专利名称：脉冲宽度调制型马达驱动装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及对于马达的驱动负荷增大的增加转速等，抑制声频带的振动和噪音发生的PWM型马达驱动装置。
下面，对动作进行说明。
在驱动控制3相无电刷马达的PWM型马达驱动装置中，对于马达启动时或者稳定旋转时的驱动电流控制，使用了所谓电流斩波型PWM控制方式。图3所示的PWM型马达驱动装置，通过PWM载波信号生成单元106，把PWM载波信号的脉冲锁存在锁存器104，配合脉冲的上升沿，把高电平的控制信号从锁存器104输入到驱动单元103。
驱动单元103根据来自锁存器104的高电平控制信号，使开关晶体管107断开，并使开关晶体管108导通。即，配合PWM载波信号的上升沿，使开关晶体管107断开，并使开关晶体管108导通。接着，在马达100中，电流101从“U相”负载线圈侧向“W相”负载线圈侧流入，电流101从马达100的“W相”负载线圈通过导通状态的开关晶体管108，提供给一端接地的负载电阻109并向地放电。施加于负载电阻109上的电压值作为施加于负载电阻109上的电压值输入到比较器105。
比较器105比较施加于负载电阻109上的电压值和规定的参考电压REF。当施加于负载电阻109的电压值比规定的参考电压REF大时，就判定为电流101比规定的限制值大。比较结果输入到锁存器104。当判定为电流101比规定的限制值大时，比较器105把锁存器104复位，并使输入到驱动单元103的控制信号变为低电平。接着，驱动单元103使开关晶体管108断开，并使开关晶体管107导通。这种情况下，再生电流102从马达100的“U相”负载线圈110u和“W相”负载线圈110w经由导通状态的开关晶体管107流入到电源Va。之后，新脉冲从PWM载波信号生成单元106输入到锁存器104时，配合新脉冲的上升沿高电平的控制信号重新从锁存器104输入到驱动单元103。因此，驱动单元103再次使开关晶体管108导通，使开关晶体管107断开。即，配合从PWM载波信号生成单元106输出的信号的新脉冲的上升沿，再次使开关晶体管108导通，使开关晶体管107断开。传统的PWM型马达驱动装置，重复这样的动作驱动马达100，图3所示的比较器105、负载电阻109等是用来作为限制马达100电流的单元。
这样，传统的电流斩波型PWM马达驱动装置由于检测出马达100中流过的电流，进行反馈控制，所以具有以下特征例如，与直接PWM方式等相比，马达的输入输出间传输电导的线性优越，如图3所示的负载电阻109、比较器105等电流限制单元能够比较简单地构成。
图4是传统的PWM型马达驱动装置的动作说明图。此图是表示当图3所示的马达100被驱动时，例如，介于从三相马达的“U相”负载线圈侧流向“W相”侧的电流101、102的线路中各要素的等效电路图，即表示一般电流斩波型PWM驱动装置的动作的一个例子。图中，L是马达100中具备的负载线圈110u、110w的电感成分，R是所述负载线圈110u、110w的电阻成分。Va是提供给负载线圈的电源电压。
图5是传统PWM型马达驱动装置的动作说明图。图中表示的是，当图3所示的PWM型马达驱动装置进行电流限制动作时，马达100中流过的输出电流(驱动电流101和再生电流102)的波形和PWM载波信号的波形。
如果把PWM型马达驱动装置换成图4的等效电路，则构成包括电感成分L和电阻成分R的马达的负载线圈的作用是，重复“负载线圈通电时间”和“使积蓄在负载线圈的电荷再生到电源的时间”，并使用负载线圈电感成分L的滤波效果，对该等效电路流过的电流进行平均。
图3所示的驱动电流101在马达100和PWM型马达驱动装置内流动，通过负载电阻109流入到地的时间相当于所述“负载线圈通电时间”，电流102在马达100和PWM型马达驱动装置内流动，再生于电源电压Va侧的时间相当于所述“使积蓄在负载线圈的电荷再生到电源的时间”。这里，如果把“负载线圈由通电而充电的时间”定义为T1，电流102流动的时间即“负载线圈积蓄的电荷发电的时间”定义为T2，在图4的等效电路中，下面的(1)式和(2)式成立T1＝L/R·Ln(I2/I1)…(1)T2＝L/R·Ln{(Im-I1)/(Im-I2)} …(2)式中，设Im＝Va/R。另外，I1是流过马达100的通常的电流值，I2是流过马达100的电流的限制值，如图5所示。
