專利名稱：利用磁極位置檢測(cè)器的驅(qū)動(dòng)多相電動(dòng)機(jī)的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種驅(qū)動(dòng)多相電動(dòng)機(jī)裝置和方法，特別是涉及一種通過檢測(cè)多相電動(dòng)機(jī)的中性點(diǎn)(后面稱作中點(diǎn))電壓等于參考電壓的時(shí)刻，檢測(cè)磁極位置的檢測(cè)器，一種包括所述檢測(cè)器的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，和一種利用檢測(cè)器驅(qū)動(dòng)多相電動(dòng)機(jī)的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今無電刷電動(dòng)機(jī)一般用作硬盤、光盤等的主軸電動(dòng)機(jī)，用作空氣調(diào)節(jié)器的風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)，和用作空氣調(diào)節(jié)器的壓縮器的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。為達(dá)到寬范圍內(nèi)可變速度控制和減少功率消耗的目的，無電刷電動(dòng)機(jī)一般通過倒相器利用脈沖寬度調(diào)制(稱作“PWM”)來驅(qū)動(dòng)。在這種具有例如三相繞組的無電刷電動(dòng)機(jī)中，通常有位置傳感器，例如以電氣角度為120度間隔安排的霍爾元件，各用來檢測(cè)轉(zhuǎn)子(磁體)的磁極位置即轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置。在無電刷電動(dòng)機(jī)中，構(gòu)成倒相器的開關(guān)器件基于從各位置傳感器輸出的表征轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)位置的信號(hào)，以基本正弦波驅(qū)動(dòng)無電刷電動(dòng)機(jī)。
在此期間，開發(fā)了多種不使用任何位置傳感器的無傳感器驅(qū)動(dòng)技術(shù)，以降低成本和縮小體積。作為一種為實(shí)現(xiàn)這種無傳感器驅(qū)動(dòng)方法的示例，有一種方法是以120度導(dǎo)通或?qū)捊嵌?小于180度)導(dǎo)通，檢測(cè)在非導(dǎo)通周期期間產(chǎn)生的感應(yīng)電壓的過零點(diǎn)。例如，日本專利公報(bào)NO.2000-253692披露使用取樣保持電路檢測(cè)多相電動(dòng)機(jī)的各相在非導(dǎo)通周期產(chǎn)生的感應(yīng)電壓。
下面將用圖29和30簡要地描述專利公報(bào)NO.2000-253692中所描述的發(fā)明。圖29示出常規(guī)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的完整配置。常規(guī)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置201包括電源202、被控制的三相電動(dòng)機(jī)203、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器204、電流驅(qū)動(dòng)器205、磁極位置檢測(cè)器206、導(dǎo)通控制器207、PWM信號(hào)產(chǎn)生器208和控制器209。
由三相橋組成的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器204根據(jù)從導(dǎo)通控制器207發(fā)送來的導(dǎo)通控制信號(hào)切換，以將由電源202提供的電源提供至三相電動(dòng)機(jī)203的三相繞組Lu、Lv、Lw的每一繞組。連接在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器204和地之間的電流檢測(cè)器205檢測(cè)流經(jīng)整個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器204的電流，并將檢測(cè)結(jié)果作為電流檢測(cè)信號(hào)輸出至PWM信號(hào)產(chǎn)生器208。PWM信號(hào)產(chǎn)生器208基于電流檢測(cè)信號(hào)和控制器209發(fā)送來的控制信號(hào)，產(chǎn)生PWM信號(hào)Pm，并將PWM信號(hào)Pm輸出至導(dǎo)通控制器207。因此，三相電動(dòng)機(jī)203是以PWM驅(qū)動(dòng)的。磁極位置檢測(cè)器203通過取樣和保持三相電動(dòng)機(jī)203的中點(diǎn)電壓Vc和三相電動(dòng)機(jī)203的三相末端電壓Vu、Vv、Vw，檢測(cè)三相電動(dòng)機(jī)203的磁極位置。然后，磁極位置檢測(cè)器對(duì)通過取樣保持中點(diǎn)電壓Vc得到的信號(hào)和通過取樣保持各末端電壓得到的信號(hào)進(jìn)行比較，以檢測(cè)轉(zhuǎn)子的磁極位置，并將檢測(cè)結(jié)果作為位置檢測(cè)信號(hào)輸出至導(dǎo)通控制器207。導(dǎo)通控制器207基于位置檢測(cè)信號(hào)產(chǎn)生導(dǎo)通控制信號(hào)，用于三相電動(dòng)機(jī)203的無傳感器驅(qū)動(dòng)。
