù)。但是，上述關聯(lián)即使相反，也能夠使對于MCU300的有限數(shù)量的端口傳遞的馬達的信息的種類增加。因此，在實施例2中，關于將第I數(shù)字信號的頻率與馬達M的旋轉速度相關聯(lián)、另一方面將第I數(shù)字信號的占空比與控制參數(shù)相關聯(lián)的情況進行說明。圖2是表示實施例2所涉及的馬達驅動系統(tǒng)2000的結構的一例的圖。此外，在圖2中，與圖I所示的符號相同的符號，只要沒有特別說明就表示與實施例I同樣的構成。如圖2所示，馬達驅動系統(tǒng)2000與實施例I同樣具有馬達驅動電路100、馬達驅動驅動器200、MCU300和馬達M。這里，馬達驅動電路100與實施例I同樣具有第I端口 P1、占空比測定電路100a、頻率測定電路100b、指令速度計算電路100c、控制參數(shù)計算電路IOOd和馬達驅動波形控制電路IOOe。如上所述，在本實施例2中，指令速度計算電路100c，基于該頻率信息信號計算MCU300所指令的馬達M的旋轉速度，輸出包含該計算出的旋轉速度的信息的旋轉速度信息信號。進而，在本實施例2中，控制參數(shù)計算電路100d，基于該占空比信息信號計算用于調整MCU300所指令的馬達M的驅動的控制的控制參數(shù)，輸出包含該計算出的控制參數(shù)的信息的控制參數(shù)信息信號。而且，馬達驅動波形控制電路IOOe與實施例I同樣，基于該旋轉速度信息信號以及該控制參數(shù)信息信號，生成用于按所指令的轉速驅動馬達M的PWM信號即驅動控制信號。這樣，馬達驅動波形控制電路IOOe與實施例I同樣，基于該旋轉速度信息信號生成驅動控制信號使得按所指令的轉速驅動馬達M，并且基于該控制參數(shù)控制該驅動控制信號的PWM頻率、死區(qū)時間或控制定時，進而控制用于使馬達M中流動預期電流的電流控制器增益或用于使其按預期的轉速旋轉的速度控制器的增益(電流控制器、速度控制器一并配置于馬達驅動波形控制部內，但未圖示)或驅動控制信號的提前角。S卩，馬達驅動電路100基于轉速和信息(控制參數(shù))，生成用于按所指令的轉速驅動馬達M的PWM信號即驅動控制信號，所述轉速基于MCU所輸出的第I數(shù)字信號的頻率而得到，所述信息(控制參數(shù))基于第I數(shù)字信號的占空比而得到。 此外，馬達驅動電路100的其他構成與實施例I相同。如上所述，根據(jù)本實施例2所涉及的馬達驅動電路100，能夠與實施例I同樣地使以MCU300的有限數(shù)量的端口傳遞的信息的種類增加。另外，能夠削減MCU300與馬達驅動電路100的布線數(shù)量。另外，能夠削減端子數(shù)量(端口數(shù)量)，能夠實現(xiàn)封裝的小型化和/或低成本化。如已述的那樣，在實施例2中，關于將第I數(shù)字信號的頻率與馬達M的旋轉速度相關聯(lián)、將第I數(shù)字信號的占空比與控制參數(shù)相關聯(lián)的情況進行了說明，但關于下面的其他實施例，也可以應用同樣的關聯(lián)的置換。(實施例3)在本實施例3中，關于用于設定第I數(shù)字信號的占空比和頻率的MCU的結構的一例(這里是作為控制參數(shù)選擇了提前角的情況)進行說明。圖3表示實施例3所涉及的馬達驅動系統(tǒng)3000的結構的一例的圖。另外，圖4是表示馬達M的電流振幅與提前角的關系的一例的圖。此外，在圖3中，與圖I所示的符號相同的符號，只要沒有特別說明就表示與實施例I同樣的構成。另外，構成圖3的圖3A與圖3B用符號A、B連接。如圖3所示，馬達驅動系統(tǒng)3000與實施例I同樣具有馬達驅動電路100、馬達驅動驅動器200、MCU300和馬達M。馬達驅動電路100除了實施例I的結構外還具有電流檢測電路IOOy和電流/脈沖變換電路IOOz。電流檢測電路IOOy檢測馬達驅動驅動器200的驅動電流，輸出與該檢測出的結果相應的檢測信號。電流/脈沖變換電路IOOz輸出檢測信號作為脈沖信號。既可以將該檢測信號調制為頻率以及占空比中的某一個，也可以利用I2C、UART、SPI等通信接口。MCU300與實施例I同樣，控制該空調和/或冰箱等產(chǎn)品的整體工作，并且根據(jù)旋轉指令控制該風扇和/或壓縮機的驅動。這里，MCU300，如圖3所示，例如具有轉速/占空比變換電路300a、脈沖生成器300b、提前角調整電路300c和提前角/頻率變換電路300d。轉速/占空比變換電路300a，將第I數(shù)字信號(Tsp信號)的占空比設定為與通過旋轉指令規(guī)定的馬達M的轉速相關聯(lián)的值，輸出指示該設定出的占空比的占空比指令信號。
例如，馬達驅動驅動器200具有例如由驅動控制信號控制的6個MOS晶體管(未圖示)。該6個MOS晶體管通過驅動控制信號控制，將3相驅動電壓供給到馬達M的3相繞組。而且，電流檢測電路100y，檢測在經(jīng)由該MOS晶體管連接于該3相繞組的電阻R1、R2、R3中流動的驅動電流。另外，提前角調整電路300c被輸入從電流/脈沖變換電路IOOz經(jīng)由第2端口 P2輸出的脈沖信號。接著，提前角調整電路300c基于所輸入的脈沖信號取得馬達驅動驅動器200的驅動電流。該提前角調整電路300c基于所輸入的旋轉指令和/或電流信息探索性地求出效率最好的提前角。在例如將電流振幅設為最小的情況下，提前角調整電路300c通過使提前角指令信號變化而使提前角變化(圖4的探索點)。而且，提前角調整電路300c在使提前角變化了的范圍內取得使馬達M的電流振幅變得最小的提前角(圖4的最佳點)?！ぬ崆敖?頻率變換電路300d基于由提前角指令信號規(guī)定的提前角，將第I數(shù)字信號的頻率設定為與驅動控制信號的提前角相關聯(lián)的值，輸出指示該設定出的頻率的頻率指令信號。脈沖生成器300b基于該占空比指令信號以及該頻率指令信號，生成并輸出具有與所規(guī)定的馬達M的轉速的信息相關聯(lián)的占空比以及與所規(guī)定的提前角的信息相關聯(lián)的頻率的第I數(shù)字信號(Tsp信號)。此外，其他的結構與實施例I相同。此外，如果搭載有這樣的電路(未圖示)，即該電路預先存儲上述所得的每個轉速的電流振幅成為最小的提如角，則也可以去除提如角調整電路和電流檢測電路，進而能夠省略探索處理。例如，與實施例I同樣地，馬達驅動電路100基于從MCU300輸出的該第I數(shù)字信號，通過驅動控制信號來控制馬達驅動驅動器200 (控制對于馬達M的3相驅動電壓(或驅動電流))，從而控制馬達M的驅動。