传统的PWM型马达驱动装置，如马达100进行通常的旋转动作时一样，在负载线圈流动的电流很少的时候，重复进行以T1＜T2表示的充电时间比例放电时间短的充放电动作，并驱动马达。这种情况下，如果驱动单元103检测到在图5中以向上的箭头表示的PWM载波信号的上升沿，如图5中被称为“通常的输出电流”波形那样，迅速使电流101在马达100中通电，并进行充电。充电电流101在时间T1内从通常输出的电流值I1增加达到电流限制值I2时，在图3所示的PWM型马达驱动装置中，作为电流限制单元的比较器105把锁存器104复位，停止充电电流101的通电，也就是停止构成该马达100的负载线圈的充电，在T2期间，把积蓄在该马达100的负载线圈的电荷放电，以便减少到电流值I1。另外，由PWM载波信号生成单元106生成的PWM载波信号再次上升时，就从放电动作切换到充电动作，随后重复充放电的周期动作，通过马达100的PWM进行驱动。
以下说明其它的传统技术。
图6是传统的其它PWM型马达驱动装置的动作说明图。在图中，601是马达通电时间，602是从马达中流动的电流达到电流限制值到定时器开始动作的时间。603为马达通电时间601与定时器动作时间602的和，是该PWM型马达驱动装置的充放电动作的周期。该周期603比可听(声频)周期长，即比声频最大的20KHz小的频率。
图6所示的马达电流和马达电流控制信号，表示控制马达启动时所述传统的其它PWM型马达驱动装置的输出电流，表示“该驱动装置超过输出电流的限制值的时刻开始，从充电动作强制转移到再生即放电动作，在由定时器等测量的一定时间内继续放电动作”的控制动作。图6所示的马达电流控制信号，经过马达通电时间601，当马达电流达到电流限制值时，使在定时器动作时间602内进行放电动作，再次重复控制使马达通电。
由于图3所示的传统PWM型马达驱动装置如上所述构成，因此，在如马达启动时的消耗电量变多的情况下，如图5所示的称为“波纹周期倍化时的输出电流”表示的波形，发生输出电流的电流波纹周期为PWM载波信号周期的2倍、3倍等等倍化的现象。若详细说明此波纹倍化现象，就是如果马达要求的电量变多，则充电需要的时间变长T1＞T2，PWM载波信号的上升沿检测出后马上开始的充电到达电流限制值需要时间，在下一个PWM载波信号的上升沿检测出的阶段，由于仍然没有达到电流限制值而正在充电中，这些上升沿期间不进行放电动作，充电动作持续进行，一直到充电电流达到电流限制值。其结果，例如迟滞了PWM载波信号一个周期。这时候，输出电流的波纹周期变成了2倍。另外，充电时间T1越长，输出电路的波纹周期就增加为3倍、4倍。
发生2倍以上的输出电流波纹周期倍化的条件是T1＞T2时，由所述(1)、(2)式求出下式。
T1＞T2∴L/R·Ln(I2/I1)＞L/R·Ln{(Im-I1)/(Im-I2)} …(3)∴I2/I1＞(Im-I1)/(Im-I2) …(4)∴I2/I1＞Im …(5)即使预先把PWM载波信号的频率设定为比声频带还高得多的频率，防止输出电流的频率进入声频带，根据此波纹周期倍化现象，输出电流的频率下降为电流波纹频率，通过电流波纹频率的输出电流值的变动使产生声频带的噪音，而且马达启动时的噪音增加。
另外，即使是在使用其它的传统技术即图6所示的马达电流控制信号，使从该驱动装置超过输出电流限制值的时刻开始，强制从充电动作转移到再生即放电动作，并由定时器等测量的一定时间内继续进行放电动作的情况下，负载线圈的通电时间，即充电时间根据(1)式求出的T1来确定，有时与由定时等测量的一定期间的强制再生时间之间的和，即充放电周期动作成为声频带的噪音。
在采用根据限制电流值的电流斩波型的PWM型马达驱动装置中，如此马达启动时的波纹周期倍化现象是不能够回避的。另外，即使是在使从该驱动装置超过输出电流限制值的时刻开始，强制从充电动作转移到再生即放电动作，并由定时器等测量的一定时间内继续进行放电动作的情况下，也避免不了输出电流的电流波纹频率变成声频带的噪音的问题。
在考虑了如上述问题的本发明，其目的在于获得一种使马达启动时生成的流过马达的输出电流的频率不进入声频带的范围内，从而抑制噪音的PWM型马达驱动装置。
根据本发明，提供一种PWM型马达驱动装置，其包括PWM旋转控制信号生成单元，该PWM旋转控制信号生成单元生成将频率设定成比由PWM占空比控制信号生成单元生成的PWM占空比控制信号高的脉冲设定在比PWM占空比控制信号的固定占空比大的占空比的PWM旋转控制信号；PWM控制单元，当判定为马达的转速在规定的转速以上时，根据由所述PWM旋转控制信号生成单元生成的PWM旋转控制信号的占空比，确定马达的充电动作与马达的放电动作之间的时间比例，并生成指示以该时间比例交替进行马达的充电动作和放电动作的驱动控制命令。
