用于电机控制器的过零检测电路及其方法

用于电机控制器的过零检测电路及其方法
【专利摘要】本发明涉及用于电机控制器的过零检测电路及其方法。相关方法包括基于对应的电机绕组是否通电，有选择地将多个电机绕组信号中的每一个传递至集成电路处的第一节点。基于未通电电机绕组信号和基于第一节点处的信号，确定未通电电机绕组信号处的过零事件。
【专利说明】用于电机控制器的过零检测电路及其方法
【背景技术】
[0001] 本公开一般涉及电机控制器，以及更具体地涉及电机控制器的过零检测。
[0002] 直流电机可以包括传感器或刷，以将转子的角位置传递给电机控制装置。替代地， 可以通过监控在非通电电机绕组中产生的反电动势（EMF)信号确定无传感器和无刷电机 的转子位置。随着绕组穿过电机的磁场，在非通电电机绕组中产生反EMF信号。

【发明内容】

[0003] 通过参考附图，本领域技术人员可以更好地理解本公开，以及其众多的特征和优 点对于本领域技术人员变得显而易见，其中在不同附图中使用相同附图标记来指示相似或 相同的项目。
[0004] 图1是示出根据本发明特定实施例的电机控制系统的系统框图；
[0005] 图2是示出根据本发明特定实施例的图1的电机控制系统的电路原理图；
[0006] 图3是示出根据本发明特定实施例的图1的电机控制系统双极运行的时序图；
[0007] 图4是示出根据本发明另一实施例的图1的电机控制系统单极操作的时序图；
[0008] 图5是示出根据本发明特定实施例的识别过零事件方法的流程图；以及
[0009] 图6是示出根据本发明另一实施例的识别过零事件方法的流程图。
【具体实施方式】
[0010] 图1-6示出将电机控制电路并入集成电路（例如，在半导体管芯处形成的集成电 路）的技术。这些技术是针对三相无传感器无刷直流（BLDC)电机的控制。集成电路包括过 零检测器，所述过零检测器当绕组不通电时识别在电机绕组处产生的反EMF (电动势）信号 处的过零事件。例如，BLDC电机通常包括共享共同中性连接的三个定子绕组。当反电动势 信号的信号电平等于电机共同中性连接处的电压时，反EMF信号处的过零事件出现。正如 这里所公开的，集成电路包括用于识别过零事件的比较器。比较器设置了虚拟中性参考信 号，该虚拟中性参考信号在集成电路处产生并跟踪在电机绕组的共同中性连接处的信号。 通过有选择地将从每一电机绕组接收的信号传递到虚拟中性电路节点，从而产生该虚拟中 性参考信号。
[0011] 例如，开关可以被配置为，有选择地将从电机的通电电机绕组接收的信号传递到 虚拟中性电路节点，同时将从未通电电机绕组接收的反电动势信号与虚拟中性节点隔离。 将反EMF信号与虚拟中性电路节点隔离，防止未通电电机绕组中产生的反EMF电流对虚拟 中性参考信号的不利影响，并因而允许虚拟中性参考信号更好地跟踪电机的共同中性连接 处的电压。在一个实施例中，集成电路可以包括电阻器，该电阻器与集成电路外部对应的电 阻器联合，并被配置为提供电阻分压器从而将集成电路处接收的电压电平限制在安全值。
[0012] 图1是示出根据本发明特定实施例的电机控制系统100的系统框图。系统100包 括示出为微控制器10的数据处理器、换向电路20和无刷直流（BLDC)电机30。微控制器10 是集成电路，以及包括过零检测器12和脉宽调制（PWM)控制电路14。微控制器10可以包 括与电机控制有关或无关的附加电路。例如，微控制器10可以包括微处理器、微型计算机、 片上系统（SOC)等等。过零检测器12连接到PWM控制电路14并提供过零信息。PWM控制 电路14连接到换向电路20并提供控制信号16。在一个实施例中，控制信号16可以包括 被配置为调控BLDC电机30转速的PWM信号。下面参考图2-图4描述这些信号。换向电 路20可以包括功率切换晶体管、棚极驱动电路、死区时间插入电路等等。换向电路20将由 PWM控制电路14提供的控制信号16转换成提供给互连21的信号VA、信号VB和信号VC。 互连21也连接到电机30。信号VA、信号VB和信号VC具有根据电机30的类型和功率选择 的电压和电流特性。电机30包括设置成WYE配置的定子绕组32。过零检测器12通过电阻 器40与互连21连接。
