半導(dǎo)體器件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件，在該半導(dǎo)體器件中，將正弦波信號輸入到第一輸入部，并且將余弦波信號輸入到第二輸入部。多路復(fù)用器交替選擇正弦波信號和余弦波信號中的一個。模數(shù)轉(zhuǎn)換器將多路復(fù)用器的輸出信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字值。切換電路耦合在第一和第二輸入部中的至少一個與多路復(fù)用器之間。為了減小由A/D轉(zhuǎn)換器的非線性誤差引起的角度確定誤差，切換電路被配置為能反轉(zhuǎn)輸入的正弦波信號或輸入的余弦波信號。
【專利說明】半導(dǎo)體器件
[0001 ]相關(guān)申請的交叉參考
[0002]2015年I月29日提交的日本專利申請N0.2015_015618的公開，包括說明書、附圖和摘要，通過引用的方式將其作為整體并入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件，例如，其被用于將從分解器輸出的信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號的分解器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器。
【背景技術(shù)】
[0004]分解器被認為是用在惡劣環(huán)境諸如工業(yè)機械或汽車動力系統(tǒng)電動機中的旋轉(zhuǎn)角傳感器。該分解器輸出表示電角度的正弦的模擬正弦波信號，以及表示電角度的余弦的模擬余弦波信號。分解器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(在下文中稱為R/D轉(zhuǎn)換器)將正弦波信號和余弦波信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字值。然后，分解器基于已經(jīng)數(shù)字轉(zhuǎn)換的正弦波信號和余弦波信號來計算電角度(例如，參見日本未審專利申請公開N0.2004-309285(專利文獻I))。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在典型的R/D轉(zhuǎn)換器中，正弦波信號和余弦波信號被多路復(fù)用器交替選擇。然后，通過公共模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器將選擇的信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。在這種情況下，A/D轉(zhuǎn)換器的非線性誤差會導(dǎo)致最終的檢測電角度的誤差。這種誤差不僅出現(xiàn)在R/D轉(zhuǎn)換器中，而且出現(xiàn)在順序地A/D轉(zhuǎn)換多個信號時。
[0006]從本說明書和附圖的下列描述中，這些和其他目的和優(yōu)勢將變得明顯。
[0007]在根據(jù)實施例的半導(dǎo)體器件中，為了反轉(zhuǎn)正弦波信號和余弦波信號中的至少一個，將切換電路設(shè)置在多路復(fù)用器的前面。
[0008]根據(jù)上述實施例，能夠減小由A/D轉(zhuǎn)換器的非線性誤差引起的角度確定誤差。
【附圖說明】
[0009]圖1是示出作為根據(jù)第一實施例的半導(dǎo)體器件的R/D轉(zhuǎn)換器10的配置的框圖；
[0010]圖2是示出輸入到分解器3的勵磁信號EX，以及從分解器3輸出的正弦波信號SNl和余弦波信號CSl的實例的圖；
[0011]圖3A和3B是示出圖1的切換電路SWa的配置和操作的實例的電路圖；
[0012]圖4是示出圖1的角度運算電路12的配置的實例的框圖；
[0013 ]圖5是以表格格式示出關(guān)于圖1的角度范圍確定電路13的輸入和輸出值之間的關(guān)系的圖；
[0014]圖6A和6B是示出關(guān)于正弦波信號SNl和余弦波信號CSl的振幅和角度Φ之間的關(guān)系的圖；
[0015]圖7是當電角度Θ為135度時的正弦波信號SNl和余弦波信號CSl的波形圖；
[0016]圖8是用于示出A/D轉(zhuǎn)換器的非線性誤差的圖；
[0017]圖9是示出根據(jù)第二實施例的R/D轉(zhuǎn)換器1A的配置的框圖；
[0018]圖10是以表格格式示出關(guān)于圖9的各個角度范圍確定電路13A和13B的輸入和輸出值之間的關(guān)系的圖；
[0019]圖11是在圖9的R/D轉(zhuǎn)換器1A中，關(guān)于輸入到A/D轉(zhuǎn)換器11的正弦波信號SN2和余弦波信號CS2的振幅和角度Φ之間的關(guān)系的圖；
[0020]圖12以表格格式示出在圖9的角度范圍確定電路13A和13B的變型例中輸入和輸出值之間的關(guān)系；
[0021]圖13是在第二實施例的變型例中的、輸入到A/D轉(zhuǎn)換器11的正弦波信號SN2和余弦波信號CS2的振幅和角度Φ之間的關(guān)系的圖；
[0022]圖14是示出根據(jù)第三實施例的R/D轉(zhuǎn)換器1B的配置的框圖；
[0023 ]圖15是示出圖14示出的各個部分的操作波形的時序圖；
[0024]圖16A和16B是示出從圖14示出的放大器AMPa輸出的正弦波信號SN2的波形實例的圖；
[0025]圖17是示出根據(jù)第四實施例的R/D轉(zhuǎn)換器1C的配置的框圖；
[0026]圖18是以表格格式示出關(guān)于圖17的角度范圍確定電路13的輸入和輸出值之間的關(guān)系的圖；
[0027]圖19A和19B是示出從圖17示出的放大器AMPa輸出的正弦波信號SN2的波形實例的圖；
[0028]圖20是示出根據(jù)第五實施例的R/D轉(zhuǎn)換器1D的配置的框圖；
[0029]圖21A和21B是以表格格式示出關(guān)于圖20的各個角度范圍確定電路13A和13B的輸入和輸出值之間的關(guān)系的圖；和
[0030]圖22是示出電動機控制裝置的配置的框圖。
【具體實施方式】
[0031]在下文中，將參考附圖詳細描述實施例。注意，相同或相應(yīng)的部分用相同的附圖標記表示，且將不再重復(fù)其描述。
[0032]第一實施例
[0033]R/D轉(zhuǎn)換器的配置
[0034]圖1是示出作為根據(jù)第一實施例的半導(dǎo)體器件的R/D轉(zhuǎn)換器10的配置的框圖。注意，在第一實施例中，該R/D轉(zhuǎn)換器被描述為半導(dǎo)體器件的實例。然而，如第六實施例所述，也能用包括R/D轉(zhuǎn)換器的集成電路(例如，微控制單元)配置該半導(dǎo)體器件。
