无刷直流电机相位控制电路的制作方法_2

文档序号:10107175阅读:来源:国知局
6,所述第二速度计数器13采用N-Μ位速度计数器23,所述速度寄存器14采用N-Μ位速度寄存器24。其中,Ν、Μ为正整数,且Ν大于Μ。
[0023]Ν 的值的设定满足:2N*T_CK>MAX (T_Hall Edge),其中,T_CK 是时钟周期,MAX (T_Hall Edge)是霍尔信号的最大周期;M的值根据相位控制的精度确定。
[0024]在本实施方式中,所述N位速度计数器22的高N-Μ位输出端与所述N_M位速度寄存器24的输入端相连(当N = 8,M = 3时,其D4-D8连接到所述N-Μ位速度寄存器24的输入端,如图2所示)。所述N位速度计数器22输入是周期为t的内部时钟CK,并根据霍尔边沿信号将计数到的霍尔边沿信号周期时长的高N-Μ位存入到所述N-Μ位速度寄存器24,之后清零准备下次计数。
[0025]在本实施方式中,所述比较单元25包括:一同或门组251以及一第一与门252。
[0026]所述同或门组251包括N-Μ个同或门;每一同或门的输入端分别与所述N_M位速度寄存器24以及所述N-Μ位速度计数器23的相应输出端相连,以对二者相应输出端的的输出做同或运算;所述同或门组251的输出端均接入所述第一与门252的输入端。每一同或门的输入端输入的N-Μ位速度计数器的计数的位和N-Μ位速度寄存器的位是一一对应的。例如,N-Μ位速度寄存器24缓存的第一位计数与N-Μ位速度计数器23的第一位计数输入到一个同或门的两输入端,N-Μ位速度寄存器24缓存的第二位计数与N-Μ位速度计数器23的第二位计数输入到一个同或门的两输入端,N-Μ位速度寄存器24缓存的第N-Μ位计数与N-Μ位速度计数器23的第N-Μ位计数输入到一个同或门的两输入端。
[0027]所述第一与门252的输出端与所述Μ位相位计数器26的时钟端CK相连,以输出相位计数信号Step至所述Μ位相位计数器26 ;所述第一与门252的输出端同时与所述Ν-Μ位速度计数器23的清零端Reset相连,所述第一与门252输出的相位计数信号Step同时清零所述N-Μ位速度计数器23,以使其准备下次计数。当所述N-Μ位速度计数器23计数到霍尔信号周期的每1/2%寸,所述第一与门252输出相位计数信号Step作为时钟输入到Μ位相位计数器26,每个相位计数信号Step对应的相位为180° /2'
[0028]在本实施方式中,所述输出控制单元27包括:一第二与门271,所述第二与门271的输入端与所述Μ位相位计数器26的输出端OUT相连,用于输出优化后的超前霍尔边沿信号。即,当所述Μ位相位计数器26的输出端输出全部为1时,第二与门271输出优化后的超前霍尔边沿信号。通过设置Μ位相位计数器26的初始值,可以使换相信号超前相位0?180。。
[0029]下面结合附图3,以单相方波驱动电机为例,对本实用新型所述的无刷直流电机相位控制电路作进一步说明。其中,图3为本实用新型应用于单相方波驱动电机时各个节点的工作波形,其以超前角为45°为例示意各波形。
[0030]每一个电气周期总相位为360°,霍尔信号(Hall)翻转两次,高低电平占空比为50%,每次霍尔边沿信号(Hall Edge)之间相差180°相位。假设N位速度计数器22的位数N = 8,N-Μ位速度计数器23的位数N-M = 5,N-Μ位速度寄存器24的位数N-M = 5,Μ位相位计数器26的位数Μ = 3 (即相位控制的精度为Μ = 3);即每个霍尔边沿之间有8次相位输出,每个相位对应180° /8 = 22.5°。
[0031]1、Hall Edge信号连接到3位相位计数器26的Init端,超前角输入信号连接到编码器21,编码器21的输出连接3位相位计数器26的输入端;编码器21将所需的相位超前角度编码后,在每个Hall Edge时刻,初始化到3位相位计数器26中。例如,需要超前22.5°,也即需要超前一个相位,则编码为001 ;需要超前45°,也即需要超前两个相位,则编码为010。
