专利名称：电动马达、修正其传感器输出的方法、及控制电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及利用永磁体和磁线圈的电动马达，并且涉及修正针对电 动马达的传感器输出。
背景技术：
利用永磁体和磁线圈的电动马达是已知的，例如，己经在
JP2001-298982A中进行了公开。
在现有技术电动马达中，利用来自数字磁传感器的通/断信号执行马 达控制。具体来说，利用来自数字磁传感器的通/断信号，确定将施加至 磁线圈的电压的极性反转的定时。
也可获得具有模拟输出的磁传感器。然而，在将模拟磁传感器用于
控制马达的情况下，因马达当中的各种制造误差，传感器输出中可能出 现显著误差，使得在某些情况下不能令人满意地执行马达控制。马达当
中的对模拟磁传感器的输出可能具有影响的制造误差的示例有磁传感 器的安装位置的误差；因永磁体的磁化误差而造成的N磁极/S磁极边界 的位置的误差；以及磁传感器内部部件的安装位置的误差。然而，在考 虑这些误差的情况下，迄今也必须利用模拟磁传感器来设计实现精确马 达控制的令人满意的技术。这种问题不限于其中使用模拟磁传感器的情 况；在其中使用具有多值模拟输出的数字磁传感器的情况下也会遇到这 种问题。
此外，在采用来自数字磁传感器的通/断信号的常规控制中，因为施 加至电动马达的有效电压具有矩形形状，所以在矩形电压波形的边缘效 率下降，并且这产生了噪声和振动相当大的问题。
另外，供马达控制使用的PWM控制电路典型地通过比较基准三角 形信号和根据马达传感器输出生成的正弦波信号来生成PWM信号。响应于马达负载变化的变动，修改三角形信号的电平，以使马达根据负载 恰当地操作。然而，常规PWM控制电路具有相当复杂的电路结构，以 便响应于马达负载变化生成PWM信号。这种问题不限于用于马达控制
的PWM控制电路，用于其它目的的各禾中PWM控制电路也普遍存在这种
问题。
发明内容
本发明的第一目的是提供在考虑涉及磁传感器输出的误差的情况下 实现精确的马达控制的技术。
本发明的第二目的是提供利用磁传感器输出实现有效马达控制的技术。
本发明的第三目的是提供用于利用简单电路结构响应于负载变化来
生成PWM信号的技术。
根据本发明的一个方面，提供了一种供电动马达使用的方法，该电
动马达包括具有多个磁线圈的线圈组、具有多个永磁体的磁体组，以
及根据磁体组与线圈组的相对位置输出以模拟方式改变的输出信号的磁 传感器。该方法适于修正磁传感器的输出信号的波形。该方法包括以下
步骤(a)获取磁传感器的输出信号的电压电平；和(b)基于获取的电
压电平，修正磁传感器的输出信号的波形，从而在电动马达操作期间磁 传感器的输出信号呈现规定波形形状。
根据这种方法，因为修正磁传感器输出信号以生成规定波形形状， 所以利用磁传感器的输出信号的模拟变化，以便向线圈组施加具有希望 波形的施加电压。结果，可以实现精确的马达控制，而不管磁传感器输 出中的误差如何。
该方法可以包括以下步骤通过执行步骤(a)和(b)来执行对磁 传感器的输出信号的偏移修正；并且通过执行步骤(a)和(b)来执行 对磁传感器的输出信号的增益修正。
通过执行增益修正和偏移修正，可以容易地将磁传感器输出信号修 正成规定波形形状。执行偏移修正的步骤可以包括以下步骤旋转电动马达的转子并且 获取磁传感器的输出信号的多个峰值；并且基于所述多个峰值确定用于 偏移修正的修正值。
执行增益修正的步骤可以包括以下步骤旋转电动马达的转子并且 获取磁传感器的输出信号的多个峰值；并且基于所述多个峰值确定用于 增益修正的修正值。
如果在偏移修正和增益修正中利用磁传感器输出信号的多个峰值， 则由于对多个磁体进行了整体考虑，可以获取希望输出信号波形。
该方法还可以包括以下步骤向设置在电动马达中的非易失性存储 器存储增益修正的修正值和偏移修正的修正值。
利用这种结构， 一旦己经设置了增益修正值和偏移修正值，就可以 在任何时间获取规定传感器输出。
根据本发明的另一方面，提供了一种电动马达，该电动马达包括 具有多个磁线圈的线圈组；具有多个永磁体的磁体组；磁传感器，该磁
传感器被设置成输出根据磁体组和线圈组的相对位置以模拟方式改变的
输出信号；驱动控制电路，该驱动控制电路利用磁传感器的输出信号的 模拟变化，生成用于向线圈组施加的施加电压；以及输出波形修正单元， 该输出波形修正单元被设置成，修正磁传感器的输出信号的波形，从而 在电动马达操作期间，磁传感器的输出信号呈现规定波形形状。
因为这种电动马达设置有用于执行磁传感器的输出信号的修正以使 磁传感器的输出信号具有规定形状的波形的输出波形修正单元，所以驱 动控制电路利用磁传感器的输出信号的模拟变化可以向线圈组施加具有 优选波形的施加电压。结果，可以实现精确的马达控制，而不管磁传感 器输出中的误差如何。
输出波形修正单元可以执行磁传感器的输出信号的增益修正和偏移 修正。
如果采用增益修正和偏移修正，则会容易地将磁传感器的输出信号 修正成希望的波形形状。
输出波形修正单元可以具有用于存储增益修正值和偏移修正值的非
9易失性存储器。
利用这种结构， 一旦建立了增益修正值和偏移修正值，就变得可以 随时获取希望的传感器输出。
该电动马达还可以包括通信单元，该通信单元用于从外部装置接收 增益修正值和偏移修正值。
利用这种结构，例如可以从外部装置向马达发送修正值并且在制造 电动马达期间存储。
该规定波形形状可以是磁线圈的反电动势波形，或正弦波波形。
因为这种电动马达设置有用于执行磁传感器的输出信号的修正以使 磁传感器的输出信号具有磁线圈的反电动势波形或正弦波波形的输出波 形修正单元，所以驱动控制电路利用磁传感器的输出信号的模拟变化可 以向线圈组施加具有优选波形的施加电压。结果，可以利用磁传感器的 输出实现高效马达控制。
该输出波形修正单元可以包括具有输入和输出的查找表，该输入 是磁传感器的输出信号的电平，该输出是供修正输出信号使用的修正值； 和修正执行单元，该修正执行单元被设置成，通过查寻该查找表来获取 修正值，并且利用该修正值执行磁传感器的输出信号的修正。
另选的是，该输出波形修正单元可以包括函数系数存储器，该函 数系数存储器用于存储具有自变量和函数值的数学函数的系数，该自变 量是磁传感器的输出信号的电平，该函数值是供修正输出信号使用的修 正值；和修正执行单元，该修正执行单元被设置成，根据该数学函数同 时参照该函数系数来获取修正值，并且利用该修正值执行磁传感器的输 出信号的修正。
利用查找表或数学函数，可以容易地将磁传感器的输出信号修正成 希望的波形形状。
该修正值是磁传感器的输出信号的电平与具有规定波形形状的已修 正输出信号的电平之差。
利用这种结构，通过将所述电平差加至原始信号电平，将容易地获 取希望的波形形状。该输出波形修正单元还可以包括偏移修正单元，该偏移修正单元 被设置成，在修正执行单元进行修正之前，执行磁传感器的输出信号的 偏移修正。
利用这种结构，即使因涉及磁传感器的误差而使磁传感器的输出信 号出现偏差，也将修正该偏差。从而，基于修正了偏差的输出信号，将 容易地获取具有希望的波形形状的输出信号。
根据本发明的另一方面，提供了一种PWM控制电路，该PWM控
制电路用于生成对控制目标装置进行控制所使用的PWM信号。该PWM
包括乘法单元，该乘法单元被设置成，将电平随时间变化的可变信号
的信号值乘以在预定范围任意设置的控制值，由此获得乘法值；和PWM 信号生成电路，该PWM信号生成电路用于通过对乘法值执行PWM来生 成具有与该乘法值相对应的脉冲宽度的PWM信号。
因为PWM控制电路对通过将可变信号值乘以控制值所获取的乘法 值执行PWM，所以可以利用简单的电路结构响应于负载变化而生成 PWM信号。
该PWM控制电路还可以包括掩蔽电路，该掩蔽电路用于响应于 控制目标装置的所需要输出，掩蔽PWM信号的一部分。
这种结构通过简单地掩蔽PWM信号而响应于所需要的输出容易地 生成PWM信号。
该PWM控制电路还可以包括调节单元，该调节单元被设置成， 响应于控制目标装置的需求输出来调节控制值和掩蔽电路中的掩蔽量。
通过调节控制值和掩蔽量，这种结构将满足考虑包括效率在内的各 种因素下的需求输出。
该掩蔽电路在启动控制目标装置时按预定最小值设置掩蔽量，而在 启动控制目标装置之后按大于最小值的值设置掩蔽量。
这种结构将确保启动控制目标装置，同时提高了启动之后该控制目 标装置的效率。
该控制值的预定范围可以为0 %到100 %。
这种结构将生成电平与可变信号电平成比例的PWM信号，并且其有效振幅将小于可变信号本身经受PWM的情况下的有效振幅。
该乘法单元可以包括多级乘法器，该多级乘法器用于将可变信号值
与两个或更多个控制值相乘，以获取乘法值。
这种结构将利用多个控制值容易地将乘法值设置为希望值。该可变信号是从安装在控制目标装置中的传感器输出的正弦波信
号
这种结构将响应于正弦波信号的变化而生成PWM信号。
该PWM控制电路还可以包括数字解码器，该数字解码器用于数
字化从安装在控制目标装置中的传感器输出的正弦波信号，以由此生成可变信号值，并且生成表示正弦波信号的上半部分或下半部分的正/负号
信号。该数字化解码器可按下列模式选择性地操作
(i) 第一操作模式，在该第一操作模式中，数字解码器生成用于表示以模拟方式变化的正弦波信号的变化的变化信号值；和
(ii) 第二操作模式，在该第二操作模式中，数字解码器生成可变信号值，该可变信号值具有与正弦波信号的以模拟方式改变的变化无关的恒定值。
这种结构使得用户能够在考虑包括控制目标装置的效率和可操作性的情况下操作该控制目标装置。
该PWM信号生成电路可以生成PWM信号，该PWM信号具有等于乘法值与预定恒定值之比的占空比。
这种结构容易利用简单的电路结构生成PWM信号。
该PWM信号生成电路可以具有制动模式，在该制动模式中，PWM信号生成电路将PWM信号设置为使控制目标装置处于防止该控制目标装置操作的制动状态中。
这种结构通过设置PWM信号，使控制目标装置处于操作状态或制动状态下。
可以将本发明简化成按各种方式实施，例如，电动马达，其控制方法和电路；用于修正电动马达传感器的方法和装置；致动器、电子装置，以及采用这些装置的电器。
图1A至(J1D是示出了实施方式1中的电动马达的马达单元的构造的截面图2A和2B例示了实施方式1的线圈组和磁体组的位置关系；图3例示了磁传感器波形；