[0013] 在操作期间，微控制器10可以向换向电路20提供三相PWM信号的初始集。换向 电路20被设置成，基于三相PWM信号，在任意特定时间向三个定子绕组32中的两个绕组通 电，同时第三个绕组保持未通电。电机30内产生的磁场引起在未通电绕组中感应的反EMF 信号。正如根据图3和图4将详述的，以顺序的方式时每一定子绕组32施加通电信号。PWM 控制信号的占空比决定了电机30的转子的转速。除了被提供给电机30以外，信号VA、信号 VB和信号VC还被提供给过零检测器12。例如，在特定时间，只有信号VA和信号VB包括由 换向电路20提供的通电信号，以及VC可以包括在电机30的未通电绕组处产生的反EMF信 号。基于信号VA、信号VB和信号VC，过零检测器12和PWM控制电路14被配置为识别电机 30的转子的转动角以及调整提供给换向电路20的控制信号16的时序，从而建立期望的电 机30的三相控制。如果信号VA、信号VB和信号VC的电压电平超过微控制器10处接收允 许的电平，则包括电阻器40。
[0014] 图2是示出根据本发明特定实施例的图1的电机控制系统100的部分的电路原理 图200。图200包括换向电路20、电机30和微控制器10的特定实施例。换向电路20包括 开关22,开关22包括开关S0、开关S1、开关S2、开关S3、开关S4和开关S5。电机30包括 定子绕组32,定子绕组32包括绕组A、绕组B和绕组C。定子绕组32包括共同中性连接节 点VMN。换向电路20的开关S0和开关S1的电流电极在节点VA处连接到定子绕组A，换向 电路20的开关S2和开关S3的电流电极在节点VB处连接到定子绕组B，以及换向电路20 的开关S4和开关S5的电流电极在节点VC处连接到定子绕组C。当定子绕组对应的开关中 的一个闭合时，定子绕组被称为是通电的。例如，当或者开关S0或者开关S1被闭合时，定 子绕组A被通电。相似地，当对应的开关被打开时，定子绕组被称为未通电。例如，当开关 S0和开关S1都被打开时，定子绕组A未通电。通过标示为R1的电阻器40将节点VA、节点 VB和节点VC中的每个连接到微控制器10的端子TA、端子TB和端子TC中对应的一个。端 子TA、端子TB和端子TC对应于微控制器10的接口引脚。在下面的描述中，将会理解，为了 方便，关于电路节点、在电路节点处的信号和在电路节点处的电压，可以可交换地使用参考 标签或数字。例如，可以说信号VA被提供给节点VA，以及信号VA具有电压VA。
[0015] 微控制器10包括过零检测器12的组件，该过零检测器12包括电阻器202、开关 203、电阻器204、比较器205、比较器206和比较器207、以及开关控制模块210。在一个实施 例中，开关控制模块210可以被包括在图1所示的PWM控制电路14处。过零检测器12被 配置为，当绕组不被换向器20通电时，识别发生在每一定子绕组处发生的过零事件。过零 检测器12包括产生虚拟中性信号的电路，该虚拟中性信号被配置为跟踪电机30的共同中 性连接VMN。另外，过零检测器12可以包括用于衰弱从电机30接收的信号VA、信号VB和 信号VC的电路。
[0016] 微控制器10包括端子TA、端子TB和端子TC。端子TA连接到电路节点VCA和比 较器205的第一输入。端子TB连接到电路节点VCB和比较器206的第一输入。端子TC连 接到电路节点VCC和比较器207的第一输入。每一电路节点VCA、电路节点VCB和电路节点 VCC通过对应的电阻器202(R2)连接到接地参考电压。另外，每一电路节点VCA、电路节点 VCB和电路节点VCC通过对应的开关203和电阻器204连接到虚拟中性节点VN。具体的， 节点VCA通过串联的开关SA和对应的电阻器R3连接到节点VN，节点VCB通过串联的开关 SB和对应的电阻器R3连接到节点VN，以及节点VCC通过串联的开关SC和对应的电阻器R3 连接到节点VN。在一个实施例中，可以使用电阻器来实现每一个开关203。例如，每一个开 关203可以包括一个或多个场效应晶体管（FET)或双极晶体管。