S卩，馬達驅動電路100，基于第I數(shù)字信號的占空比生成驅動控制信號使得按所指令的轉速驅動馬達M，并且基于第I數(shù)字信號的頻率控制驅動控制信號的提前角使得效率提聞。如上所述，根據(jù)本實施例3所涉及的馬達驅動系統(tǒng)3000，能夠使以MCU300的有限數(shù)量的端口傳遞的信息的種類增加。另外，能夠削減MCU300與馬達驅動電路100的布線數(shù)量。另外，能夠削減端子數(shù)量(端口數(shù)量)，能夠實現(xiàn)封裝的小型化和/或低成本化。另外，能夠用少量的通信線使提前角最佳化、實現(xiàn)效率的提高。(實施例4)在本實施例4中，關于用于設定第I數(shù)字信號的占空比和頻率的MCU的結構的其他例子進行說明。圖5是表示實施例4所涉及的馬達驅動系統(tǒng)4000的結構的一例的圖。此外，在圖5中，與圖I所示的符號相同的符號，只要沒有特別說明就表示與實施例I同樣的構成。如圖5所示，馬達驅動系統(tǒng)4000具備馬達驅動電路100、馬達驅動驅動器200、MCU300、溫度傳感器400和馬達M。MCU300與實施例I同樣，控制該空調和/或冰箱等產(chǎn)品的整體工作，并且根據(jù)旋轉指令控制該風扇和/或壓縮機的驅動。溫度傳感器400檢測馬達M的溫度(除馬達M的繞組、外框等馬達自身的溫度外，還包含配置有馬達M的氛圍氣體的溫度等)，輸出與該檢測出的檢測溫度相應的檢測信號。MCU300例如具有轉速/占空比變換電路300a、溫度/頻率變換電路300f和脈沖生成器300b。轉速/占空比變換電路300a將該第I數(shù)字信號的占空比設定為與通過旋轉指令規(guī)定的馬達M的轉速相關聯(lián)的值，輸出指示該設定出的占空比的占空比指令信號。溫度/頻率變換電路300f，基于該檢測信號將該第I數(shù)字信號的頻率設定為與該 檢測溫度相關聯(lián)的值，輸出指示該設定出的頻率的頻率指令信號。脈沖生成器300b基于該占空比指令信號以及該頻率指令信號，生成并輸出該第I
數(shù)字信號。另外，馬達驅動電路100例如具有第I端口 P1、占空比測定電路100a、頻率測定電路100b、指令速度計算電路100c、馬達驅動波形控制電路IOOe和溫度/馬達參數(shù)變換電路IOOf0第I端口 Pl被輸入MCU300輸出的第I數(shù)字信號。占空比測定電路100a，測定經(jīng)由第I端口 Pl輸入的第I數(shù)字信號的占空比，輸出與測定出的占空比相應的占空比信息信號。頻率測定電路100b，測定該第I數(shù)字信號的頻率，輸出與該測定出的第I數(shù)字信號的頻率相應的頻率信息信號。指令速度計算電路100c，基于該占空比信息信號計算MCU300所指令的馬達M的旋轉速度，輸出包含該計算出的旋轉速度的信息的旋轉速度信息信號。溫度/馬達參數(shù)變換電路IOOf，基于該頻率信息信號取得溫度傳感器400所檢測出的檢測溫度，輸出包含與該檢測溫度相應的馬達參數(shù)的信息的馬達參數(shù)信息信號。馬達驅動波形控制電路IOOe基于該旋轉速度信息信號以及該馬達參數(shù)信息信號，生成用于按所指令的轉速驅動馬達M的PWM信號即驅動控制信號。此外，該馬達參數(shù)例如為馬達M的繞組電阻、電抗、感應電壓等。這里，圖6是表示第I數(shù)字信號(Tsp信號)的頻率與所選擇的馬達參數(shù)的關系的一例的圖。如圖6所示，例如7kHz的頻率被分配給40°C的檢測溫度。而且，頻率為7kHz的情況下的馬達參數(shù)(繞組電阻、電抗、感應電壓)的各值(7Ω、45πιΗ、1· ν/ΗΖ)從溫度/馬達參數(shù)變換電路IOOf被輸入至馬達驅動波形控制電路100e。此外，在被輸入圖6未記載的頻率的情況下，優(yōu)選，根據(jù)所記載的頻率進行內插以輸出各馬達參數(shù)?？梢杂美缇€性內插等。這樣，本實施例所涉及的馬達驅動系統(tǒng)3000，在馬達M的繞組電阻、電抗、感應電壓等物理值(馬達參數(shù))因馬達M的溫度變化而變化了的情況下，能夠變更馬達驅動電路IOOe的設定以追隨該變化。此外，其他的結構與實施例I相同。
例如，與實施例I同樣地，馬達驅動電路100，基于從MCU300輸出的該第I數(shù)字信號，通過驅動控制信號來控制馬達驅動驅動器200 (控制對于馬達M的3相驅動電壓(或驅動電流))，從而控制馬達M的驅動。S卩，馬達驅動電路100基于第I數(shù)字信號的占空比生成驅動控制信號使得按所指令的轉速驅動馬達M，并且基于第I數(shù)字信號的頻率控制驅動控制信號使得效率提高。如上所述，根據(jù)本實施例4所涉及的馬達驅動系統(tǒng)4000，能夠使以MCU300的有限數(shù)量的端口傳遞的信息的種類增加。另外，能夠削減MCU300與馬達驅動電路100的布線數(shù)量。另外，能夠削減端子數(shù)量(端口數(shù)量)，能夠實現(xiàn)封裝的小型化和/或低成本化。另外，能夠用少量的通信端口實現(xiàn)考慮到了溫度的高效的控制。(實施例5)在本實施例5中，關于用于設定第I數(shù)字信號的占空比和頻率的MCU的結構的進而其他的例子進行說明。圖7是表不實施例5所涉及的馬達驅動系統(tǒng)5000的結構的一例的圖。另外，圖8是表示馬達M的諧振水平與PWM頻率的關系的一例的圖。此外，在圖7中，與圖I所示的符號相同的符號只要沒有特別說明就表示與實施例I同樣的構成。如圖7所示，馬達驅動系統(tǒng)5000具備馬達驅動電路100、馬達驅動驅動器200、MCU300、諧振傳感器500和馬達M。諧振傳感器500檢測馬達M的諧振，輸出與該檢測出的諧振水平相應的檢測信號。MCU300與實施例I同樣地，控制該空調和/或冰箱等產(chǎn)品的整體工作，并且根據(jù)旋轉指令控制該風扇和/或壓縮機的驅動。MCU300具備轉速/占空比變換電路300a、脈沖生成器300b、最小諧振PWM頻率探索電路300g和頻率變換電路300h。轉速/占空比變換電路300a將該第I數(shù)字信號的占空比設定為與通過該旋轉指令規(guī)定的馬達M的轉速相關聯(lián)的值，輸出指示該設定出的占空比的占空比指令信號。最小諧振PWM頻率探索電路300g，基于通過旋轉指令規(guī)定的馬達M的轉速以及檢測信號，輸出指示驅動控制信號的PWM頻率的PWM頻率指令信號。