图4是描绘线圈施加电压和反电动势的关系的示意图；图5A和5B例示了线圈连接方法；
图6A到6D例示了实施方式1的电动马达操作的基本原理；
图7A和7B是描绘实施方式1的马达的驱动控制电路的构造的框图8是描绘驱动器电路的内部构造的图9是描绘磁传感器的内部构造的图IOA到IOE示出了PWM控制器的内部构造和操作；
图IIA到IIF例示了传感器输出波形与驱动信号波形之间的对应关
系；
图12是描绘PWM单元的内部构造的框图13是描绘在马达正转期间PWM单元的操作的时序图14是描绘在马达反转期间PWM单元的操作的时序图15A和15B示出了激励间隔设置单元的内部构造和操作；
图16A到16C示出了传感器输出的偏移修正的细节；
图17A到17C示出了传感器输出的增益修正的细节；
图18是描绘传感器输出的校准过程的流程图；图19是详细描绘偏移修正的过程的流程图；图20是详细描绘增益修正的过程的流程图；图21是描绘用于校准的驱动控制电路的变型例的框图；图22是描绘实施方式1的变型例中的磁传感器和驱动信号生成电路的框图23是描绘驱动信号生成电路的另一变型例的框图；图24是描绘用于执行偏移修正的另一过程的流程图；图25是描绘用于执行增益修正的另一过程的流程图26是描绘用于执行增益修正的又一过程的流程图27示出了实施方式2中的磁传感器输出波形和线圈的反电动势；
图28A和28B示出了实施方式2中的马达的驱动控制电路的构造的
框图29是描绘实施方式2中的磁传感器的内部构造的框图30是描绘实施方式2中的传感器输出的校准过程的流程图31A到31F示出了传感器输出波形与驱动信号波形之间的对应关
系；
图32是描绘磁传感器的另一构造的框图33是描绘实施方式2的变型例中的磁传感器和驱动信号生成电路的另一实施例的框图34是描绘磁传感器的又一构造的框图35示出了第三实施方式中的PWM控制器的内部构造和操作；图36是示出编码器的另一结构的框图；图37A和37B是示出编码器的操作的时序图；图38是示出激励间隔设置单元的另一结构的框图；以及图39A到39D示出了驱动器电路的响应于操作使能信号Denb和制动控制信号PK的操作。
具体实施例方式
将按下面指示的顺序，对本发明的实施方式进行讨论。
1、 实施方式l
l-A、电动马达的构造
l-B、驱动控制电路的构造
l-C、传感器输出的修正
l-D、驱动控制电路的变型例
l-E、用于实现传感器输出修正的其它过程
2、 实施方式23、 实施方式3
4、 其它变型例
1、实施方式l
l-A、电动马达的构造
图1A是示出本发明一种实施方式中的电动马达的马达单元的构造的截面图。该马达单元100具有定子单元10和转子单元30，每一个通常都为圆盘状。转子单元30具有由许多磁体组成的磁体组34M，并且固定至转轴112。磁体组34M的磁化方向为垂直方向。定子单元10具有定位在转子单元30上方的A相线圈组14A，和定位在转子单元30下方的B相线圈组24B。
图1B到1D以分离形式分别描绘了定子单元10的第一线圈组14A、转子单元30，以及定子单元30的第二线圈组24B。在这个实施例中，A相线圈组14A和B相线圈组24B各自具有六个线圈；同样，磁体组34M具有六个磁体。然而，可以将线圈数和磁体数设置成任何值。
图2A描绘了线圈组14A、 24B以及磁体组34M的位置关系。A相线圈组14A被固定至支承部件12A，而B相线圈组24B被固定至支承部件22B。 A相线圈组14A包括按相反方向激励的、并且按恒定节距Pc以交替方式排列的两种类型的线圈14Al、 14A2。在图2A所示状态中，三个线圈14A1按磁化方向(从N磁极向S磁极的方向)向下取向的方式激励；另三个线圈14A2按磁化方向向上取向的方式激励。同样，B相线圈组24B由按相反方向激励的、并且按恒定节距Pc以交替方式排列的两种类型的线圈24B1、 24B2组成。这里，"线圈节距Pc"被限定为A相线圈组的线圈的节距，或B相线圈组的线圈的节距。
转子单元30的磁体组34M被固定至支承部件32M。这个磁体组34M的永磁体分别排列成使得它们的磁化方向面对着与磁体组34M的放置方向垂直的方向；该放置方向是图2A中的左-右方向。磁体组34M的磁体以恒定磁极节距Pm排列。在这个实施例中，磁极节距Pm等于线圈节距Pc，并且就电角而言等于兀。电角27t与线圈组的驱动信号的相位改变2兀时的机械角或距离相关联。在本实施方式中，当A相线圈组14A和B相
线圈组24B的驱动信号的相位改变2tt时，磁体组34M经历等于线圈节距Pc的两倍的位移。
A相线圈组14A和B相线圈组24B定位在电角彼此相差ti/2的位置处。A相线圈组14A和B相线圈组24B仅在位置上不同，而在其它方面，具有基本相同的构造。从而，下面，除了在讨论线圈组期间存在特定需要以外，仅对A相线圈组14A的实施例进行讨论。
图2B描绘了呈送至A相线圈组14A和B相线圈组24B的AC驱动信号的示范波形。向A相线圈组14A和B相线圈组24B分别提供两相AC信号。A相线圈组14A和B相线圈组24B的驱动信号彼此相对相移7t/2。图2A的状态对应于零相位或2兀状态。
如图2A所示，马达单元100另外具有用于A相线圈组14A的模拟磁传感器16A，和用于B相线圈组24B的模拟磁传感器16B。下面，将它们称为"A相传感器"和"B相传感器"。A相传感器16A被定位在A相线圈组14A的两个线圈之间的中央位置处；B相传感器26B被定位在B相线圈组24B的两个线圈之间的中央位置处。在本实施方式中，图2B中描绘的AC驱动信号利用这些传感器16A、 26B的模拟输出而生成。例如，利用霍耳效应的霍尔IC可以被用作传感器16A、 26B。
图3是描绘磁传感器波形的例示图。在这个实施例中，A相传感器输出SSA和B相传感器输出SSB都是正弦波。这些传感器输出具有与A相线圈14A和B相线圈24B的反电动势的波形形状基本相同的波形形状。该反电动势波形取决于线圈的形状以及磁体与线圈的位置关系，但典型为正弦波或非常接近正弦波的形状。"反电动势"也可以被称为"感应电压"。
一般来说，电动马达充当在机械能与电能之间转换的能量转换装置。线圈的反电动势表示马达的转换成电能的机械能。从而，在将施加至线圈的电能转换成机械能(即，在驱动马达的情况下)的情况下，可以通过施加具有与反电动势的波形相同的波形的电压而以最大效率驱动马达。如下将讨论的，"具有与反电动势的波形相同的波形的电压"意指沿
16与反电动势的相反方向生成电流的电压。
图4是描绘线圈施加电压与反电动势的关系的示意图。这里，用反
电动势和电阻来模仿线圈。在这个电路中，将伏特计v并联连接至施加
电压E1和线圈。当将电压E1施加至马达以驱动该马达时，沿与施加电
压E1的电流流动方向相反的方向生成反电动势Ec。当在马达旋转时断开开关SW时，可以利用伏特计V测量反电动势Ec。在开关SW断开的情况下测量出的反电动势Ex的极性和在开关SW闭合的情况下测量出的施加电压E1的极性相同。上文短语"施加具有与反电动势的波形相同的波形的电压"指施加具有与伏特计V测量出的反电动势Ec相同的极性和波形的电压。
如前所述，当驱动马达时，可以施加具有与反电动势的波形相同的波形的电压而以最大效率驱动马达。可以理解的是，在正弦反电动势波形的中点(接近于0电压)附近能量转换效率相对较低，而相反在反电动势波形的峰值附近能量转换效率相对较高。在通过施加具有和反电动势相同的波形的电压来驱动马达的情况下，在能量转换效率相对较高的时段期间施加相对较高电压，由此，提高了马达的效率。另一方面，如果以简单矩形波形驱动马达，在接近于反电动势基本为0的位置(波形的中点处)施加相当大的电压，从而马达的效率较低。而且，当在这种能量转换效率低的时段期间施加电压时将出现发生振动和噪声的问题。
如根据前述讨论可理解的，通过施加具有与反电动势相同的波形的电压来驱动马达的优点在于，提高了马达的效率，并且降低了振动和噪声。
图5A和5B是描绘A相线圈组A1的两种类型的线圈14A1、 12A2的连接方法的图。利用图5A的连接方法，A相线圈组A1中包括的所有线圈串联连接至驱动控制电路300。另一方面，利用图5B的连接方法，并联连接多对串联连接的线圈14Al、 12A2。利用任一连接方法，两种类型的线圈14A1、 12A2始终以相反极性磁化。
图6A到6D描绘了本实施方式的电动马达的操作。在这个实施例中，描绘了磁体组34M相对线圈组14A、 24B随时间的向右位移。该图中的左-右方向可以被理解成对应于图1A所示转子单元30的旋转方向。
图6A描绘了在相位恰好在2tt之前时的定时的状态。线圈与磁体之
间绘制的实线箭头表示吸引方向，而虚线箭头表示排斥方向。在这种状
态下，A相线圈组14A没有向磁体组34M施予沿操作方向(该图中的左 -右方向)的驱动力，并且磁力沿向A相线圈组14A吸引磁体组34M的 方向作用。结果，对A相线圈组14A施加的电压在与相位2兀一致的定 时优选地为零。另一方面，B相线圈组24B沿操作方向向磁体组34M施 予驱动力。而且，因为B相线圈组24B不仅向磁体组34M施予吸力而且 向其施予斥力，所以B相线圈组24B沿垂直方向(与磁体组34M的操作 方向垂直的方向)向磁体组34M施加的净力为零。从而，对B相线圈组 24B的施加电压在与相位2ti —致的定时优选地为峰值。
如图6B所示，A相线圈组14A在与相位2兀 一致的定时反转极性。 图6B描绘了相位为re/4的状态；A相线圈组14A的极性现在与图6A中 所示的极性相反。在这种状态下，A相线圈组14A和B相线圈组24B都 沿操作方向向磁体组34M施予相同驱动力。图6C描绘了相位恰好在兀/2 之前的状态。在这种状态下，其与图6A的状态相反，仅A相线圈组14A 沿操作方向向磁体组34M施予驱动力。在与相位兀/2—致的定时，B相 线圈组24B的极性反转，生成图6D中描绘的极性。图6D描绘了相位为 3兀/4的状态。在这种状态下，A相线圈组14A和B相线圈组24B沿操作 方向向磁体组34M施予相同驱动力。
从图6A到6D中将会理解，A相线圈组14A的极性在A相线圈组 14A的线圈与磁体组34M的磁体相对地定位时切换。B相线圈组按相同 方式工作。结果，将从所有线圈大致恒定地生成驱动力，使得可以生成 高的扭矩。