磁極位置檢測(cè)器206包括電阻301A至301D、開關(guān)302A至302D、電容303A和303B、比較器305和開關(guān)選擇器306。圖30示出磁極位置檢測(cè)器206各部件的工作時(shí)序圖。開關(guān)選擇器306基于來自導(dǎo)通控制器207輸出的導(dǎo)通控制信號(hào)，在除開關(guān)302D以外的三個(gè)開關(guān)302A一302C中選擇一個(gè)接通了的開關(guān)，從而在用來檢測(cè)磁極位置的三相末端電壓Vu、Vv、Vw中選擇一個(gè)末端電壓。所選的末端電壓對(duì)應(yīng)于處于非導(dǎo)通狀態(tài)的那一相?；赑WM信號(hào)對(duì)所選的末端電壓進(jìn)行取樣和保持。在取樣保持操作中，取樣是在PWM信號(hào)的導(dǎo)通期間進(jìn)行的，而保持則在PWM信號(hào)的截止期間進(jìn)行(參考圖10)。由電阻和電容組成的低通濾波器(LPF)去除取樣和保持電壓波形中的階梯差。電容器35檢測(cè)各相繞組Lu、Lv、Lw上的感應(yīng)電壓的過零點(diǎn)。
但是，常規(guī)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置存在下面一些問題。如日本專利公報(bào)NO.2000-253692中所述，常規(guī)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置要求在U相、V相和W相各相中存在非導(dǎo)通周期，以檢測(cè)三相電動(dòng)機(jī)203的磁極位置。這個(gè)非導(dǎo)通周期的存在，在三相之間的電導(dǎo)通切換時(shí)刻產(chǎn)生振動(dòng)引起聲學(xué)的噪聲。
另外，磁極位置檢測(cè)器206需要用于取樣和保持各末端電壓和中點(diǎn)電壓的開關(guān)和電容，并且還需要用于選擇中點(diǎn)電壓Vc和三相末端電壓Vu、Vv、Vw之一的開關(guān)選擇器306，以便檢測(cè)轉(zhuǎn)子的磁極位置。因此，磁極位置檢測(cè)器206的電路體積變大，并且還需要一些外部元件例如多元電容器，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置201的成本增加。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種簡單配置的磁極位置檢測(cè)器用來檢測(cè)轉(zhuǎn)子的磁極位置，而不需要各相存在非導(dǎo)通周期，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置能通過磁極位置檢測(cè)器用基本正弦波進(jìn)行無傳感器驅(qū)動(dòng)，以及提供一種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法，其能減少振動(dòng)和聲學(xué)噪聲，以解決上面提出的問題。
根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)多相電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置包括電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其包括由多個(gè)串聯(lián)電路并聯(lián)連接的并聯(lián)電路，多個(gè)串聯(lián)電路中每個(gè)串聯(lián)電路具有串行連接的高側(cè)開關(guān)器件和低側(cè)器件；電壓檢測(cè)器，其在第一周期中檢測(cè)在多相電動(dòng)機(jī)的中點(diǎn)的電壓，并將所測(cè)出的電壓作為第一檢測(cè)信號(hào)輸出，第一周期與并聯(lián)電路中所有高側(cè)開關(guān)器件和低側(cè)開關(guān)器件都處于導(dǎo)通狀態(tài)的周期相同或部分相同；第一定時(shí)檢測(cè)器，其檢測(cè)第一檢測(cè)信號(hào)的電壓等于參考電壓的時(shí)刻，并將所測(cè)出的時(shí)刻作為第二檢測(cè)信號(hào)輸出；周期性信號(hào)產(chǎn)生器，其產(chǎn)生周期性信號(hào)，該信號(hào)的相位基于第二檢測(cè)信號(hào)而被控制；和驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器，其利用周期性信號(hào)產(chǎn)生多個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，每個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)并聯(lián)電路中高側(cè)和低側(cè)開關(guān)器件中的一個(gè)。
根據(jù)這種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，能用簡單的配置實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)子磁極位置進(jìn)行檢測(cè)而不需要非導(dǎo)通周期，由此能使基本正弦波無傳感器驅(qū)動(dòng)減小因非導(dǎo)通周期的存在而引起的振動(dòng)和聲學(xué)噪聲。還有，根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，由于用簡單配置實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)子磁極位置的檢測(cè)，相比于常規(guī)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置制造成本降低。