頻率變換電路300h，基于PWM頻率指令信號，將第I數(shù)字信號的頻率設定為與所指示的PWM頻率相關聯(lián)的值，輸出指示該設定出的頻率的頻率指令信號。脈沖生成器300b基于占空比指令信號以及頻率指令信號生成并輸出第I數(shù)字信號。這里，最小諧振PWM頻率探索電路300g從檢測信號取得諧振的水平。例如，最小諧振PWM頻率探索電路300g，通過使PWM頻率指令信號變化而使PWM頻率變化(圖8的探索點)。而且，最小諧振PWM頻率探索電路300g在使PWM頻率變化了的范圍內取得使馬達M的諧振成為最小的PWM頻率(圖8的最佳點)。由此，MCU300能夠接收與諧振的水平相關的信息(設置噪音等)，自動地(探索地)變更PWM頻率指令(圖8)，將其利用于使諧振最小化的應用等。此外，其他的構成與實施例I相同。此外，如果搭載有這樣的電路(未圖示)，即該電路預先存儲上述所得到的每個轉速的最小諧振頻率，則也可以去除最佳探索部和傳感器，進而能夠省略探索處理。例如，與實施例I同樣地，馬達驅動電路100基于從MCU300輸出的該第I數(shù)字信號，通過驅動控制信號來控制馬達驅動驅動器200 (控制對于馬達M的3相驅動電壓(或驅動電流))，從而控制馬達M的驅動。S卩，馬達驅動電路100，基于第I數(shù)字信號的占空比生成驅動控制信號使得按所指令的轉速驅動馬達M，并且基于第I數(shù)字信號的頻率控制驅動控制信號的PWM頻率使得諧振變小。如上所述，根據(jù)本實施例5所涉及的馬達驅動系統(tǒng)5000，能夠使以MCU300的有限數(shù)量的端口傳遞的信息的種類增加。另外，能夠削減MCU300與馬達驅動電路100的布線數(shù)量。
另外，能夠削減端子數(shù)量(端口數(shù)量)，能夠實現(xiàn)封裝的小型化和/或低成本化。另外，能夠用少量的端口使諧振最小化，并能夠實現(xiàn)靜音性高的設置。(實施例6)在已述的實施例5中，關于MCU具備最小諧振PWM頻率探索電路的結構的一例進行了說明。在本實施例6中，關于馬達驅動電路具備最小諧振PWM頻率探索電路的結構的一例進行說明。圖9是表示實施例6所涉及的馬達驅動系統(tǒng)6000的結構的一例的圖。此外，在圖9中，與圖I所示的符號相同的符號，只要沒有特別說明就表示與實施例I同樣的構成。如圖9所示，馬達驅動系統(tǒng)6000具備馬達驅動電路100、馬達驅動驅動器200、MCU300、諧振傳感器500和馬達M。諧振傳感器500檢測馬達M的諧振，輸出與該檢測出的諧振水平相應的檢測信號。MCU300具備轉速/占空比變換電路300a、脈沖生成器300b和諧振/頻率變換電路 300i。轉速/占空比變換電路300a，將該第I數(shù)字信號的占空比設定為與通過旋轉指令規(guī)定的馬達M的轉速相關聯(lián)的值，輸出指示該設定出的占空比的占空比指令信號。諧振/頻率變換電路300i基于該檢測信號，取得檢測出的諧振的水平。接著，諧振/頻率變換電路300i將第I數(shù)字信號的頻率設定為與檢測出的諧振的水平相關聯(lián)的值，輸出指示該設定出的頻率的頻率指令信號。脈沖生成器300b基于該占空比指令信號以及該頻率指令信號生成并輸出第I數(shù)
字信號。另外，如圖9所示，馬達驅動電路100例如具有第I端口 P1、占空比測定電路100a、頻率測定電路100b、指令速度計算電路100c、馬達驅動波形控制電路IOOe和最小諧振PWM頻率探索電路100g。第I端口 Pl被輸入MCU300輸出的第I數(shù)字信號。占空比測定電路100a，測定經(jīng)由第I端口 Pl輸入的第I數(shù)字信號的占空比，輸出與測定出的占空比相應的占空比信息信號。頻率測定電路IOOb測定該第I數(shù)字信號的頻率，輸出與該測定出的第I數(shù)字信號的頻率相應的頻率信息信號。此外，該頻率信息信號包含與已述的諧振水平相關的信息。
指令速度計算電路IOOc基于該占空比信息信號計算MCU300所指令的馬達M的旋轉速度，輸出包含該計算出的旋轉速度的信息的旋轉速度信息信號。最小諧振PWM頻率探索電路IOOg基于頻率信息信號取得馬達M的諧振水平，基于該取得的諧振水平，輸出指示驅動控制信號的PWM頻率的PWM頻率指令信號。馬達驅動波形控制電路IOOe基于旋轉速度信息信號以及PWM頻率指令信號，生成用于按所指令的轉速驅動馬達M的PWM信號即驅動控制信號。這里，最小諧振PWM頻率探索電路IOOg通過使PWM頻率指令信號變化而使PWM頻率變化(已述的圖8的探索點)。而且，最小諧振PWM頻率探索電路IOOg在使PWM頻率變化了的范圍內取得使馬達M的諧振成為最小的PWM頻率(已述的圖8的最佳點)。由此，馬達驅動電路100能夠接收與諧振水平相關的信息(設置噪音等)，自動地 (探索地)變更PWM頻率指令(圖8)，將其利用于使諧振最小化的應用等。如果還具備存儲上述最小諧振頻率和轉速的關系的電路(未圖示)，在無諧振信息的情況(輸入了未分配給諧振信息的頻率的情況等)下利用該信息，則也可以去除諧振傳感器和最小諧振PWM頻率探索電路，能夠省略探索處理。此外，其他的結構與實施例I相同。例如，與實施例I同樣地，馬達驅動電路100基于從MCU300輸出的該第I數(shù)字信號，通過驅動控制信號來控制馬達驅動驅動器200 (控制對于馬達M的3相驅動電壓(或驅動電流))，從而控制馬達M的驅動。S卩，馬達驅動電路100基于第I數(shù)字信號的占空比生成驅動控制信號使得按所指令的轉速驅動馬達M，并且基于第I數(shù)字信號的頻率控制驅動控制信號的PWM頻率使得諧振成為最小。如上所述，根據(jù)本實施例6所涉及的馬達驅動系統(tǒng)6000，能夠使以MCU300的有限數(shù)量的端口傳遞的信息的種類增加。另外，能夠削減MCU300與馬達驅動電路100的布線數(shù)量。另外，能夠削減端子數(shù)量(端口數(shù)量)，能夠實現(xiàn)封裝的小型化和/或低成本化。另外，能夠用少量的端口使諧振最小化，并能夠實現(xiàn)靜音性高的設置。另外，與如已述的實施例2那樣將第I數(shù)字信號的頻率與馬達M的旋轉速度相關聯(lián)、將第I數(shù)字信號的占空比與控制參數(shù)相關聯(lián)的情況同樣，也可以應用關聯(lián)的置換。(實施例7)在已述的實施例I中，關于馬達驅動電路具備I個控制參數(shù)計算電路的例子、即控制參數(shù)為I種的例子進行了說明。在本實施例7中，關于馬達驅動電路具備多個控制參數(shù)計算電路并對其進行切換的例子、即切換多個控制參數(shù)以及指令速度的更新的例子進行說明。