电机转子位置检测电路和电压检测电路的制作方法

电机转子位置检测电路和电压检测电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及电机转子位置检测电路和电压检测电路。根据实施例，提供了一种无传感器的检测电路，所述无传感器检测电路包括第一电压调整电路和第二电压调整电路，其中，所述第一电压调整电路以耦接方式连接，用于接收感应电压，所述第二电压调整电路也以耦接方式连接，用于接收共用电压。差动放大器具有反相输入端子和非反相输入端子，其中，所述反相输入端子耦接到所述第一电压调整电路，所述非反相输入端子耦接到所述第二电压调整电路。根据另一个实施例，提供了一种检测电机转子位置的方法，所述方法包括：接收处于第一电压电平下的第一反电动势，并且把所述第一反电动势从所述第一电压电平移动到第二电压电平。所述第一反电动势经滤波产生第一滤波电压；所述第一滤波电压与基准电压进行比较后，响应生成第一电机转子位置信号。
【专利说明】
电机转子位置检测电路和电压检测电路
技术领域
[0001]本发明总体上涉及电子器件，并且更具体地讲，涉及一种无刷直流电机。
【背景技术】
[0002]许多应用都会用到无刷直流(DC)电机，如磁盘驱动器、压缩盘播放器、数字视频盘播放器、扫描仪、打印机、标绘器、汽车工业和航空工业中使用的致动器等等。通常，多相电机包含产生旋转磁场的固定部分或定子，以及通过旋转磁场形成扭矩的非固定部分或转子。扭矩致使转子发生旋转，这种旋转继而致使连接到转子的轴也发生旋转。在启动时，我们希望能够检测无刷直流电机的转子位置和旋转速率。在具有传感器的无刷直流电机中，可使用霍尔传感器来检测和控制转子位置及其旋转速率。然而，霍尔传感器的准确性会受到操作环境的影响，导致其提供的测量的准确性降低。在无传感器的无刷直流电机中，使用反电动势(BEMF)信号检测转子位置。使用BEMF信号的一个缺点在于，BEMF通常会与高压PNP电路元件所产生的电压进行比较，而这不适于使用单片集成电路工艺的小型化。另一个缺点在于，比较器只能比较正压。使用BEMF信号的另一个缺点在于，当转子缓慢移动或根本不移动时，BEMF信号会变得非常小。
[0003]因此，使用适应高输入电压范围并具有抗噪声性的方法和结构来检测转子位置，会更为有利。如果实施成本较低且时间也很短，则这种方法和结构就是理想的。
【实用新型内容】
[0004]根据本实用新型的第一方面，提供一种电机转子位置检测电路，其特征在于所述电路包括:基准设置电路，所述基准设置电路至少具有第一端子和第二端子;微调电路，所述微调电路至少具有第一端子、第二端子和第三端子，所述微调电路的所述第一端子耦接到所述基准设置电路;基准电压产生电路，所述基准电压产生电路具有输入端子、第一端子和第二端子；以及第一比较器，所述第一比较器具有第一输入端子、第二输入端子和输出端子，所述第一比较器的所述第一输入端子被耦接为用于接收第一电机信号，并且所述第一比较器的所述第二输入端子耦接到所述基准电压产生电路的所述第二端子。
[0005]根据上述电机转子位置检测电路的一个单独实施例，其中所述微调电路包括:寄存器，所述寄存器具有第一端子、第二端子、第三端子和第四端子，所述寄存器的所述第一端子用作所述微调电路的所述第一端子;存储元件，所述存储元件具有输入端子和输出端子，所述存储元件的所述输出端子耦接到所述寄存器的所述第二端子；以及接口电路，所述接口电路至少具有第一端子、第二端子和第三端子，所述接口电路的所述第一端子耦接到所述寄存器的所述第三端子。
[0006]根据上述电机转子位置检测电路的一个单独实施例，其中电压调整电路的第一端子耦接到所述基准设置电路的所述第一端子，并且其中所述基准电压产生电路包括:第一电阻器，所述第一电阻器具有第一端子和第二端子；以及第二电阻器，所述第二电阻器具有第一端子和第二端子，所述第二电阻器的所述第一端子耦接到所述第一电阻器的所述第二端子，所述第一电阻器的所述第一端子耦接到所述第一比较器电路的所述第二输入端子，并且所述第二电阻器的所述第二端子耦接到所述基准设置电路的所述第一端子。
[0007]根据上述电机转子位置检测电路的一个单独实施例，其中所述基准设置电路的所述第二端子耦接到第一电流反射镜的所述第二端子，并且其中反电动势检测电路还包括第二比较器，所述第二比较器具有第一输入端子、第二输入端子和输出端子，所述第二比较器的所述第一输入端子耦接到所述第一比较器的所述第一输入端子，并且所述第二比较器的所述第二输入端子耦接到所述基准电压产生电路的所述第一端子。
[0008]根据上述电机转子位置检测电路的一个单独实施例，其中电压调整电路包括:第一电阻器，所述第一电阻器具有第一端子和第二端子；以及第二电阻器，所述第二电阻器具有第一端子和第二端子，所述第二电阻器的所述第一端子耦接到所述第一电阻器的所述第二端子，所述第一电阻器的所述第一端子耦接到所述第一比较器电路的所述第二输入端子，并且所述第二电阻器的所述第二端子耦接到所述基准设置电路的所述第一端子;并且其中所述反电动势检测电路还包括:第一电流反射镜，所述第一电流反射镜具有第一导电端子和第二导电端子，所述第一电流反射镜的所述第一导电端子耦接到所述第一电阻器的所述第一端子;第二电流反射镜，所述第二电流反射镜具有第一端子和第二端子，所述第二电流反射镜的所述第一端子耦接到所述基准设置电路的所述第一端子;其中所述微调电路还包括具有多个端子的寄存器;第一晶体管，所述第一晶体管具有控制端子、第一载流端子和第二载流端子;第二晶体管，所述第二晶体管具有控制端子、第一载流端子和第二载流端子，并且所述第二晶体管的所述控制端子耦接到所述第一晶体管的所述控制端子;第一开关，所述第一开关具有控制端子、第一导电端子和第二导电端子，所述第一开关的所述第一导电端子耦接到所述基准设置电路的所述第一端子，所述第一开关的所述第二导电端子耦接到所述第一晶体管的所述第一载流端子，并且所述第一开关的所述控制端子耦接到所述寄存器的所述多个端子中的第一端子；以及第二开关，所述第二开关具有控制端子、第一导电端子和第二导电端子，所述第二开关的所述第一导电端子耦接到所述第二电流反射镜的所述第二端子，所述第二开关的所述第二导电端子耦接到所述第二晶体管的所述第一载流端子，并且所述第二开关的所述控制端子耦接到所述寄存器的所述多个端子中的第二端子。
[0009]根据本实用新型的第二方面，提供一种电压检测电路，其特征在于所述电路包括:电流产生电路，所述电流产生电路具有第一端子、第二端子和第三端子；电流微调电路，所述电流微调电路具有偏置端子、第一控制端子和第一导电端子，所述偏置端子耦接到所述电流产生电路的所述第三端子;分压器电路，所述分压器电路具有第一端子、第二端子和节点，所述分压器电路的所述第一端子耦接到所述第一导电端子;第一电流反射镜，所述第一电流反射镜具有第一端子和第二端子，所述第一电流反射镜的所述第一端子耦接到所述分压器电路的所述第二端子；以及第一比较器，所述第一比较器具有反相输入端子、非反相输入端子和输出端子，所述第一比较器的所述非反相输入端子耦接到所述分压器电路的所述第二端子。
[0010]根据上述电压检测电路的一个单独实施例，还包括缓冲电路，所述缓冲电路具有输入端子和输出端子，所述缓冲电路的所述输出端子耦接到所述分压器电路的所述节点。
[0011]根据上述电压检测电路的一个单独实施例，其中所述电流微调电路还包括:第一电流微调部件，所述第一电流微调部件包括:第一晶体管，所述第一晶体管具有控制端子、第一载流端子和第二载流端子，并且所述第一晶体管的所述控制端子用作所述电流微调电路的所述偏置端子；以及第一开关，所述第一开关具有第一控制端子、第一导电端子和第二导电端子，所述第一开关的所述第二导电端子耦接到所述第一晶体管的所述第一载流端子，并且所述第一开关的所述第二导电端子耦接到所述分压器电路的所述第一端子。
[0012]根据上述电压检测电路的一个单独实施例，其中所述电流微调电路还包括:第二电流微调部件，所述第二电流微调部件包括:第二晶体管，所述第二晶体管具有控制端子、第一载流端子和第二载流端子，并且所述第二晶体管的所述控制端子用作所述电流微调电路的所述偏置端子；以及第二开关，所述第二开关具有第一控制端子、第一导电端子和第二导电端子，所述第二开关的所述第二导电端子耦接到所述第二晶体管的所述第一载流端子，并且所述第二开关的所述第二导电端子耦接到所述第一电流反射镜的所述第二端子。
[0013]根据上述电压检测电路的一个单独实施例，其中所述第一电流微调部件还包括:第三晶体管，所述第三晶体管具有控制端子、第一载流端子和第二载流端子，并且所述第三晶体管的所述控制端子耦接到所述第一晶体管的所述控制端子；以及第三开关，所述第三开关具有第一控制端子、第一导电端子和第二导电端子，所述第三开关的所述第二导电端子耦接到所述第三晶体管的所述第一载流端子，并且所述第三开关的所述第二导电端子耦接到所述分压器电路的所述第一端子，并且其中所述第二电流微调部件还包括:第四晶体管，所述第四晶体管具有控制端子、第一载流端子和第二载流端子，并且所述第四晶体管的所述控制端子耦接到所述第二晶体管的所述控制端子;以及第四开关，所述第四开关具有第一控制端子、第一导电端子和第二导电端子，所述第四开关的所述第二导电端子耦接到所述第四晶体管的所述第一载流端子，并且所述第四开关的所述第二导电端子耦接到所述第一电流反射镜的所述第二端子。