本發(fā)明驅(qū)動(dòng)多相電動(dòng)機(jī)的方法，所述多相電動(dòng)機(jī)包括電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其包括多個(gè)串聯(lián)電路并聯(lián)連接的并聯(lián)電路，多個(gè)串聯(lián)電路各具有串行連接的高側(cè)開關(guān)器件和低側(cè)開關(guān)器件，所述方法包括步驟檢測(cè)一個(gè)周期中在多相電動(dòng)機(jī)的中點(diǎn)的電壓，并將所測(cè)出的電壓作為第一檢測(cè)信號(hào)輸出，該周期與并聯(lián)電路中所有高側(cè)開關(guān)器件和低側(cè)開關(guān)器件都處于導(dǎo)通狀態(tài)的周期相同或部分相同；檢測(cè)第一檢測(cè)信號(hào)的電壓等于參考電壓的時(shí)刻，并將所測(cè)出的時(shí)刻作為第二檢測(cè)信號(hào)輸出；產(chǎn)生周期性信號(hào)，其相位基于第二檢測(cè)信號(hào)而被控制；和利用周期性信號(hào)，產(chǎn)生多個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，每一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)并聯(lián)電路的高側(cè)和低側(cè)開關(guān)器件中的相應(yīng)一個(gè)。
根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)方法，因?yàn)閷?duì)于轉(zhuǎn)子的磁極位置的檢測(cè)，非導(dǎo)通周期不是必需的，所以減小了因非導(dǎo)通周期的存在而引起的振動(dòng)和聲學(xué)噪聲。
一種磁極位置檢測(cè)器，其通過檢測(cè)在多相電動(dòng)機(jī)的中點(diǎn)的電壓等于參考電壓的時(shí)刻，檢測(cè)本發(fā)明多相電動(dòng)機(jī)的磁極位置，磁極位置檢測(cè)器包括電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其包括多個(gè)串聯(lián)電路并聯(lián)連接的并聯(lián)電路，多個(gè)串聯(lián)電路中的每一個(gè)具有串行連接的高側(cè)開關(guān)器件和低側(cè)開關(guān)器件；電壓檢測(cè)器，其檢測(cè)一個(gè)周期中多相電動(dòng)機(jī)的中點(diǎn)電壓，并將所測(cè)出的電壓作為檢測(cè)信號(hào)輸出，該周期與并聯(lián)電路中所有高側(cè)開關(guān)器件和低側(cè)開關(guān)器件都處于導(dǎo)通狀態(tài)的周期相同或部分相同；和定時(shí)檢測(cè)器，其檢測(cè)當(dāng)檢測(cè)信號(hào)的電壓等于參考電壓時(shí)的時(shí)刻。
根據(jù)本發(fā)明的磁極位置檢測(cè)器，能用簡單的配置實(shí)現(xiàn)不需要非導(dǎo)通周期的轉(zhuǎn)子磁極位置的檢測(cè)。


本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點(diǎn)，通過對(duì)優(yōu)選實(shí)施方式所做的詳細(xì)描述將變得很清楚，參考附圖能更好地了解這些實(shí)施方式。
圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式1的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的完整配置示例電路圖；圖2是用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置1驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)2的方法流程圖；圖3是說明驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器8操作的時(shí)序圖；圖4是三相命令電壓sinU、sinV、sinW、三角波信號(hào)Vtri、電動(dòng)機(jī)2的中點(diǎn)電壓Vc和取樣保持信號(hào)SH1之間關(guān)系的一個(gè)示例的時(shí)序圖；圖5是產(chǎn)生圖4所示取樣保持信號(hào)SH1的取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12的特定配置示例的電路圖；圖6是圖5所示的取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12的操作時(shí)序圖；圖7是電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置1的配置示例方框圖，這里取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12的操作由轉(zhuǎn)矩命令信號(hào)EC控制；圖8是圖7所示取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12的配置示例電路圖；圖9是圖1所示位置檢測(cè)器6各部件的工作時(shí)序圖；圖10是說明U相感應(yīng)電壓Eu、取樣保持輸出信號(hào)VcSH1和位置檢測(cè)信號(hào)FG之間關(guān)系的波形圖；圖11是在電動(dòng)機(jī)2的中點(diǎn)電壓Vc被放大的情況下位置檢測(cè)器6的配置示例電路圖；圖12是在取樣保持輸出信號(hào)VcSH1被放大的情況下位置檢測(cè)器6的配置示例電路圖；圖13是位置檢