在相位处于兀与2兀之间的时段期间的操作和图6A到6D所示操作 基本相同，从而不需要详细描述。然而，应注意到，A相线圈组14A的 极性在与相位兀 一致的定时再次反转，而B相的线圈组24B的极性在与 相位3tt/2 —致的定时再次反转。
如从前述讨论可理解的，本实施方式的电动马达通过利用磁体组34M与线圈组14A、 24B之间的吸力和斥力，向磁体组34M提供沿操作 方向的驱动力。具体来说，在本实施方式中，因为线圈组14A、 24B定 位在磁体组34M的相对两侧处，所以利用磁体组34M的两侧的磁通量生 成驱动力。从而，与常规电动马达仅利用磁体一侧来生成驱动力的情况 相比，磁通量的利用率更高，由此，提供了具有较好效率和较高扭矩的 马达。然而，也可以省略两个线圈组14A、 24B中的一个。
在优选实施中，支承部件12A、 22B、 32M将分别由非磁性材料形 成。而且，在优选实施中，本实施方式的马达单元的各种组件当中，除 包括线圈和传感器在内的电气布线、磁体，和旋转轴及其轴承以外的其 它所有组件由非磁性且非导电材料形成。通过省却由磁体制成的磁心， 可以实现平滑且一致的操作，而不会出现持滞(cogging)。通过省却作为 磁路的一部分的磁轭，激励损耗(涡流损耗)将保持到非常低的程度， 并且获得具有较高效率的马达。
l-B、驱动控制电路的构造
图7A和7B示出了用于实施方式1的马达的驱动控制电路的构造。 图7A描绘了校准传感器波形期间的构造，而图7B描绘了实际使用期间 的构造。"校准传感器波形"与"修正传感器输出波形"意思相同地使用。
如图7A所示，在校准期间，用于校准目的的驱动控制电路200连接 至马达单元100的连接器90。驱动控制电路200具有电源电路210、 CPU 220、 1/0接口 230、 PWM控制器240、驱动器电路250、以及通信 单元260。电源电路210向驱动控制电路200中的电路供电并且向马达单 元100供电。CPU 220通过在驱动控制电路200中的各种电路中进行设 置来控制驱动控制电路200的操作。I/0接口 230具有接收从马达单元100 提供的传感器输出SSA、 SSB并将它们提供给CPU 220的功能。CPU 220 决定接收到的传感器输出SSA、 SSB是否具有希望的波形形状，并且确 定将给出该希望的波形形状的偏移修正值Poffset和增益修正值Pgain。后 面将对用于确定的方法进行详细描述。下面，将偏移修正值简称为"偏 移"，而将增益修正值简称为"增益"。
PWM控制器240生成用于驱动线圈的PWM信号。驱动器电路250是用于驱动线圈的桥电路。后面，将对PWM控制器240和驱动器电路
250的电路设计和操作进行讨论。通信单元260具有这样的功能，g卩，传 感器16A、 26B被提供通过校准确定的偏移修正值Poffset和增益修正值 Pgain，并在存储器中进行存储的功能。通信单元260还具有向外部装置 发送存储在传感器16A、 26B中的修正值Poffset和Pgain的功能。为了 在用于A相传感器16A的修正值与用于B相的传感器26B的修正值之间 加以区分，通信单元260与修正值一起发送和接收各传感器的ID码(标 识信号)。在以这种方式利用ID码发送修正值的情况下，可以经由单一 通信总线发送针对多个传感器的修正值，同时将它们彼此区分开。
如图7B所示，在马达的实际使用期间，将与校准期间使用的驱动控 制电路不同的驱动控制电路300连接至马达单元100的连接器90。这个 驱动控制电路300除省略了通信单元260以外，其余部分对应于用于校 准的驱动控制电路200。在图7A和7B所示构造中可以省略CPU 220。 如果省略CPU 220，则这个实施方式中描述的CPU 220的功能将通过诸 如逻辑电路和/或非易失性存储器的其它电路来执行。另选的是，CPU 220 可以用从外部装置接收各种指令并将所述各种指令传递至装置控制电路 200或300内的电路部件的通信电路或接口电路替代。
图8是描绘驱动器电路250的内部构造的图。A相驱动器电路252 是H桥电路，该H桥电路响应于AC驱动信号DRVA1、 DRVA2来驱动 A相线圈组14A。框的端部处的、描绘驱动信号的白圈表示负逻辑，信 号被反转。标记为IA1、 IA2的箭头分别表示驱动信号DRVA1、 DRVA2 的电流流动方向。B相驱动器电路254的构造与A相驱动器电路252的 构造相同；示出了驱动信号DRVB1、 DRVB2的电流流向IB1、 IB2。
图9是描绘实施方式1中使用的磁传感器16A的内部构造的图。因 为A相传感器16A和B相传感器26B具有相同构造，所以下面仅对A 相传感器16A进行讨论。
磁传感器16A具有磁传感器部件410、偏移修正电路420、增益修正 电路430、偏移存储器440、增益存储器450、放大器460、 ID码寄存器 470、以及通信单元480。磁传感器部件410例如为霍尔元件。在校准期间(图7A)，通信单元480与驱动控制电路200通信，并 且接收针对传感器输出的偏移修正值Poffset和增益修正值Pgain，以及传 感器ID。可以将对传感器唯一的ID记录在传感器内部的ID码寄存器470 中，或者可以利用外部开关设置ID。在图9的实施例中，可以利用诸如 DIP开关的外部开关472来设置ID。然而，可以通过DIP开关以外的多 种其它装置中的任一种将ID码记录在马达中。例如，可以消除外部开关 472，而代之以从非易失性存储器中构造ID码寄存器470。在驱动控制电 路200提供的ID与ID码寄存器470中的ID匹配的情况下，通信单元 480将偏移修正值Poffset和增益修正值Pgain分别存储在存储器440、450 中。偏移修正电路420和增益修正电路430根据这些修正值Poffset和 Pgain来修正磁传感器部件410的波形。然后，修正后的传感器输出被放 大器460放大，并作为传感器输出SSA输出。
如从上述讨论中可理解的，图9的电路部件420、 430、 440、 450充 当用于修正传感器16A的输出波形的输出波形修正单元。在优选实施中， 存储器440、 450由非易失性存储器组成。
图10A到图10E示出了PWM控制器240 (图7A)的内部构造和操 作。PWM控制器240具有基本时钟生成电路510、 1/N分频器520、 PWM单元530、移动方向寄存器540、乘法器550和552、编码器560 和562、 AD转换器570和572、电压控制值寄存器580、以及激励间隔 设置单元590。
基本时钟生成电路510是生成具有规定频率的时钟信号PCL的电路 并且例如由PLL电路组成。分频器520生成频率为时钟信号PCL的频率 的1/N的时钟信号SDC。 N的值被设置成规定常数。N的这个值己经预 先通过CPU 220 (图7A)建立在分频器520中。PWM单元530响应于 时钟信号PCL、 SDC、乘法器550和552提供的乘法值、移动方向值寄 存器540提供的移动方向值RI、编码器560和562提供的正/负号信号Pa、 Pb以及激励间隔设置单元590提供的激励间隔信号Ea、 Eb，生成AC驱 动信号DRVA1、 DRVA2、 DRVB1、 DRVB2 (图8)。后面将对这种操作 进行讨论。表示马达的旋转方向的值RI通过CPU220建立在移动方向值寄存器
540中。在本实施方式中，当移动方向值RI为L电平时马达正转，而当 移动方向值RI为H电平时，马达反转。
以下述方式确定呈送给PWM单元530的其它信号Ma、 Mb、 Pa、 Pb、 Ea、 Eb。乘法器550、编码器560以及AD转换器570是供A相使 用的电路；乘法器552、编码器562以及AD转换器572是供B相使用的 电路。因为这些电路组具有相同操作，所以下面的讨论主要集中在A相 电路的操作上。
将磁传感器输出SSA呈送给AD转换器570。这个传感器输出SSA 例如具有从GND (接地电位)到VDD (电源电压)的范围，并且中点(= VDD/2)是输出波形的中点(正弦波经过原点的点)。AD转换器570执 行这个传感器输出SSA的AD转换，以生成传感器输出的数字值。AD 转换器570的输出例如具有FFh到Oh ("h"后缀表示十六进制)的范围， 并且中值80h对应于输出波形的中点。
编码器560对AD转换之后的传感器输出的范围进行转换，并且将 输出波形的中点的值设置成0。结果，编码器560生成的传感器输出值 Xa在正侧上呈现规定范围(例如，+127到0)并在负侧上呈现规定范围 (例如，0到-127)。然而，编码器560向乘法器560呈送的值是传感器 输出值Xa的绝对值；其正/负号被呈送给PWM单元530，作为正/负号信 号Pa。
电压控制值寄存器580存储CPU 220建立的电压控制值Ya。电压控 制值Ya和后面讨论的激励间隔信号Ea —起充当用于设置马达的施加电 压的值；值Ya可以例如取O到1.0的值。在假定激励间隔信号Ea被设置 为所有间隔都是激励间隔，而没有提供非激励间隔的情况下，Ya-O意指 施加电压为零，而Ya-l意指施加电压为最大值。乘法器550执行电压 控制值Ya与从编码器560输出的传感器输出值Xa的相乘，并且转换成 整数；其乘法值Ma被呈送给PWM单元530。
图10B到10E描绘了在乘法值Ma取各种不同值的实例中PWM单 元530的操作。这里，假定所有间隔都是激励间隔，而没有非激励间隔。
22PWM单元530是在时钟信号SDC的每一个周期期间，以占空因数Ma/N 生成一个脉冲的电路。具体来说，如图10B到10E所示，随着乘法值 Ma的增加，驱动信号DRVA1、 DRVA2的脉冲占空因数同样增加。第一 驱动信号DRVA1是仅在传感器输出SSA为正时生成脉冲的信号，而第 二驱动信号DRVA2是仅在传感器输出SSA为负时生成脉冲的信号；在 图10B到10E中，同时示出了这些。为方便起见，将第二驱动信号DRVA2 示出为负脉冲。
图IIA到IID描绘了传感器输出波形与PWM单元530生成的驱动 信号的波形之间的对应关系。在该图中，"Hiz"表示高阻抗。如在图10A 到10E中说明的，通过PWM控制原样利用A相传感器输出的模拟波形 生成A相驱动信号DRVA1 、 DRVA2 。这对于B相驱动信号DRVB1 、 DRVB2 来说，也是一样的。结果，可以向A相线圈和B相线圈提供这样的有效 电压，该有效电压展示出与传感器输出SSA、 SSB的变化相对应的电平 变化。