[0014]根据上述电压检测电路的一个单独实施例，还包括:第二电流反射镜，所述第二电流反射镜具有第一端子和第二端子，所述第二电流反射镜的所述第一端子耦接到所述电流产生电路的所述第一端子，并且所述第二电流反射镜的所述第二端子耦接到所述分压器电路的所述第一端子，其中所述电流微调电路还包括:第二电流微调部件，所述第二电流微调部件包括:第二晶体管，所述第二晶体管具有控制端子、第一载流端子和第二载流端子，并且所述第二晶体管的所述控制端子用作所述电流微调电路的所述偏置端子；以及第二开关，所述第二开关具有第一控制端子、第一导电端子和第二导电端子，所述第二开关的所述第二导电端子耦接到所述第二晶体管的所述第一载流端子，并且所述第二开关的所述第二导电端子耦接到所述第一电流反射镜的所述第二端子。
【附图说明】
[0015]结合附图来阅读以下【具体实施方式】，有助于更好地理解本发明，在附图中类似的参考符号指示类似的元件，并且其中:
[0016]图1是根据本发明的一个实施例的一种无传感器检测电路的示意性电路图，该检测电路耦接到无刷直流(BLDC)电机以及电机驱动电路；
[0017]图2是根据本发明的另一个实施例的一种无传感器检测电路的示意性电路图，该检测电路耦接到无刷直流(BLDC)电机以及电机驱动电路；
[0018]图3是根据本发明的另一个实施例的一种基准设置电路的示意性电路图；
[0019]图4是根据本发明的一个实施例的一种检测电路的示意性电路图；
[0020]图5A和5B是根据本发明的另一个实施例的一种检测电路的示意性电路图。
[0021]为了简洁、清楚地进行说明，附图中的元件不一定按比例绘制，但是不同附图中的相同参考符号指示相同元件。另外，为了保持简洁，未对众所周知的步骤和元件进行描述，也未说明细节。如本文所使用，载流电极指的是设备上用于载送电流通过设备的元件，诸如MOS晶体管的源极或漏极，或双极性晶体管的发射极或集电极，或二极管的阴极或阳极，控制电极指的是设备上用于控制电流流过设备的元件，诸如MOS晶体管的栅极，或双极型晶体管的基极。虽然，在本文中相关设备被解释为某些η沟道或P沟道设备，或解释为某些η型或P型掺杂设备，但是本领域的普通技术人员将会了解，根据本发明的实施例，其也可能是互补设备。应当指出的是，掺杂区域可称为掺杂物区域(dopant reg1n)。本领域的技术人员将会了解，本文所用的词汇“在…期间(过程中)”、“在…的同时”和“当…时”，并非限于在发动的瞬时发生动作，而是指在初始动作所引起的反应与初始动作之间可存在一定较短但合理的延迟，诸如传播延迟。本文中使用的词汇“大约”、“约”或“大致”，指的是元件的值具有预期将非常接近给定值或位置的参数。然而，如本领域所熟知地那样，由于始终存在微小差异，所以值或位置无法与所述的完全一致。本领域公认，最高至约百分之十(10%)(对半导体掺杂浓度来说是最高至百分之二十(20%))的差异被视为是与所述的准确理想目标的合理差异。
【具体实施方式】
[0022]—般来讲，本发明的实施例包括被配置成检测电机转子位置的无传感器电路，以及用于检测电机转子位置的方法。根据一个实施例，无传感器检测电路包括第一电压调整电路、第二电压调整电路、一个差动放大器和一个比较器。第一电压调整电路具有第一端子和第二端子，其中第一电压调整电路的第一端子以耦接方式连接，用于接收第一感应电压、第二感应电压或第三感应电压。第二电压调整电路具有第一端子和第二端子，其中第二电压调整电路的第一端子以耦接方式连接，用于接收共用电压。差动放大器具有一个反相输入端子、一个非反相输入端子和一个输出端子，其中差动放大器的反相输入端子连接到第一电压调整电路的第二端子，差动放大器的非反相输入端子连接到第二电压调整电路的第二端子。比较器具有第一输入端子、第二输入端子和一个输出端子，其中比较器的第一输入端子耦接到差动放大器的输出端子。
[0023]根据另一个实施例，无传感器电路被配置成检测电机转子位置，并且包括一个有源滤波器、第一电平移动电路、第二电平移动电路和一个确定电路。有源滤波器具有一个差动输入端和一个输出端，其中差动输入端包括一个反相输入端子和一个非反相输入端子。第一电平移动电路具有第一端子和第二端子，其中第一端子以耦接方式连接，用于接收第一反电动势;第二端子以可切换的方式连接到有源滤波器的反相输入端子。第二电平移动电路具有第一端子和第二端子，其中第一端子以耦接方式连接，用于接收共用电压，第二基准端子以可切换的方式连接到有源滤波器的非反相输入端子。确定电路具有第一输入端子、第二输入端子和一个输出端子，其中第一输入端子连接到有源滤波器的输出端。
[0024]根据另一个实施例，提供了一种用于检测电机转子位置的方法，该方法包括:接收处于第一电压电平下的第一反电动势，以及把第一反电动势从第一电压电平移动到第二电压电平。处于第二电压电平下的第一反电动势经滤波，产生第一滤波电压。第一滤波电压与基准电压比较后，响应生成第一电机转子位置信号。
[0025]图1示出耦接到无刷直流(BLDC)电机12以及电机驱动电路14的检测电路10的示意性电路图。检测电路1由微调(tr imming)电路20、电压调整电路23、缓冲放大器24、基准设置电路26、比较器28和比较器30构成。电压调整电路23具有输入端子23A和输出端子23B、23C、23D和23E，其中输入端子23A连接到缓冲放大器24的输出端子，输出端子23B连接到比较器28的反相输入端子，输出端子23C连接到比较器30的反相输入端子，输出端子23D连接到电流反射镜22的端子22A，输出端子23E连接到电流反射镜22的端子22B。基准设置电路26由偏移电平调整电路25构成，其中偏移电平调整电路25具有连接到电流反射镜22的输入端子22E的输入端子25A。电流反射镜22包括端子22A、22B、22C和22D。端子22A和22B用作基准设置电路26的输出端子。微调电路20具有端子20A、20B、20C和20D，其中端子20A连接到电流反射镜22的端子22C，端子20B连接到电流反射镜22的端子22D，端子20C用作微调电路20的输入端子，端子20D用作微调电路20的输出端子。
[0026]比较器28和比较器30各自具有连接到节点32的非反相输入端子，用于接收反电动势(BEMF)。反电动势也被称为感应电压。
[0027]根据一个实施例，节点32以耦接方式连接，用于分别通过开关34、36和38接收反电动势电压Vbemf1、Vbemf2和Vbemf3。举例来说，反电动势电压Vbemf1、Vbemf2和Vbemf3分别出现在节点76、78和80处。因此，节点76通过开关34连接到节点32;节点78通过开关36连接到节点32;节点80通过开关38连接到节点32。更具体地讲，节点76、78和80以可切换方式耦接到节点32。开关34具有控制端子34A、导电端子34B和导电端子34C，其中控制端子34A以耦接方式连接，用于从开关控制电路40接收控制信号，导电端子34B连接到节点76，导电端子34C连接到节点32。开关36具有控制端子36A、导电端子36B和导电端子36C，其中控制端子36A以耦接方式连接，用于从开关控制电路40接收控制信号，导电端子36B连接到节点78，导电端子36C连接到节点32。开关38具有控制端子38A、导电端子38B和导电端子38C，其中控制端子38A以耦接方式连接，用于从开关控制电路40接收控制信号，导电端子38B连接到节点80，导电端子38C连接到节点32。
[0028]电机驱动电路14包含耦接到驱动晶体管62、64、66、68、70和72的驱动控制电路60，其中驱动控制电路60被配置成用于驱动晶体管62-72。驱动晶体管62-72各自具有漏极、源极和栅极。晶体管62、64和66的漏极通常连接在一起并且连接到驱动控制电路60的端子60A，而晶体管68、70和72的源极通常连接在一起并且连接到驱动控制电路60的端子60B。晶体管62的源极连接到晶体管68的漏极并连接到开关34的端子34B，形成节点76。反电动势乂册飢可在节点76处产生。晶体管64的源极连接到晶体管70的漏极并连接到开关36的端子36B，形成节点78。反电动势Vbemf2可在节点78处产生。晶体管66的源极连接到晶体管72的漏极并连接到开关38的端子38B，形成节点80。反电动势BEmF3可在节点80处产生。应当指出的是，反电动势Vbemfi可出现在节点76、78和80处，同样，反电动势Vbemf2也可出现在节点76、78和80处，并且反电动势Vbemf3也可出现在节点76、78和80处。晶体管62的栅极连接到驱动控制电路60的端子60C;晶体管64的栅极连接到驱动控制电路60的端子60D;晶体管66的栅极连接到驱动控制电路60的端子60E;晶体管68的栅极连接到驱动控制电路60的端子60F;晶体管70的栅极连接到驱动控制电路60的端子60G;晶体管72的栅极连接到驱动控制电路60的端子60H。
[0029]BLDC电机12包括感应元件80、82和84。感应元件80的端子80A通常分别连接到感应元件82的端子82A和感应元件84的端子84A，形成共用节点COM。感应元件80的端子80B连接到节点76，感应元件82的端子82B连接到节点78，感应元件84的端子84B连接到节点80。