[0035]參考圖1，該R/D轉(zhuǎn)換器10包括輸入部Tl和T2、輸出部T3、放大器AMPa和AMPb、電阻元件R13、R14、R23和R24、切換電路SWa、多路復(fù)用器MUX、A/D轉(zhuǎn)換器11、角度運算電路12和角度范圍確定電路13。該R/D轉(zhuǎn)換器10基于從分解器3接收到的正弦波信號SNl和余弦波信號CSl來計算角度Φ。下面將描述分解器3和R/D轉(zhuǎn)換器10的各自部分的配置。
[0036](分解器)
[0037]分解器3包括一個轉(zhuǎn)子線圈和兩個定子線圈。當軸倍角(axial double angle)為I時，例如以彼此成90度的角度機械布置兩個定子線圈。當勵磁信號EX輸入到轉(zhuǎn)子線圈時，將從兩個定子線圈分別輸出正弦波信號SNl和余弦波信號CSl，通過用電角度的正弦調(diào)制勵磁信號EX得到正弦波信號SNl，并且通過用電角度的余弦調(diào)制勵磁信號EX得到余弦波信號CS1。當轉(zhuǎn)子的機械角為Θ，電角度為Θ，且軸倍角為N時，由等式Θ=ΝΧ Θ給出關(guān)系。
[0038]圖2是示出輸入到圖1的分解器3的勵磁信號ΕΧ，以及從分解器3輸出的正弦波信號SNl和余弦波信號CSl的實例的圖。在圖2中，假定勵磁信號EX為sin(cot)(其中ω為角頻率，t為時間)且轉(zhuǎn)子以角速度Ω旋轉(zhuǎn)(其中ω =1X Ω)。軸倍角設(shè)定為I。在這種情況下，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)角(電角度)θ具有θ= 的關(guān)系。注意，圖2的水平軸的時間用Ω來標準化。在這種情況下，正弦波信號SNl用s in ω t.sin0 = sinot.sin Ω t表示，且余弦波信號CSl用sin ωt.cos θ = cos ω t.cos Ω t表不。
[0039]再次參考圖1，輸入部Tl的正側(cè)輸入端子Tlp和負側(cè)輸入端子Tln通過電阻元件Rll和Rl 2分別親合到分解器3。輸入部TI接收差分正弦波信號SNl。輸入部T2的正側(cè)輸入端子T2p和負側(cè)輸入端子T2n通過電阻元件R21和R22分別耦合到分解器3。輸入部T2接收差分余弦波信號CSl。
[0040](放大器)
[0041]放大器AMPa和AMPb是例如運算放大器。放大器AMPa的非反相輸入端子(正端子)通過切換電路SWa親合到輸入部Tl的正側(cè)輸入端子Tip。放大器AMPa的反相輸入端子(負端子)通過切換電路SWa耦合到輸入部Tl的負側(cè)輸入端子Tin。而且，放大器AMPa的反相輸入端子(負端子)通過電阻元件R13還耦合到放大器AMPa的輸出端子。而且，放大器AMPa的非反相輸入端子(正端子)通過電阻元件Rl 4親合到給出公共電位com的節(jié)點。
[0042]類似地，放大器AMPb的非反相輸入端子(正端子)耦合到輸入部T2的正側(cè)輸入端子T2p，放大器AMPb的反相輸入端子(負端子)親合到輸入部T2的負側(cè)輸入端子T2n。而且，放大器AMPb的反相輸入端子(負端子)還通過電阻元件R23耦合到放大器AMPb的輸出端子。而且，放大器AMPb的非反相輸入端子(正端子)還通過電阻元件R24耦合到給出公共電位com的節(jié)點。
[0043]在上述配置中，當電阻元件Rll和R12大小相等時且當電阻元件R13和R14大小相等時，放大器AMPa輸出通過從輸入部TI的正側(cè)輸入端子TIp的電位減去輸入部Tl的負側(cè)輸入端子Tln的電位得到的信號。換句話說，它輸出通過放大差分正弦波信號SNl得到的單端正弦波信號SN2。同樣，當電阻元件R21和R22大小相等時且當電阻元件R23和R24大小相等時，放大器AMPb輸出通過從輸入部T2的正側(cè)輸入端子T2p的電位減去輸入端子T2的負側(cè)輸入端子Τ2η的電位得到的信號。換句話說，它輸出通過放大差分余弦波信號CSl得到的單端余弦波信號CS2。
[0044](切換電路)
[0045]在第一實施例的情況下，切換電路SWa設(shè)置在輸入部Tl和放大器AMPa之間。當切換信號SWSa處于有效狀態(tài)時，切換電路SWa反轉(zhuǎn)屬于差分信號的正弦波信號SNl的正側(cè)和負偵U，也就是，反轉(zhuǎn)正弦波信號SNl的值，并輸入到放大器AMPa。另一方面，當切換信號SWSa處于無效狀態(tài)時，切換電路SWa不反轉(zhuǎn)正弦波信號SNl，并將正弦波信號SNl輸入到放大器AMPa。在下面的描述中，前者情況稱為切換電路SWa處于反轉(zhuǎn)狀態(tài)，后者情況稱為切換電路SWa處于非反轉(zhuǎn)狀態(tài)。
[0046]在本實施例中，假定當切換信號SWSa處于有效狀態(tài)時，切換信號SWSa的邏輯電平為高電平(H電平)或為“I”。而且，假定當切換信號SWSa處于無效狀態(tài)時，切換信號SWSa的邏輯電平為低電平(L電平)或為“O”?？梢允褂行?無效狀態(tài)和信號邏輯電平之間的上述關(guān)系相反。
[0047 ]圖3A和3B是示出圖1示出的切換電路SWa的配置和操作的實例的電路圖。參考圖3A和3B，切換電路SWa包括切換元件21至24和反相器25。切換元件21耦合在輸入節(jié)點INn和輸出節(jié)點OUTn之間。切換元件22耦合在輸入節(jié)點INn和輸出節(jié)點OUTp之間。切換元件23耦合在輸入節(jié)點INp和輸出節(jié)點OUTn之間。切換元件24耦合在輸入節(jié)點INp和輸出節(jié)點OUTp之間。
[0048]切換元件21至24中的每一個都配置有例如P型金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)晶體管。當控制電極接收有效控制信號時，切換元件導(dǎo)通。另一方面，當控制電極接收無效控制信號時，切換元件不導(dǎo)通。通過由反相器25反轉(zhuǎn)切換信號SWSa的邏輯電平得到的信號，被輸入為對切換元件21和24的控制信號。切換信號SWSa被輸入為對切換元件22和23的控制信號。
[0049]因此，如圖3A所示，當切換信號SWSa處于無效狀態(tài)(L電平或“O”)時，切換電路SWa變成非反轉(zhuǎn)狀態(tài)。如圖3B所示，當切換信號SWSa處于有效狀態(tài)(H電平或“I”)時，切換電路SWa變成反轉(zhuǎn)狀態(tài)。
[0050](多路復(fù)用器、A/D轉(zhuǎn)換器)
[0051]再次參考圖1，多路復(fù)用器MUX交替選擇從放大器AMPa輸出的正弦波信號SN2和從放大器AMPb輸出的余弦波信號CS2。然后，多路復(fù)用器MUX向A/D轉(zhuǎn)換器11輸出選擇的信號。多路復(fù)用器MUX交替切換信號時的切換時間(用于選擇放大器AMPa—次和用于選擇放大器AMPb—次的周期中的每一個)被設(shè)定為將由A/D轉(zhuǎn)換器11采樣的模擬值轉(zhuǎn)換為一個角度Φ的值所需的時間，其中一個角度Φ約是例如勵磁信號EX的周期(2π/ω)的百分之一。注意，可以在多路復(fù)用器MUX和各個放大器AMPa和AMPb之間設(shè)置采樣&保持(S/Η)電路9a、9b。