此外，PWM单元530被设计成，使得驱动信号在由激励间隔设置单 元590提供的激励间隔信号Ea、 Eb所表示的激励间隔期间输出，并且使 得在激励间隔以外的其它间隔(非激励间隔)期间不输出驱动信号。图 11E和11F描绘了激励间隔信号Ea、 Eb建立了激励间隔EP和非激励间 隔NEP的情况下生成的驱动信号波形。在激励间隔EP中，图IIC和11D 的驱动信号脉冲照原样生成；在非激励间隔NEP中，不生成脉冲。通过 以这种方式建立激励间隔EP和非激励间隔NEP，在接近反电动势波形的 中点(即，接近传感器输出的中点)不对线圈施加电压，由此，使得可 以进一步改进马达效率。在优选实施中，激励间隔EP将在相对反电动势 波形(感应电压波形)的峰值对称的间隔建立，而非激励间隔NEP将按 相对反电动势波形的中点对称的间隔建立。
如前所述，如果将电压控制值Ya设置成小于l的值，则与电压控制 值Ya相比，乘法值Ma将变小。结果，同样可以通过电压控制值Ya有 效调节施加电压。
如从前述讨论中可以理解的，利用本实施方式的马达，可以利用电压控制值Ya和激励间隔信号Ea调节施加电压。对于B相来说也是一样 的。在优选实施中，优选施加电压与电压控制值Ya和激励间隔信号Ea 之间的关系将以表格形式预先存储在驱动控制电路300中的存储器中。 这样，当驱动控制电路300接收到来自外部的优选施加电压时，CPU 220 可以响应于驱动信号在PWM控制器240中设置电压控制值Ya和激励间 隔信号Ea。调节施加电压不需要使用电压控制值Ya和激励间隔信号Ea 两者，使用这两个中的任一个也是可接受的。
图12是描绘PWM单元530 (图10A)的内部构造的框图。PWM单 元530具有计数器531、 532， EXOR电路533、 534，以及驱动波形整形 单元535、 536。计数器531、 EXOR电路533以及驱动波形整形单元535 是用于A相的电路；计数器532、 EXOR电路534以及驱动波形整形单 元536是用于B相的电路。下面将对它们的操作进行描述。
图13是描绘马达正转期间PWM单元530的操作的时序图。示出了 两个时钟信号PCL和SDC、移动方向值RI、激励间隔信号Ea、乘法值 Ma、正/负号信号Pa、计数器531中的计数器值CM1、计数器531的输 出SI、 EXOR电路533的输出S2，以及驱动波形整形单元535的输出信 号DRVA1、 DRVA2。针对时钟信号SDC的每一个周期，计数器531与 时钟信号PCL同步地重复将计数值CM1递减至0的操作。将计数值CM1 的初始值设置成乘法值Ma。在图13中，为便于例示，也示出了负乘法 值Ma;然而，计数器531使用其绝对值IMal。当计数值CM1不为0时 将计数器531的输出Sl设置成H电平，而当计数值CM1为0时Sl下 降到L电平。
EXOR电路533输出表示正/负号信号Pa与移动方向值RI的异或的 信号S2。当马达正向运行时，移动方向值RI为L电平。从而，EXOR 电路533的输出S2成为与正/负号信号Pa相同的信号。驱动波形整形单 元535根据计数器531的输出Sl和EXOR电路533的输出S2生成驱动 信号DRVA1、 DRVA2。具体来说，在计数器531的输出Sl中，EXOR 电路533的输出S2为L电平的间隔期间的信号被输出为驱动信号 DRVA1，而EXOR电路533的输出S2为H电平的间隔期间的信号被输
24出为驱动信号DRVA2。在接近图13的右端，激励间隔信号Ea下降至L 电平，由此，设立了非激励间隔NEP。结果，在这个非激励间隔NEP期 间驱动信号DRVA1、DRVA2中的任一者都不输出，并且保持高阻抗状态。
图14是描绘马达反转期间PWM单元530的操作的时序图。当马达 反向运行时，移动方向值RI为H电平。结果，两个驱动信号DRVA1、 DRVA2与图13中的两个驱动信号DRVA1、 DRVA2交换位置，因而，应 意识到，结果马达反向运行。PWM单元530的B相电路532、 534、 536 和上述讨论相同地操作。
图15A和15B示出了激励间隔设置单元590的内部构造和操作。激 励间隔设置单元590具有电变阻器592，电压比较器594、 596，以及 OR电路598。电变阻器592的电阻Rv由CPU 220设置。电变阻器592 的两个端子处的电压V1、 V2被分别呈送至电压比较器594、 596的一个 输入端子。传感器输出SSA被呈送至电压比较器594、 596的另一输入端 子。在图15A中，为方便起见，从例示的图中消除了B相电路。电压比 较器594、 596的输出信号Sp、 Sn被输入至OR电路598。 OR电路598 的输出是激励间隔信号Ea，其被用于区分激励间隔与非激励间隔。
图15B描绘了激励间隔设置单元590的操作。通过调节电阻Rv来 修改电变阻器592的两个端子处的电压VI、 V2。具体来说，将端电压 VI、 V2设置成与电压范围的中值(=VDD/2)等差的值。如果传感器 输出SSA高于第一电压VI，则第一电压比较器594的输出Sp转至H电 平，而如果传感器输出SSA低于第二电压V2，则第二电压比较器596 的输出Sn转至H电平。激励间隔信号Ea是采用这些输出信号Sp、 Sn 的逻辑和的信号。从而，如图15B中底部所示，可以将激励间隔信号Ea 用作表示激励间隔E和非激励间隔NEP的信号。由CPU 220调节可变电 阻Rv来建立激励间隔EP和非激励间隔NEP。
可以通过CPU 220以外的任何电路来执行激励间隔EP和非激励间 隔NEP的设置。这也是CPU220的功能作为响应于来自外部装置的请求 (诸如马达输出请求)调节控制值Ya和激励间隔信号Ea两者由此实现 需要的输出的调节单元的情况。在启动马达时，优选的是，激励间隔EP被设置为尽可能大，而非激 励间隔NEP被设置为尽可能小。这是因为如果马达停止在与非激励间隔
NEP相对应的位置处，则PWM信号被驱动波形修正单元535 (图12) 掩蔽，从而马达可能不能够启动。因此，在马达启动时，非激励间隔NEP 优选地设置为其容许范围中的最小值。非激励间隔NEP的最小值优选为 非零值。这是因为在传感器输出SSA的极性(即，驱动信号的极性)反 转时的定时，非激励间隔NEP的零值可能导致驱动电路250中的反向电 流，由此损坏开关晶体管。 l-c、传感器输出的修正
图16A到16C示出了传感器输出的偏移修正的细节。图16A示出了 传感器输出的希望波形SSideal。图16B描绘了从希望波形SSideal起向 上移位的传感器输出SSup、和向下移位的传感器输出SSdown的示例。 在这个实例中，通过向移位的传感器输出(例如，SSup)应用垂直偏移 Poffsetl，可以将它修正成接近希望波形SSideal的波形。执行这种修正， 从而例如输出波形的中点(输出电平呈现其中值的位置)落入从传感器 输出电压范围(GND至lJVDD)的中值VDD/2起算的规定容许范围内。
图16C描绘了从希望波形SSideal起向右移位的传感器输出SSright， 和向左移位的传感器输出SSleft。在这个实例中，通过向移位的传感器输 出(例如，SSright)应用横向偏移Poffset2，可以将它修正成接近希望波 形SSideal的波形。执行这种修正，从而例如使输出波形的中点(输出电 平呈现其中值的位置)的相位落入从传感器输出电压范围(GND到VDD) 的中值VDD/2的相位起算的规定容许范围内。关于传感器输出是否向横 向方向偏移的确定可以通过将马达转子停止在规定基准位置处(恰好为 输出波形的中点的位置)，并且检査传感器输出是否等于传感器输出电压 范围的中值VDD/2来进行。
这样，可以修正垂直偏移Poffsetl和横向偏移Poffset2。然而，在许 多实例中，对于实施目的来说，仅修正两种类型偏移中的一种就足够了。 因此，在下述过程中，假定仅两种类型偏移中的垂直偏移Poffsetl要被修 正。
26图17A到17C示出了传感器输出的增益修正的细节。图17A描绘了 传感器输出的希望输出波形SSideal;其与图16A所示相同。图17B描绘 了具有与希望输出波形SSideal相比较小峰值的传感器输出波形SSmall。 在这种情况下，通过将传感器输出波形SSmall与大于1的增益Pgain相 乘，可以将它修正成接近希望波形SSideal的波形。更具体地说，执行这 种增益修正使己修正传感器输出的峰值落入规定容许范围内。图17C描 绘了具有与希望输出波形SSideal相比较大峰值的传感器输出波形 SSlarge。对于该传感器输出波形SSlarge，因为超出电压范围的最大值 VDD (即，电源电压)的点在VDD处停止，所以观察到峰值具有如点划 线所示的平坦波形。在这种情况下，通过将传感器输出波形SSlarge与小 于1的增益Pgain相乘，可以将它修正成接近希望输出波形SSideal的波 形。
图18是描绘传感器输出的校准过程的流程图。在步骤S100中，将 用于校准目的的驱动控制电路200安装在马达单元100 (图7A)中。在 步骤S200中，执行如图16B所述的偏移修正，而在步骤S300中，执行 如图17B和17C所述的增益修正。在步骤S400中，驱动控制电路被用 于实际使用的电路300 (图7B)替换。
图19是详细描绘偏移修正的过程的流程图。虽然下面描述关于A 相传感器的偏移修正，但按相同方式对B相传感器执行修正。当针对一 个磁传感器执行偏移修正时，CPU 220最初指定作为修正目标的磁传感 器的ID，并且开始针对该指定的磁传感器的修正处理。
在步骤S210中，转子单元30(图1A)旋转并且停止在磁传感器16A 处于磁体N/S磁极边界的位置处的地方。这个操作例如可以打开马达单 元的盖子而人工执行。在步骤S220中，将偏移的初始值Poffset从驱动控 制电路200发送至磁传感器16A并且存储在磁传感器16A中的偏移存储 器440 (图9)中。可以将任何值用作Poffset的初始值。然而，在优选实 施中，将该初始值设置成正非零值，以使可以根据偏移修正增加或减小 偏移Poffset 。
在步骤S230中，测量磁传感器16A输出的输出信号SSA的电压Ebc。在步骤S240中，决定测量出的电压Ebc是否等于或大于容许范围的最小