[0017] 在操作期间，响应于由PWM控制电路14(图2中未示出）提供的控制信号16,换向 电路20的开关S0-开关S5被有选择地打开和闭合。开关S0-开关S5被配置为，将电机电 源电压VDC或接地参考电压中的一个连接到选择的定子绕组32。在任意特定时间，由换向 电路20通电三个定子绕组32中的两个，以及第三个定子绕组是不通电的。因此，信号VA、 信号VB和信号VC中的两个信号是由换向电路20提供的通电信号，以及剩余的信号是由电 机30内产生的磁场在未通电绕组内感应的反EMF信号。如图3-图4所示，绕组32被顺序 通电。可以基于电机30的规格确定电源电压VDC。例如，电源电压VDC的范围可以以从小 于5伏到大于100伏。
[0018] 电阻器40 (R1)和电阻器202 (R2)在节点VCA、节点VCB和节点VCC的每个处提供 电阻分压器。例如，如果VDC是48伏并且将提供给微控制器10的电源电压是3伏，则可以 选择电阻器R1和电阻器R2的值以便在端子TA-端子TC处接收的最大电压小于或者等于 3伏。典型地，电阻器40中的每个具有相同的值，电阻器202中的每个也是同样的。因而， 在端子TA、端子TB、和端子TC处接收的信号分别相对于信号VA、信号VB和信号VC的值被 衰弱相同的分数量。如果电机电源电压VDC小于或等于微控制器10的操作电压，可以省略 电阻器40,因为无需信号衰弱。
[0019] 在操作期间，开关控制210有选择地打开和闭合开关203。特别地，开关控制210 被配置为，闭合对应于通电绕组的开关，以及打开对应于未通电绕组的剩余开关。例如，在 电机30的转子的特定角位置处，PWM控制电路14和换向电路20可以对电机绕组A和电机 绕组B通电，对绕组C保持未通电。开关控制210,大体上与PWM控制14和换向电路20的 操作同步，闭合对应于通电的绕组A和绕组B的开关SA和开关SB，并打开对应于未通电的 绕组C的开关SC。随着每一电机绕组顺序地通电和未通电，开关控制210顺序地激活开关 203,以便对应于未通电绕组的开关被打开，而对应于通电绕组的开关被闭合。对应于未通 电绕组的开关203被打开，以防止未通电绕组中的反EMF信号影响虚拟中性VN处的电势。
[0020] 在电机控制系统10的操作期间，电源电压VDC在绕组32的两个通电绕组之间平 均分配，因此在定子绕组32的共同中性连接VMN处的电压是VDC/2。因为在任何特定时间 有两个定子绕组是通电的，所以基于如下公式确定在虚拟中性节点VN处的电压：
因而，在虚拟中性节点VN处的电压等于由R1和R2提供的电阻分压器衰弱的共同中性 连接VMN处的电压。节点VCA、节点VCB和节点VCC处的每一信号被电阻器R1和电阻器R2 衰弱，并且由如下公式确定在这些节点处的信号电平：
[0021] 反EMF信号处的过零事件对应于，在未通电绕组中感应的反EMF的信号电平等于 电机30处的共同中性连接VMN处的电压的时刻。因而，过零事件还对应于，节点VCA、节点 VCB或节点VCC中的一个处的衰弱的反EMF等于虚拟中性节点VN处的电压的时亥lj。比较器 205-比较器207被配置为检测此事件。例如，如果定子绕组A未通电，绕组A中感应的反 EMF被连接于端子TA的电阻器R1和电阻器R2衰弱，并被施加于比较器205的第一输入。 来自于通电绕组B和通电绕组的虚拟中性电势VN被施加于比较器205的第二输入。因此， 当节点VCA处的电势等于节点VN处的电势时，这对应于绕组A处的反EMF信号的过零事 件的时间，输出ZCA被确立或取消。相似地，当反EMF过零事件发生在绕组B处时，比较器 206的输出ZCB被确立或取消，以及当反EMF过零事件发生在绕组C处时，比较器207的输 出ZCC被确立或取消。在一个实施例中，开关（图2中未示出）可以被配置为，当过零检测 信号ZCA、过零检测信号ZCB和过零检测信号ZCC无效时，将比较器205-比较器207的输 出与PWM控制电路14(图2中未示出）处的输入隔离。例如，PWM控制电路14和换向电路 20可以操作在或者单极配置中或者双极配置中。具体的，当电机控制系统100操作在单极 配置中时，在未通电绕组中感应的反EMF信号基于PWM控制信号16的相位将周期性地在有 效反EMF电平和地电平之间交替。图3和图4示出了电机控制系统100的操作的双极和单 极操作。