[0052]A/D轉(zhuǎn)換器(ADC:模數(shù)轉(zhuǎn)換器)11將通過多路復(fù)用器MUX選擇的正弦波信號SN2和余弦波信號CS2轉(zhuǎn)換成數(shù)字值。例如，可以使用順序變換法等作為A/D轉(zhuǎn)換器11。
[0053](角度運算電路)
[0054]角度運算電路12基于由A/D轉(zhuǎn)換器11轉(zhuǎn)換成數(shù)字值的正弦波信號SN2和余弦波信號CS2，計算對應(yīng)于轉(zhuǎn)子的電角度Θ的角度φ(其中當誤差為O時Φ=θ)。
[0055]圖4是示出圖1示出的角度運算電路12的配置的實例的框圖。參考圖4，角度運算電路12具有包括正弦/余弦分配電路32、乘法電路33和34、減法電路35、同步檢測電路36、補償器37、累積計數(shù)器38、余弦只讀存儲器(R0M)39和正弦ROM 40的已知配置。在下文的描述中，假定勵磁信號EX為sin( ω t)，且轉(zhuǎn)子的電角度為Θ。
[0056]正弦/余弦分配電路32將A/D轉(zhuǎn)換器11的輸出分配成正弦波信號SN2(sin0.sin?t)和余弦波信號CS2(cos0.sin ω t)。在這時，當使正弦波信號SN2基于切換信號SWSa反轉(zhuǎn)時，使它乘以負I的值并使它返回到原始值。
[0057]乘法電路33乘以正弦波信號SN2(sin0.sin ω t)和計算的角度Φ的余弦(cos Φ )。乘法電路34乘以余弦波信號CS2(cos0.sin ω t)和計算的角度Φ的正弦(sin Φ )。注意，余弦ROM 39基于事先存儲的各種角度Φ和各個角的余弦(cosc1之間的關(guān)系，輸出當前角度Φ的余弦(cos Φ)。正弦ROM 40基于事先存儲的各種角度Φ和各個角的正弦(sin Φ)之間的關(guān)系，輸出當前角度Φ的正弦(8?ηΦ )。
[0058]減法電路35通過由乘法電路33的輸出減去乘法電路34的輸出來計算偏差εI。偏差ε?由下面的等式得到:
[0059]ε? = sin0 ? cos Φ.sin ω t~cos0.sin Φ.sin ω t
[0060]=sin(0-φ ).sin ω t---(I)
[0061]同步檢測電路36通過從由減法電路35輸出的偏差ε?移除勵磁信號成分(sincot)來計算偏差ε2 = ??η(θ-φ)。同步檢測電路36的輸出經(jīng)由補償器37由累積計數(shù)器38計數(shù)。結(jié)果，計算出角度Φ。通過控制偏差ε2為0，得出θ = φ。
[0062](角度范圍確定電路)
[0063]再次參考圖1，角度范圍確定電路13是用于基于計算的角度Φ產(chǎn)生切換信號SWSa的邏輯電路。響應(yīng)于產(chǎn)生的切換信號SWSa，切換切換電路SWa，使得輸入到A/D轉(zhuǎn)換器11的正弦波信號SN2和余弦波信號CS2具有相同的相位。注意，角度范圍確定電路13配置控制切換電路SWa的切換時間的開關(guān)控制電路20 ο下面參考圖1和5，將描述進一步細節(jié)。
[0064]圖5是以表格格式示出關(guān)于圖1的角度范圍確定電路13的輸入和輸出值之間的關(guān)系的圖。
[0065]參考圖5，當角度Φ( = θ)在第一象限(O至90度)時，sin0^O且COS0 2 O。而且，當角度Φ ( = θ)在第三象限(180至270度)時，sin0 <0且cos0 <0。由于這個原因，在這些角度范圍中，輸入正弦波信號SNl(sin0.sincot)和輸入余弦波信號CSl(cos0.sincot)相位原本是相同的。因此，切換信號SWSa變成無效狀態(tài)(“O”)，并控制切換電路SWa使其處于無效狀
??τ O
[0066]另一方面，當角度φ ( = θ)在第二象限(90至180度)時，sin0 2O且cos0 <0。而且，當角度Φ ( = θ)在第四象限(270至360度)時，sin0 <0且cos0 2O。由于這個原因，在這些角度范圍中，輸入正弦波信號SNl(sin0.sinco t)和輸入余弦波信號CSl(cos0.sincot)被反相。因此，切換信號SWSa變成有效狀態(tài)(“I” )，并控制切換電路SWa使其進入反轉(zhuǎn)狀態(tài)。
[0067]注意，當角度Φ用二進制碼的數(shù)值表示時，最高和第二高位值“00”示出了角度Φ在第一象限中，位值“01”示出了角度Φ在第二象限中，位值“10”示出了角度Φ在第三象限中，位值“I I”示出了角度Φ在第四象限中。因此，當?shù)诙呶恢禐椤癐”時，角度Φ表示第二和第四象限的角度。那么，當?shù)诙呶恢禐椤癘”時，角度Φ表示第一和第三象限的角度。在這種情況下，角度范圍確定電路13配置有參考第二高位值并將該位值輸出為切換信號SWSa的電路。
[0068]R/D轉(zhuǎn)換器的操作特性
[0069]在下文中，將描述R/D轉(zhuǎn)換器10的操作特性。如上所述，圖1的R/D轉(zhuǎn)換器10基于輸入正弦波信號SNl和輸入余弦波信號CSl來計算角度Φ。角度范圍確定電路13設(shè)置在R/D轉(zhuǎn)換器10中，以根據(jù)計算的角度Φ的范圍使切換信號SWSa在有效和無效之間切換。當切換信號SWSa在有效狀態(tài)時，切換電路SWa變成反轉(zhuǎn)狀態(tài)，使得正弦波信號SNl被反轉(zhuǎn)(以使得正側(cè)的信號和負側(cè)的信號被反轉(zhuǎn)的方式)。更具體地說，當角度Φ在第二象限(90至180度)或第四象限(270至360度)中，切換電路SWa被控制為進入反轉(zhuǎn)狀態(tài)。下面描述具體實例。
[0070]圖6A和6B是示出關(guān)于正弦波信號和余弦波信號的振幅和角度Φ之間的關(guān)系的圖。在圖6A和6B中，示出了當勵磁信號EX(sincot)為I時在(ω.t = V2、5jt/2等)時的振幅。圖6A示出了輸入到R/D轉(zhuǎn)換器10的正弦波信號SNl(sin Φ )和余弦波信號CSl(cos Φ )的振幅和角度Φ之間的關(guān)系。圖6B示出了輸入至IJA/D轉(zhuǎn)換器11的正弦波信號SN2(sin(i)或-??ηΦ )和余弦波信號CS2(cos Φ )的振幅和角度Φ之間的關(guān)系。
[0071]如圖6Β所示，當角度Φ在第二或第四象限時，輸入到A/D轉(zhuǎn)換器11的正弦波信號SN2被轉(zhuǎn)換成由切換電路SWa通過反轉(zhuǎn)初始正弦波信號SNl(sinΦ )得到的信號(-sinΦ )。結(jié)果，輸入到A/D轉(zhuǎn)換器11的正弦波信號5吧和余弦波信號052的值，比之前輸入至呔/0轉(zhuǎn)換器的各個值更接近于彼此。
[0072]圖7示出了當電角度Θ為135度時的正弦波信號SNl和余弦波信號CSl的波形。在圖7中，假定A = sin(135度)=-cos(135度)。
