马达驱动控制装置以及马达驱动控制装置的控制方法_2

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信号;Sc…旋转速度指令信号;Se…目标旋转速度信号;Sd...驱动控制信号;Sdl…第一驱动控制信号;Sd2…第二驱动控制信号;Ss…阶跃指令信号(阶跃上升信号);Sb…阶跃指令信号(阶跃下降信号)。
【具体实施方式】
[0030]以下,对本发明的实施方式中的马达驱动控制装置进行说明。
[0031][第一实施方式]
[0032]图1是表示本发明的第一实施方式中的马达驱动控制装置I的电路结构的图。
[0033]如图1所示,马达驱动控制装置I构成为例如通过正弦波驱动使无刷马达20 (以下,仅称为马达20)驱动。在本实施方式中,马达20例如是三相的无刷马达。马达驱动控制装置I通过向马达20输出正弦波驱动信号使马达20的电枢线圈Lu、Lv, Lw周期性地流通正弦波状的驱动电流,来使马达20旋转。
[0034]马达驱动控制装置I具备具有变换器(Inverter)电路2a以及预驱动电路2b的马达驱动部2、和控制电路部3。此外,图1所示的马达驱动控制装置I的构成要素是整体的一部分,马达驱动控制装置I也可以除了图1所示的构成要素之外,还具有其他的构成要素。
[0035]在本实施方式中,马达驱动控制装置I是其全部被封装化的集成电路装置1C。此夕卜,也可以马达驱动控制装置I的一部分作为一个集成电路装置封装化,也可以马达驱动控制装置I的全部或者一部分与其他的装置一起被封装化构成一个集成电路装置。
[0036]变换器电路2a和预驱动电路2b构成马达驱动部2。变换器电路2a基于从预驱动电路2b输出的输出信号向马达20输出驱动信号,对马达20具备的电枢线圈Lu、Lv, Lw进行通电。电路2a例如,通过对电枢线圈Lu、Lv、Lw各相(U相、V相、W相)分别配置设于直流电源Vcc的两端的两个开关元件的串联电路对而构成。在两个开关元件的各对中,在开关元件彼此的连接点连接马达20的各相的端子。
[0037]预驱动电路2b基于控制电路部3的控制,生成用于驱动变换器电路2a的输出信号,并输出给变换器电路2a。作为输出信号,例如,输出与变换器电路2a的各开关元件对应的Vuu、Vul、VVu、Vvl、Vm1、VWl六种。通过输出这些输出信号,与各个输出信号对应的开关元件进行接通、断开动作,向马达20输出驱动信号对马达20的各相供给电力(未图示)。
[0038]从外部向控制电路部3输入两个信号Ss、Sb。作为两个信号Ss、Sb,例如,输入开始信号Ss和制动信号Sb。开始信号Ss从控制电路部3的开始端子(未图示)输入。制动信号Sb从控制电路部3的制动端子(未图示)输入。
[0039]控制电路部3基于两个信号Ss、Sb进行马达20的驱动控制。S卩,开始信号Ss是用于设定进行马达20的驱动控制,或者成为不进行驱动控制的待机状态的信号。作为开始信号Ss输入了低电平(Low)的信号时,控制电路部3开始马达20的驱动控制。制动信号Sb是用于控制是否使马达20的制动器工作的信号。作为制动信号Sb输入了高电平(High)的信号时,控制电路部3对马达20的驱动施加制动。
[0040]另外,从马达20向控制电路部3输入三个霍尔信号Hu、Hv、Hw。霍尔信号Hu、Hv、Hw例如,是配置于马达20的三个霍尔(HALL)元件25u、25v、25w的输出。控制电路部3使用霍尔信号Hu、Hv, Hw,得到马达20的旋转位置、转速信息(霍尔FG信号)等信息从而检测马达20的旋转状态,并控制马达20的驱动。
[0041]三个霍尔元件25u、25v、25w(以下,有时将它们统一称为霍尔元件25)例如,相互以大致等间隔(相邻的元件以120°的间隔)绕马达20的转子配置。霍尔元件25u、25v、25w分别检测转子的磁极,并输出霍尔信号Hu、Hv, Hw。
[0042]此外,构成为在控制电路部3,除了这样的霍尔信号Hu、HV、Hw之外,还输入与马达20的旋转状态有关的其他的信息。例如,作为与马达20的转子的旋转对应的FG信号,输入使用设在位于转子侧的基板的线圈模式生成的信号(模式FG)。另外,也可以构成为基于检测马达20的各相(U、V、W相)感应的反电动势的旋转位置检测电路的检测结果来检测马达20的旋转状态,也可以设置编码器、解析器等,并通过该编码器、解析器检测马达20的旋转速度等信息。
[0043]控制电路部3例如由微型计算机等构成。控制电路部3基于霍尔信号Hu、Hv、Hw、和从外部输入的两个信号Ss、Sb,将驱动控制信号Sd输出给预驱动电路2b。控制电路部3将用于驱动马达20的驱动控制信号Sd输出给马达驱动部2来控制马达驱动部2,从而进行马达20的旋转控制。马达驱动部2基于驱动控制信号Sd,向马达20输出正弦波驱动信号来使马达20驱动。