[0030]在操作时，驱动控制电路60在输出端子60A、60B、60C、60D、60E、60F、60G和60H处生成驱动控制信号。更具体地讲，驱动控制电路60在输出端子60A处产生偏置电压，在输出端子60B处也产生偏置电压。举例来说，输出端子60B处的偏置电压是接地的。驱动控制电路60进一步产生出现在晶体管62-72的栅极处的栅极电压。例如，驱动控制电路60在输出端子60C处产生晶体管62的栅极电压，在输出端子60D处产生晶体管64的栅极电压，在输出端子60E处产生晶体管66的栅极电压，在输出端子60F处产生晶体管68的栅极电压，在输出端子60G处产生晶体管70的栅极电压，在输出端子60H处产生晶体管72的栅极电压。响应于在输出端子60A-60H处的驱动信号，分别在节点76、78和80处生成BEMF信号VBEMF1、VBEMF2和VBEMF3。另外，在共用节点COM处产生共用电压Vcom。
[0031]举例来说，在通常称为U相的相位中，BEMF信号Vbemf1出现在节点76处，而节点78处不存在BEMF信号Vbemf2，节点80处也不存在BEMF信号Vbemf3。开关控制电路40生成闭合开关34和打开开关36和38的控制信号。更具体地讲，开关控制电路40在控制端子34A处生成闭合开关34的控制信号，S卩，将端子34B连接到开关34的端子34C;在控制端子36A处生成打开开关36的控制信号，S卩，将端子36B与开关36的端子36C之间的连接断开;在控制端子38A处生成打开开关38的控制信号，S卩，将端子38B与开关38的端子38C之间的连接断开。在开关34闭合期间，作为响应，导电端子34B处出现的电压Vbemfi被传输到导电端子34C，然后传输到比较器28和30的非反相输入端。
[0032]节点COM处出现的共用电压Vom被传输到缓冲放大器24的输入端子24A，缓冲放大器24对电压进行缓冲，继而将缓冲过的电压Vcqm传输到电压调整电路23的输入端子23A。响应于从微调电路20通过电流反射镜22传输的电压Vcqm和信号，电压调整电路23分别在端子23B和23C处产生调整电压Vadji和Vad〗2，之后这些调整电压分别被传输到比较器28和30的反相输入端。比较器28和30在各自的输出端生成输出信号，用作跨零信号。
[0033]举例来说，在通常称为V相的相位中，BEMF信号Vbemf2出现在节点78处，而节点76处不存在BEMF信号Vbemfi，节点80处也不存在BEMF信号Vbemf3。开关控制电路40生成闭合开关36和打开开关34和38的控制信号。更具体地讲，开关控制电路40在控制端子36A处生成闭合开关36的控制信号，S卩，将端子36B电连接到开关36的端子36C;在控制端子34A处生成打开开关34的控制信号，S卩，将端子34B与开关34的端子34C之间的连接断开;在控制端子38A处生成打开开关38的控制信号，S卩，将端子38B与开关38的端子38C之间的连接断开。在开关36的闭合期间，作为响应，导电端子36B处出现的电压VBEMF2被传输到导电端子36C，然后传输到比较器30的非反相输入端28A。
[OO34 ]节点COM处出现的共用电压Vccim被传输到缓冲放大器2 4的输入端子2 4A，缓冲放大器24继而将电压Vcqm传输到电流反射镜22的输入端子22A。响应于从微调电路20通过电流反射镜22传输的电压Vccim和信号，电压调整电路23分别在端子23B和23C处产生调整电压Vadji和Vadj2,之后这些调整电压分别被传输到比较器28和30的反相输入端。比较器28和30在各自的输出端生成输出信号，用作跨零信号。
[0035]举例来说，在通常称为W相的相位中，BEMF信号Vbemf3出现在节点80处，而节点76处不存在BEMF信号Vbemfi，节点78处也不存在BEMF信号Vbemf2。开关控制电路40生成闭合开关38和打开开关34和36的控制信号。更具体地讲，开关控制电路40在控制端子38A处生成闭合开关38的控制信号，S卩，将端子38B连接到开关38的端子38C;在控制端子34A处生成打开开关34的控制信号，S卩，将端子34B与开关34的端子34C之间的连接断开;在控制端子36A处生成打开开关36的控制信号，S卩，将端子36B与开关36的端子36C之间的连接断开。在开关38的闭合期间，作为响应，导电端子38B处出现的电压VBEMF3被传输到导电端子38C，然后传输到比较器28和30的非反相输入端。
[0036]节点COM处出现的共用电压Vom被传输到缓冲放大器24的输入端子24A，缓冲放大器24继而将电压Vcqm传输到电流反射镜22的输入端子22A。响应于从微调电路20通过电流反射镜22传输的电压Vccim和信号，电压调整电路23分别在端子23B和23C处产生调整电压Vadji和Vadj2,之后这些调整电压分别被传输到比较器28和30的反相输入端。比较器28和30在各自的输出端生成输出信号，用作跨零信号。
[0037]图2示出耦接到无刷直流(BLDC)电机12以及电机驱动电路14的检测电路100的示意性电路图。检测电路100由微调电路120、电流反射镜122、基准电压发生器123、缓冲放大器124、基准设置电路126、比较器28、比较器30、开关控制电路40、位置信息检测电路128和三相分布逻辑电路129构成。基准电压发生器123可被称为电压调整电路。微调电路120具有端子120A、端子120B、接口端子120C和接口端子120D，其中端子120A连接到基准设置电路126，端子120B连接到基准设置电路126，接口端子120C用于接收数据，接口端子120D以耦接方式连接，用于从微调电路120传输数据。根据一个实施例，微调电路120由寄存器134、存储电路136和接口电路138构成。寄存器134具有输入端134A和134B和输出端134C、134D和134E，其中输出端134D和134E分别耦接到基准设置电路126的晶体管1302和130!。存储元件136具有输入端136A和输出端136B，其中输出端136B连接到寄存器134的输入端134A。举例来说，存储元件136是一次性可编程存储元件。接口电路138具有一个连接到存储元件136的输入端136A的输出端、一个连接到寄存器134的输入端134B的输出端、一个连接到寄存器134的输出端134C的输入端、一个用作微调电路120的输入端120C并以耦接方式连接、用于接收数据信号的输入端，以及一个用作微调电路120的输出端120D并以耦接方式连接、用于传输数据信号的输出端。
[0038]电压调整电路123还包括输入端子123A、端子123B和端子123C，其中输入端子123A连接到缓冲放大器124的输出端子124B，端子123B连接到比较器28的反相输入端子，端子123C通常连接到比较器30的反相输入端，并且连接到基准设置电路126的输出端126A(即晶体管13(h的漏极)。具体地讲，电压调整电路123由连接到电阻器127的电阻器125构成。电阻器125的其中一个端子通常与电阻器127的其中一个端子连接在一起，形成节点129，其中节点129可用作电压调整电路123的输入端子123A。电阻器125的另一个端子用作电压调整电路123的端子123B，而电阻器127的另一个端子用作电压调整电路123的端子123C。端子123B连接到电流反射镜122的端子112A，晶体管1302的漏极连接到电流反射镜122的端子122B。
[0039]比较器28的非反相输入端子以耦接方式连接，用于在节点32处接收感应电压信号，而比较器30的非反相输入端子以耦接方式连接，用于在节点32处接收感应电压。感应电压也被称为反电动势(BEMF)。
[0040]电流反射镜122包括晶体管140和142，其中晶体管140和142各自具有栅极端子、漏极端子和源极端子。晶体管140和142的源极端子通常连接在一起，用于接收工作势源Vdd;晶体管140和142的栅极端子通常连接在一起并且连接到晶体管140的漏极端子，形成电流反射镜122的端子122B。晶体管142的漏极端子用作电流反射镜122的端子122A，或者连接到电流反射镜122的端子122A。
[0041 ] 基准设置电路126由电流源150和152、晶体管13(h，1302和154以及开关156构成。电流源150和152各自具有一对端子，其中电流源150的一个端子连接到电流源152的一个端子并以耦接方式连接，用于接收工作势源Vdd。电流源150的另一个端子连接到晶体管154的漏极端子并且连接到晶体管154的栅极端子。开关156具有一个连接到电流源152的一个端子的导电端子、一个连接到晶体管154的漏极端子的导电端子、一个连接到旋转状态判断电路155的一个输出端子的控制端子。晶体管13(h的漏极用作基准设置电路126的端子126A，栅极连接到晶体管154的通常相连的栅极和漏极，源极以耦接方式连接，用于接收工作势源Vss。晶体管1302的漏极用作基准设置电路126的端子126B，栅极连接到晶体管154的通常相连的栅极和漏极，源极以耦接方式连接，用于接收工作势源Vss。应当指出的是，电流源150和153可实施为配置成电流源的晶体管，并且其工作电势Vss可接地。
[0042]根据一个实施例，缓冲放大器124由放大器160构成，放大器160的非反相输入端子用作缓冲放大器124的输入端子124A;放大器160的反相输入端子连接到放大器160的输出端子，形成缓冲放大器160的输出端子124B。
[0043I检测电路100还包括位置信息检测电路128，所述位置信息检测电路具有连接到比较器28的输出端子28C的输入端子128A、连接到比较器30的输出端子30C的输入端子128B以及一个连接到三相分布逻辑电路129的输入端子129A的输出端子。三相分布逻辑电路129具有一个连接到开关控制电路40的输入端的输出端。