[0073]如圖7所示，當θ = 135度時，輸入到R/D轉(zhuǎn)換器10的正弦波信號SN1(A.sincot)和余弦波信號CS1(-A.sincot)振幅是相同的但相位彼此相反。在這種情況下，在切換電路SWa中將正弦波信號SNl反轉(zhuǎn)，使得輸入到A/D轉(zhuǎn)換器11的正弦波信號SN2(-A.sin cot)和余弦波信號CS2(-A.sincot)完全相同。因此，計算的角度Φ完全等于135度。
[0074]即使不提供圖1的切換電路SWa，只要A/D轉(zhuǎn)換器11中沒有非線性誤差，計算的角度Φ也不會有誤差。然而，實際A/D轉(zhuǎn)換器11曾有非線性誤差，這就會導(dǎo)致角度Φ的誤差。
[0075]圖8是用于示出A/D轉(zhuǎn)換器的非線性誤差的圖。同樣在圖8中，假定電角度θ(=φ)為135度。
[0076]參考圖1和8，當不提供圖1的切換電路SWa時，輸入到R/D轉(zhuǎn)換器10的正弦波信號SNKA.sincot)和余弦波信號CS1(-A.sin ω t)保持不變，并輸入到A/D轉(zhuǎn)換器11。在這種情況下，從A/D轉(zhuǎn)換器11輸出的正弦波信號是A.sincot+Al，且從A/D轉(zhuǎn)換器11輸出的余弦波信號是-A.sincot+A2。由于Al不等于Λ2，所以從角度運算電路12輸出的角度Φ不是135度，并會出現(xiàn)角度誤差。
[0077]另一方面，根據(jù)第一實施例的R/D轉(zhuǎn)換器10，當電角度Θ為135和315度時，正弦波信號反轉(zhuǎn)。因此，當通過A/D轉(zhuǎn)換器10獲得正弦波信號和余弦波信號時，它們的值是相同的。結(jié)果，當通過角度運算電路12使正弦波信號乘以負I來使正弦波信號返回到原始值時，正弦波信號正確地等于乘以負I的余弦波信號。這消除了由A/D轉(zhuǎn)換器11的非線性誤差引起的角度變換誤差。
[0078]效果
[0079]如上所述，根據(jù)第一實施例的R/D轉(zhuǎn)換器10，當計算的角度Φ的范圍在第二象限(90至180度)和第四象限(270至360度)時，切換電路SWa被提供為反轉(zhuǎn)正弦波信號。這樣，輸入到A/D轉(zhuǎn)換器11的正弦波信號和余弦波信號，相位通常是相同的且其值彼此接近，使得它們不可能受A/D轉(zhuǎn)換器11的非線性誤差的影響。
[0080]變型例
[0081]也可以在輸入部T2和放大器AMPb之間提供切換電路SWb，而不在輸入部Tl和放大器AMPa之間提供切換電路SWa，以使余弦波信號CSl代替正弦波信號SNl被反轉(zhuǎn)。在這種情況下，當角度Φ的范圍是在第二象限(90至180度)和第四象限(270至360度)時，切換電路SWb反轉(zhuǎn)余弦波信號CSl。
[0082]第二實施例
[0083]配置
[0084]圖9是示出根據(jù)第二實施例的R/D轉(zhuǎn)換器1A的配置的框圖。
[0085]參考圖9，第二實施例的R/D轉(zhuǎn)換器1A不同于圖1的R/D轉(zhuǎn)換器10之處是在輸入部T2和放大器AMPb之間進一步提供了切換電路SWb。在圖9的情況下，提供了基于計算的角度Φ來控制切換電路SWa的角度范圍確定電路13A，以及基于角度Φ來控制切換電路SWb的角度范圍確定電路13B。由于切換電路SWa、SWb的配置的實例與圖3A和3B中描述的相同，所以將不再重復(fù)其描述。注意，角度范圍確定電路13A和13B構(gòu)成控制切換電路SWa和SWb的切換時間的開關(guān)控制電路20。
[0086]圖10是以表格格式示出關(guān)于圖9的角度范圍確定電路13A和13B的輸入和輸出值之間的關(guān)系的圖。在圖9的角度范圍確定電路13A和13B中，正弦波信號SN2或余弦波信號CS2根據(jù)角度Φ而被反轉(zhuǎn)，輸入到A/D轉(zhuǎn)換器11的正弦波信號SN2和余弦波信號CS2兩者都大于公共電位com。
[0087]更具體地說，如圖10所示，當角度Φ的范圍在第三和第四象限(180至360度)時，正弦波的角度范圍確定電路13A使切換信號SWSa有效(“I” )，以使正弦波信號SNl的切換電路SWa進入反轉(zhuǎn)狀態(tài)。當角度Φ的范圍在第一和第二象限(O至180度)時，角度范圍確定電路13A使切換信號SWSa無效(“O” )，以使正弦波信號SNl的切換電路SWa進入非反轉(zhuǎn)狀態(tài)。
[0088]同時，當角度Φ的范圍在第二和第三象限(90至270度)時，余弦波的角度范圍確定電路13B使切換信號SWSb有效(“I” )，以使余弦波信號CS2的切換電路SWb進入反轉(zhuǎn)狀態(tài)。當角度Φ的范圍在第一象限(O至90度)和第四象限(270至360度)時，角度范圍確定電路13B使切換信號SWSb無效(“O” )，以使余弦波信號CSl的切換電路SWb進入非反轉(zhuǎn)狀態(tài)。
[0089]在上述情況下，當角度Φ用二進制碼的數(shù)值表示時，最高和第二高位值“00”表示角度Φ在第一象限中，位值“OI”表示角度Φ在第二象限中，位值“10”表示角度Φ在第三象限中，位值“11”表示角度Φ在第四象限中。在這種情況下，角度范圍確定電路13A配置有參考最高位并將該值輸出為切換信號SWSa的電路。角度范圍確定電路13B配置有參考最高位值和第二高位值，計算兩個值的異或和，并將該結(jié)果輸出為切換信號SWSb的邏輯電路。
[0090]注意，當正弦波信號SNl和余弦波信號CSl都基于切換信號SWSa和SWSb被反轉(zhuǎn)時，角度運算電路12使正弦波信號SNl和余弦波信號CSl乘以負I以使它們返回到在反轉(zhuǎn)之前的原始值。圖9的其他配置與圖1相同，所以相同或相應(yīng)部分用圖1所使用的相同的附圖標記表示，且不再重復(fù)其描述。
[0091 ]效果
[0092]圖11是輸入到圖9的R/D轉(zhuǎn)換器1A中的A/D轉(zhuǎn)換器11的、正弦波信號SN2和余弦波信號CS2的振幅和角度Φ之間的關(guān)系的圖。在圖11中，示出了當勵磁信號EX(sincot)為I時在時間(ω.? = π/2、5:π/2等)的振幅。
[0093]在第一實施例中，從圖6Β的相應(yīng)圖中發(fā)現(xiàn)，正弦波信號SN2的電位很大程度上在90和270度時變化，90和270度是切換切換電路SWa時的角度Φ。由于這種噪聲出現(xiàn)，所以其是角度誤差的因素。另一方面，在圖11的圖中，在90、180和270度時，正弦波信號SNl或余弦波信號CSl的振幅被反轉(zhuǎn)為0，90、180和270度是切換切換電路SWa或SWb時的角度Φ。這減少了噪聲的出現(xiàn)，因此與第一實施例的情況相比能減小角度誤差。
[0094]變型例
[0095]圖12是以表格格式示出圖9示出的各個角度范圍確定電路13Α和13Β的變型例的輸入和輸出值之間的關(guān)系的圖。在圖12示出的角度范圍確定電路13Α和13Β的變型例中，正弦波信號SN2或余弦波信號CS2根據(jù)角度Φ被反轉(zhuǎn)，使得輸入到A/D轉(zhuǎn)換器11的正弦波信號SN2或余弦波信號CS2都小于公共電位com。