[0022] 图3是示出根据本公开特定实施例的图1的电机控制系统的双极操作的时序图 300。时序图300的横轴示出电机30的转子的单个360度旋转的间隔301-间隔306。间隔 301-间隔306中的每一间隔代表转子旋转的60度，从而对于转子的每一完整旋转而重复间 隔301-间隔306的序列。间隔301对应于在0度和60度之间的电机30的转子的角旋转。 相似地，间隔302对应于60度-120度的旋转，间隔303对应于120度-180度的旋转，间隔 304对应于180度-240度的旋转，间隔305对应于240度-300度的旋转，以及间隔306对 应于300度-360度的旋转。
[0023] 时序图300的纵轴示出以电压为单位的与微控制器10、换向电路20和电机30关 联的各种时序波形。波形310-波形315对应于信号PWM0、信号PWM1、信号PWM2、信号PWM3、 信号PWM4和信号PWM5。信号PWM0-信号PWM5中的每个被提供给图2的换向电路20处 对应的开关22S0-S5。信号310PWM0控制换向电路20的开关22的开关S0。相似地，信号 PWM1311控制开关S1，信号PWM2312控制开关S2,信号PWM3313控制开关S3,信号PWM4314 控制开关S4,以及信号PWM5315控制开关S5。在一个实施例中，信号310-信号315大体上 与图1的控制信号16相同，以及在换向电路20处的栅极驱动电路不需要死区时间插入能 力。在另一个实施例中，控制信号16仅包括三个PWM信号，例如大体上对应于PWMO、PWM2 和PWM4。在该实施例中，在换向电路20处的栅极驱动电路执行死区时间插入。
[0024] 换向电路20的开关22S0-S5响应于信号PWM0-信号PWM5分别变得被确立以使电 机30的电机绕组32通电。例如，在间隔301期间，信号PWM0和信号PWM1是无效的，使得开 关S0和开关S1被设置为打开配置。开关S0和开关S1的电流电极在节点VA处连接到绕组 A。因而，绕组A在间隔301期间是不通电的。在间隔301期间，信号PWM2和信号PWM3是 有效的，示出为具有50%的脉宽调制占空比。信号PWM2的确立闭合开关S2,以及信号PWM3 的确立闭合开关S3。开关S2和开关S3被交替地激活。开关S2和开关S3的电流电极在节 点VB连接到绕组B。开关S2的闭合将电源电压VDC连接到节点VB，以及开关S3的闭合将 接地参考电压连接到节点VB。相似地，在间隔301期间，信号PWM4和信号PWM5是有效的。 信号PWM4的确立闭合开关S4,以及信号PWM5的确立闭合开关S5。开关S4和开关S5被交 替地激活。开关S4和开关S5的电流电极在节点VC处连接到绕组C。开关S4的闭合将电 源电压VDC连接到节点VC，以及开关S5的闭合将接地参考电压连接到节点VC。
[0025] 波形320、波形321和波形322分别对应于节点VA、节点VB和节点VC处的信号的 平均值。参考电机绕组32的共同中性连接节点VMN处的电压显示波形320-波形322,所述 电机绕组32的共同中性连接节点VMN在操作期间具有VDC/2的电压。在间隔301期间，信 号VB 321的平均电压电平小于VDC/2,以及信号VC 322的平均电压电平大于VDC/2。本领 域技术人员将理解为清楚起见示出50%的PWM占空比；然而信号PWM0-信号PWM5的实际 占空比将随时间变化。例如，基于信号PWM2和信号PWM3的相对占空比确定信号VB的平均 电压。在间隔301期间，因为信号PWM3激活开关S3连接接地参考电压到节点VB，比信号 PWM2激活开关S2连接电源电压VDC到节点VB，具有更大的时间百分比，所以节点VB处的 平均电压小于VDC/2。与此相反，在间隔301期间，因为与信号PWM5激活开关S5连接接地 参考电压到节点VC相比，信号PWM4激活开关S4连接电源电压VDC到节点VC具有更大的 时间百分比，所以节点VC处的平均电压大于VDC/2。
[0026] 在间隔301期间，绕组A是不通电的，以及波形VA320在间隔301期间代表绕组A 中感应的反EMF信号。随着绕组A旋转穿过电机的磁场，感应的反EMF的大小在变化。例 如，在间隔301期间，在节点VA处的电压显示从小于VDC/2的值转变为大于VDC/2的值。在 大约30度的转子角度，过零事件发生在波形VA处，以标记341示出，其中在节点VA处的反 EMF信号的信号电平穿过横轴，所述横轴代表绕组32的共同中性连接VMN处的电势，VDC/2。 绕组A在间隔304期间，再次未通电，其中另一个过零事件在标记342处发生。在间隔303 和间隔306期间，绕组B未通电，以及在标记351和标记352处示出反EMF过零事件。在间 隔302和间隔305期间，绕组C未通电，以及在标记361和标记362处示出反EMF过零事件。