值Elmin (参加图16B)。如果电压Ebc小于容许范围的最小值Elmin， 则因为电压Ebc落在容许范围之外，所以例程移至步骤S250，偏移值 Poffset递增l，并接着在步骤S280中，将偏移值Poffset写入至磁传感器 16A。另一方面，在步骤S240中，如果电压Ebc等于或大于容许范围的 最小值Elmin，则在步骤S260中决定电压Ebc是否等于或小于容许范围 的最大值Elmax。如果电压Ebc大于容许范围的最大值Elmax，则因为 电压Ebc落在容许范围之外，所以例程移至步骤S270，偏移值Poffset 递减l，并接着在步骤S280中，将偏移值Poffset写入至磁传感器16A。 另一方面，如果在步骤S260中，电压Ebc等于或小于容许范围的最大值 Elmax，则电压Ebc落在容许范围之内，并由此，终止图19的处理。
图20是详细描绘步骤S300中的增益修正的过程的流程图。同样， 针对增益修正，仅讨论A相传感器的修正。当针对一个传感器执行增益 修正时，最初由CPU220指定作为修正目标的磁传感器的ID，并且针对 该指定的磁传感器开始修正处理。
在步骤S310中，转子单元30(图1A)旋转并且停止在磁传感器16A 处于直接与磁体的S磁极或N磁极相对的位置处的地方。这个位置是磁 传感器16A的具有最大磁通量密度的位置。这个操作例如可以打开马达 单元的盖子而人工执行。在步骤S320中，将增益的初始值Pgain从驱动 控制电路200发送至磁传感器16A并且存储在磁传感器16A中的增益存 储器450 (图9)中。虽然可以将任何值用作增益Pgain的初始值。但在 优选实施中，将该初始值设置成正非零值。
在步骤S330中，测量磁传感器16A的f俞出信号SSA的电压Ebm。 在步骤S340中，决定测量出的电压Ebm是否等于或大于容许范围的最 小值E2min(参加图17B)。如果电压Ebm小于容许范围的最小值E2min， 则因为电压Ebm落在容许范围之外，所以例程移至步骤S350，增益值 Pgain递增1，并接着在步骤S380中，将增益值Pgain写入至磁传感器16A。 另一方面，在步骤S340中，如果电压Ebm等于或大于容许范围的最小 值E2min，则在步骤S360中决定电压Ebm是否等于或小于容许范围的最大值E2max。如果电压Ebm大于容许范围的最大值E2max，则因为电压 Ebm落在容许范围之外，所以例程移至步骤S370，增益值Pgain递减l， 并接着在步骤S380中，将增益值Pgain写入至磁传感器16A。另一方面， 如果在步骤S360中，电压Ebm等于或小于容许范围的最大值E2max， 则电压Ebm落在容许范围之内，并由此，终止图20的处理。
在优选的实施中，增益修正期间的容许范围的最大值E2max是比可 以用于传感器输出的最大值(即，电源电压VDD)稍小的值。原因在于， 因为传感器输出电压不能超出电源电压VDD，所以如果将容许范围的最 大值E2max设置成电源电压VDD，则存在不能确定修正之前的传感器输 出SSA的峰值是否如图17C中点划线所描绘地平坦化的可能性。
这样，利用本实施方式的电动马达，可以针对相应磁传感器16A、 26B分别执行输出波形的偏移修正和增益修正。而且，驱动控制电路300 利用传感器的模拟输出的连续变化生成驱动信号。从而，通过将磁传感 器16A、 26B的输出修正成规定波形形状，可以实现最小噪声和振动的 高效率马达。
l-D、驱动控制电路的变型例
图21是描绘用于校准的驱动控制电路的变型例的框图。这个驱动控 制电路200a类似于图7A中描绘的驱动控制电路200，但省略了电源电 路210、 PWM控制器240、以及驱动器电路250。到马达单元100a的电 力经由连接器90直接提供给马达单元100a。 PWM控制器240和驱动器 电路250设置在马达单元100a内部。利用这种结构，同样可以按与图7A 和7B描绘的马达相同的方式修正传感器波形并且高效操作马达。
图22是描绘实施方式1的另一变型例中的磁传感器和驱动信号生成 电路的框图。在这个变型例中，磁传感器16A、 26B仅包含磁传感器部 件；这些磁传感器中不包括图9中描述的磁传感器内的其它电路部件 420-480。驱动信号生成电路600具有放大器610、 620， AD转换器612、 622，偏移修正电路614、 624，增益修正电路616、 626， PWM控制器 240，修正值存储器660，以及通信单元670。偏移修正电路614、 624和 图9中所示的偏移修正电路420相同，而增益修正电路616、 626和图9中所示增益修正电路430相同。修正值存储器660存储有与A相传感器 16A和B相传感器26B有关的偏移修正值和增益修正值，并且这些值与 相应ID码相关联。PWM控制器240和图10A所示PWM控制器相同。 通信单元670经由I/O接口 230耦合至CPU 220。在校准期间，传感器 16A、 26B的输出被放大器610、 620放大，被AD转换器232转换成数 字信号，接着经由1/0接口 230呈送至CPU220。
利用图22的电路设计，例如，驱动信号生成电路600和驱动器电路 250可以被安装在马达单元中，并且包括CPU 220、 I/O接口 230以及AD 转换器232在内的电路可以与马达单元(图7A)的连接器90相连接。 利用这种电路设计，如同先前讨论的实施方式一样，可以修正传感器波 形并且高效操作马达。
图23是描绘驱动信号生成电路的变型例的框图。在这个驱动信号生 成电路600a中，图22中所示驱动信号生成电路600的PWM控制器240 被前置放大器630和放大器640代替。这种构造的其它部分与图22所示 构造相同。前置放大器630和放大器640通过照原样放大已修正的模拟 传感器输出来生成驱动信号。这样，即使利用模拟电路放大传感器输出 而不采用PWM控制，也仍然还可以通过如上所述执行传感器波形的修 正而高效操作马达。
l-E、用于实现传感器输出修正的其他过程
图24是描绘用于执行偏移修正的另一过程的流程图。在步骤S1200 中，CPU220使转子30旋转。在图24的过程中，随着转子30继续旋转， CPU 220从步骤S1210开始执行偏移修正。在步骤S1210中，将偏移的 初始值Poffset从驱动控制电路200发送至磁传感器16A，并且存储在磁 传感器16A的偏移存储器440 (图9)中。这个处理和图19的步骤S220 相同。
在步骤S1220，获取传感器输出的最大电压Ebcmax和最小电压 Ebcmin。这些电压Ebcmax、 Ebcmin例如对应于图16B中所示传感器输 出SSup (或SSdown)的上峰值和下峰值。在步骤S1230中，计算最大 电压Ebcmax和最小电压Ebcmin的平均值Ebctyp。这个平均值Ebctyp是对应于传感器输出波形的中点的电压值。
步骤S1240到S1280和图19的步骤S240到S280基本相同，但上述 平均值Ebctyp替换了图19的电压值Ebc。具体来说，在步骤S1240到 S1280中，调节偏移值Poffset，以使该平均值Ebctyp位于图16B所示的
容许范围内。
如从这个实施例可以理解的，还可以利用传感器电压的峰值电压执 行偏移修正。在图24的过程中，不需要如在图19的过程中那样将转子 定位在与传感器输出波形的关注点相对应的位置处，从而获得了修正操 作更容易的优点。
图25是描绘用于执行增益修正的另一过程的流程图。在步骤S1300 中，CPU220使转子30旋转。在图25的过程中，随着转子30继续旋转， CPU 220从步骤S1310开始执行增益修正。在步骤S1310中，将增益的 初始值Pgain从驱动控制电路200发送至磁传感器16A，并且存储在磁传 感器16A的增益存储器450 (图9)中。这个处理和图20的步骤S320 相同。
在步骤S1320中，获取规定次数的传感器输出的最大电压Ebmmax。 这个最大电压Ebmmax例如对应于图17B所示传感器输出SSsmall(或图 17C所示SSlarge)的上峰值。另选的是，代替该上峰值地，可以获取规 定次数的下峰值。在转子的一次回转过程中呈现的上峰值的次数等于马 达的磁极数P的一半。对于图1A至U1D中描绘的6磁极马达，在一次回 转过程中出现三次上峰值。在步骤S1320中，在实施中，优选地将对最 大电压Ebmmax采样(PxN)/2次。这里，N是等于1或更大的规定整 数，优选为2或更大。在步骤S1230中，对(PxN) /2次采样的最大电 压Ebmmax计算平均值Ebmave。
步骤S1340到S1380和图20的步骤S340到S380基本相同，但上述 平均值Ebmave替换了图20的电压值Ebm。具体来说，在步骤S1340到 S1380中，调节增益值Pgain，以使该平均值Ebcmave位于图17B所示的 容许范围内。
在图25的过程中，不需要如在图20的过程中那样将转子定位在与传感器输出波形的关注点相对应的位置处，从而获得了修正操作更容易 的优点。而且，因为利用几个峰值电压的平均值来执行增益修正，所以 可以将多个磁体作为整体考虑而建立理想增益。
图26是描绘用于执行增益修正的又一过程的流程图。在图26的过
程中，用步骤S1335、 S1345以及S1365代替了图25的步骤S1330、 S1340 以及S1360，其它过程和图25相同。
在步骤S1335中，从(P x N) / 2最大电压Ebmmax中选择最大电 压Ebmpk。在步骤S1345和S1365中，利用这个最大电压Ebmpk执行增 益修正。同样可以按这种方式导出恰当的增益修正值Pgain。
图26的步骤S1345和S1365中使用的阈值E2min和E2max的值可 以不同于图25的步骤S1340和S1360中使用的阈值E2min和E2max的 值。
2、实施方式2
图27是描绘实施方式2中的磁传感器输出波形和线圈的反电动势的 实施例的例示图。在这个实施例中，A相传感器输出SSAO和B相传感 器输出SSBO在修正之前都具有稍微不同于反电动势波形的波形形状。A 相线圈反电动势Eca和B相线圈反电动势Ecb的波形取决于线圈的形状 和磁体与线圈的位置关系，但典型为正弦波或非常接近正弦波的形状。