[0096]更具體地說，如圖12所示，當角度Φ的范圍在第一和第二象限(O至180度)時，正弦波的角度范圍確定電路13A使切換信號SWSa有效(“I” )，以使正弦波信號SNl的切換電路SWa進入反轉(zhuǎn)狀態(tài)。當角度Φ的范圍在第三和第四象限(180至360度)時，角度范圍確定電路13A使切換信號SWSa無效(“O” )，以使正弦波信號SNl的切換電路SWa進入非反轉(zhuǎn)狀態(tài)。
[0097]同時，當角度Φ的范圍在第一象限(O至90度)和第四象限(270至360度)時，余弦波的角度范圍確定電路13B使切換信號SWSb有效(“I”)，以使余弦波信號CSl的切換電路SWb進入反轉(zhuǎn)狀態(tài)。當角度Φ的范圍在第二和第三象限(90至270度)時，角度范圍確定電路13B使切換信號SWSb無效(“O” )，以使余弦波信號CS2的切換電路SWb進入非反轉(zhuǎn)狀態(tài)。
[0098]在上述變型例中，當角度Φ用二進制碼的數(shù)值表示時，角度范圍確定電路13A配置有參考最高位、產(chǎn)生該位值的反轉(zhuǎn)信號，并將該反轉(zhuǎn)信號輸出為切換信號SWSa的邏輯電路。角度范圍確定電路13B配置有參考最高位值和第二高位值，產(chǎn)生兩個值的異或和的反轉(zhuǎn)信號，并將該反轉(zhuǎn)信號輸出為切換信號SWSb的邏輯電路。
[0099]圖13是在第二實施例的變型例中的輸入到A/D轉(zhuǎn)換器11的正弦波信號SN2和余弦波信號CS2的振幅和角度Φ之間的關(guān)系的圖。在圖13中，示出了當勵磁信號EX(Sincot)為I時在(ω.? = π/2、5:π/2等)時的振幅。
[0100]類似于圖11的情況，在90、180和270度時，正弦波信號SNl或余弦波信號CSl的振幅被反轉(zhuǎn)為0，90、180和270度是切換切換電路SWa或SWb時的角度Φ。這減少了噪聲的出現(xiàn)，因此與第一實施例的情況相比能減小角度誤差。
[0101]第三實施例
[0102]配置和操作
[0103]圖14是示出根據(jù)第三實施例的R/D轉(zhuǎn)換器1B的配置的框圖。圖14的R/D轉(zhuǎn)換器1B不同于圖1的R/D轉(zhuǎn)換器10之處是進一步包括了比較器CMP、邊緣檢測電路14和鎖存電路15。
[0104]比較器CMP比較差分勵磁信號EX的正側(cè)信號和負側(cè)信號。當勵磁信號EX的值為正時，比較器CMP輸出高電平(H電平)的比較信號CMS。而當勵磁信號EX為負時，比較器CMP輸出低電平(L電平)的比較信號CMS。
[0105]邊緣檢測電路14檢測從比較器CMP輸出的比較信號CMS的上升邊緣和下降邊緣。邊緣檢測電路14在比較信號CMS的上升邊緣和下降邊緣時輸出單短脈沖(勵磁邊緣信號EXEG)。因此，勵磁信號EX的值穿過0(公共電位com)時的零交叉點用比較器CMP和邊緣檢測電路14來檢測。
[0106]鎖存電路15保持從角度范圍確定電路13輸出的切換信號SWSal，并輸出與從邊緣檢測電路14輸出的勵磁邊緣信號EXEG的時刻同步的切換信號SWSal。切換電路SWa響應(yīng)于從鎖存電路15輸出的切換信號SWSa2，在反轉(zhuǎn)狀態(tài)和非反轉(zhuǎn)狀態(tài)之間進行切換。因此，在反轉(zhuǎn)狀態(tài)和非反轉(zhuǎn)狀態(tài)之間切換的時刻與勵磁信號EX的零交叉點的時刻同步。
[0107]注意，當正弦波信號SN2基于切換信號SWSa2被反轉(zhuǎn)時，角度運算電路12將正弦波信號SN2的值乘以負I以返回到原始值。由于圖14的其它方面與圖1相同，所以相同或相應(yīng)部分用圖1所使用的相同的附圖標記表示，且不再重復(fù)其描述。
[0108]在上述配置中，角度范圍確定電路13、比較器CMP、邊緣檢測電路14和鎖存電路15構(gòu)成控制切換電路SWa的切換時刻的開關(guān)控制電路20。
[0109]圖15是示出圖14示出的各個部分的操作波形的時序圖。在圖15中，從頂部開始示出了圖14中的比較信號CMS、勵磁邊緣信號EXEG、以及切換信號SWSa I和SWSa2。
[0110]參考圖14和15，在圖15的時間tl、t3和t6時，檢測到比較信號CMS的邊緣。然后，將單短脈沖輸出為勵磁邊緣信號EXEG。
[0111]在時間t2時，切換信號SWSal從L電平轉(zhuǎn)換為H電平。在這種情況下，從鎖存電路15輸出的切換信號SWSa2的上升時刻被延遲，直到使勵磁邊緣信號EXEG有效(切換為H電平)時的時間t4。
[0112]在時間t5時，切換信號SWSal從H電平轉(zhuǎn)換為L電平。在這種情況下，從鎖存電路15輸出的切換信號SWSa2的下降時刻被延遲，直到使勵磁邊緣信號EXEG有效(切換為H電平)時的時間t5。
[0113]效果
[0114]圖16A和16B是示出從放大器AMPa輸出的正弦波信號SN2的波形實例的圖。在圖16A和16B中，假定勵磁信號EX是sin cot且電角度Θ約是90度。在這種情況下，輸入到R/D轉(zhuǎn)換器1B的正弦波信號SNl約等于sin cot，余弦波信號CSl約為O。而且，在圖16A和16B中，假定電角度Θ在時間tl2之前略小于90度，電角度Θ在時間tl2之后略大于90度。
[0115]首先，將描述第一實施例(比較實例)的情況。圖16A示出了在這種情況下輸入到A/D轉(zhuǎn)換器11的正弦波信號SN2的波形。在時間tl2時，電角度Θ穿過90度從第一象限移動到第二象限。然后，在時間tl2之后，將正弦波信號SN2變成通過反轉(zhuǎn)輸入的正弦波信號SNl得到的信號。在這種情況下，在時間tl2的切換時間，正弦波信號SN2顯著改變并出現(xiàn)噪聲，這導(dǎo)致了最終計算角度Φ的誤差。
[0116]另一方面，在圖16B示出的本實施例的情況下，切換電路SWa的切換時刻被延遲，直到勵磁信號EX的零交叉點的時間tl3。由于這個原因，在時間tl3時的切換時刻，正弦波信號SN2約為0，且不會出現(xiàn)顯著信號變化。結(jié)果，能減小與切換電路SWa的切換相關(guān)的噪聲，并能減小角度變化誤差。
[0117]第四實施例
[0118]配置和操作
[0119]圖17是示出根據(jù)第四實施例的R/D轉(zhuǎn)換器1C的配置的框圖。圖17的R/D轉(zhuǎn)換器1C不同于圖1的第一實施例的R/D轉(zhuǎn)換器10之處是進一步包括了延遲電路16。該延遲電路16包括觸發(fā)器等。該延遲電路16產(chǎn)生并輸出延遲的切換信號DSWSal。延遲的切換信號DSWSal是通過將從角度范圍確定電路13輸出的切換信號SWSa延遲至少一個時鐘周期得到的信號。
[0120]而且，關(guān)于角度范圍確定電路13的操作，圖17的R/D轉(zhuǎn)換器1C不同于圖1的R/D轉(zhuǎn)換器10。圖17的角度范圍確定電路13基于由角度運算電路12計算的角度Φ，并基于延遲的切換信號DSWSal來產(chǎn)生切換信號SWSal。換句話說，角度范圍確定電路13的輸出具有滯后效應(yīng)，該滯后效應(yīng)不僅取決于當前角度Φ而且還取決于先前切換信號SWSal的邏輯電平。