根据本发明，提供一种PWM型马达驱动装置，其通过PWM占空比控制信号生成单元设定PWM占空比控制信号的固定占空比，使得流过以时间比例交替执行马达的充电动作和放电动作的马达的输出电流不会提高到电流限制值。
根据本发明，提供一种PWM型马达驱动装置，由PWM控制单元生成的驱动控制命令，命令驱动单元响应PWM占空比控制信号脉冲的上升沿进行马达的充电动作，响应PWM占空比控制信号脉冲的下降沿进行马达的放电动作。
根据本发明，提供一种PWM型马达驱动装置，在使马达启动时，PWM控制单元根据由PWM占空比控制信号生成单元生成的PWM占空比控制信号驱动马达，并根据由PWM旋转控制信号生成单元生成的PWM旋转控制信号，控制驱动单元以便马达的转速上升到常用的转速。
根据本发明，提供一种PWM型马达驱动装置，其包括PWM占空比控制信号生成单元，生成将频率设定成比声频高的脉冲设定在固定占空比的PWM占空比控制信号；通电相切换检测单元，检测马达的通电相切换；PWM控制单元，判定由该通电相切换检测单元检测出的通电相切换数是否达到所规定的数，当通电相切换数判定为未达到规定的数时，根据由所述PWM占空比控制信号生成单元生成的PWM占空比控制信号的固定占空比，确定马达的充电动作和马达的放电动作的时间比例，并生成指示以此时间比例交替进行马达的充电动作和放电动作的驱动控制命令；驱动单元，根据该PWM控制单元生成的驱动控制命令，驱动马达以便马达以上述时间比例交替进行充电动作和放电动作。
根据本发明，提供一种PWM型马达驱动装置，其包括PWM旋转控制信号生成单元，其生成将频率设定成比由PWM占空比控制信号生成单元生成的PWM占空比控制信号高的脉冲设定在比PWM占空比控制信号的固定占空比大的占空比的PWM旋转控制信号；这里的PWM控制单元，当判定通电相切换数达到规定的数时，根据所述PWM旋转控制信号生成单元生成的PWM旋转控制信号的占空比，确定马达的充电动作和马达放电动作的时间比例，并生成指示以此时间比例交替进行马达的充电动作和放电动作的驱动控制命令。
根据本发明，提供一种PWM型马达驱动装置，其通过PWM占空比控制信号生成单元设定PWM占空比控制信号的固定占空比，使得流过以时间比例交替执行马达的充电动作和放电动作的马达的输出电流不会提高到电流限制值。
根据本发明，提供一种PWM型马达驱动装置，其包括PWM占空比控制信号生成单元，生成将频率设定成比声频高的脉冲设定在固定占空比的PWM占空比控制信号；PWM控制单元，当从马达开始驱动所经过的时间没有达到规定的时间时，根据所述PWM占空比控制信号生成单元生成的PWM占空比控制信号的固定占空比，确定马达的充电动作和放电动作的时间比例，并生成指示以此时间比例交替进行马达的充电动作和放电动作的驱动控制命令；驱动单元，根据该PWM控制单元生成的驱动控制命令，驱动马达以上述时间比例交替进行充电动作和放电动作。
根据本发明，提供一种PWM型马达驱动装置，其包括PWM旋转控制信号生成单元，生成将频率设定成比由PWM占空比控制信号生成单元生成的PWM占空比控制信号高的脉冲设定在比PWM占空比控制信号的固定占空比大的占空比的PWM旋转控制信号；这里的PWM控制单元，当从马达开始驱动经过的时间达到规定的时间时，根据所述PWM旋转控制信号生成单元生成的PWM旋转控制信号的占空比，确定马达的充电动作和马达的放电动作的时间比例，并生成指示以此时间比例交替进行马达的充电动作和放电动作的驱动控制命令。
根据本发明，提供一种PWM型马达驱动装置，其通过PWM占空比控制信号生成单元设定PWM占空比控制信号的固定占空比，使得流过以时间比例交替执行马达的充电动作和放电动作的马达的输出电流不会提高到电流限制值。
图2是实施例1的PWM马达驱动装置的动作说明图。
图3是表示传统的PWM型马达驱动装置的概略结构框图。
图4是传统的PWM型马达驱动装置的动作说明图。
图5是传统的PWM型马达驱动装置的动作说明6是传统的其它PWM型马达驱动装置的动作说明图。
符号的说明1 PWM占空比控制信号生成单元2 PWM控制单元3 转速检测单元4 通电相切换检测单元5 PWM旋转控制信号生成单元6 驱动单元7 电源8、9、10输出缓冲器
11 3相马达(马达)
图1是表示本发明实施例1的PWM型马达驱动装置的结构框图。在图中，12u是与U相的末端连接的“U相”负载线圈，12v是与V相的末端连接的“V相”负载线圈，12w是与W相的末端连接的“W相”负载线圈，11是通过Pulse Width Modulation(以下称为PWM)驱动的3相马达(马达)。