如在实施方式1中提到的，在通过施加具有和反电动势相同的波形 的电压来驱动马达的情况下，可以改进马达的效率，并且可以縮减振动 和噪声。为此，在实施方式2中，将图27中所示传感器输出SSAO、 SSBO 的波形修正成接近反电动势的波形的波形，并且将修正后的传感器输出 用于驱动马达。
图28A和28B是描绘用于实施方式2的马达的驱动控制电路的构成 的框图。图28A描绘了校准传感器波形期间的构造，而图28B描绘了实 际使用期间的构造。"校准传感器波形"与"修正传感器输出波形"意思 相同地使用。
如图28A所示，在校准期间，用于校准目的的驱动控制电路200b 连接至马达单元100b的连接器90。该驱动控制电路200b具有电源电路210、 CPU 220、 I/O接口 230、 PWM控制器240、驱动器电路250、 通信单元260、以及伏特计270。电源电路210向驱动控制电路200b中 的电路供电并且向马达单元100b供电。CPU 220通过在驱动控制电路 200b中的各种电路中进行设置来控制驱动控制电路200b的操作。I/O接 口 230具有接收从马达单元100b提供的传感器输出SSA0、 SSBO并将它 们提供给CPU 220的功能。CPU 220确定用于将传感器输出SSAO、 SSBO 修正成希望波形形状(反电动势波形或正弦波)的修正数据Dcorrect。后 面将讨论该修正数据Dcorrect的内容和用于确定其的方法。马达单元100b 的构造和图7A中所示实施方式1的马达单元100的构造基本相同，仅在 传感器116A、126B(后面描述)的内部构造方面不同。驱动控制电路200b 除增加了伏特计270以外，其它部分与图7A中所示实施方式1的驱动控 制电路200相似。
PWM控制器240生成用于驱动线圈的PWM信号。驱动器电路250 是用于驱动线圈的桥电路。通信单元260具有这样的功能，即传感器 116A、 126B被呈送并在存储器中存储通过校准确定的修正数据Dcorrect 的功能。通信单元260还具有用于向外部装置发送存储在传感器116A、 126B中的修正数据Dcorrect的功能。为了在用于A相传感器116A的修 正数据与用于B相的传感器126B修正数据之间进行区分，通信单元260 和修正数据一起发送和接收各传感器的ID码(标识信号)。如果以这种 方式利用ID码发送修正数据，则可以经由单一通信总线发送针对多个传 感器的修正数据，同时将多组数据彼此区分开。
伏特计270能够分别测量A相线圈组14A和B相线圈组24B的反 电动势。该伏特计270通过图4中所述连接关系连接至线圈组。伏特计 270不必同时测量A相线圈组和B相线圈组的反电动势；在作为测量目 标的线圈组之间切换并单独测量它们就足够了。如后讨论的，CPU 220 基于伏特计270测量出的反电动势的波形形状和磁传感器的输出波形来 确定修正数据Dcorrect。
如图28B所示，在马达的实际使用期间，将与校准期间使用的驱动 控制电路不同的驱动控制电路300连接至马达单元100b的连接器卯。这个驱动控制电路300对应于用于校准的驱动控制电路200，但省略了通信
单元260和伏特计270，并且与图7B中所示驱动控制电路300相同。
图29是描绘实施方式2中的磁传感器116A的内部构造的框图。因 为A相传感器116A和B相传感器126B具有相同构造，所以下面仅讨论 A相传感器116A。
磁传感器116A具有磁传感器部件1410、 AD转换器1420、反电动 势转换器1430、存储器1440、 DA转换器1450、放大器1460、 ID码寄 存器1470、以及通信单元1480。磁传感器部件1410例如为霍尔元件。
在校准期间(图28A)，通信单元1480与驱动控制电路200b通信， 并且与传感器ID —起接收传感器输出修正数据Dcorrect。可以将对于传 感器唯一的ID记录在传感器内部的ID码寄存器1470中，或者可以利用 外部开关设置ID。在图29的实施例中，可以利用诸如DIP开关的外部 开关1472来设置ID。然而，可以将ID码记录在马达中或者通过DIP开
关以外的多种其它装置中的任一种来设置。例如，可以消除外部开关 1472，而代替地从非易失性存储器构建ID码寄存器1470。在驱动控制电 路200b提供的ID与ID码寄存器1470中的ID匹配的情况下，通信单元 1480将修正数据Dcorrect存储在存储器1440中。在图29的实施例中， 修正数据Dcorrect是表示转换表CT的内容的数据，该转换表CT被存储 在存储器1440中。反电动势转换器1430利用转换表CT修正磁传感器 1410的输出SSA0。具体来说，执行修正，以使传感器输出具有反电动势 波形。接着，已修正传感器输出被DA转换器1450转换、被放大器1460 放大，并且输出为传感器输出SSA。
可以将诸如下面的表用作转换表CT。
(1) 第一查找表，第一査找表具有修正之前的输出SSAO的电平作 为输入，和修正之后的输出SSA的电平作为输出。
(2) 第二查找表，第二査找表具有修正之前的输出SSAO的电平作 为输入，和修正之前的输出SSA0与修正之后的输出SSA之差作为输出。
(3) 第三查找表，第三查找表具有修正之前的输出SSAO的电平作 为自变量，和修正之前的输出SSA0与修正之后的输出SSA的比作为输出。
在使用第一查找表的情况下，转换器1430可以通过在第一查找表中 查寻而直接获取已修正的传感器输出。另一方面，在使用第二查找表的 情况下，转换器1430可以通过将在第二查找表中查寻所获取的差添加至
磁传感器1410的输出而获取修正后的传感器输出。在使用第三查找表的 情况下，转换器1430可以通过将在第三查找表中查寻所获取的比率乘以 磁传感器1410的输出来获取已修正传感器输出。己修正输出波形不需要 严格成为反电动势波形；例如可以代替地采用正弦波。
图30是描绘实施方式2中的传感器输出的校准过程的流程图。在步 骤S2100中，将用于校准目的的驱动控制电路200b安装在马达单元100b (图28A)中。在步骤S2200中，针对A相或B相执行线圈组的反电动 势波形的测量和磁传感器输出波形的测量。在步骤S2300中，CPU 220 根据这些测量的结果确定修正数据Dcorrect，并将该数据存储在传感器的 存储器1440 (图29)中。在步骤S2400中，确定是否存在仍未处理的任 何传感器，并且如果存在仍未处理的传感器，则例程返回至步骤S2200， 并且重复步骤S2200和S2300的处理。在针对第二传感器和随后的传感 器执行步骤S2200的处理的情况下，因为已经完成反电动势波形的测量， 所以可以仅测量磁传感器输出波形。在步骤S2500中，驱动控制电路被 用于实际使用的电路300代替(图28B)。
图29的电路部件1430、 1440可以被理解成充当用于修正传感器 116A的输出波形的输出波形修正单元。在实践中，优选地，存储器1440 由非易失性存储器组成。PWM控制器240 (图28B)利用已修正的传感 器输出SSA、 SSB的波形形状来生成驱动信号。
图31A到31F描绘了实施方式2中的传感器输出波形与PWM控制 器240生成的驱动信号的波形之间的对应关系。图31A和31B描绘了修 正之前的传感器输出SSAO、 SSBO;图31C和31D描绘了修正后的传感 器输出SSA、 SSB。修正后的传感器输出SSA、 SSB具有和反电动势Eca、 Ecb (图27)相同的波形形状。图31E和31F描绘了利用修正后的传感 器输出SSA、 SSB生成的驱动信号。在该图中，"Hiz"意指高阻抗的状态。PWM控制利用A相传感器输出SSA的模拟波形生成A相驱动信号 DRVAl、 DRVA2。 B相驱动信号DRVB1、 DRVB2类似。从而，利用这 些驱动信号，可以向A相线圈和B相线圈呈送表示与传感器输出SSA、 SSB的变化相对应的电平变化的有效电压。结果，驱动信号的有效电压 的波形等同于反电动势的波形，并由此提高了效率，并且获得可忽略噪 声和振动的马达。
图32是描绘实施方式2的磁传感器116A的另一构造的框图。在这 个磁传感器116A中，图29中所示反电动势转换器1430被函数计算单元 1430a代替；其它构造和图29中的相同。存储器1440存储有代替转换表 的函数系数。
函数计算单元1430a通过利用特定数学函数进行修正而将磁传感器 部件1410的输出SSA0修正成反电动势波形。可以使用举例来说，使用 诸如下面的函数作为该函数。
(1) 第一函数，在第一函数中，修正之前的输出SSA0的电平是自 变量(变量)，而修正后的输出SSA的电平是函数值。
(2) 第二函数，在第二函数中，修正之前的输出SSA0的电平是自 变量(变量)，而修正之前的输出SSA0与修正之后的输出SSA之差是函 数值。
(3) 第三函数，在第三函数中，修正之前的输出SSA0的电平是自 变量(变量)，而修正之前的输出SSA0与修正之后的输出SSA的比是函 数值。
可以使用修正之前的输出SSAO的电平(x)的多项式f (x)作为函 数。存储在存储器1440中的函数系数是诸如这种函数的特定函数f (x) 的系数。如同图29的构造，图32的构造使得可以容易地将传感器部件 的输出修正成希望的波形形状。
图33是描绘实施方式2的变型例中的磁传感器和驱动信号生成电路 的另一实施例的框图。在这个变型例中，磁传感器116A、 126B仅包括磁 传感器部件；这些磁传感器中不包括图29中描绘的磁传感器内的其它电 路部件1420-1480。驱动信号生成电路600b具有放大器1610、 1620，
36AD转换器1612、 1622，反电动势转换器1614、 1624， PWM控制器240， 存储器1660，以及通信单元1670。反电动势转换器1614、 1624和图29 中所示反电动势转换器1430相同。存储器1660存储有分别与A相传感 器116A和B相传感器126B有关的修正表CTa、 CTb，并且这些表与相 应ID码相关联。PWM控制器240和图28B所示PWM控制器相同。通 信单元1670经由I/O接口 230连接至CPU 220。在校准期间，传感器116A、 126B的输出被放大器1610、 1620放大，通过AD转换器1232转换成数 字信号，接着经由1/0接口 230呈送至CPU220。