圖10是表示實施例7所涉及的馬達驅動系統(tǒng)7000的結構的一例的圖。此外，在圖10中，與圖I所示的符號相同的符號，只要沒有特別說明就表示與實施例I同樣的構成。如圖10所示，馬達驅動系統(tǒng)7000具備馬達驅動電路100、馬達驅動驅動器200、MCU300和馬達M。另外，馬達驅動電路100例如具有第I端口 P1、占空比測定電路100a、頻率測定電路100b、指令速度計算電路100c、多個(η個，η > I)控制參數(shù)計算電路IOOdl lOOdn、馬達驅動波形控制電路IOOe和輸出切換電路100h。第I端口 Pl被輸入MCU300輸出的第I數(shù)字信號。占空比測定電路100a，測定經(jīng)由第I端口 Pl輸入的第I數(shù)字信號的占空比，輸出與測定出的占空比相應的占空比信息信號。頻率測定電路IOOb測定該第I數(shù)字信號的頻率，輸出與該測定出的第I數(shù)字信號的頻率相應的頻率信息信號。指令速度計算電路IOOc基于該占空比信息信號計算MCU300所指令的馬達M的旋轉速度，輸出包含該計算出的旋轉速度的信息的旋轉速度信息信號。控制參數(shù)計算電路IOOdl lOOdn，分別基于占空比信息信號，計算用于調整MCU300所指令的馬達M的驅動的控制的第I 第η控制參數(shù)，分別輸出包含該計算出的第I 第η控制參數(shù)的信息的第I 第η控制參數(shù)信息信號。 此外，該第I 第η控制參數(shù)，例如分別對應于驅動控制信號的PWM頻率、驅動控制信號的死區(qū)時間、驅動控制信號的通電模式、對于驅動控制信號的控制定時(例如用于將轉子固定于預定位置的直流勵磁時間等)、用于使馬達M中流動預期電流的電流控制器增益或用于使其按預期轉速旋轉的速度控制器的增益(電流控制器、速度控制器一并配置于馬達驅動波形控制部內，但未圖示)或驅動控制信號的提前角等。此外，例如死區(qū)時間、PWM頻率、馬達參數(shù)、提前角，因為需要在狹窄的范圍內進行微調，所以在設定控制參數(shù)的表中優(yōu)選采用線性標度。另外，控制增益、控制定時，因為需要在較寬的范圍內進行調整，所以在設定控制參數(shù)的表中優(yōu)選采用對數(shù)標度。另外，在控制增益高的情況下，控制量(速度、位置、電流值等)的收斂時間變短。因此，控制增益與控制定時，優(yōu)選成對變更。另外，在PWM頻率高(周期短)的情況下，死區(qū)時間的影響變大。因此，優(yōu)選，使PWM頻率與死區(qū)時間成對變更。例如，以使PWM頻率與死區(qū)時間之比成為一定的方式進行變更。另外，輸出切換電路100h，基于頻率信息信號，切換并輸出旋轉速度信息信號或第I 第η控制參數(shù)信號。該輸出切換電路100h，如圖10所示，例如具有n+1個開關電路swO swn。例如，開關電路swO連接于指令速度計算電路100c的輸出與馬達驅動波形控制電路IOOe的輸入之間。而且，該開關電路swO，在基于頻率信息信號被選擇了的情況下接通，將指令速度計算電路100c所輸出的旋轉速度信息信號傳遞到馬達驅動波形控制電路IOOe0另外，例如，開關電路swl連接于第I控制參數(shù)計算電路IOOdl的輸出與馬達驅動波形控制電路IOOe的輸入之間。而且，該開關電路swl，在基于頻率信息信號被選擇了的情況下接通，將第I控制參數(shù)計算電路IOOdl所輸出的第I控制參數(shù)信息信號傳遞到馬達驅動波形控制電路IOOe。同樣，例如，開關電路swn連接于第η控制參數(shù)計算電路IOOdn的輸出與馬達驅動波形控制電路IOOe的輸入之間。而且，該開關電路swn，在基于頻率信息信號被選擇了的情況下接通，將第η控制參數(shù)計算電路IOOdn所輸出的第η控制參數(shù)信息信號傳遞到馬達驅動波形控制電路IOOe。這里，圖11是表示第I數(shù)字信號(Tsp信號)的頻率與所選擇的控制參數(shù)的關系的一例的圖。如圖11所示，例如在頻率為7 7. 5kHz的情況下，開關電路swl接通，作為控制參數(shù)PWM頻率的信息從第I控制參數(shù)計算電路IOOdl被輸入至馬達驅動波形控制電路100e。另外，例如在頻率為9 9. 5kHz的情況下，開關電路swn接通，作為控制參數(shù)提前角的信息從第η控制參數(shù)計算電路IOOdn被輸入至馬達驅動波形控制電路100e。此外，設定為，在分配給各控制參數(shù)的頻率之間，存在未被分配控制參數(shù)的頻帶。由此，在控制參數(shù)變更時，能夠避免干擾。另外，如圖10所示，馬達驅動波形控制電路100e，基于從輸出切換電路IOOh切換并輸入的旋轉速度信息信號以及控制參數(shù)信號，生成用于按所指令的轉速驅動馬達M的PWM信號即驅動控制信號。該馬達驅動波形控制電路IOOe保持旋轉速度信息信號中所含的旋轉速度和/或 各種控制參數(shù)的信息。進而，如上所述，馬達驅動波形控制電路100e，被切換輸入第I 第η控制參數(shù)信息信號，根據(jù)該輸入的控制參數(shù)信息信號取得控制參數(shù)的信息。而且，馬達驅動波形控制電路100e，基于旋轉速度以及所取得的控制參數(shù)的值，生成用于按所指令的轉速驅動馬達M的PWM信號即驅動控制信號。這樣，本實施例所涉及的馬達驅動電路100能夠使用一個端口調整多個控制參數(shù)。此外，其他的結構與實施例I相同。S卩，根據(jù)本實施例7所涉及的馬達驅動系統(tǒng)7000，能夠使以MCU300的有限數(shù)量的端口傳遞的信息的種類增加。另外，能夠削減MCU300與馬達驅動電路100的布線數(shù)量。另外，能夠削減端子數(shù)量(端口數(shù)量)，能夠實現(xiàn)封裝的小型化和/或低成本化。另外，與如已述的實施例2那樣將第I數(shù)字信號的頻率與馬達M的旋轉速度相關聯(lián)、將第I數(shù)字信號的占空比與控制參數(shù)相關聯(lián)的情況同樣，也可以應用關聯(lián)的置換。(實施例8)在已述的實施例7中，關于基于從MCU300輸入至第I端口的第I數(shù)字信號的頻率來切換多個控制參數(shù)的例子進行了說明。在本實施例8中，關于基于從MCU300輸入至另行設置的端口的切換信號來切換多個控制參數(shù)的例子進行說明圖12是表示實施例8所涉及的馬達驅動系統(tǒng)8000的結構的一例的圖。此外，在圖12中，與圖10所示的符號相同的符號，只要沒有特別說明就表示與實施例7相同的構成。