[0027] 波形330、波形331和波形332分别对应于在过零检测器12的开关203S0、S1和S2 处的控制电极。例如，在间隔301期间，绕组A是不通电的，因此开关S0被配置为被打开。 绕组B和绕组C是通电的，因此开关SB和开关SC被配置为被闭合。在间隔302期间，开关 SA和开关SB被闭合，因为绕组A和绕组B是通电的，以及开关SC被打开，因为绕组C是不 通电的。在间隔303期间，开关SA和开关SC被闭合，因为绕组A和绕组C是通电的，以及 开关SB被打开，因为绕组B是不通电的。在间隔304期间，开关SB和开关SC被闭合，因为 绕组B和绕组C是通电的，以及开关SA被打开，因为绕组A是不通电的。在间隔305期间， 开关SA和开关SB被闭合，因为绕组A和绕组B是通电的，以及开关SC被打开，因为绕组C 是不通电的。在间隔306期间，开关SA和开关SC被闭合，因为绕组A和绕组C是通电的， 以及开关SB被打开，因为绕组B是不通电的。
[0028] 波形340、波形350和波形360分别对应于图2的比较器205、比较器206和比较 器207的输出处的信号ZCA、信号ZCB和信号ZCC。例如，信号ZCA响应于由标记341指示 的信号VA处的过零事件而被确立，以及响应于由标记342指示的信号VA处的过零事件而 被取消。信号ZCB响应于由标记351指示的信号VB处的过零事件而被确立，以及响应于由 标记352指示的信号VB处的过零事件而被取消。信号ZCC响应于由标记361指示的信号 VC处的过零事件而被确立，以及响应于由标记362指示的信号VC处的过零事件而被取消。 虽然波形340、波形350和波形360利用信号转变识别过零事件，但是本领域技术人员将理 解比较器205-比较器207可以以例如通过脉冲等等的其他方式指示过零事件。
[0029] 在操作期间，过零检测信号ZCA、过零检测信号ZCB和过零检测信号ZCC控制控制 信号16和PWM信号310-PWM信号315的时序，以及PWM信号310-PWM信号315最终控制过 零事件的时序，以及最终控制信号ZCA、信号ZCB和信号ZCC的时序。因而，电机控制系统 100可以被称为闭环反馈系统。
[0030] 图4是示出根据本公开的特定实施例的图1的电机控制系统的单极操作的时序图 400。时序图400的横轴示出电机30的转子的单个360度旋转的间隔401-间隔406。纵轴 示出对应于PWM信号410-PWM信号416的波形，分别在节点VA、节点VB和节点VC处的信号 平均值，分别对应于过零检测器12的开关203S0、S1和S2处的控制电极的波形430、波形 431和波形432,以及分别对应于图2的比较器205、比较器206和比较器207的输出处的信 号ZCA、信号ZCB和信号ZCC的波形440、波形450和波形460。过零事件对应于标记441、 标记442、标记451、标记452、标记461和标记462。
[0031] 除了仅有的一个例外，时序图400与图3的时序图300相似。在单极PWM系统中， 每一相位的只有一个分支（leg)切换以及第二相位是恒定确立的。例如，在间隔401期间， PWM2411和PWM3414是有效的，以及换向开关S2和换向开关S3交替导通，开关S4持续闭 合，以及开关S5持续打开。在单极系统中，在未通电绕组中的反EMF信号在有效状态和接 地状态之间交替切换。因而，包含在比较器205-比较器207的输出处的开关（未在图2中 示出）被配置为，仅当过零信号是有效时，将过零检测信号ZCA、过零检测信号ZCB和过零检 测信号ZCC传到PWM控制电路14。与之相反，施加到通电相位的PWM信号操作在双极PWM 系统中的窗口（dialog)中。在双极系统中，在未通电相位中感应的反EMF从负到正单调地 增加，或从正到负单调地减少。
