专利名称：电动机驱动电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于驱动同步电动机的电动机驱动电路。
背景技术：
同步电云力机具有多种，已知例如 SPMSM (Surface Permanent Magnet Synchronous Motor)、PM(Permanent Magnet)型步进电动机、VR(Variable Reluctance)型步进电动机、 HB(Hybrid)型步进电动机、BLDCM(Brushless DC Motor)等。用于检测这些同步电动机的 旋转位置的方法，有使用传感器进行检测的方法和以没有传感器进行检测的方法。对于以没有传感器进行检测的方法，具有使用由定子和转子感应的感应电力(下 面还合适地称为速度电动势)的方法。在使用该速度电动势的方法中，具有根据电动机定 子电压·电流和电动机模式来进行矢量运算并进行位置推定的方法、以及将电动机的驱动 线(line)作为规定期间高阻抗状态来直接地检测速度电动势的方法。根据前者的方法，在 驱动期间的整个期间中，转子的位置推定是可能的。根据后者的方法，以检测的速度电动势 分量的过零定时(zero cross timing)来进行转子的位置推定是可能的。专利文献1 日本特开2007-274760号公报。根据上述前者的方法，电路规模增大，成本变高。根据上述后者的方法，在检测速 度电动势的期间，需要使向电动机的通电停止，电流的连续性被破坏。即使将转子的位置推 定所用的取样点限于速度电动势的过零定时，并且特别地在2相电动机中将各相的非通电 期间进行合计，对每个1/4电动角周期也只能检测转子的状态。
发明内容
本发明是鉴于上述问题提出的，其目的在于以低成本提供一种连续地检测感应电 压，以其为基础来高效率地驱动电动机的技术。本发明的一种方式的电动机驱动电路，包括驱动部，根据驱动信号，将电流供给 到同步电动机的线圈；线圈电流检测部，检测在线圈中流动的电流分量；按比例缩放部，其 将驱动信号按比例缩放；感应电压分量抽出部，从通过线圈电流检测部被检测的线圈电流 分量中，除去由所述按比例缩放部按比例缩放后的驱动信号，抽出感应电压分量；相位差检 测部，检测驱动信号的相位和感应电压分量的相位之间的相位差；以及驱动信号调整部，调 整所述驱动信号，使得通过相位差检测部被检测的相位差接近于目标相位差。发明效果根据本发明，能够以低成本连续地检测感应电压，并且以此为基础高效率地驱动 电动机。
图 1 是用于说明 2 相 PMSM(Permanent Magnet Synchronous Motor)的定子和转 子的关系的示意图。
图2是表示本发明实施方式相关的电动机驱动电路的构成的示意图。图3是表示本发明实施方式的变形例1相关的电动机驱动电路的构成的示意图。图4是表示本发明实施方式的变形例2相关的电动机驱动电路的构成的示意图。图5是表示本发明实施方式的变形例3相关的电动机驱动电路的构成的示意图。图6是表示相位差检测部的动作例子的时序图。图7是表示失步检测部的构成的示意图。图8是表示连续判定部的动作例子的时序图。图9是表示旋转速度检测部的构成的示意图。图10是表示旋转速度检测部的动作例子的时序图。图11是表示将反馈回路追加到图2所示的电动机驱动电路后的电动机驱动电路 的构成的示意图。图12是表示图11所示的电动机驱动电路的变形例的示意图。图13是表示失步预测判定部的构成的示意图。图14是表示相位判定部的动作例子的时序图。附图符号说明10励磁定时生成部、12励磁振幅生成部、14信号调整部、16PWM信号生成部、18H电 桥驱动部、20步进电动机、22第1线圈、M第2线圈J6转子、Rs定子电阻、30线圈电流检 测部、31差动放大器、32偏移调整部、33模拟数字变换器、34差动放大器、35低通滤波器、36 符号判定部、38按比例缩放(scaling)部、40比较调整部、42感应电压分量抽出部、44放大 器、46数字低通滤波器、48微分器、50失步(同期外Λ )检测部、52可变阈值设定部、M连 续判定部、60旋转速度检测部、62第1磁滞比较器、64第2磁滞比较器、66异或电路、70第 1过零检测部、72第2过零检测部、74相位差检测部、76选择器、78平均化部、80失步(脱 调)预测判定部、82微分器、84相位判定部、90减法部、92补偿滤波器、94选择器、96加法 器、98选择器、100电动机驱动电路。