利用图33的电路设计，例如可以将驱动信号生成电路600b和驱动 器电路250安装在马达单元中，并且可以将包括CPU 220、 I/O接口 230 以及AD转换器232在内的电路与马达单元的连接器90 (图28B)相连 接。利用这种电路设计，如同先前讨论的实施方式2 —样，可以修正传 感器波形并且以高效率操作马达。
图34是描绘磁传感器116A的又一构造的框图。这个磁传感器116A 除了将偏移修正电路1422和增益修正电路1424添加至图29中所示的构 造以外，类似于图29中的构造。偏移修正电路1422具有在传感器输出 转换成反电动势波形之前修正传感器输出的偏移(偏离)的功能。增益 修正电路1424具有将传感器输出的最大值保持在规定容许范围内的功 能。存储器1440存储有代替转换表CT的偏移值和增益值。偏移修正电 路1422和增益修正电路1424具有和图9中所示实施方式1中的偏移修 正电路420和增益修正电路430相同的功能。采用的偏移和增益修正方 法以及修正过程和实施方式1中描述的相同。
使用实施方式1中描述的过程(图19、 20、 24、 25、 26等)所确定 的偏移值和增益值，偏移修正电路1422和增益修正电路1424执行磁传 感器部件1410的输出SSA0的偏离修正和增益修正。图34的反电动势转 换器1430执行已修正了偏移和增益的输出到反电动势波形的转换，并由 此，可以获取具有更准确反电动势波形的输出信号SSA。然而，可以省 略偏移修正或省略增益修正，或者省略这两者。
在对传感器输出执行偏移修正和增益修正的情况下，在图30的步骤S2200中不必再次测量传感器波形；而且，反电动势波形仅需要测量一次。 在对各传感器的输出执行偏移修正和增益修正的情况下，可以将传感器 的输出波形视为具有基本相同的波形。结果，可以使用公用于所有传感 器的单个转换表，以便将己修正的传感器波形修正成反电动势波形。在
这种情况下，在开始重复步骤S2300和2400的处理之前，可以省略图30 的步骤S2200，并且测量反电动势一次。 3、实施方式3
图35示出了第三实施方式中的PWM控制器的内部构造。通过省略 图10中所示电路240中包括的B相部件552、 562、 572以及580，而添 加作为A相部件的乘法器551、电压控制值寄存器381以及两个电压设 置单元271、 272，将PWM控制器240a构造为单相电路。如后所述，PWM 单元530a、编码器560a以及激励间隔设置单元590a的内部结构和第一 实施方式的电路中的对应部件的内部结构不同。CPU 220向PWM单元 530a提供制动控制信号PK，而向编码器560a提供操作使能信号Denb。 后面，将对这些信号的功能进行详细描述。
电压设置单元271 、272分别是用于设置电压控制值Ya和Za的电路。 例如，可以根据从外部电源提供给驱动器电路250a的电源端子的电压的 电平，将第一电压设置值Ya设置为恒定值。第二电压设置值Za可以在 马达操作期间改变，以调节施加至磁线圈的有效电压。
第一电压设置单元271可以被构造成包括用于允许用户指定要施加 至线圈的电压的值的操作装置。例如，第一电压设置单元271可以利用 诸如固定电阻器开关、DIP开关、变阻器、可写非易失性存储器等的各种 电子部件来构造。另选的是，第一电压设置单元271可以被构成为用于 检测提供给驱动器电路250的电源端子的电源电压的值并且根据检测到 的电压值自动确定电压控制值Ya的电路。电压设置单元271还可以被构 成为具有I2C总线以使可以从外部装置设置电压控制值Ya的通信电路或 接口电路。第二电压设置单元272可以按和第一电压控制单元271的构 造相似的方式来构造。
将电压控制值Ya、 Za分别从电压设置单元271、 272提供给电压控制值寄存器580、 581。乘法器551将两个电压控制值Ya、 Za相乘，以获 取乘法值(YaxZa)，并将这个值提供给另一乘法器550。乘法器550将 值(YaxZa)与传感器输出值Xa相乘，以获取乘法值(XaxYaxZa)， 并将这个值提供给PWM单元530a。
两个乘法器550、 551利用两个控制值Ya、 Za实现对施加至磁线圈 的有效电压的调节。例如，第一控制值Ya可以被马达的经销商用于确定 马达的额定电压，而第二控制值Za可以被用于构造包括马达在内的系统 的系统构造方使用，以便在系统操作期间可变地控制有效电压。可以针 对三个或更多个电压控制值使用三个或更多个乘法器。换句话说，可以 将用于计算受PWM控制的乘法值Ma的乘法单元构成为仅具有一个乘法 器的单级乘法器，或具有多个乘法器的多级乘法器。
图36是示出了编码器560a的结构的框图。编码器560a包括绝对值 转换器562。绝对值转换器562响应于波形切换信号Ssw和AD转换器 570 (图35)转换出的传感器输出DSSA，生成传感器输出值Xa和正/负 号信号Pa。波形切换信号Ssw被用于选择正弦波驱动操作还是矩形波驱 动操作。当Ssw为零或低电平时，绝对值转换器562生成表示传感器信 号DSSA的电平变化的传感器输出值Xa，而当Ssw为1或高电平时，它 生成具有与传感器信号DSSA的电平变化无关的恒定值的值Xa。
图37A和37B是示出编码器560a的操作的时序图。如图37A所示， 当Ssw设置为0电平时，传感器输出值Xa和正/负号信号Pa按下列方式 生成。
(la)如果数字信号值DSSA等于或小于预定值(例如，128)，则: Xa = DSSA- 128
Pa=l (表示传感器输出波形处于正范围中)
(lb)如果数字信号值DSSA大于预定值(例如，128)，贝U: Xa= 127 —DSSA
Pa = 0 (表示传感器输出波形处于负范围中)
换句话说，当Ssw设置为0电平时，传感器输出值Xa具有表示传 感器输出SSA的电平变化的值。如图37B所示，当Ssw设置为l电平时，传感器输出值Xa和正/负 号信号Pa按下列方式生成。
(2a)如果数字信号值DSSA等于或小于预定值(例如，128)，则: Xa = 127 (常数)
Pa=l (表示传感器输出波形处于正范围中)
(2b)如果数字信号值DSSA大于预定值(例如，128)，则: Xa=127 (常数)
Pa = 0 (表示传感器输出波形处于负范围中)
换句话说，当Ssw设置为1电平时，传感器输出值Xa具有与传感 器输出SSA的电平变化无关的恒定值。
编码器560a可以根据需求选择图37A和37B中所示的两个操作模 式中的一种，来执行选定操作模式。例如，可以将矩形波操作模式用于 保证马达的启动，而可以在启动之后使用正弦波操作模式以改进马达效 率。
图38是示出激励间隔设置单元590a的结构的框图。通过将另一AKD 电路599添加至图15A所示电路而构成这个单元590a。 AND电路599 在其两个输入端子处分别接收OR电路598的输出和从CPU 220提供的 操作使能信号Denb。 AND电路599的输出被用作图15A和15B中的激 励间隔信号Ea。该激励间隔信号Ea的功能和参照图15B描述的功能相 同。该操作使能信号Denb如下所述被用于使马达处于非激励状态。
图39A到39D示出了驱动器电路的响应于操作使能信号Denb和制 动控制信号PK的操作。如图39A所示，驱动器电路250a包括四个开关 晶体管251 -254，和用于调节提供给上臂晶体管251、 253的驱动信号的 电平的电平移位器311、 313。可以省略电平移位器311、 313。
如下所述，响应于操作使能信号Denb和制动控制信号PK设置驱动 信号DRVA1U、 DRVA2L、 DRVA2U、 DRVA1L,以使实现各种状态。
当Denb = 1并且PK = 0时，使马达处于如图39A所示正常操作状 态中。在这种状态下，当一对驱动信号DRVA1U、 DRVA1L设置为接通 状态而另一对驱动信号DRVA2U、 DRVA2L设置为断开状态时，电流沿第一电流方向IA1流动。相反地，当第一对驱动信号DRVA1U、 DRVA1L 设置在断开状态而另一对驱动信号DRVA2U、 DRVA2L设置在接通状态 时，电流沿第二电流方向IA2流动。马达根据这些驱动信号驱动。
当操作使能信号Denb设置为0电平时，将激励信号Ea (图38)设 置成0电平，使所有驱动信号处于低(或断开)电平，由此，使马达处 于如图38B所示的非激励状态。在这种状态下，磁线圈与电源电分离， 并且在磁线圈中没有响应于转子的旋转的电流流动，由此，转子可以自 由旋转。换句话说，0电平的操作使能信号Denb使转子处于自由旋转状 态中。
另一方面，当将制动控制信号PK设置成1电平时，马达处于如图 39C和39D所示的制动状态中。在图39C的状态下，用于上臂晶体管的 驱动信号DRVA1U、 DRVA2U处于H (或接通)电平，而用于下臂晶体 管的其它驱动信号DRVA1L、 DRVA2L处于L (或断开)电平，由此，短 路线圈。在图39D的状态下，用于上臂晶体管的驱动信号DRVA1U、 DRVA2U处于L (或断开)电平，而用于下臂晶体管的其它驱动信号 DRVA1L、 DRVA2L处于H (或接通)电平；这也使得线圈短路。这样， 1电平的制动控制信号PK生成使得磁线圈被短路的驱动信号，由此，防 止因旋转产生的反电动势而造成转子旋转。
尽管图35到图39D所示电路被构成为单相电路，但按类似方式构造 用于两相或更多相的控制电路。应注意到，可以省略一些部件，如正/负 值寄存器540和激励间隔设置单元590a。还应注意到，本发明可应用于 用于控制马达以外的其它控制目标装置使用的PWM控制电路。在这种 情况下，PWM控制电路可以对传感器输出SSA以外的其它临时变化信 号进行PWM控制。
如可以从上述各种实施方式理解的，PWM控制电路可以被构成为用 于通过对乘法值Ma (其通过将电平随时间改变的变化信号值Xa与一个 或更多个控制值相乘获得)执行PWM控制来生成PWM信号的电路。这 种具有可调控制值的PWM控制电路生成PWM信号，该PWM信号模仿 该变化信号的波形，或表示与该变化信号的电平变化成比例的有效电平变化，并且其具有与控制值的电平成比例的有效振幅。 4、其它变型例
本发明不限于上文所述实施方式，在不脱离本发明的精神的情况下， 可以对本发明进行简化以使按各种其它方式实施。例如，诸如下面的变 型例都是可以的。