[0044]根据一个实施例，节点32以耦接方式连接，用于分别通过开关34、36和38接收反电动势电压Vbemf1、Vbemf2和Vbemf3。更具体地讲，节点76通过开关34连接到节点32;节点78通过开关36连接到节点32;节点80通过开关38连接到节点32。因此，节点76、78和80以可切换方式耦接到节点32。开关34、36和38及其分别到节点76、78和80的连接，而开关控制电路40的实施例已经参考图1进行了描述。相似地，电机驱动电路14和BLDC电机12的实施例已经参考图1进行了描述。
[0045]在工作过程中，用于在无传感器情况下检测电机转子位置的方法包括在节点76、78和80中的一个或多个处产生反电动势电压。在开关控制电路40的控制下，反电动势电压通过开关34、36和38传送到节点32。应当指出的是，开关控制电路40负责控制开关34、36和38，让开关34、36和38之间一次只能闭合一个，S卩，一次只向节点32传送一个反电动势电压。节点32处出现的反电动势电压还会出现在比较器28和30的非反相输入端。例如，响应于来自于电机驱动电路14的驱动信号，在节点76处会产生反电动势电压。接着，反电动势信号传送或传输到比较器28和30的非反相输入端子。
[0046]响应于一个基准电压和一个电流，在比较器28的反相输入端处会产生一个高基准电压，同样响应于该基准电压和该电流，在比较器30的反相输入端子处会产生一个低基准电压。比较器28把反电动势电压与高基准电压进行比较，在比较器28的输出端子处产生一个比较电压。而比较器30把反电动势电压与低基准电压进行比较，在比较器30的输出端子处产生一个比较电压。接着，响应于比较器28的输出端子处的比较电压以及比较器30的输出端子处的比较电压，生成跨零检测信号。之后位置信息检测电路128响应于跨零检测信号，生成位置指示信号。
[0047]根据多个实施例，高基准电压和低基准电压可由基准电压产生电路123产生。更具体地讲，共用电压Vcqm输入到缓冲放大器124中，由缓冲放大器124产生在节点129处出现的缓冲共用电压Vbom。流过电压产生电路123的电流Ivc在电阻器125两端形成一个压降，在电阻器127两端也形成一个压降。因此，比较器28的反相输入端子处的电压由VbCR125 *IVG决定，比较器30的反相输入端子处的电压由\^(?1-1?127*]^决定，其中1?125是电阻器125的电阻值，Rm是电阻器127的电阻值。应当指出的是，如果电阻器125的电阻值R125等于电阻器127的电阻值Rm，则电阻器125两端的电压等于电阻器127两端的电压。在这种情况下，电压Vbcom周围的电压是对称的。
[0048]在图2所示的实施例中，电流Ivg是响应于基准设置电路126的输出端子126A和126B处的电流而产生的。流过输出端子126A和126B的电流可响应于来自基准设置电路126的信号进一步调整或微调。更具体地讲，开关156可配置成处于打开状态，让电流I15q镜反射到输出端子126A;或者，开关156可配置成处于闭合状态，让大小等于电流I15q和I152之和的电流镜反射到输出端子126A。如果让电流I15q镜反射到输出端子，则可以在电机旋转时检测电机转子的位置，反之，如果镜反射大小等于电流1-和I152之和的电流，则可以在启动电机时确认电机转子的位置并判断电机转子的旋转状态。因此，可控制开关156来调整比较器28和30的输入端子处的电压的偏移电平。
[0049]应当指出的是，反电动势电压的U相、V相和W相的中点参考比较器28和30，并且基准比较器28和30不受共用电压Vcqm的波动影响。因此，检测电路100提供用于确定反电动势电压的跨零点的结构。
[0050]还应指出的是，微调电路120允许调整反电动势电压检测偏移电压，其中包括比较器28和30的输入偏移电压。
[0051]图3是根据本发明的另一个实施例的基准设置电路200的示意性电路图。应当指出的是，基准设置电路200是适合用作图2的基准设置电路126或图1的基准设置电路26的一个实施例。基准设置电路200包括结合图2描述的晶体管154和开关156。基准设置电路200还包含电流反射镜202，而电流反射镜202包括晶体管204、150A和152A。也就是说，晶体管204、150A和152A被配置成电流反射镜。晶体管204、150A和152A各自具有一个栅极端子、一个漏极端子和一个源极端子，其中晶体管204、150A和152A的栅极端子通常连接在一起，并且晶体管204、150A和152A的源极端子通常也连接在一起并且连接用于接收工作势源VDD。晶体管150A的漏极端子连接到晶体管154的漏极端子，而晶体管152A的漏极端子通过开关156连接到晶体管154的漏极端子。应当指出的是，晶体管150A类似于电流源150，并且晶体管152A类似于电流源152。
[0052]基准设置电路200包括放大器212，并且放大器212具有一个反相输入端子、一个非反相输入端子和一个输出端子，其中非反相输入端子连接到带隙基准(BGR)电路214，输出端子连接到晶体管210。更具体地讲，晶体管210的栅极端子连接到放大器212的输出端子，源极端子连接到放大器212的反相输入端子，漏极端子连接到晶体管204的漏极端子。放大器212以电压跟随器配置进行连接。晶体管210的源极端子通过电阻器206连接到工作势源Vss，其中电阻器206的其中一个端子通常连接到晶体管210的源极端子并且连接到放大器212的反相输入端子，形成节点216，而在这个节点处会出现电压V1。电阻器206的另一个端子连接到工作势源Vss。举例来说，工作势源Vss是接地的。
[0053]应当指出的是，基准设置电路200包含晶体管130n，该晶体管的栅极端子连接到晶体管154的栅极端子，源极端子以耦接方式连接，用于接收(例如)工作势源Vss，漏极端子用作电流支路或电流沟道。加入的晶体管130n用来表示提供可耦接到晶体管154的支路或沟道的附加电流反射镜晶体管。例如，图2示出的晶体管130dP 1302以及图4和5示出的晶体管130!、1302、1303、1304、1305、1306、1307、1308、1309和 1301()的漏极端子便是附加电流反射镜沟道。因此，η表示整数。
[0054]在工作过程中，BGR电路214与电压跟随器212相互配合，在节点216处产生电压W。响应于电压V1，电路中会产生电流Im，流过电阻器206。电流反射镜202对电流Im进行镜反射，产生从晶体管150A的源极端子流出的电流I1和从晶体管152A的源极端子流出的电流12。电流UPI2可通过调整晶体管150A和152A的大小来调整。应当指出的是，图3中的电流IjPI2对应图2中的电流115Q和1152。应当了解，电流I雨12能够用于在转子18开始旋转时确认转子状态，即，检测到电流IjPI2即表示电机12的转子正在旋转。另外，电流Ijg够用于在电机12的转子旋转时检测转子的位置。
[0055]包括带隙基准电路214的一个好处是，带隙基准电路214具有较低的温漂。
[0056]图4示出根据本发明的一个实施例的检测电路300的示意性电路图。应当指出的是，检测电路300可耦接到无刷直流(BLDC)电机12以及电机驱动电路14。BLDC电机12和电机驱动电路14的实施例结合图1和图2进行了描述。检测电路300可由微调电路302、电流反射镜122、电压调整电路123、缓冲放大器124、基准设置电路126、比较器28和比较器30构成。根据一个实施例，微调电路302由微调元件304和306、寄存器134、存储电路136和接口电路138构成。根据图4的例子，微调元件304由连接到切换部分304B的反射镜部分304A构成，微调元件306由连接到切换部分306B的反射镜部分306A构成。切换部分304B可被称为一个选通部分，切换部分306B也可被称为一个选通部分。应当指出的是，寄存器134具有包括端子134A、134B、134C和134D的输出总线134!，以及包括端子133A、133B、133C和133D的输出总线1342。
[0057]反射镜部分304A由配置为镜反射支路的多个晶体管构成。更具体地讲，微调元件120的所述多个晶体管包括晶体管1303、1304、1305和1306，其中晶体管1303、1304、1305和1306各自具有栅极端子、漏极端子和源极端子。晶体管1303、1304、1305和1306的栅极端子通常连接在一起并且连接到晶体管130dP1302的栅极端子。同样，晶体管1303、1304、1305和1306的源极端子通常连接在一起，用于接收工作势源Vss。举例来说，工作势源Vss是接地的。切换部分304B由多个开关334、336、338和340构成，其中每个开关都有一个控制端子和一对导电端子。开关334具有控制端子334C、导电端子334A和导电端子334B，其中控制端子334C连接到寄存器134的输出端子134A，导电端子334A通常连接到电压调整电路123的端子123C并且连接到晶体管13(h的漏极端子，导电端子334B连接到晶体管1303的漏极端子。开关336具有控制端子336C、导电端子336A和导电端子336B，其中控制端子336C连接到寄存器134的输出端子134B，导电端子336A通常连接到电压调整电路123的端子123C、晶体管13(h的漏极端子以及开关334的导电端子334A，导电端子336B连接到晶体管1304的漏极端子。开关338具有控制端子338C、导电端子338A和导电端子338B，其中控制端子338C连接到寄存器134的输出端子134C，导电端子338A通常连接到电压调整电路123的端子123C、晶体管13(h的漏极端子以及导电端子334A、336A和338A，导电端子338B连接到晶体管1305的漏极端子。开关340具有控制端子340C、导电端子340A和导电端子340B，其中控制端子340C连接到寄存器134的输出端子134D，导电端子340A通常连接到电压调整电路123的端子123C、晶体管13(h的漏极端子以及导电端子334A、336A和338A，导电端子340B连接到晶体管1306的漏极端子。