1是PWM占空比控制信号生成单元，生成将频率设定成比声频带的最高频率20KHz高的固定脉宽的脉冲设定在固定33％的固定占空比的PWM占空比控制信号。PWM占空比控制信号的固定占空比在3相马达开始驱动运转情况下，响应PWM占空比控制信号的各自上升沿在驱动电流的电流线路被改变的时候，确定驱动电流不会达到电流限制值。
5是PWM旋转控制信号生成单元(PWM信号生成单元)，生成固定脉宽的脉冲设定在比PWM占空比控制信号的频率还高的频率，并且设定在比PWM占空比控制信号的固定占空比还大的占空比的PWM旋转控制信号。PWM旋转控制信号的频率和占空比，在3相马达稳定旋转运转的情况下，响应PWM占空比控制信号的各自上升沿在驱动电流的电流线路被改变的时候，设定3相马达11以最优效率旋转驱动。
4是根据3相马达11的末端U、V、W的电流值，检测3相马达11中实施的通电相切换，并且在每次检测通电相切换时，生成通电相切换信号的脉冲的通电相切换检测单元。3是根据从通电相切换检测单元4传来的通电相切换信号的脉冲，检测3相马达11的转速，并且生成表示3相马达11的转速的转速信号的转速检测单元。
2是PWM控制单元，其按照从转速检测单元3传来的转速信号，判定3相马达11是刚开始驱动运转还是接近于稳定旋转动作；当3相马达11刚开始驱动运转时，根据PWM占空比控制信号生成单元1的PWM占空比控制信号的固定占空比，确定马达的充电动作和马达的放电动作之间的时间比例；当3相马达11接近于稳定旋转动作驱动运转时，根据PWM旋转控制信号生成单元5的PWM旋转控制信号的占空比，确定马达的充电动作和马达的放电动作之间的时间比例；并生成指示以此确定的时间比例交替进行马达的充电动作和放电动作的驱动控制命令。
6是在马达启动时，根据驱动控制命令，以所确定的时间比例交替执行马达的充电动作和放电动作同时驱动马达的驱动单元。例如，驱动单元6控制3相马达11，以便响应PWM占空比控制信号或PWM旋转控制信号脉冲的上升沿实施通电相切换；响应PWM占空比控制信号或PWM旋转控制信号脉冲的上升沿实施充电动作；以及响应PWM占空比控制信号或PWM旋转控制信号脉冲的下降沿实施放电动作。
7是驱动3相马达11的电源。8是按照驱动单元6的控制信号从来自电源7的电功率生成流过“U相”负载线圈12u的电流的输出缓冲器。9是按照驱动单元6的控制信号从来自电源7的电功率生成流过“V相”负载线圈12v的电流的输出缓冲器。10是按照驱动单元6的控制信号从来自电源7的电功率生成流过“W相”负载线圈12w的电流的输出缓冲器。
图2是实施例1的PWM马达驱动装置的动作说明图。此图表示，在T11期间从PWM占空比控制信号生成单元1输入到PWM控制单元2的PWM占空比控制信号，和在T12期间从PWM旋转控制信号生成单元5输入到PWM控制单元2的PWM旋转控制信号，以及例如通过3相马达11内部的负载线圈在U相负载线圈12u和V相负载线圈12v之间流动的电流的时序图。
下面，对实施例1的PWM型马达驱动装置的动作进行说明。
如图2所示，PWM占空比控制信号生成单元1是生成，例如，由脉宽即使PWM的马达驱动电流通电的“开”时间T6、执行PWM的马达驱动再生动作的“关”时间T5构成的PWM占空比控制信号的电路。PWM占空比控制信号，是以时间T5和时间T6的和表示的脉冲的一个周期T4比50微秒短、也就是以比20KHz高的频率重复周期变化的信号，而且，表示“开”的时间T6和表示“关”的时间T5的占空比，例如形成时间T6是33％、时间T5是67％的结构。PWM占空比控制信号生成单元1，把具有使电流通电的时间T6脉宽同时超过声频带的20KHz的PWM占空比控制信号提供给PWM控制单元2。
PWM旋转控制信号生成单元5，生成由执行PWM的马达驱动再生动作的“关”时间T7和脉宽，即使PWM的马达驱动电流通电的“开”时间T8构成的PWM旋转控制信号。确定时间T7和时间T8及由时间T7和时间T8构成的脉冲周期T10，使得PWM旋转控制信号的占空比和频率比PWM占空比控制信号的占空比和频率高。例如，确定PWM旋转控制信号的占空比和频率，使得在比规定的转速还要高的情况下，3相马达11高效率地增加转速，并能以常用的转速驱动。PWM旋转控制信号是通过PWM旋转控制信号生成单元5提供给PWM控制单元2。
另外，转速检测单元3根据由通电相切换检测单元4检测出的3相马达11的通电相切换，检测3相马达11的转速；PWM控制单元2把表示检测出的3相马达11的转速的转速信号从转速检测单元3输入。
PWM控制单元2根据转速信号，从PWM占空比控制信号或者PWM旋转控制信号生成驱动控制命令，从而控制驱动单元6。驱动单元6通过输出缓冲器8、9、10把从电源7提供的驱动电流提供给3相马达11，进行适合转速的驱动控制。