測(cè)器6的配置示例電路圖，這里，可通過檢測(cè)取樣保持輸出信號(hào)VcSH1的速度變化，來檢測(cè)各相感應(yīng)電壓在預(yù)定相位度數(shù)間隔上的位置；圖14是采用空轉(zhuǎn)檢測(cè)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的配置示例方框圖；圖15是驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器8的特定配置示例的方框圖；圖16是第一開關(guān)控制信號(hào)CH1和第二開關(guān)控制信號(hào)CH2的時(shí)序圖；圖17是采用空轉(zhuǎn)檢測(cè)方式從強(qiáng)迫換向起動(dòng)，進(jìn)至無傳感器驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法的流程圖；圖18是命令電壓產(chǎn)生器7配置的修改示例方框圖；圖19是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式2的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置1的完整配置電路圖；圖20是圖19所示取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12的特定配置的示例電路圖；
圖21是取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12各個(gè)部件的工作時(shí)序圖的一個(gè)示例；圖22是位置檢測(cè)器6各個(gè)部件的工作時(shí)序圖；圖23是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式3的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的完整配置電路圖；圖24是圖23所示取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12的特定配置方框圖；圖25是取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12各個(gè)部件的工作時(shí)序圖；圖26是在第一延遲時(shí)間S1和第二延遲時(shí)間S2可根據(jù)轉(zhuǎn)矩命令信號(hào)EC而變的情況下，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置71的配置示例電路圖；圖27是圖26所示取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12的配置示例電路圖；圖28是利用電流PWM電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的配置示例電路圖；圖29是常規(guī)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的完整配置圖；和圖30是圖29所示的磁極位置檢測(cè)器的各個(gè)部件的工作時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參考附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的主要實(shí)施方式，在不同附圖中，以相同的參考號(hào)碼指示相對(duì)應(yīng)的部件。
(實(shí)施方式1)一種根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式1的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)三相電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置包括由三個(gè)串聯(lián)電路并聯(lián)連接的并聯(lián)電路。三個(gè)串聯(lián)電路各包括串行連接的高側(cè)開關(guān)器件和低側(cè)開關(guān)器件。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置通過檢測(cè)三相電動(dòng)機(jī)的三相繞組每一相所產(chǎn)生的感應(yīng)電壓的相位，檢測(cè)轉(zhuǎn)子的磁極位置。為了檢測(cè)相應(yīng)于每一相的感應(yīng)電壓，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置在與并聯(lián)電路中的高側(cè)所有晶體管或/和低側(cè)所有晶體管都處于導(dǎo)通狀態(tài)的周期相同或部分相同的預(yù)定周期中，對(duì)在三相電動(dòng)機(jī)的中點(diǎn)的電壓取樣，并產(chǎn)生一個(gè)中點(diǎn)電壓信號(hào)作為取樣的結(jié)果。然后，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置檢測(cè)中點(diǎn)電壓信號(hào)的電壓等于預(yù)定電壓(例如在中點(diǎn)電壓信號(hào)的過零點(diǎn)或峰值位置的電壓)的時(shí)刻，并且產(chǎn)生一個(gè)電壓定時(shí)信號(hào)作為檢測(cè)結(jié)果。這里，中點(diǎn)電壓信號(hào)相應(yīng)于三相電動(dòng)機(jī)每相繞組上產(chǎn)生的感應(yīng)電壓中包含的第三次諧波分量。因此，基于電壓定時(shí)信號(hào)能夠檢測(cè)出每相繞組產(chǎn)生的感應(yīng)電壓的相位。通常，當(dāng)流經(jīng)每相繞組的電流的相位等于相對(duì)應(yīng)的相繞組上產(chǎn)生的感應(yīng)電壓的相位時(shí)，電動(dòng)機(jī)得到最有效的驅(qū)動(dòng)。因此，當(dāng)三相電動(dòng)機(jī)被施加U相、V相和W相的電流使得每一相的電流的相位等于同一相的感應(yīng)電壓的相位時(shí)，三相電動(dòng)機(jī)被有效地驅(qū)動(dòng)。