如圖12所示，馬達驅動系統(tǒng)8000具備馬達驅動電路100、馬達驅動驅動器200、MCU300和馬達M。馬達驅動電路100具有例如第I端口 P1、第2端口 P2、占空比測定電路100a、頻率測定電路100b、指令速度計算電路100c、多個(η個，η > 2)控制參數(shù)計算電路IOOdl lOOdn、馬達驅動波形控制電路IOOe和輸出切換電路100h2。第I端口 Pl被輸入MCU300輸出的第I數(shù)字信號。第2端口 P2被輸入MCU300輸出的切換信號。占空比測定電路100a，測定經(jīng)由第I端口 Pl輸入的第I數(shù)字信號的占空比，并輸出與測定出的占空比相應的占空比信息信號。頻率測定電路100b，測定該第I數(shù)字信號的頻率，并輸出與該測定出的第I數(shù)字信號的頻率相應的頻率信息信號。指令速度計算電路100c，基于該占空比信息信號計算MCU300所指令的馬達M的旋轉速度，輸出包含該計算出的旋轉速度的信息的旋轉速度信息信號。第I控制參數(shù)計算電路IOOdl，例如基于頻率信息信號來計算用于調整MCU300所指令的馬達M的驅動的控制的第I控制參數(shù)，輸出包含該計算出的第I控制參數(shù)的信息的第I控制參數(shù)信息信號。同樣，例如第η控制參數(shù)計算電路lOOdn，基于頻率信息信號來計算用于調整MCU300所指令的馬達M的驅動的控制的、與第I控制參數(shù)不同的第η控制參數(shù)，輸出包含該計算出的第η控制參數(shù)的信息的第η控制參數(shù)信息信號。 輸出切換電路100h2，基于經(jīng)由第2端口 P2輸入的切換信號，切換第I 第η控制
參數(shù)信號并將其輸出。馬達驅動波形控制電路100e，基于從指令速度計算電路IOOc輸入的旋轉速度信息信號以及從輸出切換電路100h2切換并輸入的第I 第η控制參數(shù)信號，生成用于按所指令的轉速驅動馬達M的PWM信號即驅動控制信號。這樣，在本實施例8中，對馬達驅動電路100新設第2端口 Ρ2，變更要更新的控制參數(shù)。由此，能夠大致同時變更轉速和控制參數(shù)，能夠高效地進行最佳值容易依轉速而變化的控制參數(shù)的調整。此外，其他的結構與實施例I相同。S卩，根據(jù)本實施例8所涉及的馬達驅動系統(tǒng)8000，能夠使以MCU300的有限數(shù)量的端口傳遞的信息的種類增加。另外，能夠削減MCU300與馬達驅動電路100的布線數(shù)量。另外，能夠削減端子數(shù)量(端口數(shù)量)，能夠實現(xiàn)封裝的小型化和/或低成本化。另外，與如已述的實施例2那樣將第I數(shù)字信號的頻率與馬達M的旋轉速度相關聯(lián)、將第I數(shù)字信號的占空比與控制參數(shù)相關聯(lián)的情況同樣，也可以應用關聯(lián)的置換。(實施例9)在已述的實施例8中，關于基于從MCU300輸入至另行設置的端口的切換信號來切換多個控制參數(shù)的例子進行了說明。在本實施例9中，關于基于第I數(shù)字信號的頻率切換馬達信息而從另行設置的端口對MCU300進行輸出的例子進行說明。圖13是表示實施例9所涉及的馬達驅動系統(tǒng)9000的結構的一例的圖。此外，在圖13中，與圖I所示的符號相同的符號，只要沒有特別說明就表示與實施例I相同的構成。如圖13所示，馬達驅動系統(tǒng)9000具備馬達驅動電路100、馬達驅動驅動器200、MCU300和馬達Μ。馬達驅動電路100具有例如第I端口 Ρ1、第2端口 Ρ2、占空比測定電路100a、頻率測定電路100b、指令速度計算電路100c、多個(η個，η > 2)馬達信息測定電路IOOil lOOin、馬達驅動波形控制電路IOOe和輸出切換電路100h3。第I端口 Pl被輸入MCU300輸出的第I數(shù)字信號。
占空比測定電路100a，測定經(jīng)由第I端口 Pl輸入的第I數(shù)字信號的占空比，并輸出與測定出的占空比相應的占空比信息信號。頻率測定電路100b，測定該第I數(shù)字信號的頻率，并輸出與該測定出的第I數(shù)字信號的頻率相應的頻率信息信號。指令速度計算電路100c，基于該占空比信息信號計算MCU300所指令的馬達M的旋轉速度，并輸出包含該計算出的旋轉速度的信息的旋轉速度信息信號。馬達驅動波形控制電路100e，基于該旋轉速度信息信號生成用 于按所指令的轉速驅動馬達M的PWM信號即驅動控制信號。第I馬達信息測定電路lOOil，測定與馬達M的驅動相關的第I馬達信息，并輸出與該測定出的第I馬達信息相應的第I馬達信息信號。第2馬達信息測定電路100i2，測定與馬達M的驅動相關的、與第I馬達信息不同的第2馬達信息，并輸出與該測定出的第2馬達信息相應的第2馬達信息信號。同樣，第η馬達信息測定電路lOOin，測定與馬達M的驅動相關的、與第I 第n-1馬達信息不同的第η馬達信息，并輸出與該測定出的第η馬達信息相應的第η馬達信息信號。此外，第I 第η馬達信息為對馬達M供給的驅動電流(電流振幅)、對馬達M供給的馬達電壓、由馬達M消耗的馬達功率、馬達M的轉速、FG (Frequency Generator,頻率生成器)信號等。此外，各馬達信息測定電路，也可以對馬達電流振幅、馬達電壓、馬達功率、馬達轉速進行脈沖變換而輸出。另外，各馬達信息測定電路也可以進行與預先設定的閾值相比較后的結果的H/L輸出。關于脈沖變換，也可以調制為頻率和占空比中的某一個。另外，也可以利用I2C、UART, SPI等通信接口。這里，圖14是表示第I數(shù)字信號(Tsp信號)的頻率與所選擇的馬達信息的關系的一例的圖。如圖14所示，例如在頻率為8 8. 5kHz的情況下，開關電路swO接通，作為馬達信息將電流振幅從第I馬達信息測定電路IOOil被輸出到第2端口 P2。另外，例如在頻率為9 9. 5kHz的情況下，開關電路swl接通，作為馬達信息將馬達電壓從第η馬達信息測定電路IOOin被輸出到第2端口 Ρ2。此外，設定為，在分配給各馬達信息的頻率之間，存在未被分配馬達信息的頻帶。由此，在馬達信息變更時，能夠避免干擾。另外，如圖13所示，輸出切換電路100h3基于頻率信息信號，切換第I馬達信息信號 第η馬達信息信號并輸出。該輸出切換電路100h3如圖13所示，具有例如η個開關電路swl swn。例如，開關電路swl連接于第I馬達信息測定電路IOOil的輸出與第2端口 P2之間。而且，該開關電路swl，在基于頻率信息信號被選擇了的情況下接通，將第I馬達信息測定電路IOOil所輸出的第I馬達信息信號傳送到第2端口 P2。同樣，例如開關電路swn連接于第η馬達信息測定電路IOOin的輸出與第2端口Ρ2之間。而且，該開關電路swn，在基于頻率信息信號被選擇了的情況下接通，將第η馬達信息測定電路IOOin所輸出的第η馬達信息信號傳送到第2端口 Ρ2。