[0058]反射镜部分306A由配置为镜反射支路的多个晶体管构成。更具体地讲，微调元件306A的所述多个晶体管包括晶体管1307、1308、1309和1301Q，其中晶体管1307、1308、1309和1301Q各自具有栅极端子、漏极端子和源极端子。晶体管1307、1308、1309和1301Q的栅极端子通常连接在一起并且连接到晶体管130!、1302、1303、1304、1305和1306的栅极端子。晶体管1307、1308、1309和1301Q的源极端子通常连接在一起，用于接收工作势源Vss。举例来说，工作势源Vss是接地的。
[0059]切换部分306B由多个开关362、364、366和368构成，其中每个开关都有一个控制端子和一对导电端子。开关362具有控制端子362C、导电端子362A和导电端子362B，其中控制端子362C连接到寄存器134的输出端子133A，导电端子362A通常连接到电流反射镜122的端子122B并且连接到晶体管1302的漏极端子，导电端子362B连接到晶体管1307的漏极端子。开关364具有控制端子364C、导电端子364A和导电端子364B，其中控制端子364C连接到寄存器134的输出端子133B，导电端子364A通常连接到电流反射镜122的端子122B、晶体管1302的漏极端子以及开关362的导电端子362A，导电端子364B连接到晶体管1308的漏极端子。开关366具有控制端子366C、导电端子366A和导电端子366B，其中控制端子366C连接到寄存器134的输出端子133C，导电端子366A通常连接到电流反射镜122的端子122B、晶体管1302的漏极端子以及导电端子3624和3644，导电端子36613连接到晶体管1309的漏极端子。开关368具有控制端子368C、导电端子368A和导电端子368B，其中控制端子368C连接到寄存器134的输出端子133D，导电端子368A通常连接到电流反射镜122的端子122B、晶体管1302的漏极端子以及导电端子362A、364A和366A，导电端子368B连接到晶体管1301Q的漏极端子。
[0060]因此，晶体管1303、1304、1305、1306、1307、1308、1309和1301()的栅极端子连接到基准设置电路126的输出端子126A，因此也连接到晶体管154、13(h、1302的栅极端子。根据一个实施例，晶体管 130!、1302、1303、1304、1305、1306、1307、1308、1309和 1301Q 的源极端子通常连接在一起，用于接收工作势源，例如工作势源Vss。晶体管13(^的漏极端子连接到电压调整电路123的端子123C。晶体管1303的漏极端子通过开关3 34连接到输出端子134A;晶体管1304的漏极端子通过开关336连接到输出端子134B;晶体管1305的漏极端子通过开关338连接到输出端子134C;晶体管1306的漏极端子通过开关340连接到输出端子134D。晶体管1302的漏极端子连接到电流反射镜122的端子122B。晶体管1307的漏极端子通过开关362连接到输出端子133A;晶体管1308的漏极端子通过开关364连接到输出端子133B;晶体管1309的漏极端子通过开关366连接到输出端子133C;晶体管1301Q的漏极端子通过开关368连接到输出端子133Do
[0061]在工作过程中，用于在无传感器情况下检测电机转子位置的方法包括在节点76、78和80中的一个或多个处产生反电动势电压。在开关控制电路40的控制下，反电动势电压通过开关34、36和38传送到节点32。应当指出的是，开关控制电路40负责控制开关34、36和38，让开关34、36和38之间一次只能闭合一个，S卩，一次只向节点32传送一个反电动势电压。节点32处出现的反电动势电压还会出现在比较器28和30的非反相输入端。例如，响应于来自于电机驱动电路14的驱动信号，在节点76处会产生反电动势电压。接着，反电动势信号被传送或传输到比较器28和30的非反相输入端子。
[0062]响应于一个基准电压和一个电流，在比较器28的反相输入端处会产生一个高基准电压，同样响应于该基准电压和该电流，在比较器30的反相输入端子处会产生一个低基准电压。比较器28把反电动势电压与高基准电压进行比较，在比较器28的输出端子处产生一个比较电压。而比较器30把反电动势电压与低基准电压进行比较，在比较器30的输出端子处产生一个比较电压。接着，响应于比较器28的输出端子处的比较电压以及比较器30的输出端子处的比较电压，生成跨零检测信号。之后位置信息检测电路响应于跨零检测信号，生成位置指示信号。
[0063]根据多个实施例，高基准电压和低基准电压可由基准电压产生电路123产生。更具体地讲，共用电压Vcqm输入到缓冲放大器124中，由缓冲放大器124产生在节点129处出现的缓冲共用电压Vbcom。流过电压产生电路123的电流Ivc在电阻器125两端形成一个压降，在电阻器127两端也形成一个压降。因此，比较器28的反相输入端子处的电压由VBCQM+R125*IVG决定，比较器30的反相输入端子处的电压由\^(?1-1?127*]^决定，其中1?125是电阻器125的电阻值，Rm是电阻器127的电阻值。应当指出的是，如果电阻器125的电阻值R125等于电阻器127的电阻值Rm，则电阻器125两端的电压等于电阻器127两端的电压。在这种情况下，电压Vbcom周围的电压是对称的。
[0064]在图4示出的实施例中，电流Ivg是响应于基准设置电路126的输出端子126A和126B处的电流，以及由来自寄存器134的控制信号确定的、流过开关334、336、338、340、362、364、366和368的电流而产生的。更具体地讲，寄存器134可对开关334、336、338、340、362、364、366和368进行配置，使得电流Ivg包含来自晶体管1303、1304、1305、1306、1307、1308、1309和130ιο中的一个或多个的分量。流过输出端子126A和126B的电流可响应于来自基准设置电路126的信号进一步调整或微调。更具体地讲，开关156可配置成处于打开状态，让电流I150镜反射到输出端子126A;或者，开关156可配置成处于闭合状态，让大小等于电流I15q和I152之和的电流镜反射到输出端子126A。如果让电流I15q镜反射到输出端子，则可以在电机旋转时检测电机转子的位置，反之，如果镜反射大小等于电流1150和1152之和的电流，则可以在启动电机时确认电机转子的位置并判断电机转子的旋转状态。因此，可控制开关156来调整比较器28和30的输入端子处的电压的偏移电平。
[0065]在图4示出的实施例中，电流IVG是响应于基准设置电路126的输出端子126A和126B处的电流，以及由来自寄存器134的控制信号确定的、流过开关334、336、338、340、362、364、366和368的电流而产生的。更具体地讲，寄存器134可对开关334、336、338、340、362、364、366和368进行配置，使得电流Ivg包含来自晶体管1303、1304、1305、1306、1307、1308、1309和1301Q中的一个或多个的分量。
[0066]应当指出的是，反电动势电压的U相、V相和W相的中点参考比较器28和30，并且基准比较器28和30不受共用电压Vcqm的波动影响。因此，检测电路100提供用于确定反电动势电压的跨零点的结构。
[0067]还应指出的是，微调电路120允许调整反电动势电压检测偏移电压，其中包括比较器28和30的输入偏移电压。
[0068]图5A和58示出根据本发明的另一个实施例的检测电路400的示意性电路图。应当指出的是，由于示意性电路图过大，以致无法在同一张图上清楚示出，所以BLDC电机12和电机驱动电路14在图5A中示出，而检测电路400在图5B中示出。BLDC电机12和电机驱动电路14的实施例结合图1和2进行了描述。检测电路400由微调电路302、电流反射镜122、电压调整电路123、缓冲放大器124、基准设置电路126、比较器28和比较器30构成。根据一个实施例，微调电路302由微调元件304和306、寄存器134、存储电路136和接口电路138构成。举例来说，微调元件304由连接到对应的多个开关的多个晶体管构成，微调元件306也是由连接到对应的多个开关的多个晶体管构成。