具体地说，PWM控制单元2根据由转速检测单元3检测出的3相马达11的转速，判定3相马达11是刚开始驱动运转还是接近于稳定旋转动作。当3相马达11的转速比规定的转速低时，PWM控制单元2判定为3相马达11是刚开始驱动运转且急剧增加转速的期间，根据PWM占空比控制信号生成单元1的PWM占空比控制信号的固定占空比，确定马达的充电动作和马达的放电动作之间的时间比例，生成指示以此确定的时间比例交替进行马达的充电动作和放电动作的驱动控制命令，并把驱动控制命令传送到驱动单元6。
接着，在如图2所示的T11期间，驱动单元6根据驱动控制命令控制3相马达11的驱动运转。即，驱动单元6响应PWM占空比控制信号的脉冲的上升沿，从3个负载线圈中选择2个负载线圈(例如，U相负载线圈12u和V相负载线圈12V)，只在“开”时间T6期间通过输出缓冲器8等，用来自电源7的驱动电流对3相马达11的U相负载线圈12u和V相负载线圈12v通电，从而进行充电动作。接着，只在“关”时间T5期间，响应PWM占空比控制信号的脉冲的下降沿，进行再生动作(或者放电动作)，并把U相负载线圈12u和V相负载线圈12v中残留的电荷作为再生电流，返回到电源7。在此，驱动单元6通过自备的图中未示的晶体管再生电路或者二极管再生电路等，在时间T5期间从3相马达11的该相的负载线圈进行电流的再生动作。
因此，由于充电动作和再生动作期间与PWM占空比控制信号的脉冲的上升沿和下降沿对应地被固定，在3相马达11中流过的输出电流(驱动电流和再生电流的总称)的变动周期与超过声频带的最大频率20KHz的PWM占空比控制信号的频率一致，所以，能够抑制3相马达11在转速增加时产生的声频带的噪音。
在此，PWM占空比控制信号生成单元1，考虑到构成3相马达11的线圈的电感成分和电阻成分，驱动单元6例如通过输出缓冲器8用来自电源7的驱动电流对3相马达11通电时，短时间设定如图2所示的时间T6，使得该通电的电流值不能达到3相马达11的电流限制值。因此，输出电流值的变动幅度变小。接着，如果3相马达的转速上升到规定的转速，PWM控制单元2判定3相马达11的驱动运转为接近于稳定旋转动作，并根据PWM占空比控制信号生成单元1的PWM占空比控制信号的固定占空比，确定马达的充电动作和马达的放电动作之间的时间比例，而且，生成指示以此确定的时间比例交替进行马达的充电动作和放电动作的驱动控制命令，把驱动控制命令传送到驱动单元6。
接着，在如图2所示的T12期间，驱动单元6根据驱动控制信号控制3相马达11的驱动运转。即，驱动单元6响应PWM占空比控制信号的脉冲的上升沿，从3个负载线圈中选择2个负载线圈(例如，U相负载线圈12u和V相负载线圈12v)，只在“开”时间T8的期间通过输出缓冲器8等用来自电源7的驱动电流对3相马达11的U相负载线圈12u和V相负载线圈12v通电，从而进行充电动作。接着，响应PWM占空比控制信号的脉冲的下降沿，只在“关”时间T7的期间进行再生动作，并把U相负载线圈12u和V相负载线圈12v中残留的电荷作为再生电流，返回到电源7。
因此，由于PWM旋转控制信号的占空比和频率比PWM占空比控制信号的占空比和频率还要高，所以，进一步有效地增加3相马达11的转速。
PWM控制单元2从PWM占空比控制信号切换到PWM旋转控制信号控制驱动单元6的定时，例如图2所示的时序图中，在3相马达11的转速增加途中的时刻T9，切换3相马达11的控制。如果这根据占空比33％的脉冲持续给3相马达11通电的转速增加控制，就会以固定的转速稳定下来，但不会达到所希望的转速(稳定转速)。因此，PWM控制单元2通过转速检测单元3监视3相马达11的转速，在根据占空比33％的脉冲的达到控制上限的转速之前，适当地把用于驱动单元6的控制的信号从PWM占空比控制信号切换到PWM旋转控制信号，并进一步增加3相马达11的转速，在图2的T12期间，使该3相马达11的转速增加到常用转速。
另外，对于实施例1中的PWM型马达驱动装置的动作，虽然对3相马达11的各相的通电时间T6和再生时间T5的PWM占空比作为33％通电、67％再生进行了说明，但该PWM占空比只不过是一个例子而已，可适当设定PWM占空比，以适合于如上所述构成驱动对象即马达的线圈各常数和转数等。另外，表示马达通电时间的脉冲的百分比设定成小的值，使得马达中流过的电流不会达到电流限制值。
另外，也有常用的马达或者最高转速非常低的马达，在这样的情况下，也可以用通电切换检测单元4检测从输出缓冲器8、9、10各自输出的驱动电流，并对3相的相切换次数进行计数，在进行了若干次计数的时刻，PWM控制单元2控制切换PWM占空比控制信号和PWM旋转控制信号。另外，考虑控制对象的马达的特性，也可以用PWM控制单元2在从马达启动已经过固定时间后，例如几秒后，控制PWM占空比控制信号和PWM旋转控制信号切换。