第2端口 P2，將輸出切換電路100h3所輸出的信號向MCU300輸出。這樣，本實施例所涉及的馬達驅動電路100，能夠使用一個端口輸出多個馬達信
肩、O此外，其他的結構與實施例I相同。S卩，根據(jù)本實施例9所涉及的馬達驅動系統(tǒng)9000，能夠使以MCU300的有限數(shù)量的端口傳遞的信息的種類增加。另外，能夠削減MCU300與馬達驅動電路100的布線數(shù)量 。另外，能夠削減端子數(shù)量(端口數(shù)量)，能夠實現(xiàn)封裝的小型化和/或低成本化。另外，與如已述的實施例2那樣將第I數(shù)字信號的頻率與馬達M的旋轉速度相關聯(lián)、將第I數(shù)字信號的占空比與控制參數(shù)相關聯(lián)的情況同樣，也可以應用關聯(lián)的置換。(實施例10)在本實施例10中，關于基于第I數(shù)字信號的頻率降低第I數(shù)字信號(Tsp信號)所含的噪音的影響的例子進行說明。圖15是表示實施例10所涉及的馬達驅動系統(tǒng)1000的結構的一例的圖。此外，在圖15中，與圖I所示的符號相同的符號，只要沒有特別說明就表示與實施例I相同的構成。如圖15所示，馬達驅動系統(tǒng)10000具備馬達驅動電路100、馬達驅動驅動器200、MCU300和馬達M。馬達驅動電路100具有例如第I端口 P1、占空比測定電路100a、頻率測定電路100b、指令速度測定電路100c、馬達驅動波形控制電路IOOe和更新標志生成電路100j。第I端口 Pl被輸入MCU300輸出的第I數(shù)字信號。占空比測定電路100a，測定經(jīng)由第I端口 Pl輸入的第I數(shù)字信號的占空比，并輸出與測定出的占空比相應的占空比信息信號。頻率測定電路100b，測定該第I數(shù)字信號的頻率，并輸出與該測定出的第I數(shù)字信號的頻率相應的頻率信息信號。更新標志生成電路100j，在該頻率信息信號的變化不足預先設定的閾值的情況下，輸出更新標志信號，另一方面在該頻率信息信號的變化為該閾值以上的情況下，停止更新標志信號的輸出。指令速度計算電路100c，基于該占空比信息信號計算MCU300所指令的馬達M的旋轉速度，并輸出包含該計算出的旋轉速度的信息的旋轉速度信息信號。該指令速度計算電路IOOc根據(jù)該更新標志信號，輸出旋轉速度信息信號。因此，指令速度計算電路100c，在更新標志生成電路IOOj停止了更新標志信號的輸出的情況下，停止旋轉速度信息信號的輸出。即，停止轉速指令的更新。馬達驅動波形控制電路100e，基于該旋轉速度信息信號生成用于按所指令的轉速驅動馬達M的PWM信號即驅動控制信號。這里，圖16是表示第I數(shù)字信號(Tsp信號)、測定出的頻率以及占空比、更新標志信號、轉速指令值的波形的一例的波形圖。如圖16所示，到時間tl為止，頻率一定，并輸出更新標志信號(為“高”電平)。此外，轉速指令一定。在時間t2，若第I數(shù)字信號中混入噪音，則頻率以及占空比變化。接收到該頻率的變化(該頻率信息信號的變化)為該閾值以上的信息，更新標志生成電路IOOj停止更新標志信號的輸出(設為“低”電平)。由此，指令速度計算電路IOOc停止旋轉速度信息信號的輸出。即，停止轉速指令的更新。因此，能夠防止由于噪音的混入導致占空比變化從而誤更新轉速指令的情況。接收到第I數(shù)字信號恢復為正常(時間t3)的信息，頻率以及占空比的測定結果恢復為正常(時間t4)。接著，如果頻率的變化(該頻率信息信號的變化)不足閾值，則更新標志生成電路IOOj輸出更新標志信號(時間t5)。這樣，使用頻率作為通信穩(wěn)定性信息，在頻率變化大的情況下停止轉速指令的更新，由此能夠實現(xiàn)強健的轉速控制。尤其是，在馬達M的功率大的情況下，噪音容易頻繁地重疊于第I數(shù)字信號(Tsp信號)。但是，在本實施例所涉及的馬達驅動系統(tǒng)10000中，能夠忽略噪音的影響，能夠實現(xiàn)強健的轉速指令。此外，其他的結構與實施例I相同?！ち硗猓c如已述的實施例2那樣將第I數(shù)字信號的頻率與馬達M的旋轉速度相關聯(lián)、將第I數(shù)字信號的占空比與控制參數(shù)相關聯(lián)的情況同樣，也可以應用關聯(lián)的置換。雖然說明了本發(fā)明的幾個實施方式，但這些實施方式僅是作為例子而提出的，并非意圖限定發(fā)明的范圍。實際上，這些新方法或系統(tǒng)能夠以其他的各種方式來實施，而且，能夠在不脫離發(fā)明主旨的范圍內進行各種省略、置換、變更。這些方式或變形包含于發(fā)明的范圍和主旨，并且包含于權利要求所記載的發(fā)明和其等同的范圍。
權利要求
1.一種馬達驅動電路，基于與外部的MCU的通信而控制馬達的驅動，其特征在于，具備 第I端口，其被輸入所述MCU輸出的第I數(shù)字信號； 占空比測定電路，其測定經(jīng)由所述第I端口輸入的所述第I數(shù)字信號的占空比，并輸出與測定出的占空比相應的占空比信息信號；以及 頻率測定電路，其測定所述第I數(shù)字信號的頻率，并輸出與該測定出的所述第I數(shù)字信號的頻率相應的頻率信息信號。
2.根據(jù)權利要求I所述的馬達驅動電路，其特征在于，具備 指令速度計算電路，其基于所述占空比信息信號以及所述頻率信息信號的任一方，計算所述MCU所指令的所述馬達的旋轉速度，并輸出包含該計算出的旋轉速度的信息的旋轉速度 目息 目號；以及 馬達驅動波形控制電路，其基于所述旋轉速度信息信號和根據(jù)所述占空比信息信號以及所述頻率信息信號的剩余的另一方所得到的信息，生成用于按所指令的轉速驅動所述馬達的PWM信號即驅動控制信號。
3.根據(jù)權利要求2所述的馬達驅動電路，其特征在于， 所述馬達驅動電路還具備控制參數(shù)計算電路，該控制參數(shù)計算電路基于所述占空比信息信號以及所述頻率信息信號的剩余的另一方，計算用于調整所述MCU所指令的所述馬達的驅動的控制的控制參數(shù)，并輸出包含該計算出的控制參數(shù)的信息的控制參數(shù)信息信號， 所述馬達驅動波形控制電路，基于所述旋轉速度信息信號以及所述控制參數(shù)信息信號，生成用于按所指令的轉速驅動所述馬達的PWM信號即驅動控制信號。