[0121 ]圖17的其他方面與圖1相同，所以相同或相應(yīng)部分用圖1所使用的相同附圖標記表示，且不再重復(fù)其描述。注意，在上述配置中，角度范圍確定電路13和延遲電路16構(gòu)成控制切換電路SWa的切換時刻的開關(guān)控制電路20。
[0122 ]圖18是以表格格式示出關(guān)于圖17的角度范圍確定電路13的輸入和輸出值之間的關(guān)系的圖。在圖18中，hys是表示滯后現(xiàn)象的寬度的預(yù)定角度(例如，約為角分辨率的幾倍)。
[0123]參考圖18，假定至少一個周期之前的切換信號SWSal(即，延遲的切換信號DSWSal)處于有效狀態(tài)(“I”)。在這種情況下，即使角度Φ對應(yīng)于第一象限(O至90度)和第三象限(180至270度)的邊界，切換電路SWa也不會變成非反轉(zhuǎn)狀態(tài)。在角度Φ被從第一和第三象限的邊界進一步改變角度hys時，切換電路SWa切換為非反轉(zhuǎn)狀態(tài)。
[0124]類似地，假定至少一個周期之前的切換信號SWSal(即，延遲的切換信號DSWSal)處于無效狀態(tài)(“O”)。在這種情況下，即使角度Φ對應(yīng)于第二象限(90至180度)和第四象限(270至360度)的邊界，切換電路SWa也不會變成反轉(zhuǎn)狀態(tài)。在角度Φ被從第二和第四象限的邊界進一步改變角度hys時，切換電路SWa切換為反轉(zhuǎn)狀態(tài)。
[0125]以上描述可被重新敘述如下。假定角度范圍確定電路13基于計算的角度Φ檢測輸入到各個輸入部Tl和T2的正弦波信號SNl和余弦波信號CSl從同相變?yōu)榉聪嗷驈姆聪嘧優(yōu)橥?。在這種情況下，在從切換同相和反相的時間起，計算的角度Φ被進一步改變預(yù)定角度hys時，角度范圍確定電路13在切換電路SWSa的有效/無效狀態(tài)之間進行切換。
[0126]效果
[0127]圖19A和19B是示出從圖17的放大器AMPa輸出的正弦波信號SN2的波形實例的圖。在圖19A和19B中，假定勵磁信號EX是sin cot且電角度Θ約是90度。在這種情況下，輸入到R/D轉(zhuǎn)換器1B的正弦波信號SNl約等于sin cot，余弦波信號CSl約為O。
[0128]首先，將參考圖19A描述第一實施例(比較實例)的情況。如圖19A所示，從時間t0到時間tl，電角度Θ略小于90度。然后，在時間tl之后，電角度Θ略大于90度。因此，在時間11將正弦波信號SN2反轉(zhuǎn)為-sin cot。而且，直到下一個時間t2，電角度Θ都略大于90度。然后，在時間t2之后，電角度Θ略小于90度。因此，在時間t2將正弦波信號SN2反轉(zhuǎn)為sin ω t。同樣，在時間t3將正弦波信號SN2反轉(zhuǎn)為-sin ω t，在時間t4為sinco t，在時間t5為-sin ω t，在時間t6將為sin ω t，并且在時間t7為-sin ω t。這樣，在第一實施例的情況下，當電角度Θ在90度附近波動時，切換電路SWa就會頻繁切換，且正弦波信號SN2在每一次切換電路SN2切換時會顯著變化。噪聲由顯著信號變化引起，導(dǎo)致了角度變化誤差。
[0129]另一方面，在圖19B示出的本實施例的情況下，當電角度Θ達到第一和第二象限之間的邊界(或第三和第四象限的邊界)時，僅在檢測的角度Φ被進一步改變預(yù)定角度hys時，切換正弦波信號SN2。更具體地，在圖19B的時間t7，當電角度Θ達到90度加hys時，正弦波信號SN2就會反轉(zhuǎn)為-sinco t。而且，在時間t8，當電角度Θ達到90度減hys時，正弦波信號SN2就會反轉(zhuǎn)為sin cot。這樣，類似于圖19A的情況，即使電角度Θ在90度附近波動，也能減少切換電路SWa切換的次數(shù)。結(jié)果，能夠減少噪聲的出現(xiàn)并能減小角度變化誤差。
[0130]第五實施例
[0131]可以將第一至第四實施例互相組合在一起。第五實施例是第二至第四實施例的組入口 ο
[0132]配置和操作
[0133]圖20是示出根據(jù)第五實施例的R/D轉(zhuǎn)換器1D的配置的框圖。圖20的R/D轉(zhuǎn)換器1D不同于圖9所述的第二實施例的R/D轉(zhuǎn)換器1A之處為進一步包括了延遲電路16A和16B、比較器CMP、邊緣檢測電路14和鎖存電路15。
[0134]延遲電路16A產(chǎn)生并輸出如圖17所述的延遲的切換信號DSWSal。該延遲的切換信號DSWSal是通過將從角度范圍確定電路13A輸出的切換信號SWSal延遲至少一個時鐘周期得到的信號。同樣，延遲電路16B產(chǎn)生并輸出延遲的切換信號DSWSbl。該延遲的切換信號DSffSb I是通過從角度范圍確定電路13B輸出的切換信號SWSb I延遲至少一個時鐘周期得到的信號。
[0135]如圖17和18所述，角度范圍確定電路13A具有滯后效應(yīng)。該角度范圍確定電路13A基于由角度運算電路12計算的角度Φ，并基于延遲的切換信號DSWSal來產(chǎn)生切換信號SWSal。類似地，角度范圍確定電路13B基于由角度運算電路12計算的角度Φ，并基于延遲的切換信號DSWSbl來產(chǎn)生切換信號SWSbl。
[0136]比較器CMP和邊緣檢測電路14與圖14描述的那些相同，因此將不再重復(fù)其描述。如圖14所示，鎖存電路15保持從角度范圍確定電路13A輸出的切換信號SWSal。然后，鎖存電路15與使從邊緣檢測電路14輸出的勵磁邊緣信號EXEG有效的時刻同步(S卩，與勵磁信號EX的零交叉點同步)地輸出切換信號SWSal。切換電路SWa響應(yīng)于從鎖存電路15輸出的切換信號SWSa2，在反轉(zhuǎn)狀態(tài)和非反轉(zhuǎn)狀態(tài)之間進行切換。同樣，鎖存電路15保持從角度范圍確定電路13B輸出的切換信號SWSbI。然后，鎖存電路15與使從邊緣檢測電路14輸出的勵磁邊緣信號EXEG有效的時刻同步(S卩，與勵磁信號EX的零交叉點同步)地輸出切換信號SWSal。切換電路SWb響應(yīng)于從鎖存電路15輸出的切換信號SWSb2，在反轉(zhuǎn)狀態(tài)和非反轉(zhuǎn)狀態(tài)之間進行切換。
[0137]注意，當正弦波信號SNl和余弦波信號CSl都基于切換信號SWSa2和SWSb2被反轉(zhuǎn)時，角度運算電路12使正弦波信號SNl和余弦波信號CSl乘以負I以使它們在反轉(zhuǎn)之前返回到原始值。由于圖20的其他配置與圖1相同，所以相同或相應(yīng)部分用圖1所使用的相同的附圖標記表示，且不再重復(fù)其描述。
[0138]在上述配置中，角度范圍確定電路13A和13B、比較器CMP、邊緣檢測電路14、鎖存電路15以及延遲電路16A和16B構(gòu)成控制切換電路SWa和SWb的切換時刻的開關(guān)控制電路20。
[0139]圖21A和21B是以表格格式示出關(guān)于角度范圍確定電路13A和13B的輸入和輸出值之間的關(guān)系的圖。