下面將參考圖1-10描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式1的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置和電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法。圖1示出根據(jù)實(shí)施方式1的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的完整配置示例電路。實(shí)施方式1的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置1驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)2。如圖1所示，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置1包括電源3、電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器4、電流檢測(cè)器5、電動(dòng)機(jī)2的磁極位置檢測(cè)器(此后稱作“位置檢測(cè)器”)6、命令電壓產(chǎn)生器7、驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器8、控制器9、差分放大器10、三角波產(chǎn)生器11和取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12。位置檢測(cè)器6包括取樣保持電路31、低通濾波器(此后稱作“LPF”)32，比較器33和電壓Vr的直流電源。取樣保持電路31包括開關(guān)34和電容器35。電流檢測(cè)器5、控制器9、差分放大器10、三角波產(chǎn)生器11、取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12、取樣保持電路31和低通濾波器32構(gòu)成電壓檢測(cè)器。取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12和取樣保持電路31構(gòu)成取樣保持單元。比較器33構(gòu)成第一定時(shí)檢測(cè)器。另外，三角波產(chǎn)生器11構(gòu)成載波產(chǎn)生器。
將被控制的電動(dòng)機(jī)2由一個(gè)具有永久磁體的場(chǎng)磁體(未示)的轉(zhuǎn)子和一個(gè)其中三相繞組Lu、Lv、Lw以Y形連接的定子組成。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器4安排在提供數(shù)值為VM的電源電壓的電源3和地之間。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器4具有由功率晶體管21至26組成的三相橋。每個(gè)功率晶體管21至26基于從驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器8輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)UU、UL、VU、VL、WU、WL(此后簡稱為“UU等等”)中的一個(gè)信號(hào)電平進(jìn)行開關(guān)操作。功率晶體管21至26將電源3的電源提供給電動(dòng)機(jī)2的每相繞組Lu、Lv、Lw。電流檢測(cè)器5檢測(cè)流經(jīng)整個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器4的電流值，并將檢測(cè)結(jié)果作為電流檢測(cè)信號(hào)CS輸出至差分放大器10?？刂破?輸出轉(zhuǎn)矩命令信號(hào)EC，由該信號(hào)確定施加至電動(dòng)機(jī)2的轉(zhuǎn)矩。差分放大器10放大流經(jīng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器4的由轉(zhuǎn)矩命令信號(hào)EC導(dǎo)出的電流值與由電流檢測(cè)信號(hào)CS指示的電流值之間的差，并將放大了的差作為被放大的信號(hào)Va輸出至命令電壓產(chǎn)生器7和取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12。命令電壓產(chǎn)生器7基于從位置檢測(cè)器6發(fā)送來的位置檢測(cè)信號(hào)FG產(chǎn)生正弦波三相電壓sinU、sinV、sinW(也稱“三相命令電壓sinU、sinV、sinW”)，并將它們輸出至驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器8。三相命令電壓sinU、sinV、sinW的幅度各由被放大的信號(hào)Va進(jìn)行控制。驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器8用從三角波產(chǎn)生器11發(fā)送來的三角波信號(hào)Vtri對(duì)三相命令電壓sinU、sinV、sinW進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制，利用經(jīng)脈沖寬度調(diào)制所得的驅(qū)動(dòng)信號(hào)對(duì)各個(gè)功率晶體管21至26進(jìn)行PWM驅(qū)動(dòng)。