[0032] 图5是示出根据本公开特定实施例的用于识别过零事件的方法500的流程图。方 法500在块501处开始，其中接收来自第一通电电机绕组的第一信号，以及接收来自第二个 通电电机绕组的第二个信号。在块502处，接收来自未通电电机绕组的反EMF信号。例如， 在图3的间隔350处，绕组B和绕组C是通电的，以及绕组A未通电。分别对应于绕组A、绕 组B和绕组C的信号VA、信号VB和信号VC通过电阻器40R1连接到过零检测器12。
[0033] 在块503处方法500继续，其中将第一信号和第二信号传递到第一节点。例如，对 应于通电的绕组B的信号VB通过电阻器40R1、电阻器204R3和开关203SB连接到过零检测 器12处的虚拟中性节点VN。相似地，对应于通电的绕组C的信号VC通过电阻器40R1、电 阻器204R3和开关203SC连接到过零检测器12处的虚拟中性节点VN。在块504处方法继 续，其中反EMF信号与第一节点隔离。例如，在图3的间隔350期间，绕组A未通电，以及通 过开关203SA将对应于绕组A的信号VA与虚拟中性节点VN隔离，所述开关203SA在间隔 350期间被打开。
[0034] 在块505处方法500继续，其中基于第一节点处的电压识别反EMF信号处的过零 事件。例如，在间隔350期间，比较器205被配置为，将信号VCA和节点VN处的虚拟中性参 考电压相比。当反EMF信号的电平等于虚拟中性参考电压VN时（这对应于绕组A处的过 零事件），过零检测信号ZCA在间隔301期间被确立，或者在间隔304期间被取消。通过将 未通电绕组处的反EMF信号与节点VN隔离，节点VN处的虚拟中性参考电压仅通过来自通 电绕组的信号确定。
[0035] 图6是示出根据本公开另一实施例的用于识别过零事件的方法600的流程图。在 块601处方法600开始，其中在微控制器处接收来自电机绕组的信号。例如，图1和图2示 出与电机饶组32相关联的信号VA、信号VB和信号VC。信号通过电阻器40被连接到微控 制器10的端子TA、端子TB和端子TC，其中信号被提供给过零检测器12。在块602处方法 继续，其中在微控制器处提供分流电阻器以衰弱从电机绕组接收的信号。例如，电阻器202 被连接在节点VCA、节点VCB和节点VCC中的每一节点和接地参考之间。电阻器40 (R1)和 电阻器202 (R2)被配置为一起提供电阻分压器。因此，信号VA、信号VB和信号VC都被衰弱 相同的量。
[0036] 在块603处方法600继续，其中与未通电电机绕组相关联的开关被配置为打开状 态，以及与通电电机绕组相关联的开关被配置为闭合状态。例如，基于对应的电机饶组是通 电或未通电，图2的开关控制电路210控制开关203中的每一个的状态。在块604处方法 600继续，其中基于与通电绕组相关联的衰弱信号，确定虚拟中性参考电压。例如，在图3的 间隔350期间，基于与通电绕组B和通电绕组C相对应的衰弱信号，确定节点VN处的电压。 因为开关SA被打开，所以在绕组A处存在的反EMF信号不影响节点VN处的电压。因而，虚 拟中性节点VN处的电压跟踪电机30的共同中性连接VMN处的电压。
[0037] 在块605处方法600继续，其中，基于虚拟中性参考电压和衰弱的反EMF信号，识 别对应于未通电绕组处的反EMF信号的过零事件。例如，在图3的间隔350期间，图2的比 较器205在一个输入处接收衰弱的反EMF信号VCA，以及在另一个输入处接收虚拟中性信 号。如图3的标记341示出的，当过零事件发生在绕组A中时，比较器输出ZCA被确立。在 块606处方法继续，其中，基于过零事件，控制施加到电机绕组的通电信号。例如，基于过零 检测信号ZCA、过零检测信号ZCB和过零检测信号ZCC，确定由PWM控制电路14产生的控制 信号16的时序。
[0038] 在第一方面，方法可以包括：从第一通电电机绕组接收第一信号，从第二通电电机 绕组接收第二信号，从未通电电机绕组接收第三信号，将第一信号和第二信号传递至第一 节点以在该第一节点产生第四信号，将第三信号与第一节点隔离，以及基于第四信号确定 在第三信号处的过零事件。
[0039] 在第一方面的一个实施例中，通过第一开关将第一信号有选择地传递到第一节 点，通过第二开关将第二信号有选择地传递到第一节点，以及通过第三开关将第三信号有 选择地传递到第一节点，每一开关包括晶体管。在另一实施例中，如果第一电机绕组是通电 的，则第一开关被闭合以将第一信号传递至第一节点，以及如果第三电机绕组未通电，则第 三开关被打开以将第三信号与第一节点隔离。在进一步实施例中，第三信号是在非通电电 机绕组处产生的反电动势（EMF)信号。