另外，在本实施例1中，响应PWM占空比控制信号或PWM旋转控制信号的上升沿进行充电动作，响应PWM占空比控制信号或PWM旋转控制信号的下降沿进行放电动作。但是，也可以响应PWM占空比控制信号或PWM旋转控制信号的下降沿进行充电动作，响应PWM占空比控制信号或PWM旋转控制信号的上升沿进行放电动作。也就是说，交替实施的充电动作和放电动作的时间比例是按照PWM占空比控制信号或PWM旋转控制信号的占空比来确定的。
另外，PWM旋转控制信号生成单元5，也可以包含在PWM控制单元2中构成。
如以上所述，根据实施例1，由于PWM占空比控制信号的脉冲频率比声频带要高，在刚开始驱动运转3相马达11的情况下，响应PWM占空比控制信号的脉冲的上升沿强制进行充电动作，响应PWM占空比控制信号的脉冲的下降沿强制进行再生动作，因此，在3相马达中流过的输出电流中不会出现波纹周期倍化现象，流过3相马达11的输出电流的变动周期超过声频带的最高频率20KHz，所以能够抑制3相马达11转速增加时生成的声频带的噪音。
另外，控制PWM占空比控制信号的占空比，降低了马达中流过的电流达到电流限制值的可能，因此，具有使流过3相马达11的输出电流值的变动变小，防止由3相马达11的驱动发生的振动，可进一步降低噪音的发生的效果。
另外，如果3相马达的转速上升到规定的转速，则判定为3相马达11的驱动运转接近于稳定旋转动作，并根据比PWM占空比控制信号的占空比和频率还要高的PWM旋转控制信号，控制3相马达11的驱动运转，因此，3相马达的转速能够可靠地增加，并且，3相马达11的转速能够有效地增加。
另外，根据实施例1，由于从马达开始启动经过设定的时间后，例如几秒后，能够控制切换PWM占空比控制信号和PWM旋转控制信号，因此，在马达启动时具有抑制声频带的噪音的效果。
另外，根据实施例1，与使马达启动时设定马达中流过的电流限制值，并用电流斩波型PWM驱动控制电流的情况，或者，检测马达中流过的电流限制值，使一定时间电流用晶体管或二极管再生，然后再通电，进行重复这样动作的控制的情况相比，通过适当设定PWM占空比控制信号的占空比，具有在从停止或低速开始增加转速的时候，能够防止3相马达11中流过的驱动电流达到电流限制值，并能够防止驱动电流的波纹频率进入声频带的效果。发明的效果根据本发明，PWM型马达驱动装置，包括PWM占空比控制信号生成单元，生成将频率设定成比声频带高的脉冲设定在固定占空比的PWM占空比控制信号；转速检测单元，检测马达的转速；PWM控制单元，根据该转速检测单元检测出的转速，判定马达的转速是否比规定的转速低，当马达的转速判定为比规定的转速低时，根据所述PWM占空比控制信号生成单元生成的PWM占空比控制信号的固定占空比，确定马达的充电动作和马达的放电动作之间的时间比例，并生成指示以此时间比例交替进行马达的充电动作和放电动作的驱动控制命令；驱动单元，根据该PWM控制单元生成的驱动控制命令，驱动马达以上述时间比例交替进行充电动作和放电动作，因此，具有能够抑制马达的转速增加时产生的声频带噪音的效果。
根据本发明，PWM型马达驱动装置，包括PWM旋转控制信号生成单元，其生成将频率设定成比由PWM占空比控制信号生成单元生成的PWM占空比控制信号高的脉冲设定在比PWM占空比控制信号的固定占空比大的占空比的PWM旋转控制信号；PWM控制单元，当判定马达的转速在规定的转速以上时，根据由所述PWM旋转控制信号生成单元生成的PWM旋转控制信号的占空比，确定马达的充电动作和马达的放电动作之间的时间比例，并生成指示以此时间比例交替进行马达的充电动作和放电动作的驱动控制命令，因此，具有马达的转速可靠而高效率地增加到稳定的转速的效果。
根据本发明，PWM占空比控制信号的固定占空比由PWM占空比控制信号生成单元设定，使得流过以时间比例交替执行马达的充电动作和放电动作的马达的输出电流不会提高到电流限制值，因此，具有能够使输出电流值的变动幅度变小，而且，进一步抑制马达的转速增加时产生的声频带的噪音的效果。
根据本发明，通过PWM控制单元生成的驱动控制命令，命令驱动单元响应PWM占空比控制信号的脉冲的上升沿进行马达的充电动作，响应PWM占空比控制信号的脉冲的下降沿进行马达的放电动作，因此，具有马达的充放电动作以驱动信号的频率能够可靠执行的效果。
根据本发明，PWM控制单元，在使马达启动时，根据PWM占空比控制信号生成单元生成的PWM占空比控制信号驱动马达，并根据PWM旋转控制信号生成单元生成的PWM旋转控制信号，控制驱动单元使马达的转速上升到常用转速上，因此，马达具有其转速可靠而高效率地增加到稳定的转速的效果。