被放大的信號(hào)Va和三角波信號(hào)Vtri被發(fā)送至取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12。取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12產(chǎn)生定時(shí)脈沖，該定時(shí)脈沖指示構(gòu)成電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器4下側(cè)支路的所有相功率晶體管24至26都處于導(dǎo)通狀態(tài)周期，并將這個(gè)定時(shí)脈沖輸出至位置檢測(cè)器6作為取樣保持信號(hào)SH1。位置檢測(cè)器6基于取樣保持信號(hào)SH1的信號(hào)電平對(duì)電動(dòng)機(jī)2的中點(diǎn)電壓Vc進(jìn)行取樣和保持，以檢測(cè)轉(zhuǎn)子的磁極位置，也就是檢測(cè)在每一相產(chǎn)生的感應(yīng)電壓的相位。然后，位置檢測(cè)器6將檢測(cè)的結(jié)果作為位置檢測(cè)信號(hào)FG輸出至命令電壓產(chǎn)生器7。在如上配置的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置1中，位置檢測(cè)器6檢測(cè)轉(zhuǎn)子的磁極位置，命令電壓產(chǎn)生器7產(chǎn)生與所測(cè)出的磁極位置相應(yīng)的正弦波三相命令電壓，驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器8利用三相命令電壓產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，由此對(duì)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器4進(jìn)行PWM無傳感器驅(qū)動(dòng)。
圖2示出用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置1驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)2的方法流程。如圖2所示，首先，電流檢測(cè)器5檢測(cè)流經(jīng)整個(gè)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器4的電流值(步驟S1)。差分放大器10放大測(cè)出的電流值與從轉(zhuǎn)矩命令信號(hào)EC得出的目標(biāo)電流值之間的差，并產(chǎn)生放大的信號(hào)Va(步驟S2)。取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12根據(jù)被放大的信號(hào)Va和三角波信號(hào)Vtri產(chǎn)生取樣保持信號(hào)SH1，并將取樣保持信號(hào)SH1輸出至位置檢測(cè)器6(步驟S3)。位置檢測(cè)器6基于取樣保持信號(hào)SH1的信號(hào)電平通過取樣和保持中點(diǎn)電壓Vc產(chǎn)生取樣保持輸出信號(hào)VcSH1(步驟S4)。此后，LPF 32只提取取樣保持輸出信號(hào)VcSH1的預(yù)定頻帶，對(duì)其進(jìn)行平滑，并輸出平滑的結(jié)果作為信號(hào)VcSH2(步驟S5)。然后，比較器33對(duì)信號(hào)VcSH2的電壓和參考電壓Vr進(jìn)行比較，根據(jù)比較的結(jié)果產(chǎn)生信號(hào)電平變化的位置檢測(cè)信號(hào)FG，并將位置檢測(cè)信號(hào)FG輸出至命令電壓產(chǎn)生器7(步驟S6)。命令電壓產(chǎn)生器7產(chǎn)生三相命令電壓的各相命令電壓，命令電壓的相位隨位置檢測(cè)信號(hào)FG而變化，幅度隨放大的信號(hào)Va而變化，并將命令電壓輸出至驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器8(步驟S7)。接著，驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器8用三角波信號(hào)Vtri對(duì)每相命令電壓進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制，產(chǎn)生并向電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器4輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)UU等等(步驟S8)。基于相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)UU等，接通/斷開每個(gè)功率晶體管21至26，使預(yù)定的電流流至每相繞組(步驟S9)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置1驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)2時(shí)，處理再返回到步驟S1，其后，執(zhí)行如上所述操作步驟2-9。