4.根據(jù)權利要求3所述的馬達驅動電路，其特征在于， 所述控制參數(shù)為下述參數(shù)中的任一種所述驅動控制信號的PWM頻率、所述驅動控制信號的死區(qū)時間、所述驅動控制信號的通電模式、對于驅動控制信號的控制定時、用于控制在所述馬達中流動的電流的電流控制器的增益、用于控制所述馬達的轉速的速度控制器的增益和所述驅動控制信號的提前角。
5.根據(jù)權利要求I所述的馬達驅動電路，其特征在于，具備 指令速度計算電路，其基于所述占空比信息信號以及所述頻率信息信號的任一方，計算所述MCU所指令的所述馬達的旋轉速度，并輸出包含該計算出的旋轉速度的信息的旋轉速度息信號; 第I控制參數(shù)計算電路，其基于所述占空比信息信號以及所述頻率信息信號的所述一方，計算用于調整所述MCU所指令的所述馬達的驅動的控制的第I控制參數(shù)，并輸出包含該計算出的第I控制參數(shù)的信息的第I控制參數(shù)信息信號； 輸出切換電路，其基于所述占空比信息信號以及所述頻率信息信號的剩余的另一方，切換并輸出所述旋轉速度信息信號或所述第I控制參數(shù)信號；以及 馬達驅動波形控制電路，其基于從所述輸出切換電路切換輸入的所述旋轉速度信息信號以及所述第I控制參數(shù)信號，生成用于按所指令的轉速驅動所述馬達的PWM信號即驅動控制信號。
6.根據(jù)權利要求I所述的馬達驅動電路，其特征在于，具備 第2端口，其被輸入所述MCU輸出的切換信號；指令速度計算電路，其基于所述占空比信息信號以及所述頻率信息信號的任一方，計算所述MCU所指令的所述馬達的旋轉速度，并輸出包含該計算出的旋轉速度的信息的旋轉速度息信號; 第I控制參數(shù)計算電路，其基于所述占空比信息信號以及所述頻率信息信號的剩余的另一方，計算用于調整所述MCU所指令的所述馬達的驅動的控制的第I控制參數(shù)，并輸出包含該計算出的第I控制參數(shù)的信息的第I控制參數(shù)信息信號； 第2控制參數(shù)計算電路，其基于所述占空比信息信號以及所述頻率信息信號的所述剩余的另一方，計算用于調整所述MCU所指令的所述馬達的驅動的控制的、與所述第I控制參數(shù)不同的第2控制參數(shù)，并輸出包含該計算出的第2控制參數(shù)的信息的第2控制參數(shù)信息信號; 輸出切換電路，其基于經(jīng)由所述第2端口輸入的所述切換信號，切換并輸出所述第I控制參數(shù)信息信號或所述第2控制參數(shù)信息信號；以及 馬達驅動波形控制電路，其基于從所述指令速度計算電路輸入的所述旋轉速度信息信號以及從所述輸出切換電路切換輸入的所述第I控制參數(shù)信息信號或所述第2控制參數(shù)信息信號，生成用于按所指令的轉速驅動所述馬達的PWM信號即驅動控制信號。
7.根據(jù)權利要求I所述的馬達驅動電路，其特征在于，具備 指令速度計算電路，其基于所述占空比信息信號以及所述頻率信息信號的任一方，計算所述MCU所指令的所述馬達的旋轉速度，并輸出包含該計算出的旋轉速度的信息的旋轉速度息信號; 馬達驅動波形控制電路，其基于所述旋轉速度信息信號，生成用于按所指令的轉速驅動所述馬達的PWM信號即驅動控制信號； 第I馬達信息測定電路，其測定與所述馬達的驅動相關的第I馬達信息，并輸出與該測定出的第I馬達信息相應的第I馬達信息信號； 第2馬達信息測定電路，其測定與所述馬達的驅動相關的、與所述第I馬達信息不同的第2馬達信息，并輸出與該測定出的第2馬達信息相應的第2馬達信息信號； 輸出切換電路，其基于所述占空比信息信號以及所述頻率信息信號的剩余的另一方，切換并輸出所述第I馬達信息信號或所述第2馬達信息信號；以及 第2端口，其用于將所述輸出切換電路輸出的信號向所述MCU輸出。
8.根據(jù)權利要求9所述的馬達驅動電路，其特征在于， 所述馬達信息為對所述馬達供給的驅動電流、對所述馬達供給的馬達電壓、由所述馬達消耗的馬達功率和所述馬達的轉速中的任一種。
9.根據(jù)權利要求I所述的馬達驅動電路，其特征在于，具備 指令速度計算電路，其基于所述占空比信息信號以及所述頻率信息信號的任一方，計算所述MCU所指令的所述馬達的旋轉速度，并輸出包含該計算出的旋轉速度的信息的旋轉速度息信號; 更新標志生成電路，其在所述占空比信息信號以及所述頻率信息信號的剩余的另一方的變化不足預先設定的閾值的情況下，輸出更新標志信號，另一方面，在所述占空比信息信號以及所述頻率信息信號的剩余的所述另一方的變化為所述閾值以上的情況下，停止所述更新標志信號的輸出；以及馬達驅動波形控制電路，其基于所述旋轉速度信息信號，生成用于按所指令的轉速驅動所述馬達的PWM信號即驅動控制信號， 其中，所述指令速度計算電路根據(jù)所述更新標志信號輸出所述旋轉速度信息信號。
10.一種馬達驅動電路，基于與外部的MCU的通信而控制馬達的驅動，其特征在于， 基于轉速和信息，生成用于按所指令的轉速驅動所述馬達的PWM信號即驅動控制信號，所述轉速基于MCU輸出的第I數(shù)字信號的占空比或頻率的任一方而得到，所述信息基于所述第I數(shù)字信號的占空比或頻率的剩余的另一方而得到。
11.根據(jù)權利要求11所述的馬達驅動電路，其特征在于， 所述馬達為3相馬達。
12.一種馬達驅動系統(tǒng)，其特征在于，具備 馬達； 馬達驅動驅動器，其對所述馬達供給用于驅動所述馬達的驅動電流； MCU，其輸出與旋轉指令相應的第I數(shù)字信號；以及 馬達驅動電路，其基于所述第I數(shù)字信號，通過驅動控制信號控制所述馬達驅動驅動器，由此控制所述馬達的驅動； 其中，所述馬達驅動電路具備 第I端口，其被輸入所述MCU輸出的第I數(shù)字信號； 占空比測定電路，其測定經(jīng)由所述第I端口輸入的所述第I數(shù)字信號的占空比，并輸出與測定出的占空比相應的占空比信息信號； 頻率測定電路，其測定所述第I數(shù)字信號的頻率，并輸出與該測定出的所述第I數(shù)字信號的頻率相應的頻率信息信號； 指令速度計算電路，其基于所述占空比信息信號以及所述頻率信息信號的任一方，計算所述MCU所指令的所述馬達的旋轉速度，并輸出包含該計算出的旋轉速度的信息的旋轉速度 目息 目號；以及 馬達驅動波形控制電路，其基于所述旋轉速度信息信號和根據(jù)所述占空比信息信號以及所述頻率信息信號的剩余的另一方所得到的信息，生成用于按所指令的轉速驅動所述馬達的PWM信號即驅動控制信號。