根据本发明，PWM马达驱动装置，包括PWM占空比控制信号生成单元，生成将频率设定成比声频带高的脉冲设定在固定占空比的PWM占空比控制信号；通电相切换检测单元，检测马达的通电相切换；PWM控制单元，判定由该通电相切换检测单元检测出的通电相切换数是否达到规定的数，当通电相切换数判定为未达到规定的数时，根据所述PWM占空比控制信号生成单元生成的PWM占空比控制信号的固定占空比，确定马达的充电动作和马达的放电动作之间的时间比例，并生成指示以此时间比例交替进行马达的充电动作和放电动作的驱动控制命令；驱动单元，根据由该PWM控制单元生成的驱动控制命令，驱动马达以上述时间比例交替进行充电动作和放电动作，因此，具有能够抑制马达的转速增加时产生的声频带的噪音的效果。
根据本发明，PWM型马达驱动装置，包括PWM旋转控制信号生成单元，其生成将频率设定成比由PWM占空比控制信号生成单元生成的PWM占空比控制信号高的脉冲设定在比PWM占空比控制信号的固定占空比大的占空比的PWM旋转控制信号；在此PWM控制单元，当判定通电相切换数达到规定数时，根据所述PWM旋转控制信号生成单元生成的PWM旋转控制信号的占空比，确定马达的充电动作和马达的放电动作之间的时间比例，并生成指示以此时间比例交替进行马达的充电动作和放电动作的驱动控制命令，因此，具有马达的转速可靠而高效率地增加到稳定的转速的效果。
根据本发明，PWM占空比控制信号的固定占空比由PWM占空比控制信号生成单元设定，使得流过以时间比例交替执行马达的充电动作和放电动作的马达的输出电流不会提高到电流限制值，因此，具有能够使输出电流值的变动幅度变小，而且，进一步抑制马达的转速增加时产生的声频带的噪音的效果。
根据本发明，PWM型马达驱动装置，包括PWM占空比控制信号生成单元，生成将频率设定成比声频带高的脉冲设定在固定占空比的PWM占空比控制信号；PWM控制单元，当从开始驱动马达所经过时间没有达到规定的时间时，根据所述PWM占空比控制信号生成单元生成的PWM占空比控制信号的固定占空比，确定马达的充电动作和马达的放电动作之间的时间比例，并生成指示以此时间比例交替进行马达的充电动作和放电动作的驱动控制命令；驱动单元，根据该PWM控制单元生成的驱动控制命令，驱动马达以上述时间比例交替进行充电动作和放电动作，因此，具有能够抑制马达的转速增加时产生的声频带的噪音的效果。
根据本发明，PWM型马达驱动装置，包括PWM旋转控制信号生成单元，其生成将频率设定成比由PWM占空比控制信号生成单元生成的PWM占空比控制信号高的脉冲设定在比PWM占空比控制信号的固定占空比大的占空比的PWM旋转控制信号；在此PWM控制单元，当从开始驱动马达所经过时间达到规定的时间时，根据所述PWM旋转控制信号生成单元生成的PWM旋转控制信号的占空比，确定马达的充电动作和马达的放电动作之间的时间比例，并生成指示以此时间比例交替进行马达的充电动作和放电动作的驱动控制命令，因此，具有马达的转速可靠而高效率地增加到稳定的转速的效果。
根据本发明，PWM占空比控制信号的固定占空比由PWM占空比控制信号生成单元设定，使得流过以时间比例交替执行马达的充电动作和放电动作的马达的输出电流不会提高到电流限制值，因此，具有能够使输出电流值的变动幅度变小，而且，进一步抑制马达的转速增加时产生的声频带的噪音的效果。
权利要求
1.一种PWM型马达驱动装置，其特征在于包括PWM占空比控制信号生成单元，生成将频率设定成比声频带高的脉冲设定在固定占空比的PWM占空比控制信号；转速检测单元，检测马达的转速；PWM控制单元，根据由该转速检测单元检测出的转速，判定马达的转速是否比规定的转速低，当马达的转速判定为比规定的转速低时，根据由所述PWM占空比控制信号生成单元生成的PWM占空比控制信号的固定占空比，确定马达的充电动作和马达的放电动作之间的时间比例，并生成指示以此时间比例交替进行马达的充电动作和放电动作的驱动控制命令；驱动单元，根据由该PWM控制单元生成的驱动控制命令，驱动马达以所述时间比例交替进行充电动作和放电动作。
2.如权利要求1所述的PWM型马达驱动装置，其特征在于包括PWM旋转控制信号生成单元，其生成将频率设定成比由PWM占空比控制信号生成单元生成的PWM占空比控制信号高的脉冲设定在比PWM占空比控制信号的固定占空比大的占空比的PWM旋转控制信号；在此，PWM控制单元，当判定为马达的转速在规定的转速以上时，根据由所述PWM旋转控制信号生成单元生成的PWM旋转控制信号的占空比，确定马达的充电动作与马达的放电动作之间的时间比例，并生成指示以该时间比例交替进行马达的充电动作和放电动作的驱动控制命令。