下面將詳細(xì)描述根據(jù)實(shí)施方式1的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置每個(gè)部件的工作。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器4由形成橋式連接的六個(gè)功率晶體管21至26和六個(gè)功率二極管d21至d26組成，每個(gè)二極管背對(duì)背地連接至相應(yīng)的功率晶體管21至26。在這一電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器4中，兩個(gè)功率晶體管21和24串聯(lián)連接，繞組Lu的一端連接至這兩個(gè)功率晶體管21和24的連接點(diǎn)上。同樣地，兩個(gè)功率晶體管22和25串聯(lián)連接，繞組Lv一端連接至這兩個(gè)功率晶體管22和25的連接點(diǎn)上。還有，功率晶體管23和26串聯(lián)連接，繞組Lw的一端連接至功率晶體管23和26的連接點(diǎn)上。每個(gè)功率晶體管21至26基于從驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器8輸出的相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)UU等的信號(hào)電平，進(jìn)行接通/斷開的開關(guān)操作，從電源3向電動(dòng)機(jī)2的每相繞組Lu、Lv、Lw提供電源。通過功率晶體管21至26的接通/斷開，對(duì)電動(dòng)機(jī)2進(jìn)行PWM驅(qū)動(dòng)。
電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器4可以具有兩種配置，一種是其中每一功率晶體管21至26都是N溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管，另一種是其中構(gòu)成上側(cè)支路的每一功率晶體管21至23和構(gòu)成下側(cè)支路的每一功率晶體管24至26分別是N溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管和P溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管。另外，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器4可以由雙極結(jié)晶體管(BJT)或絕緣柵雙極晶體管(IGBT)組成，而不是用場(chǎng)效應(yīng)晶體管。此外，功率二極管d21至d26可用功率晶體管21至26結(jié)構(gòu)上存在的寄生二極管代替。
電流檢測(cè)器5安排在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器4和地之間。例如，電流檢測(cè)器5由檢測(cè)電流的電阻和LPF組成。如上所述的結(jié)構(gòu)，電流檢測(cè)器5能檢測(cè)流經(jīng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器4的平均電流形成D.C電壓。控制器9輸出轉(zhuǎn)矩命令信號(hào)EC。對(duì)控制器9的配置沒有限制，因此，控制器9可以由微機(jī)或硬件組成。差分放大器10放大電流檢測(cè)信號(hào)CS的電壓與轉(zhuǎn)矩命令信號(hào)EC的電壓的差，將放大了的電壓輸出至命令電壓產(chǎn)生器7作為被放大的信號(hào)Va。差分放大器10也將被放大的信號(hào)Va輸出至取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12。下面，將描述有關(guān)取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12的詳細(xì)操作。
命令電壓產(chǎn)生器7基于從位置檢測(cè)器6發(fā)送來的位置檢測(cè)信號(hào)FG產(chǎn)生三相命令電壓sinU、sinV、sinW。下面，將描述有關(guān)位置檢測(cè)器6的詳細(xì)操作。三相命令電壓sinU、sinV、sinW的每一相(它們之間存在120度的相位差)具有180度電導(dǎo)通圖案的波形。就電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置1而言，三相命令電壓sinU、sinV、sinW每個(gè)都具有正弦波的波形。具體地說，命令電壓產(chǎn)生器7檢測(cè)源自位置檢測(cè)信號(hào)FG的三相感應(yīng)電壓的每一相的過零點(diǎn)，從而檢測(cè)感應(yīng)電壓的0度相位和180度相位。過零點(diǎn)是以三相感應(yīng)電壓的一相的60度相位為間隔進(jìn)行檢測(cè)的。然后，命令電壓產(chǎn)生器7產(chǎn)生三相命令電壓sinU、sinV、sinW，使流經(jīng)三相繞組的每一繞組的電流相位等于相應(yīng)的感應(yīng)電壓的相位。從位置檢測(cè)信號(hào)FG產(chǎn)生三相命令電壓的方法的一個(gè)例子是測(cè)量位置檢測(cè)信號(hào)FG的周期，基于測(cè)量結(jié)果獲得角度信息，并輸出與角度信息對(duì)應(yīng)的電壓值。具體地說，命令電壓產(chǎn)生器7根據(jù)位置檢測(cè)信號(hào)FG的脈沖周期T和在一個(gè)周期中每一感應(yīng)電壓Eu、Ev、Ew的相位變化量(圖10中為120度)，計(jì)算為使三相感應(yīng)電壓Eu、Ev、Ew的每相相位變化1度所需要的時(shí)間(圖10中為T/120)。