13.根據(jù)權利要求12所述馬達驅動系統(tǒng)，其特征在于， 所述馬達驅動電路具備檢測所述馬達驅動驅動器的驅動電流并輸出與該檢測出的結果相應的檢測信號的電流檢測電路；和將所述檢測信號變換為脈沖并輸出的電流/脈沖變換電路， 所述MCU具備 轉速/占空比變換電路，其將所述第I數(shù)字信號的占空比設定為與通過所述旋轉指令規(guī)定的所述馬達的轉速相關聯(lián)的值，輸出指示該設定出的占空比的占空比指令信號； 電流檢測電路，其檢測所述馬達驅動驅動器的驅動電流，輸出與該檢測出的結果相應的檢測信號； 提前角調整電路，其基于所述檢測信號或所述指令轉速輸出提前角指令信號； 提前角/頻率變換電路，其基于由所述提前角信號規(guī)定的提前角，將所述第I數(shù)字信號的頻率設定為與所述驅動控制信號的提前角相關聯(lián)的值，輸出指示該設定的頻率的頻率指令信號；以及 脈沖生成器，其基于所述占空比指令信號以及所述頻率指令信號，生成并輸出所述第I數(shù)字信號， 所述提前角調整電路，通過使提前角指令信號變化而使所述提前角變化，在使所述提前角變化了的范圍內取得使電流振幅成為最小的提前角。
14.根據(jù)權利要求12所述的馬達驅動系統(tǒng)，其特征在于， 所述馬達驅動系統(tǒng)進一步具備溫度傳感器，該溫度傳感器檢測所述馬達的溫度并輸出與該檢測出的檢測溫度相應的檢測信號， 所述MCU具備 轉速/占空比變換電路，其將所述第I數(shù)字信號的占空比設定為與通過所述旋轉指令規(guī)定的所述馬達的轉速相關聯(lián)的值，輸出指示該設定出的占空比的占空比指令信號； 溫度/頻率變換電路，其基于所述檢測信號，將所述第I數(shù)字信號的頻率設定為與所述檢測溫度相關聯(lián)的值，輸出指示該設定出的頻率的頻率指令信號；以及 脈沖生成器，其基于所述占空比指令信號以及所述頻率指令信號，生成并輸出所述第I數(shù)字信號。
15.根據(jù)權利要求14所述的馬達驅動系統(tǒng)，其特征在于， 所述馬達驅動電路具備 溫度/馬達參數(shù)變換電路，其基于所述頻率信息信號取得所述檢測溫度，輸出包含與該檢測溫度相應的馬達參數(shù)的信息的馬達參數(shù)信息信號；以及 馬達驅動波形控制電路，其基于所述旋轉速度信息信號以及所述馬達參數(shù)信息信號，生成用于按所指令的轉速驅動所述馬達的PWM信號即驅動控制信號。
16.根據(jù)權利要求15所述的馬達驅動系統(tǒng)，其特征在于， 所述馬達參數(shù)為所述馬達的繞組電阻、電抗、感應電壓中的任一種。
17.根據(jù)權利要求12所述的馬達驅動系統(tǒng)，其特征在于， 所述馬達驅動系統(tǒng)進一步具有諧振傳感器，該諧振傳感器檢測所述馬達的諧振，輸出與該檢測出的諧振的水平相應的檢測信號， 所述MCU具備 轉速/占空比變換電路，其將所述第I數(shù)字信號的占空比設定為與通過所述旋轉指令規(guī)定的所述馬達的轉速相關聯(lián)的值，輸出指示該設定出的占空比的占空比指令信號； 最小諧振PWM頻率探索電路，其基于所述檢測信號以及通過所述旋轉指令規(guī)定的所述馬達的轉速，輸出指示所述驅動控制信號的PWM頻率的PWM頻率指令信號； 頻率變換電路，其基于所述PWM頻率指令信號，將所述第I數(shù)字信號的頻率設定為與所指示的PWM頻率相關聯(lián)的值，輸出指示該設定出的頻率的頻率指令信號；以及 脈沖生成器，其基于所述占空比指令信號以及所述頻率指令信號，生成并輸出所述第I數(shù)字信號， 其中，所述最小諧振PWM頻率探索電路，通過使PWM頻率指令信號變化而使所述PWM頻率變化，在使所述PWM頻率變化了的范圍內取得使所述馬達的諧振成為最小的PWM頻率。
18.根據(jù)權利要求12所述的馬達驅動系統(tǒng)，其特征在于， 所述馬達驅動系統(tǒng)進一步具有諧振傳感器，該諧振傳感器檢測所述馬達的諧振，輸出與該檢測出的諧振的水平相應的檢測信號， 所述MCU具備 轉速/占空比變換電路，其將所述第I數(shù)字信號的占空比設定為與通過所述旋轉指令規(guī)定的所述馬達的轉速相關聯(lián)的值，輸出指示該設定出的占空比的占空比指令信號； 諧振/頻率變換電路，其基于所述檢測信號，將所述第I數(shù)字信號的頻率設定為與檢測出的諧振的水平相關聯(lián)的值，輸出指示該設定出的頻率的頻率指令信號；以及 脈沖生成器，其基于所述占空比指令信號以及所述頻率指令信號，生成并輸出所述第I數(shù)字信號， 所述馬達驅動電路具備 最小諧振PWM頻率探索電路，其基于所述頻率信息信號取得所述馬達的諧振水平，基于該取得的諧振水平，輸出指示所述驅動控制信號的PWM頻率的PWM頻率指令信號；以及馬達驅動波形控制電路，其基于所述旋轉速度信息信號以及PWM頻率指令信號，生成用于按所指令的轉速驅動所述馬達的PWM信號即驅動控制信號， 所述最小諧振PWM頻率探索電路，通過使PWM頻率指令信號變化而使所述PWM頻率變化，在使所述PWM頻率變化了的范圍內取得使所述馬達的諧振成為最小的PWM頻率。
19.根據(jù)權利要求12所述的馬達驅動系統(tǒng)，其特征在于， 所述馬達為3相馬達。
20.根據(jù)權利要求12所述的馬達驅動系統(tǒng)，其特征在于， 應用于在空調或冰箱中使用的風扇或壓縮機的驅動。
全文摘要
本發(fā)明提供馬達驅動電路以及馬達驅動系統(tǒng)。根據(jù)實施例的馬達驅動電路基于與外部MCU的通信控制馬達的驅動，具有第1端口，其被輸入MCU輸出的第1數(shù)字信號；占空比測定電路，其測定第1數(shù)字信號的占空比，輸出與測定的占空比相應的占空比信息信號；頻率測定電路，其測定第1數(shù)字信號的頻率，輸出與測定的頻率相應的頻率信息信號。還具有指令速度計算電路，其基于占空比信息信號以及頻率信息信號的任一方，計算MCU指令的馬達的旋轉速度，輸出包含計算的旋轉速度的信息的旋轉速度信息信號；馬達驅動波形控制電路，其基于旋轉速度信息信號和根據(jù)占空比信息信號以及頻率信息信號的剩余的另一方所得的信息，生成用于按指令的轉速驅動馬達的PWM信號即驅動控制信號。
文檔編號H02P23/00GK102891648SQ20121005543
公開日2013年1月23日 申請日期2012年3月5日 優(yōu)先權日2011年7月19日
發(fā)明者大串俊明 申請人:株式會社東芝