[0040] 在第一方面的进一步实施例中，方法包括基于确定过零事件使第一电机绕组通 电。在另一实施例中，包括接收第一信号的方法进一步包括在集成电路装置的第一端子处 接收第一信号，第一端子通过集成电路装置外部的第一电阻器耦接到第一通电电机饶组， 以及其中通过包含在集成电路装置处的第二电阻器将第一信号传递至第一参考电压。在进 一步实施例中，包括接收第三信号的方法进一步包括在集成电路装置的第一端子处接收第 三信号，第一端子通过集成电路装置外部的第一电阻器耦接到未通电电机绕组，以及其中 通过包含在集成电路装置处的第二电阻器将第一信号传递到至一参考电压。
[0041] 在第一方面的又一个实施例中，通过第一电阻器将第一信号传递到第一节点，通 过第二电阻器将第二信号传递到第一节点，以及通过第三电阻器将第三信号传递到第一节 点。在更进一步实施例中，将第三信号传递到电压比较器的第一输入，将第四信号传递到电 压比较器的第二输入，以及基于电压比较器的输出处的信号确定过零事件。在另一实施例 中，方法包括在集成电路的第一端子处接收第一信号，在集成电路的第二端子处接收第二 信号，和在集成电路的第三端子处接收第三信号。
[0042] 在第二方面，装置可以包括：从第一电机绕组接收第一信号的第一端子、从第二 电机绕组接收第二信号的第二端子、从第三电机饶组接收第三信号的第三端子，和有选择 地将第一端子耦接到第一节点的第一开关、有选择地将第二端子耦接到第一节点的第二开 关、有选择地将第三端子耦接到第一节点的第三开关，和第一比较器，该第一比较器包括耦 接到第一端子的第一输入、耦接到第一节点的第二输入，和提供指示第一信号处过零事件 的信号的输出。
[0043] 在第二方面的一个实施例中，装置包括开关控制模块，如果第一电机绕组是通电 的，则该开关控制模块闭合第一开关，以及如果第一电机绕组未通电，则该开关控制模块打 开第一开关。在另一实施例中，装置包括第四端子，所述第四端子基于过零事件，提供信号 以有选择地使第一电机绕组通电。
[0044] 在进一步实施例中，装置包括将第一端子耦接到第一参考电压的第一电阻器、将 第一端子耦接到第一参考电压的第二电阻器、以及将第一端子耦接到第一参考电压的第三 电阻器。
[0045] 在第一方面的另一实施例中，第一端子通过第一电阻器被耦接到第一电机绕组， 第二端子通过第二电阻器被耦接到第二电机绕组，以及第三端子通过第三电阻器被耦接到 第三电机绕组。在进一步实施例中，第一开关通过第一电阻器被耦接到第一节点，第二开关 通过第二电阻器被耦接到第一节点，以及第三开关通过第三电阻器被耦接到第一节点。
[0046] 在第三方面，方法可以包括，基于对应的电机绕组是否通电，有选择地将多个电机 饶组信号中的每一个传递到集成电路处的第一节点，以及基于未通电电机绕组信号和基于 第一节点处的信号，确定未通电电机绕组信号处的过零事件。
[0047] 在第三方面的一个实施例中，方法包括，基于对应的电机绕组是否未通电，有选择 地将多个电机绕组信号中的每一个与第一节点隔离。在进一步实施例中，方法包括，在集成 电路的第一端子处接收多个电机绕组信号中的第一电机绕组信号，第一端子通过集成电路 装置外部的第一电阻器耦接到第一电机绕组，以及其中通过包含在集成电路装置中的第二 电阻器将第一信号传递到第一参考电压。在另一个实施例中，通过包含在集成电路处的对 应的开关将多个电机绕组信号中的每个传递到第一节点，每一开关包括晶体管。
[0048] 在本文中，诸如"第一"和"第二"以及类似的相关术语可以仅用来将一个实体或 动作与另一实体或动作区分开，而不一定要求或暗示这些实体或动作之间的任何实际的这 种关系或次序。术语"包括"，"包含"或其其它任何变形都旨在涵盖非排它性的包括，使得 包括元件列表的过程、方法、物品或设备不只包括那些元件，而是可以包括没有明确列出或 对这种过程、方法、物品或设备固有的其它元件。元件前面的"包括"在没有更多约束的 情况下，不排除在包括该元件的过程、方法、物体或设备中的附加相同元件的存在。
[0049] 当涉及将信号、状态位或者类似设备翻译成它的逻辑真状态或逻辑假状态时，分 别使用术语"有效"或"集合"和"求反"（或"无效"或"清除"）。如果逻辑真状态为逻辑电 平1，那么逻辑假状态就是逻辑电平0。以及如果逻辑真状态为逻辑电平0，那么逻辑假状态 就是逻辑电平1。