[0140]參考圖21A，當至少一個周期之前的正弦波的切換信號SWSal(即，延遲的切換信號DSWSal)處于有效狀態(tài)(“I”)時，即使角度Φ對應(yīng)于整個第一和第二象限(O至180度)的邊界，切換信號SWSal也不會變成無效狀態(tài)。在角度Φ被從整個第一和第二象限的邊界進一步改變角度hys時，切換信號SWSal會變成無效狀態(tài)。在切換信號SWSal變成無效狀態(tài)之后，在勵磁信號EX的零交叉點的時刻，切換電路SWa會從反轉(zhuǎn)狀態(tài)變到非反轉(zhuǎn)狀態(tài)。
[0141]類似地，當至少一個周期之前的正弦波的切換信號SWSal(即，延遲的切換信號DSWSal)處于無效狀態(tài)(“O”)時，即使角度Φ對應(yīng)于整個第三和第四象限(180至360度)的邊界，切換信號SWSal也不會變成有效狀態(tài)。在角度Φ被從整個第三和第四象限的邊界進一步改變角度hys時，切換信號SWSal會變成有效狀態(tài)。在切換信號SWSal變成有效狀態(tài)之后，在勵磁信號EX的零交叉點的時刻，切換電路SWa會從非反轉(zhuǎn)狀態(tài)變到反轉(zhuǎn)狀態(tài)。
[0142]參考圖21B，當至少一個周期之前的余弦波的切換信號SWSbl(即，延遲的切換信號DSWSbl)處于有效狀態(tài)(“I”)時，即使角度Φ對應(yīng)于整個第四和第一象限(270至90度)的邊界，切換信號SWSbl也不會變成無效狀態(tài)。在角度Φ被從整個第四和第一象限的邊界進一步改變角度hys時，切換信號SWSbl會變成無效狀態(tài)。在切換信號SWSbl變成無效狀態(tài)之后，在勵磁信號EX的零交叉點的時刻，切換電路SWb會從反轉(zhuǎn)狀態(tài)變到非反轉(zhuǎn)狀態(tài)。
[0143]同樣，當至少一個周期之前的余弦波的切換信號SWSbl(即，延遲的切換信號DSWSbl)處于無效狀態(tài)(“O”)時，即使角度Φ對應(yīng)于整個第二和第三象限(90至270度)的邊界，切換信號SWSbl也不會變成有效狀態(tài)。在角度Φ被從整個第二和第三象限的邊界進一步改變角度hys時，切換信號SWSbl會變成有效狀態(tài)。在切換信號SWSbl變成有效狀態(tài)之后，在勵磁信號EX的零交叉點的時刻，切換電路SWb會從非反轉(zhuǎn)狀態(tài)變到反轉(zhuǎn)狀態(tài)。
[0144]效果
[0145]根據(jù)第五實施例的R/D轉(zhuǎn)換器10D，能夠得到與第一至第四實施例所描述的效果相同的效果。
[0146]第六實施例
[0147]圖22是示出電動機控制裝置的配置的框圖。當將圖22的同步電動機I用在惡劣環(huán)境諸如工業(yè)機械或汽車動力系統(tǒng)電動機中時，通常將分解器3用作為用于檢測同步電動機I的旋轉(zhuǎn)軸2的角度的傳感器。電動機控制裝置基于分解器3的檢測值控制同步電動機I的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。
[0148]參考圖22，電動機控制裝置包括微控制器單元(MCU)10、預(yù)驅(qū)動器110和三相逆變器電路111。
[0149]微控制器單元100包括中央處理單元(CPU) 101、隨機存取存儲器(RAM)102、只讀存儲器(R0M)103、PWM定時器104、電動機控制電路106、第一至第五實施例中描述的R/D轉(zhuǎn)換器10，以及用于耦合每個部分的總線105。將勵磁信號EX從R/D轉(zhuǎn)換器10輸出到分解器3。然后，將正弦波信號SNl和余弦波信號CSl從分解器3輸入到R/D轉(zhuǎn)換器10。
[0150]CPU 101通過執(zhí)行事先存儲在ROM 103中的控制程序來控制整個M⑶1013RAM 102用作CPU 101的工作存儲器。電可重寫存儲器諸如閃存存儲器可被用作為ROM 103。電動機控制電路106接收從R/D轉(zhuǎn)換器10輸出的角度Φ，并基于角度Φ執(zhí)行電動機的反饋控制的各種處理。HVM定時器104從電動機控制電路106接收控制信號，并輸出控制同步電動機I的U/V/W相的三相脈沖寬度調(diào)制(P麗)信號。控制寄存器設(shè)置在R/D轉(zhuǎn)換器10、電動機控制電路106和PWM定時器中，以控制它們自己。然后，⑶U 101通過總線105為各個控制寄存器設(shè)定值。
[0151]預(yù)驅(qū)動器110產(chǎn)生并輸出控制未示出的六個切換元件(例如，絕緣柵雙極型晶體管(IGBT))的打開和關(guān)閉的柵極控制信號，其構(gòu)成三相逆變器電路111。
[0152]三相逆變器電路111基于從預(yù)驅(qū)動器110輸出的柵極控制信號，將來自DC電源112的DC電壓轉(zhuǎn)換成三相電壓。三相逆變器電路111通過將每個相的DC電壓施加到每個相線圈來驅(qū)動電動機。
[0153]在上述的電動機控制裝置中，通過使用在第一至第五實施例中描述的R/D轉(zhuǎn)換器1、1A至1D中的作何一個，能高準確性地檢測同步電動機I的旋轉(zhuǎn)角。因此，基于檢測的旋轉(zhuǎn)角能夠高準確性地控制電動機。
[0154]基于實施例，已經(jīng)具體描述了本發(fā)明人制造的發(fā)明。然而，不用說，本發(fā)明不限制于上述實施例，且在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以制造各種變更和修改。
【主權(quán)項】
1.一種半導(dǎo)體器件，包括: 第一輸入部，表示要檢測的角度的正弦的第一信號被輸入到所述第一輸入部； 第二輸入部，表示所述角度的余弦的第二信號被輸入到所述第二輸入部； 多路復(fù)用器，所述多路復(fù)用器用于選擇所述第一信號和所述第二信號中的一個； 模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于將所述多路復(fù)用器的輸出信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字值;和切換電路，所述切換電路耦合在所述第一輸入部和所述第二輸入部中的至少一個與所述多路復(fù)用器之間， 其中，所述切換電路被配置為能反轉(zhuǎn)輸入的所述第一信號或所述第二信號。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，進一步包括: 角度運算電路，所述角度運算電路用于基于由所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字值的所述第一信號和所述第二信號來計算所述角度;和 開關(guān)控制電路，所述開關(guān)控制電路基于由所述角度運算電路計算的所述角度來控制所述切換電路的切換。