变型例1
在前述实施方式中，假定通过对传感器输出波形进行修正来执行增 益修正和偏移修正；然而，可以代替地仅修正它们中的一个。另选的是， 可以利用这些修正以外的一些其它类型的修正将传感器输出波形修正成 希望波形。在前述实施方式中，传感器输出和反电动势波形被假定成正 弦波；然而，还可以在这些波形与正弦波稍微不同的情况下实现本发明。 还可以省略增益修正和偏移修正。在这种情况下，可以省略用于校准目
的的驱动控制电路200。 变型例2
虽然在前述实施方式中釆用了模拟磁传感器。但可以使用具有多值 模拟输出的数字磁传感器，来代替模拟磁传感器。如同模拟磁传感器， 具有多值模拟输出的数字磁传感器也具有以模拟方式变化的输出信号。 在此，"以模拟方式变化的输出信号"在广义上指包括模拟输出信号，和 具有三个或更多个电平的多电平数字输出信号，但不包括通/断二进制输 出。
变型例3
在前述实施方式中，分别采用用于校准的驱动控制电路和用于实际 使用的驱动控制电路，但在校准期间同样可以代替地原样地采用用于实 际使用的驱动控制电路，并将该校准电路连接至连接器90。具有在马达 中登记传感器输出波形的已修正值的功能的任何电路都可以被用作这个 校准电路。
变型例4
PWM电路可以采用图IOA所示电路构造以外的其它各种电路构造。 例如，可以使用通过比较传感器输出与三角形基准波形来执行PWM控制的电路。在这种情况下，在PWM控制期间，根据希望的施加电压来
调节传感器输出的增益；这个增益调节与图17A到17C中描述的增益修 正不同。换句话说，出于将传感器输出调节成希望波形的目的，图17A 到17C中描述的增益修正必需进行，而不管希望的施加电压电平如何。
还可以通过放大已修正传感器输出SSA、 SSB，代替PWM控制器 240地利用DA转换器和模拟放大器来生成驱动信号。
变型例5
在前述实施方式中，描述了六磁极、两相无刷DC马达，但可以利 用除了这种马达以外的其它各种电动马达来实现本发明。例如，磁极数 和相数可以是任何任意选定的整数。对于仅具有一个传感器的马达来说， 如单相马达，可以省略传感器ID。
变型例6
根据本发明的PWM控制电路被优选地实现为集成电路。可以使驱 动IC包括上述PWM控制电路和驱动器电路。
本发明可应用于各种装置中使用的马达，如风扇马达，用于驱动手 表针的手表马达、用于单向旋转的滚筒式洗衣机的马达、用于云霄飞车 (jet coaster)的马达、以及振动马达。根据本发明的风扇马达将获得本 发明的显著效果，如低功耗、低振动、低噪声、低转速偏差、低发热， 以及长寿命。该风扇马达可以被应用至各种装置，如数字显示装置、车 载装置、具有燃料电池的移动电话。本发明还可应用于各种电器和电子 装置中的马达。例如，根据本发明的马达可以被用作光学存储装置、磁 存储装置、以及光学多角镜驱动装置中的主轴马达。
工业应用
本发明可应用于马达或采用马达的致动器。
4权利要求
1、一种供电动马达使用的方法，该电动马达包括具有多个磁线圈的线圈组、具有多个永磁体的磁体组、以及输出根据所述磁体组与所述线圈组的相对位置以模拟方式改变的输出信号的磁传感器，其中，所述方法适于修正所述磁传感器的所述输出信号的波形，所述方法包括以下步骤(a)获取所述磁传感器的所述输出信号的电压电平；和(b)基于获取的所述电压电平，修正所述磁传感器的所述输出信号的所述波形，从而所述磁传感器的所述输出信号在所述电动马达操作期间呈现规定波形形状。
2、 根据权利要求1所述的方法，所述方法包括以下步骤通过执行所述步骤(a)和(b)来执行对所述磁传感器的所述输出 信号的偏移修正；以及通过执行所述步骤(a)和(b)来执行对所述磁传感器的所述输出 信号的增益修正。
3、 根据权利要求2所述的方法，其中， 所述执行所述偏移修正的步骤包括以下步骤旋转所述电动马达的转子并且获取所述磁传感器的所述输出信号的 多个峰值；以及基于所述多个峰值确定用于所述偏移修正的修正值。
4、 根据权利要求2或3所述的方法，其中， 所述执行所述增益修正的步骤包括以下步骤旋转所述电动马达的转子并且获取所述磁传感器的所述输出信号的 多个峰值；以及基于所述多个峰值确定用于所述增益修正的修正值。
5、 根据权利要求2到4中的任一项所述的方法，所述方法还包括以 下步骤向设置在所述电动马达中的非易失性存储器存储增益修正的所述修正值和偏移修正的所述修正值。
6、 根据权利要求1所述的方法，其中，所述规定波形形状是所述多 个磁线圈的反电动势波形，或正弦波波形。
7、 一种电动马达，该电动马达包括 线圈组，该线圈组具有多个磁线圈； 磁体组，该磁体组具有多个永磁体；磁传感器，该磁传感器被设置成输出根据所述磁体组和所述线圈组 的相对位置以模拟方式改变的输出信号；驱动控制电路，该驱动控制电路利用所述磁传感器的所述输出信号 的模拟变化，生成用于向所述线圈组施加的施加电压；以及输出波形修正单元，该输出波形修正单元被设置成修正所述磁传感 器的所述输出信号的波形，从而所述磁传感器的所述输出信号在所述电 动马达操作期间呈现规定的波形形状。
8、 根据权利要求7所述的电动马达，其中，所述输出波形修正单元执行所述磁传感器的所述输出信号的增益修 正和偏移修正。
9、 根据权利要求8所述的电动马达，其中，所述输出波形修正单元具有用于存储增益修正值和偏移修正值的非 易失性存储器。
10、 根据权利要求9所述的电动马达，所述电动马达还包括通信单 元，该通信单元用于从外部装置接收所述增益修正值和所述偏移修正值。
11、 根据权利要求7所述的电动马达，其中，所述规定的波形形状 是所述多个磁线圈的反电动势波形，或正弦波波形。
12、 根据权利要求ll所述的电动马达，其中，所述输出波形修正单 元包括查找表，该查找表具有输入和输出，该输入是所述磁传感器的所述 输出信号的电平，该输出是修正所述输出信号所使用的修正值；和修正执行单元，该修正执行单元被设置成通过查找所述查找表来获 取所述修正值，并且利用所述修正值执行所述磁传感器的所述输出信号的修正。
13、 根据权利要求ll所述的电动马达，其中，所述输出波形修正单 元包括函数系数存储器，该函数系数存储器用于存储具有自变量和函数值 的数学函数的系数，所述自变量是所述磁传感器的所述输出信号的电平， 所述函数值是修正所述输出信号所使用的修正值；和修正执行单元，该修正执行单元被设置成根据所述数学函数同时参 照所述函数系数来获取所述修正值，并且利用所述修正值执行所述磁传 感器的所述输出信号的修正。
14、 根据权利要求12或13所述的电动马达，其中，所述修正值是所述磁传感器的所述输出信号的电平与具有所述规定 的波形形状的修正后输出信号的电平之差。
15、 根据权利要求12到14中的任一项所述的电动马达，其中，所 述输出波形修正单元还包括偏移修正单元，该偏移修正单元被设置成，在所述修正执行单元执 行修正之前，执行所述磁传感器的所述输出信号的偏移修正。
16、 一种PWM控制电路，该PWM控制电路用于生成对控制目标 装置进行控制所使用的PWM信号，所述PWM控制电路包括乘法单元，该乘法单元被设置成将电平随时间改变的可变信号的信 号值乘以在预定范围内任意设置的控制值，由此获取乘法值；和PWM信号生成电路，该PWM信号生成电路用于通过对所述乘法值 执行PWM来生成具有与所述乘法值相对应的脉冲宽度的PWM信号。
17、 根据权利要求16所述的PWM控制电路，所述PWM控制电路 还包括掩蔽电路，该掩蔽电路用于响应于所要求的所述控制目标装置的输 出，掩蔽所述PWM信号的一部分。
18、 根据权利要求17所述的PWM控制电路，所述PWM控制电路 还包括调节单元，该调节单元被设置成响应于所要求的所述控制目标装置的输出，调节所述控制值和所述掩蔽电路中的掩蔽量。
19、 根据权利要求17或18所述的PWM控制电路，其中，所述掩蔽电路在启动所述控制目标装置时将所述掩蔽量设置为预定 最小值，而在启动了所述控制目标装置之后将所述掩蔽量设置为大于所 述最小值的值。
20、 根据权利要求16到19中的任一项所述的PWM控制电路，其中，所述控制值的所述预定范围为0 %到100 %。
21、 根据权利要求16到20中的任一项所述的PWM控制电路，其中，所述乘法单元包括多级乘法器，该多级乘法器用于将所述可变信号 值与两个或更多个控制值相乘，以获取所述乘法值。
22、 根据权利要求16到21中的任一项所述的PWM控制电路，其中，所述可变信号是从安装在所述控制目标装置中的传感器输出的正弦 波信号。
23、 根据权利要求22所述的PWM控制电路，所述PWM控制电路 还包括数字解码器，该数字解码器用于数字化从安装在所述控制目标装置 中的所述传感器输出的所述正弦波信号，由此生成所述可变信号值，并 且生成表示所述正弦波信号的上半部分或下半部分的正/负号信号，其中，所述数字化解码器可按下列模式选择性地操作(i) 第一操作模式，在该第一操作模式中，所述数字解码器生成所 述可变信号值，使可变信号值表示以模拟方式改变的所述正弦波信号的变化；和(ii) 第二操作模式，在该第二操作模式中，所述数字解码器生成所 述可变信号值，使该可变信号值具有与以模拟方式改变的所述正弦波信 号的所述变化无关的恒定值。
24、 根据权利要求16到23中的任一项所述的PWM控制电路，其中，所述PWM信号生成电路生成所述PWM信号，使所述PWM信号具 有等于所述乘法值与预定恒定值之比的占空比。
25、根据权利要求16到24中的任一项所述的PWM控制电路，其中，所述PWM信号生成电路具有制动模式，在该制动模式中，所述PWM 信号生成电路将所述PWM信号设置为使所述控制目标装置处于防止所 述控制目标装置操作的制动状态中。
全文摘要
一种电动马达包括具有多个磁线圈的线圈组；具有多个永磁体的磁体组；输出根据磁体组和线圈组的相对位置以模拟方式改变的输出信号的磁传感器；驱动控制电路；以及输出波形修正单元。该输出波形修正单元基于磁传感器的输出信号的电压电平修正该磁传感器的输出信号的波形，从而磁传感器的输出信号在电动马达操作期间被整形成规定的波形形状。
文档编号H02P6/16GK101485077SQ200780025439
公开日2009年7月15日 申请日期2007年6月20日 优先权日2006年7月10日
发明者竹内启佐敏 申请人:精工爱普生株式会社