[0050] 通过考虑在此所公开的本公开的说明书和实践，本公开的其他实施例、用途和优 点对于本领域技术人员而言是显而易见的。说明书和附图应被认为仅是示例性的，以及本 公开的范围因此旨在仅由下面的权利要求及其等效物来限制。
[0051] 注意，在上述说明书中描述的活动或元件不是所有都需要，特定活动或设备的一 部分可能是不需要的，除这些已描述的之外还可能执行一个或多个另外的活动或包括一个 或多个另外的元件。更进一步，所列出的活动的顺序也不一定就是它们执行的顺序。
[0052] 并且，已参照特定实施例对原理进行了描述。但本领域普通技术人员意识到，在不 偏离下述权利要求所设定的本公开范围的情况下可以作出各种修改和改变。因此，说明书 和附图应视作示例性而不是限制性的意义，并且所有这样的修改都旨在包括在本公开的范 围之内。
[0053] 以上描述了关于特定实施例的益处、其他优点和问题的解决方案。然而，这些益 处、优点、问题的解决方案，和可以导致任何益处、优点和解决方案发生或变得更加显著的 任何特征，都不应被解释为任何或所有权利要求关键的、必需的或基本的特征。
【主权项】
1. 一种方法，包括： 接收来自第一通电电机绕组的第一信号； 接收来自第二通电电机绕组的第二信号； 接收来自未通电电机绕组的第三信号； 将所述第一信号和所述第二信号传递至第一节点，以在所述第一节点处产生第四信 号； 将所述第三信号与所述第一节点隔离；以及 基于所述第四信号，确定在所述第三信号处的过零事件。2. 如权利要求1所述的方法，其中通过第一开关将所述第一信号有选择地传递至所述 第一节点，通过第二开关将所述第二信号有选择地传递至所述第一节点，以及通过第三开 关将所述第三信号有选择地传递至所述第一节点，每个开关包括晶体管。3. 如权利要求2所述的方法，其中如果所述第一电机绕组被通电，则所述第一开关被 闭合以将所述第一信号传递至所述第一节点，以及如果所述第三电机绕组未通电，则所述 第三开关被打开以将所述第三信号与所述第一节点隔离。4. 如权利要求1所述的方法，其中所述第三信号是在所述非通电电机绕组处产生的反 电动势EMF信号。5. 如权利要求1所述的方法，其中进一步包括基于确定所述过零事件使所述第一电机 绕组通电。6. -种装置，包括： 第一端子，接收来自第一电机绕组的第一信号； 第二端子，接收来自第二电机绕组的第二信号； 第三端子，接收来自第三电机绕组的第三信号； 第一开关，有选择地将所述第一端子耦接到第一节点； 第二开关，有选择地将所述第二端子耦接到所述第一节点； 第三开关，有选择地将所述第三端子耦接到所述第一节点； 第一比较器，包括耦接到所述第一端子的第一输入、耦接到所述第一节点的第二输入， 和提供指示所述第一信号处过零事件的信号的输出。7. 如权利要求6所述的装置，其中进一步包括开关控制模块，如果所述第一电机绕组 被通电，则所述开关控制模块闭合所述第一开关，以及如果所述第一电机绕组未通电，则所 述开关控制模块打开所述第一开关。8. 如权利要求6所述的装置，其中进一步包括第四端子，根据所述过零事件提供信号 以有选择地使所述第一电机绕组通电。9. 如权利要求6所述的装置，其中进一步包括， 第一电阻器，将所述第一端子耦接到第一参考电压； 第二电阻器，将所述第一端子耦接到所述第一参考电压；以及 第三电阻器，将所述第一端子耦接到所述第一参考电压。10. 如权利要求6所述的装置，其中 所述第一端子通过第一电阻器被耦接到所述第一电机绕组； 所述第二端子通过第二电阻器被耦接到所述第二电机绕组；以及 所述第三端子通过第三电阻器被耦接到所述第三电机绕组。11.如权利要求6所述的装置，其中 所述第一开关通过第一电阻器被耦接到所述第一节点； 所述第二开关通过第二电阻器被耦接到所述第一节点；以及 所述第三开关通过第三电阻器被耦接到所述第一节点。
【文档编号】G01R19/175GK105897085SQ201410858406
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2014年12月23日
【发明人】吴崇理, 金杰, 张义忠
【申请人】飞思卡尔半导体公司