3.如权利要求1所述的PWM马达驱动装置，其特征在于PWM占空比控制信号的固定占空比由PWM占空比控制信号生成单元设定，使得流过以时间比例交替执行马达的充电动作和放电动作的马达的输出电流不会提高到电流限制值。
4.如权利要求1所述的PWM马达驱动装置，其特征在于由PWM控制单元生成的驱动控制命令，命令驱动单元响应PWM占空比控制信号的脉冲的上升沿进行马达的充电动作，响应PWM占空比控制信号的脉冲的下降沿进行马达的放电动作。
5.如权利要求2所述的PWM马达驱动装置，其特征在于PWM控制单元，在使马达启动时，根据由PWM占空比控制信号生成单元生成的PWM占空比控制信号驱动马达，根据PWM旋转控制信号生成单元生成的PWM旋转控制信号，控制驱动单元使马达的转速上升到常用转速上。
6.一种PWM型马达驱动装置，其特征在于包括PWM占空比控制信号生成单元，生成将频率设定成比声频带高的脉冲设定在固定占空比的PWM占空比控制信号；通电相切换检测单元，检测马达的通电相切换；PWM控制单元，判定由该通电相切换检测单元检测出的通电相切换数是否达到规定的数，当通电相切换数判定为未达到规定的数时，根据所述PWM占空比控制信号生成单元生成的PWM占空比控制信号的固定占空比，确定马达的充电动作和马达的放电动作之间的时间比例，并生成指示以此时间比例交替进行马达的充电动作和放电动作的驱动控制命令；驱动单元，根据由该PWM控制单元生成的驱动控制命令，驱动马达以所述时间比例交替进行充电动作和放电动作。
7.如权利要求6所述的PWM马达驱动装置，其特征在于包括PWM旋转控制信号生成单元，其生成将频率设定成比由PWM占空比控制信号生成单元生成的PWM占空比控制信号高的脉冲设定在比PWM占空比控制信号的固定占空比大的占空比的PWM旋转控制信号；在此，PWM控制单元，当判定通电相切换数达到规定数时，根据所述PWM旋转控制信号生成单元生成的PWM旋转控制信号的占空比，确定马达的充电动作和马达的放电动作之间的时间比例，并生成指示以此时间比例交替进行马达的充电动作和放电动作的驱动控制命令。
8.如权利要求6所述的PWM马达驱动装置，其特征在于PWM占空比控制信号的固定占空比由PWM占空比控制信号生成单元设定，使得流过以时间比例交替执行马达的充电动作和放电动作的马达的输出电流不会提高到电流限制值。
9.一种PWM型马达驱动装置，其特征在于包括PWM占空比控制信号生成单元，生成将频率设定成比声频带高的脉冲设定在固定占空比的PWM占空比控制信号；PWM控制单元，当从开始驱动马达所经过时间没有达到规定的时间时，根据所述PWM占空比控制信号生成单元生成的PWM占空比控制信号的固定占空比，确定马达的充电动作和马达的放电动作之间的时间比例，并生成指示以此时间比例交替进行马达的充电动作和放电动作的驱动控制命令；驱动单元，根据由该PWM控制单元生成的驱动控制命令，驱动马达以上述时间比例交替进行充电动作和放电动作。
10.如权利要求9所述的PWM马达驱动装置，其特征在于包括PWM旋转控制信号生成单元，其生成将频率设定成比由PWM占空比控制信号生成单元生成的PWM占空比控制信号高的脉冲设定在比PWM占空比控制信号的固定占空比大的占空比的PWM旋转控制信号；在此，当从开始驱动马达所经过时间达到规定的时间时，PWM控制单元根据由所述PWM旋转控制信号生成单元生成的PWM旋转控制信号的占空比，确定马达的充电动作和马达的放电动作之间的时间比例，并生成指示以此时间比例交替进行马达的充电动作和放电动作的驱动控制命令。
11.如权利要求9所述的PWM马达驱动装置，其特征在于PWM占空比控制信号的固定占空比由PWM占空比控制信号生成单元设定，使得流过以时间比例交替执行马达的充电动作和放电动作的马达的输出电流不会提高到电流限制值。
全文摘要
本发明可获得一种不会使马达启动时产生的马达驱动电流的波纹频率进入到声频带范围的PWM型马达驱动装置。由转速检测单元3检测3相马达11的转速，由PWM占空比控制信号生成单元1生成脉冲频率比声频带高的PWM占空比控制信号，当PWM控制单元2使马达加速时，根据PWM占空比控制信号控制驱动单元6，当马达的转速达到规定的转速时，根据PWM旋转控制信号生成单元5生成的PWM旋转信号，控制驱动单元6并驱动3相马达11。
文档编号H02P6/08GK1471226SQ03108329
公开日2004年1月28日 申请日期2003年3月24日 优先权日2002年7月24日
发明者帆足正治, 宫崎胜己, 己 申请人:三菱电机株式会社, 三菱电机工程株式会社