[0069]图5A示出了连接到电机驱动电路14并且连接到多个开关34、36和38的无刷直流(BLDC)电机12的示意性电路图的一部分，图5B示出了根据本发明的一个实施例的连接到BLDC电机12并且连接到电机驱动电路14的检测电路400 ALDC电机12和电机驱动电路14的实施例结合图1和2进行了描述。检测电路300可由微调电路302、电流反射镜122、电流反射镜402、电压调整电路123、缓冲放大器124、基准设置电路126、比较器28和比较器30构成。根据一个实施例，微调电路302由微调元件304和306、寄存器134、存储电路136和接口电路138构成。根据图5A和5B的例子，微调元件304由连接到切换部分304B的反射镜部分304A构成，微调元件306由连接到切换部分306B的反射镜部分306A构成。切换部分304B可被称为一个选通部分，切换部分306B也可被称为一个选通部分。应当指出的是，寄存器134具有包括端子134A、134B、134C和134D的输出总线134!，以及包括端子133A、133B、133C和133D的输出总线1342。
[0070]电流反射镜402由晶体管404和406构成，其中晶体管404和406各自具有栅极端子、漏极端子和源极端子。根据图5A和5B的例子，晶体管404和406的源极端子连接在一起，用于接收工作势源Vdd，并且晶体管404和406的栅极端子也连接在一起。晶体管404和406的通常相连的栅极端子连接到晶体管404的漏极端子，形成端子402A。晶体管130j^漏极端子连接到电流反射镜402的端子402A。晶体管406的漏极端子用作电流反射镜402的端子402B，连接到电压调整电路123的端子123C，并且分别连接到开关334、336、338和340的导电端子334厶、3364、338々和340八。
[0071]电流反射镜122的端子122B，即晶体管140的漏极端子，分别连接到开关362、364、366 和 368 的导电端子362A、364A、366A 和 368A。
[0072]反射镜部分304A由配置为镜反射支路的多个晶体管构成。更具体地讲，微调元件304A的所述多个晶体管包括晶体管1303、1304、1305和1306，其中晶体管1303、1304、1305和1306各自具有栅极端子、漏极端子和源极端子。晶体管1303、1304、1305和1306的栅极端子通常连接在一起并且连接到晶体管13(h和1302的栅极端子。同样，晶体管1303、1304、1305和1306的源极端子通常连接在一起，用于接收工作势源Vss。举例来说，工作势源Vss是接地的。切换部分304B由多个开关334、336、338和340构成，其中每个开关都有一个控制端子和一对导电端子。开关334具有控制端子334C、导电端子334A和导电端子334B，其中控制端子334C连接到寄存器134的输出端子134A，导电端子334A通常连接到电压调整电路123的端子123C并且连接到晶体管13(h的漏极端子，导电端子334B连接到晶体管1303的漏极端子。开关336具有控制端子336C、导电端子336A和导电端子336B，其中控制端子336C连接到寄存器134的输出端子134B，导电端子336A通常连接到电压调整电路123的端子123C、晶体管13(h的漏极端子以及开关334的导电端子334A，导电端子336B连接到晶体管1304的漏极端子。开关338具有控制端子338C、导电端子338A和导电端子338B，其中控制端子338C连接到寄存器134的输出端子134C，导电端子338A通常连接到电压调整电路123的端子123C、晶体管13(h的漏极端子以及导电端子334A、336A和338A，导电端子338B连接到晶体管1305的漏极端子。开关340具有控制端子340C、导电端子340A和导电端子340B，其中控制端子340C连接到寄存器134的输出端子134D，导电端子340A通常连接到电压调整电路123的端子123C、晶体管13(h的漏极端子以及导电端子334A、336A和338A，导电端子340B连接到晶体管1306的漏极端子。
[0073]反射镜部分306A由配置为镜反射支路的多个晶体管构成。更具体地讲，微调元件306A的所述多个晶体管包括晶体管1307、1308、1309和1301Q，其中晶体管1307、1308、1309和1301Q各自具有栅极端子、漏极端子和源极端子。晶体管1307、1308、1309和1301Q的栅极端子通常连接在一起并且连接到晶体管130!、1302、1303、1304、1305和1306的栅极端子。晶体管1307、1308、1309和1301Q的源极端子通常连接在一起，用于接收工作势源Vss。举例来说，工作势源Vss是接地的。
[0074]切换部分306B由多个开关362、364、366和368构成，其中每个开关都有一个控制端子和一对导电端子。开关362具有控制端子362C、导电端子362A和导电端子362B，其中控制端子362C连接到寄存器134的输出端子133A，导电端子362A通常连接到电流反射镜122的端子122B并且连接到晶体管1302的漏极端子，导电端子362B连接到晶体管1307的漏极端子。开关364具有控制端子364C、导电端子364A和导电端子364B，其中控制端子364C连接到寄存器134的输出端子133B，导电端子364A通常连接到电流反射镜122的端子122B、晶体管1302的漏极端子以及开关362的导电端子362A，导电端子364B连接到晶体管1308的漏极端子。开关366具有控制端子366C、导电端子366A和导电端子366B，其中控制端子366C连接到寄存器134的输出端子133C，导电端子366A通常连接到电流反射镜122的端子122B、晶体管1302的漏极端子以及导电端子3624和3644，导电端子36613连接到晶体管1309的漏极端子。开关368具有控制端子368C、导电端子368A和导电端子368B，其中控制端子368C连接到寄存器134的输出端子133D，导电端子368A通常连接到电流反射镜122的端子122B、晶体管1302的漏极端子以及导电端子362A、364A和366A，导电端子368B连接到晶体管1301Q的漏极端子。
[0075]因此，晶体管1303、1304、1305、1306、1307、1308、1309和1301Q的栅极端子连接到晶体管 154、130!、1302的栅极端子。根据一个实施例，晶体管 130!、1302、1303、1304、1305、1306、1307、1308、1309和1301Q的源极端子通常可连接在一起，用于接收工作势源，例如工作势源Vss。晶体管13(^的漏极端子连接到电流反射镜402的端子402A。晶体管1303的漏极端子通常通过开关334连接到电流反射镜402的端子402B、电压调整电路123的端子123C，以及比较器30的反相输入端子；晶体管1304的漏极端子通常通过开关336连接到电流反射镜402的端子402B、电压调整电路123的端子123C以及比较器30的反相输入端子；晶体管1305的漏极端子通常通过开关338连接到电流反射镜402的端子402B、电压调整电路123的端子123C以及比较器30的反相输入端子；晶体管1306的漏极端子通常通过开关340连接到电流反射镜402的端子402B、电压调整电路123的端子123C以及比较器30的反相输入端子。晶体管1302的漏极端子连接到或用作输出端子126B，而输出端子126B连接到晶体管142的漏极端子，即连接到电流反射镜122的端子，并连接到比较器28的反相输入端子。晶体管1307的漏极端子通过开关362连接到晶体管140的漏极端子;晶体管1308的漏极端子通过开关364连接到晶体管140的漏极端子；晶体管1309的漏极端子通过开关366连接到晶体管140的漏极端子；晶体管1301Q的漏极端子通过开关368连接到晶体管140的漏极端子。
[0076]在工作过程中，用于在无传感器情况下检测电机转子位置的方法包括在节点76、78和80中的一个或多个处产生反电动势电压。在开关控制电路40的控制下，反电动势电压通过开关34、36和38传送到节点32。应当指出的是，开关控制电路40负责控制开关34、36和38，让开关34、36和38之间一次只能闭合一个，S卩，一次只向节点32传送一个反电动势电压。节点32处出现的反电动势电压还会出现在比较器28和30的非反相输入端。例如，响应于来自于电机驱动电路14的驱动信号，在节点76处会产生反电动势电压。接着，反电动势信号传送或传输到比较器28和30的非反相输入端子。
[0077]响应于一个基准电压和一个电流，在比较器28的反相输入端处会产生一个高基准电压，同样响应于该基准电压和该电流，在比较器30的反相输入端子处会产生一个低基准电压。比较器28把反电动势电压与高基准电压进行比较，在比较器28的输出端子处产生一个比较电压。而比较器30把反电动势电压与低基准电压进行比较，在比较器30的输出端子处产生一个比较电压。接着，响应于比较器28的输出端子处的比较电压以及比较器30的输出端子处的比较电压，生成跨零检测信号。之后位置信息检测电路响应于跨零检测信号，生成位置指示信号。
[0078]根据多个实施例，高基准电压和低基准电压可由基准电压产生电路123产生。更具体地讲，共用电压Vcqm输入到缓冲放大器124中，由缓冲放大器124产生在节点129处出现的缓冲共用电压Vbom。流过电压产生电路123的电流Ivc在电阻器125两端形成一个压降，在电阻器127两端也形成一个压降。因此，比较器28的反相输入端子处的电压由VBCQM+R125*IVG决定，比较器30的反相输入端子处的电压由\^(?1-1?127*]^决定，其中1?125是电阻器125的电阻值，Rm是电阻器127的电阻值。应当指出的是，如果电阻器125的电阻值R125等于电阻器127的电阻值Rm，则电阻器125两端的电压等于电阻器127两端的电压。在这种情况下，电压Vbcom周围的电压是对称的。