[0032]2、Hall Edge信号同时连接到8位速度计数器22的Reset端,时钟CK连接到8位速度计数器22的CK端;8位速度计数器22的输入为周期为t的内部时钟CK,并且根据Hall Edge信号来将计数到的Hall Edge周期时长的高5位D〈4:8>存入到5位速度寄存器24中,并且清零准备下次计数。
[0033]3、时钟CK同时连接到5位速度计数器23的CK端;因此,5位速度计数器23的输入亦为周期为t的内部时钟CK。
[0034]4、5个同或门组成的同或门组251分别对5位速度计数器23与5位速度寄存器24的相应输出端的输出做同或运算,5位同或的结果输入到第一与门252。即每当5位速度计数器23计数到Hall周期的1/8时,第一与门252输出一 Step信号,每个Step信号对应的相位为 180° /8 = 22.5°。
[0035]5、将Step信号作为时钟输入到3位相位计数器26的CK端,3位相位计数器26以编码器21输出的编码为初始值,对Step信号进行计数。同时,将Step信号输入到5位速度计数器23的Reset端,以清零5位速度计数器23准备下次计数。
[0036]6、当3位相位计数器26的输出全部为1时,即其在初始值的基础上计满8个相位,则第二与门271输出超前的霍尔边沿信号。例如,初始值为001,则在7/8Hall周期时3位相位计数器26的输出全部为1,第二与门271输出优化后的超前霍尔边沿信号,使换相信号超前相位22.5° ;初始值为010,则在6/8Hall周期时3位相位计数器26的输出全部为1,第二与门271输出优化后的超前霍尔边沿信号,使换相信号超前相位45°。也即,通过设置3位相位计数器26的初始值,可以使换相信号超前相位0?180°,而实现超前角的控制。
[0037]参考图4,本实用新型所述的无刷直流电机相位控制方法流程图。所述方法包括:S41:设定Μ位相位计数器初始值;S42:根据霍尔边沿信号将N位速度计数器计数到的霍尔边沿信号周期时长高N-Μ位存入N-Μ位速度寄存器,并清零所述N位速度计数器准备下次计数;S43:N-M位速度计数器对霍尔边沿信号周期时长进行计数,并将N-M位速度计数器各输出端的计数分别与N-Μ位速度寄存器相应的各输出端的计数进行比较,并输出相位计数信号至Μ位相位计数器,同时清零所述N-Μ位速度计数器准备下次计数;S44:判定所述Μ位相位计数器的相位计数结果满足相位超前角优化要求时,输出优化后的超前霍尔边沿信号以调整施加于所述无刷直流电机的相位,以下给出详细解释。
[0038]S41:设定Μ位相位计数器初始值。
[0039]所述初始值的设定可以为:根据霍尔边沿信号,将所需的相位超前角度编码后初始化到所述Μ位相位计数器,其中Μ为正整数,其取值根据相位控制的精度确定。所述编码可以通过编码器实现,也可以通过编程实现。
[0040]每一个电气周期总相位为360°,霍尔信号(Hall)翻转两次,高低电平占空比为50%,每次霍尔边沿信号(Hall Edge)之间相差180°相位。假设每个霍尔边沿之间有8次相位输出,每个相位对应180° /8 = 22.5° ;相位控制的精度位数为3位,则编码器为3位输出。若需要超前22.5°,也即需要超前一个相位,则编码为001,并在每个Hall Edge时刻初始化到所述Μ位相位计数器;若需要超前45°,也即需要超前两个相位,则编码为010,并在每个Hall Edge时刻初始化到所述Μ位相位计数器。
[0041]S42:根据霍尔边沿信号将Ν位速度计数器计数到的霍尔边沿信号周期时长高Ν-Μ位存入N-Μ位速度寄存器,并清零所述Ν位速度计数器准备下次计数。
[0042]其中,Ν为大于Μ的正整数。Ν的值的设定满足:2N*T_CK>MAX(T_Hall Edge),其中,T_CK是时钟周期,MA
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