具体实施例方式在说明本发明实施方式之前，说明本发明实施方式中使用的知识。该知识是用于 规定电动机中所包括的定子和转子的关系的知识。图1是用于说明2相PMSM的定子和转子的关系的示意图。作为前提，对图1内的 各个符号进行定义。L=各相的电感IaJb=各相的电流R =各定子的直流电阻DCRVa，Vb=各相的电压θ =转子轴和A相轴之间的夹角ω =转子角速度(d θ /dt)转子是永久磁铁，当将由其速度电动势引起的在各相产生的交链磁通的最大值设 为Φ时，A相轴分量Φ 定义为下式(1)。Oa = Ocos θ式⑴
因此，A相的定子所感应的速度电动势fe如下式(2)所示，由A相轴分量Φ 的 时间微分得到。Ea = - ω Φ sin θ 式(2)因此，A相的电压方程式按下式(3)定义。Va = (R+pL) Ia+ (-ω Φ sin θ )式(3)这里，p= d/dt。B相也能够同样地进行计算，当将图1所示的2相PMSM的A相和B相的电压方程 式汇集记载时，按下式(4)定义。数1
权利要求
1.一种电动机驱动电路，其特征在于，包括驱动部，根据驱动信号，将电流供给到同步电动机的线圈； 线圈电流检测部，检测在所述线圈中流动的电流分量； 按比例缩放部，将所述驱动信号按比例缩放；感应电压分量抽出部，从通过所述线圈电流检测部检测的线圈电流分量中，除去通过 所述按比例缩放部被按比例缩放后的驱动信号，抽出感应电压分量；相位差检测部，检测所述驱动信号的相位和所述感应电压分量的相位之间的相位差；以及驱动信号调整部，调整所述驱动信号，使得通过所述相位差检测部检测的相位差接近 于目标相位差。
2.根据权利要求1所述的电动机驱动电路，其特征在于，所述按比例缩放部，使用对在所述线圈中产生的感应电压为零的状态下的所述驱动信 号和由所述线圈电流检测部检测的线圈电流分量之间的关系进行规定的比例因数，来对所 述驱动信号按比例缩放。
3.根据权利要求2所述的电动机驱动电路，其特征在于， 所述驱动信号调整部调整所述驱动信号的振幅。
4.根据权利要求2所述的电动机驱动电路，其特征在于， 所述同步电动机是步进电动机，所述目标相位差，被设定在所述感应电压分量的相位相对于所述被按比例缩放后的驱 动信号的相位为+90° 0°的范围内。
5.根据权利要求2所述的电动机驱动电路，其特征在于， 所述同步电动机是步进电动机，所述驱动信号调整部，在所述步进电动机所包括的转子从某个停止位置开始移动到 下一个停止位置为止时，执行用于使所述相位差接近所述目标相位差的所述驱动信号的调 整，在所述转子在停止位置停止时，停止所述驱动信号的调整。
6.根据权利要求2所述的电动机驱动电路，其特征在于，所述同步电动机是步进电动机，该步进电动机包括第1线圈和第2线圈， 该电动机驱动电路检测所述第1线圈的所述相位差，调整所述第1线圈的驱动信号和 所述第2线圈的驱动信号，使得该相位差接近所述目标相位差。
7.根据权利要求2所述的电动机驱动电路，其特征在于，所述同步电动机是步进电动机，该步进电动机包括第1线圈和第2线圈， 该电动机驱动电路检测所述第1线圈的所述相位差和所述第2线圈的所述相位差，调 整所述第1线圈的驱动信号和所述第2线圈的驱动信号，使得这些相位差的平均值接近所 述目标相位差。
全文摘要
本发明提供一种以低成本连续地检测感应电压并以此为基础高效率地驱动电动机的电动机驱动电路。线圈电流检测部(30)检测线圈中流动的电流分量。按比例缩放部(38)对驱动信号按比例缩放。感应电压分量抽出部(42)从由线圈电流检测部检测的线圈电流分量中除去通过所述按比例缩放部被按比例缩放后的驱动信号，抽出感应电压分量。相位差检测部(74)检测驱动信号的相位和感应电压分量的相位之间的相位差。信号调整部(14)调整驱动信号，使得通过相位差检测部(74)被检测的相位差接近于目标相位差。
文档编号H02P6/18GK102111098SQ20101060399
公开日2011年6月29日 申请日期2010年12月22日 优先权日2009年12月28日
发明者高井和顺 申请人:三洋半导体株式会社, 三洋电机株式会社