[0079]在图5示出的实施例中，电流Ivg是响应于基准设置电路126的输出端子126A和126B处的电流，以及由来自寄存器134的控制信号确定的、流过开关334、336、338、340、362、364、366和368的电流而产生的。更具体地讲，寄存器134可对开关334、336、338、340、362、364、366和368进行配置，使得电流Ivg包含来自晶体管1303、1304、1305、1306、1307、1308、1309和130ιο中的一个或多个的分量。流过输出端子126A和126B的电流可响应于来自基准设置电路126的信号进一步调整或微调。更具体地讲，开关156可配置成处于打开状态，让电流I150镜反射到输出端子126A;或者，开关156可配置成处于闭合状态，让大小等于电流I15q和I152之和的电流镜反射到输出端子126A。如果让电流I15q镜反射到输出端子，则可以在电机旋转时检测电机转子的位置，反之，如果镜反射大小等于电流1150和1152之和的电流，则可以在启动电机时确认电机转子的位置并判断电机转子的旋转状态。因此，可控制开关156来调整比较器28和30的输入端子处的电压的偏移电平。
[0080]在图5A和5B示出的实施例中，电流Ivg是响应于基准设置电路126的输出端子126A和126B处的电流，以及由来自寄存器134的控制信号确定的、流过开关334、336、338、340、362、364、366和368的电流而产生的。更具体地讲，寄存器134可对开关334、336、338、340、362、364、366和368进行配置，使得电流Ivg包含来自晶体管1303、1304、1305、1306、1307、1308、130g和130ιο中的一个或多个的分量。
[0081]应当指出的是，反电动势电压的U相、V相和W相的中点参考比较器28和30，并且基准比较器28和30不受共用电压Vcqm的波动影响。因此，检测电路100提供用于确定反电动势电压的跨零点的结构。
[0082]还应指出的是，微调电路120允许调整反电动势电压检测偏移电压，包括比较器28和30的输入偏移电压。
[0083]现在，应当了解，已提供了电子转子位置检测电路以及用于检测电机转子位置的方法。根据一个实施例，电机转子位置检测电路包括连接到微调电路以及基准电压产生电路的基准设置电路。基准电压产生电路连接到一个或多个比较器。根据另一个实施例，提供了一种在无传感器情况下检测电机转子位置的方法，该方法包括:响应于第一反电动势来产生第一电压；响应于来自于电机的共用电压来产生第二电压；响应于来自于电机的共用电压来产生第三电压。第一电压与第二电压相比较，产生一个比较电压，同时第一电压与第三电压相比较，产生另一比较电压。检测电路利用比较电压生成位置检测信号。
[0084]电机转子位置检测电路被配置成通过把输出端126A处的电流调整为等于电流I150或等于电流1150和I152之和来设定比较器基准电压。
[0085]根据一些实施例，其中流过电阻器125和127的电流大致等于电流I15q和I152之和并且电阻器125和127具有相同的电阻值，节点129周围可产生对称电压，S卩，比较器28的反相输入端子处的电压大于节点29处的电压的量等于比较器30的反相输入端子处的电压小于节点29处的电压的量。
[0086]如果基准设置电路126被配置成产生流过电阻器125和127、大小等于电流I150和Ii52之和的电流，并且电阻器125和127被选择为具有相等的电阻值并满足等式(I15Q+I152)*R125 = +/-50mV，则在此类实例中，不仅能够确认电机开始旋转时的状态，并且当检测到电机旋转时的电压高于预定电压时，还可判定此时的电压在+/_50mV内，应当使电机停止旋转。
[0087]在电流设定值被配置成符合等式lVdRmZlVG^Rm = +/-^)!^的例子中，在电机旋转时检测电路将会检测磁体的位置，并且比较器阈值设定用于减缓振颤。
[0088]根据本发明的另一方面，电机转子位置检测电路还包括具有第一导电端子和第二导电端子的第一电流反射镜;并且所述第一电流反射镜的第一导电端子被耦接到第一电阻器的第一端子。
[0089]根据本发明的另一方面，基准设置电路还包括:第一电流源、第二电流源、第一开关以及第一晶体管。其中，第一电流源具有第一端子和第二端子;第二电流源具有第一端子和第二端子，并且第二电流源的第一端子耦接到第一电流源的第一端子;第一开关具有控制端子、第一导电端子和第二导电端子，并且第一开关的第一导电端子耦接到第二电流源的第二端子，第一开关的第二导电端子耦接到第一电流源的第二端子;第一晶体管具有控制端子、第一载流端子和第二载流端子，并且第一晶体管的控制端子耦接到第一晶体管的第一载流端子、第一电流源的第二端子以及第二电流源的第二端子，而第一晶体管的第二载流端子以耦接方式连接，用于接收第一工作势源。
[0090]根据本发明的另一方面，基准设置电路还包括第二晶体管;第二晶体管具有控制端子、第一载流端子和第二载流端子，并且第二晶体管的控制端子耦接到第一晶体管的控制端子，第二晶体管的第二载流端子以耦接方式连接，用于接收所述第一工作势源，其中第二晶体管的第一载流端子用作基准设置电路的第一输出端子。
[0091]根据本发明的另一方面，基准设置电路还包括第三晶体管;第三晶体管具有控制端子、第一载流端子和第二载流端子，并且第三晶体管的控制端子耦接到第一晶体管和第二晶体管的控制端子，第三晶体管的第二载流端子以耦接方式连接，用于接收所述第一工作势源，其中第三晶体管的第一载流端子用作基准设置电路的第二输出端子。
[0092]根据本发明的另一方面，微调电路还包括第一组晶体管及第一组开关，其中第一组晶体管中的每个晶体管都具有控制端子、第一载流端子和第二载流端子，并且第一组晶体管中的每个晶体管的控制端子彼此耦接，而第一组晶体管的第二载流端子以耦接方式连接，用于接收第一工作势源;第一组开关中的每个开关都具有控制端子、第一导电端子和第二导电端子，并且第一组开关耦接到第一组晶体管中的对应的晶体管。
[0093]根据本发明的另一方面，微调电路还包括第二组晶体管及第二组开关，其中第二组晶体管中的每个晶体管都具有控制端子、第一载流端子和第二载流端子，并且第二组晶体管中的每个晶体管的控制端子彼此耦接，而第二组晶体管的第二载流端子以耦接方式连接，用于接收第一工作势源;第二组开关中的每个开关都具有控制端子、第一导电端子和第二导电端子，并且第二组开关耦接到第二组晶体管中的对应的晶体管。
[0094]根据本发明的另一方面，微调电路还包括具有多个端子的寄存器;并且其中第一组晶体管包括:第四晶体管、第五晶体管、第六晶体管和第七晶体管，其中第四晶体管具有控制端子、第一载流端子和第二载流端子；第五晶体管具有控制端子、第一载流端子和第二载流端子，并且第五晶体管的控制端子耦接到第四晶体管的控制端子;第六晶体管具有控制端子、第一载流端子和第二载流端子，并且第六晶体管的控制端子耦接到第四晶体管的控制端子;第七晶体管具有控制端子、第一载流端子和第二载流端子，并且第七晶体管的控制端子耦接到第四晶体管的控制端子;并且其中所述第二组晶体管包含:第八晶体管、第九晶体管、第十晶体管和第十一晶体管，其中第八晶体管具有控制端子、第一载流端子和第二载流端子，并且第八晶体管的控制端子耦接到第四晶体管的控制端子;第九晶体管具有控制端子、第一载流端子和第二载流端子，并且第九晶体管的控制端子耦接到第四晶体管的控制端子;第十晶体管具有控制端子、第一载流端子和第二载流端子，并且第十晶体管的控制端子耦接到第四晶体管的控制端子;第十一晶体管具有控制端子、第一载流端子和第二载流端子，并且第十一晶体管的控制端子耦接到第四晶体管的控制端子;并且其中所述第一组开关包括:第二开关、第三开关、第四开关和第五开关，其中第二开关具有控制端子、第一导电端子和第二导电端子，并且第二开关的第一导电端子耦接到基准设置电路的第一端子，第二开关的第二导电端子耦接到第四晶体管的第一载流端子，第二开关的控制端子耦接到寄存器的多个端子中的第一端子;第三开关具有控制端子、第一导电端子和第二导电端子，并且第三开关的第一导电端子耦接到基准设置电路的第一端子，第三开关的第二导电端子耦接到第五晶体管的第一载流端子，第三开关的控制端子耦接到寄存器的多个端子中的第二端子;第四开关具有控制端子、第一导电端子和第二导电端子，并且第四开关的第一导电端子耦接到基准设置电路的第一端子，第四开关的第二导电端子耦接到第六晶体管的第一载流端子，第四开关的控制端子耦接到寄存器的多个端子中的第三端子;第五开关具有控制端子、第一导电端子和第二导电端子，并且第五开关的第一导电端子耦接到基准设置电路的第一端子，第五开关的第二导电端子耦接到第七晶体管的第一载流端子，第五开关的控制端子耦接到寄存器的多个端子中的第四端子;并且其中所述第二组开关包括:第六开关、第七开关、第八开关和第九开关，其中第六开关具有控制端子、第一导电端子和第二导电端子，并且第六开关的第一导电端子耦接到基准设置电路的第二端子，第六开关的第二导电端子耦接到第八晶体管的第一载流端子，第六开关的控制端子耦接到寄存器的多个端子中的第五端子;第七开关具有控制端子、第一导电端子和第二导电端子，并且第七开关的第一导电端子耦接到基准设置电路的第二端子，第七开关的第二导电端子耦接到第九晶体管的第一载流端子，第七开关的控制端子耦接到寄存器的多个端子中的第六端子;第八开关具有控制端子、第一导电端子和第二导电端子，并且第八开关的第一导电端子耦接到基准设置电路的第二端子，第八开关的第二导电端子耦接到第十晶体管的第一载流端子，第八开关的控制端子耦接到寄存器的多个端子中的第七端子;第九开关具有控制端子、第一导电端子和第二导电端子，并且第九开关的第一导电端子耦接到基准设置电路的第二端子，第九开关的第二导电端子耦接到第十一晶体管的第一载流端子，第九开关的控制端子被耦接到寄存器的多个端子中的第八端子。