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件， 其中，所述第一信號是通過用所述角度的正弦來調(diào)制被輸入到所述分解器的勵磁信號而得到的信號， 其中，所述第二信號是通過用所述角度的余弦來調(diào)制所述勵磁信號而得到的信號，并且 其中，所述開關(guān)控制電路被配置為，以要被輸入到所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器的所述第一信號和所述第二信號具有相同相位的方式來反轉(zhuǎn)輸入的所述第一信號或所述第二信號。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件， 其中，所述開關(guān)控制電路控制所述切換電路的切換的時刻，使得所述第一信號或所述第二信號在所述勵磁信號的零交叉點的時刻被反轉(zhuǎn)。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件， 其中，當檢測到被各自輸入到所述第一輸入部和所述第二輸入部的所述第一信號和所述第二信號從同相變成反相或從反相變成同相時，從切換同相和反相時起，在計算的角度進一步改變預(yù)定角度時的時刻，所述開關(guān)控制電路切換所述切換電路。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件， 其中，所述切換電路耦合在所述第一輸入部和所述多路復(fù)用器之間，而不耦合在所述第二輸入部和所述多路復(fù)用器之間，并且 其中，所述開關(guān)控制電路被配置為，當計算的角度為90度或更大且180度或更小時，或者為270度或更大且360度或更小時，由所述切換電路反轉(zhuǎn)所述第一信號。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件， 其中，所述切換電路耦合在所述第二輸入部和所述多路復(fù)用器之間，而不耦合在所述第一輸入部和所述多路復(fù)用器之間，并且 其中，所述開關(guān)控制電路被配置為，當計算的角度為90度或更大且180度或更小時，或者為270度或更大且360度或更小時，由所述切換電路反轉(zhuǎn)所述第二信號。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件， 其中，作為所述切換電路，所述半導(dǎo)體器件包括: 第一切換電路，所述第一切換電路耦合在所述第一輸入部和所述多路復(fù)用器之間;和 第二切換電路，所述第二切換電路耦合在所述第二輸入部和所述多路復(fù)用器之間， 其中，所述開關(guān)控制電路被配置為執(zhí)行以下步驟: 當計算的角度為180度或更大且360度或更小時，由所述第一切換電路反轉(zhuǎn)所述第一信號;和 當計算的角度為90度或更大且270度或更小時，由所述第二切換電路反轉(zhuǎn)所述第二信號。9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件， 其中，作為所述切換電路，所述半導(dǎo)體器件包括: 第一切換電路，所述第一切換電路耦合在所述第一輸入部和所述多路復(fù)用器之間;和 第二切換電路，所述第二切換電路耦合在所述第二輸入部和所述多路復(fù)用器之間， 其中，所述開關(guān)控制電路被配置為執(zhí)行以下步驟: 當計算的角度為O度或更大且90度或更小時，由所述第一切換電路反轉(zhuǎn)所述第一信號；和 當計算的角度為O度或更大且90度或更小時，或者為270度或更大且360度或更小時，由所述第二切換電路反轉(zhuǎn)所述第二信號。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件， 其中，所述第一信號和所述第二信號是差分信號，并且 其中，所述切換電路被配置為，通過反轉(zhuǎn)要輸入的所述第一信號或所述第二信號的正側(cè)和負側(cè)信號來反轉(zhuǎn)所述第一信號或所述第二信號。11.一種半導(dǎo)體器件，包括: 第一輸入部，第一信號被輸入到所述第一輸入部； 第二輸入部，第二信號被輸入到所述第二輸入部； 多路復(fù)用器，所述多路復(fù)用器用于選擇所述第一信號和所述第二信號中的一個； 模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于將所述多路復(fù)用器的輸出信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字值； 運算電路，所述運算電路用于基于由所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字值的所述第一信號和所述第二信號來執(zhí)行算術(shù)運算;和 切換電路，所述切換電路耦合在所述第一輸入部和所述第二輸入部中的至少一個與所述多路復(fù)用器之間， 其中，所述切換電路被配置為能反轉(zhuǎn)輸入的所述第一信號或所述第二信號。12.—種電動機控制裝置，用于基于耦合到同步電動機的分解器的輸出信號來控制所述同步電動機的驅(qū)動， 其中，所述分解器輸出第一信號和第二信號，所述第一信號表示要檢測的角度的正弦，所述第二信號表示所述角度的余弦， 其中，所述電動機控制裝置包括: 逆變器電路，所述逆變器電路用于產(chǎn)生供應(yīng)到所述同步電動機的電動機電壓； 分解器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，所述分解器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器用于基于所述第一信號和所述第二信號來計算所述角度;和 處理器，所述處理器用于基于計算的角度來產(chǎn)生用于控制所述逆變器電路的控制信號， 其中，所述分解器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器包括: 第一輸入部，所述第一信號被輸入到所述第一輸入部； 第二輸入部，所述第二信號被輸入到所述第二輸入部； 多路復(fù)用器，所述多路復(fù)用器用于選擇所述第一信號和所述第二信號中的一個； 模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于將所述多路復(fù)用器的輸出信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字值;和切換電路，所述切換電路耦合在所述第一輸入部和所述第二輸入部中的至少一個與所述多路復(fù)用器之間， 其中，所述切換電路被配置為能反轉(zhuǎn)輸入的所述第一信號或所述第二信號。
【文檔編號】G01B7/30GK105841603SQ201610036818
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年1月20日
【發(fā)明人】黑岡晃, 黑岡一晃, 船戶是宏
【申請人】瑞薩電子株式會社