[0044]这里,在本实施方式中,控制电路部3的开始端子以及制动端子两个端子的各个作为阶跃指令信号Ss、Sb的输入端子共用。阶跃指令信号Ss、Sb是用于进行阶段性地指定马达20的旋转速度的控制的指令信号。阶跃指令信号Ss、Sb分为阶跃上升信号Ss和阶跃下降信号Sb两个信号。阶跃上升信号Ss和阶跃下降信号Sb独立地输入到相互不同的端子。
[0045]在开始马达20的驱动时,若如后述那样开始多阶段动作模式的驱动,则输入到开始端子的信号作为阶跃上升信号Ss而被处理,输入到制动端子的信号作为阶跃下降信号Sb而被处理。该情况下,控制电路部3根据输入的阶跃指令信号Ss、Sb在控制电路部3内设定目标旋转速度,并与此对应地输出驱动控制信号Sd。由此,控制电路部3进行马达20的旋转控制,以便马达20以设定的目标旋转速度而旋转。
[0046][控制电路部3的说明]
[0047]图2是表示第一实施方式中的控制电路部3的结构的框图。
[0048]如图2所示,控制电路部3包括霍尔信号处理电路31、速度控制电路32、以及正弦波驱动电路33。速度控制电路32与正弦波驱动电路33构成驱动控制信号生成部。这些各电路是数字电路。另外,控制电路部3包括处理路径切换电路34、多阶段固定速度设定电路(速度设定部的一个例子,以下,有时称为速度设定电路。)35、存储器(存储部的一个例子)37、振荡电路39、以及分频电路40。此外,在图2中,各电路间的信号、信息等的发送接收示出了与速度指令信息S2的生成有关的流程。
[0049]在霍尔信号处理电路31输入有霍尔信号Hu、Hv、Hw。霍尔信号处理电路31基于输入的霍尔信号Hu、Hv, Hw生成并输出生成信号SI。霍尔信号处理电路31也可以进一步输出与生成信号SI的周期对应的信号作为与马达20的旋转速度对应的霍尔周期信号。
[0050]在速度控制电路32输入有从霍尔信号处理电路31输出的生成信号S1、从分频电路40输出的时钟信号CKa、以及从速度设定电路35输出的目标旋转速度信号Se。时钟信号CKa是速度控制电路32的动作时钟。目标旋转速度信号Se是与马达20的目标旋转速度对应的信号(例如,与目标旋转速度对应的频率的频率信号)。速度控制电路32基于生成信号SI以及目标旋转速度信号Se,输出速度指令信息S2。具体而言,例如,速度控制电路32基于目标旋转速度信号Se和与马达20的旋转对应的转速信号,生成速度指令信息S2,以便马达20的旋转速度成为与目标旋转速度信号Se对应的旋转速度。此时,速度控制电路32也可以进行超前角控制输出速度指令信息S2。
[0051]此外,也可以速度控制电路32能够以不进行这样的控制的非控制模式进行动作。在非控制模式中,速度控制电路32也可以不取决于马达20的旋转速度,而生成与目标旋转速度信号Se对应的唯一的速度指令信息S2,从而进行马达20的控制。也可以能够从外部输入控制电路部3的信号、存储于存储器37的设定信息等,对以进行基于马达20的旋转速度的控制的控制模式进行动作,还是以非控制模式进行动作进行切换。
[0052]在正弦波驱动电路33输入有速度指令信息S2。正弦波驱动电路33基于速度指令信息S2,生成用于使马达驱动部2驱动的驱动控制信号Sd。驱动控制信号Sd被输出给马达驱动部2,从而从马达驱动部2向马达20输出正弦波驱动信号,驱动马达20。S卩,通过速度控制电路32与正弦波驱动电路33,基于目标旋转速度信号Se生成驱动控制信号Sd,并输出给马达驱动部2。
[0053]振荡电路39向分频电路40输出时钟信号CK(例如,40MHz),作为动作时钟。
[0054]分频电路40向速度控制电路32输出时钟信号CKa (例如,5MHz),作为动作时钟。另外,分频电路40向速度设定电路35输出时钟信号CKa (例如,5MHz),作为基准时钟。另夕卜,分频电路40向正弦波驱动电路33输出时钟信号CKb(例如,1MHz),作为动作时钟。
[0055]在处理路径切换电路34输入有两个信号Ss、Sb。此时,处理路径切换电路34在信号Ss为开始信号Ss且信号Sb为制动信号Sb的情况下、和信号Ss为阶跃上升信号Ss且信号Sb为制动信号Sb的情况下,切换两个信号Ss、Sb的输出路径。
[0056]例如,根据控制电路部3的动作模式是否为多阶段动作模式来进行切换。S卩,若为多阶段动作模式,则两个信号Ss、Sb为阶跃指令信号Ss、Sb,切换输出路径。在输入了开始信号Ss和制动信号Sb时,处理路径切换电路34将开始信号Ss和制动信号Sb输出给正弦波驱动电路33。在输入了阶跃上升信号S
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