[0095]根据本发明的另一方面，提供了一种在无传感器情况下检测电机转子位置的方法，该方法包括:响应于第一反电动势来产生第一电压;响应于来自于电机的共用电压来产生第二电压；响应于来自于电机的共用电压来产生第三电压;对第一电压和第二电压进行比较，生成第一比较信号；对第一电压和第三电压进行比较，生成第二比较信号；响应于第一比较信号和第二比较信号来生成位置检测信号。
[0096]根据本发明的另一方面，产生第二电压和产生第一电压包括调整流过电压产生电路的电流，生成第一电压和第二电压。
[0097]虽然本文公开了一些具体的实施例，但是并非意在用这些公开的实施例来限制本发明的范围。本领域的技术人员将认识到，可以在不背离本发明的精神的情况下做出修改以及变化。本发明旨在涵盖落入所附权利要求书的范围内的所有此类修改以及变化。
【主权项】
1.一种电机转子位置检测电路，其特征在于所述电路包括: 基准设置电路，所述基准设置电路至少具有第一端子和第二端子； 微调电路，所述微调电路至少具有第一端子、第二端子和第三端子，所述微调电路的所述第一端子耦接到所述基准设置电路； 基准电压产生电路，所述基准电压产生电路具有输入端子、第一端子和第二端子；以及第一比较器，所述第一比较器具有第一输入端子、第二输入端子和输出端子，所述第一比较器的所述第一输入端子被耦接为用于接收第一电机信号，并且所述第一比较器的所述第二输入端子耦接到所述基准电压产生电路的所述第二端子。2.根据权利要求1所述的电机转子位置检测电路，其中所述微调电路包括: 寄存器，所述寄存器具有第一端子、第二端子、第三端子和第四端子，所述寄存器的所述第一端子用作所述微调电路的所述第一端子； 存储元件，所述存储元件具有输入端子和输出端子，所述存储元件的所述输出端子耦接到所述寄存器的所述第二端子;以及 接口电路，所述接口电路至少具有第一端子、第二端子和第三端子，所述接口电路的所述第一端子耦接到所述寄存器的所述第三端子。3.根据权利要求1所述的电机转子位置检测电路，其中电压调整电路的第一端子耦接到所述基准设置电路的所述第一端子，并且其中所述基准电压产生电路包括: 第一电阻器，所述第一电阻器具有第一端子和第二端子；以及 第二电阻器，所述第二电阻器具有第一端子和第二端子，所述第二电阻器的所述第一端子耦接到所述第一电阻器的所述第二端子，所述第一电阻器的所述第一端子耦接到所述第一比较器电路的所述第二输入端子，并且所述第二电阻器的所述第二端子耦接到所述基准设置电路的所述第一端子。4.根据权利要求1所述的电机转子位置检测电路，其中所述基准设置电路的所述第二端子耦接到第一电流反射镜的所述第二端子，并且其中反电动势检测电路还包括第二比较器，所述第二比较器具有第一输入端子、第二输入端子和输出端子，所述第二比较器的所述第一输入端子耦接到所述第一比较器的所述第一输入端子，并且所述第二比较器的所述第二输入端子耦接到所述基准电压产生电路的所述第一端子。5.根据权利要求1所述的电机转子位置检测电路，其中电压调整电路包括: 第一电阻器，所述第一电阻器具有第一端子和第二端子；以及 第二电阻器，所述第二电阻器具有第一端子和第二端子，所述第二电阻器的所述第一端子耦接到所述第一电阻器的所述第二端子，所述第一电阻器的所述第一端子耦接到所述第一比较器电路的所述第二输入端子，并且所述第二电阻器的所述第二端子耦接到所述基准设置电路的所述第一端子;并且其中反电动势检测电路还包括: 第一电流反射镜，所述第一电流反射镜具有第一导电端子和第二导电端子，所述第一电流反射镜的所述第一导电端子耦接到所述第一电阻器的所述第一端子； 第二电流反射镜，所述第二电流反射镜具有第一端子和第二端子，所述第二电流反射镜的所述第一端子耦接到所述基准设置电路的所述第一端子;其中所述微调电路还包括具有多个端子的寄存器； 第一晶体管，所述第一晶体管具有控制端子、第一载流端子和第二载流端子； 第二晶体管，所述第二晶体管具有控制端子、第一载流端子和第二载流端子，并且所述第二晶体管的所述控制端子耦接到所述第一晶体管的所述控制端子； 第一开关，所述第一开关具有控制端子、第一导电端子和第二导电端子，所述第一开关的所述第一导电端子耦接到所述基准设置电路的所述第一端子，所述第一开关的所述第二导电端子耦接到所述第一晶体管的所述第一载流端子，并且所述第一开关的所述控制端子耦接到所述寄存器的所述多个端子中的第一端子;以及 第二开关，所述第二开关具有控制端子、第一导电端子和第二导电端子，所述第二开关的所述第一导电端子耦接到所述第二电流反射镜的所述第二端子，所述第二开关的所述第二导电端子耦接到所述第二晶体管的所述第一载流端子，并且所述第二开关的所述控制端子耦接到所述寄存器的所述多个端子中的第二端子。6.—种电压检测电路，其特征在于所述电路包括: 电流产生电路，所述电流产生电路具有第一端子、第二端子和第三端子； 电流微调电路，所述电流微调电路具有偏置端子、第一控制端子和第一导电端子，所述偏置端子耦接到所述电流产生电路的所述第三端子； 分压器电路，所述分压器电路具有第一端子、第二端子和节点，所述分压器电路的所述第一端子耦接到所述第一导电端子； 第一电流反射镜，所述第一电流反射镜具有第一端子和第二端子，所述第一电流反射镜的所述第一端子耦接到所述分压器电路的所述第二端子;以及 第一比较器，所述第一比较器具有反相输入端子、非反相输入端子和输出端子，所述第一比较器的所述非反相输入端子耦接到所述分压器电路的所述第二端子。7.根据权利要求6所述的电压检测电路，还包括缓冲电路，所述缓冲电路具有输入端子和输出端子，所述缓冲电路的所述输出端子耦接到所述分压器电路的所述节点。8.根据权利要求6所述的电压检测电路，其中所述电流微调电路还包括: 第一电流微调部件，所述第一电流微调部件包括: 第一晶体管，所述第一晶体管具有控制端子、第一载流端子和第二载流端子，所述第一晶体管的所述控制端子用作所述电流微调电路的所述偏置端子;以及 第一开关，所述第一开关具有第一控制端子、第一导电端子和第二导电端子，所述第一开关的所述第二导电端子耦接到所述第一晶体管的所述第一载流端子，并且所述第一开关的所述第二导电端子耦接到所述分压器电路的所述第一端子。9.根据权利要求8所述的电压检测电路，其中所述电流微调电路还包括: 第二电流微调部件，所述第二电流微调部件包括: 第二晶体管，所述第二晶体管具有控制端子、第一载流端子和第二载流端子，并且所述第二晶体管的所述控制端子用作所述电流微调电路的所述偏置端子;以及 第二开关，所述第二开关具有第一控制端子、第一导电端子和第二导电端子，所述第二开关的所述第二导电端子耦接到所述第二晶体管的所述第一载流端子，并且所述第二开关的所述第二导电端子耦接到所述第一电流反射镜的所述第二端子。10.根据权利要求9所述的电压检测电路，其中所述第一电流微调部件还包括: 第三晶体管，所述第三晶体管具有控制端子、第一载流端子和第二载流端子，并且所述第三晶体管的所述控制端子耦接到所述第一晶体管的所述控制端子;以及 第三开关，所述第三开关具有第一控制端子、第一导电端子和第二导电端子，所述第三开关的所述第二导电端子耦接到所述第三晶体管的所述第一载流端子，并且所述第三开关的所述第二导电端子耦接到所述分压器电路的所述第一端子，并且其中所述第二电流微调部件还包括: 第四晶体管，所述第四晶体管具有控制端子、第一载流端子和第二载流端子，并且所述第四晶体管的所述控制端子耦接到所述第二晶体管的所述控制端子;以及 第四开关，所述第四开关具有第一控制端子、第一导电端子和第二导电端子，所述第四开关的所述第二导电端子耦接到所述第四晶体管的所述第一载流端子，并且所述第四开关的所述第二导电端子耦接到所述第一电流反射镜的所述第二端子。11.根据权利要求8所述的电压检测电路，还包括: 第二电流反射镜，所述第二电流反射镜具有第一端子和第二端子，所述第二电流反射镜的所述第一端子耦接到所述电流产生电路的所述第一端子，并且所述第二电流反射镜的所述第二端子耦接到所述分压器电路的所述第一端子，其中所述电流微调电路还包括: 第二电流微调部件，所述第二电流微调部件包括: 第二晶体管，所述第二晶体管具有控制端子、第一载流端子和第二载流端子，并且所述第二晶体管的所述控制端子用作所述电流微调电路的所述偏置端子;以及 第二开关，所述第二开关具有第一控制端子、第一导电端子和第二导电端子，所述第二开关的所述第二导电端子耦接到所述第二晶体管的所述第一载流端子，并且所述第二开关的所述第二导电端子耦接到所述第一电流反射镜的所述第二端子。
【文档编号】H02P6/182GK205647312SQ201620384840
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】横尾聪, 市川淳启
【申请人】半导体元件工业有限责任公司