然后，利用位置檢測(cè)信號(hào)FG的信號(hào)電平從高(H)至低(L)的變化時(shí)刻和上述計(jì)算中導(dǎo)出的時(shí)間(T/120)，命令電壓產(chǎn)生器7產(chǎn)生并輸出每相命令電壓sinU、sinV、sinW，它在相位上與對(duì)應(yīng)相感應(yīng)電壓Eu、Ev、Ew的相位相同，所以流經(jīng)每相繞組的電流Iu、Iv、Iw在相位上與對(duì)應(yīng)相感應(yīng)電壓Eu、Ev、Ew的相位相同。(也就是說，相命令電壓sinU、sinV、sinW分別對(duì)應(yīng)于感應(yīng)電壓Eu、Ev、Ew，電流Iu、Iv、Iw分別對(duì)應(yīng)于感應(yīng)電壓Eu、Ev、Ew。)這里，位置檢測(cè)信號(hào)FG的信號(hào)電平從高(H)至低(L)的變化點(diǎn)，等于信號(hào)VcSH10度相位所對(duì)應(yīng)的過零點(diǎn)。另外，考慮到流經(jīng)每相繞組的電流Iu、Iv、Iw的相位滯后于相應(yīng)的相命令電壓sinU、sinV、sinW的相位，所以每一相命令電壓sinU、sinV、sinW的相位產(chǎn)生時(shí)，可使其事先移動(dòng)一個(gè)預(yù)定量。正弦波信號(hào)不限于完全正弦波的波形，也包括基本正弦波的波形。產(chǎn)生三相命令電壓的方法不限于上述方法，而只需要是基于位置檢測(cè)信號(hào)FG產(chǎn)生三相命令電壓的方法。三相命令電壓sinU、sinV、sinW的幅度受放大的信號(hào)Va控制。如果放大的信號(hào)Va大的話(也就是說，轉(zhuǎn)矩命令信號(hào)EC與電流檢測(cè)信號(hào)CS的差大)，則命令電壓sinU、sinV、sinW的幅度就大，如果被放大的信號(hào)Va小(也就是說，轉(zhuǎn)矩命令信號(hào)EC與電流檢測(cè)信號(hào)CS之差小)，幅度就變小。用這種方法產(chǎn)生的三相命令電壓sinU、sinV、sinW被發(fā)送至驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器8。
驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器8利用從三角波產(chǎn)生器11發(fā)送來的三角波信號(hào)Vtri，對(duì)三相命令電壓sinU、sinV、sinW進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制，產(chǎn)生以PWM驅(qū)動(dòng)各個(gè)功率晶體管21至26的驅(qū)動(dòng)信號(hào)UU等，并將它們輸出至電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器4。
圖3示出說明驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器8操作的時(shí)序圖(僅U相)。在圖3中，示出命令電壓產(chǎn)生器7產(chǎn)生的U相命令電壓sinU與三角波產(chǎn)生器11產(chǎn)生的三角波信號(hào)Vtri之間的關(guān)系，U相上側(cè)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)UU是在U相命令電壓sinU受脈沖寬度調(diào)制時(shí)產(chǎn)生的，U相下側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)UL是在U相命令電壓sinU受脈沖寬度調(diào)制時(shí)產(chǎn)生。由命令電壓產(chǎn)生器7產(chǎn)生的U相命令電壓sinU由三角波信號(hào)Vtri進(jìn)行PWM。經(jīng)PWM產(chǎn)生的U相上側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)UU和U相下側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)UL，是分別控制U相上側(cè)功率晶體管21柵極和U相下側(cè)功率晶體管24柵極的信號(hào)。如果U命令電壓sinU大于三角波信號(hào)Vtri的電壓，則U相上側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)UU變成“H”電平，U相下側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)UL變成“L”電平，因此U相上側(cè)功率晶體管21接通而U相下側(cè)功率晶體管24斷開。另一方面，如果U相命令電壓sinU小于三角波信號(hào)Vtri的電壓，則U相下側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)UL變成“H”電平，U相上側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)UU變成“L”電平，因此U相下側(cè)功率晶體管24接通而U相上側(cè)功率晶體管21斷開。如上所述，在根據(jù)實(shí)施方式1的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置1中，命令電壓產(chǎn)生器7產(chǎn)生三相命令電壓的各相正弦波電壓，驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器8對(duì)三相命令電壓的各相進(jìn)行PWM以獲得驅(qū)動(dòng)信號(hào)，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器4的各個(gè)功率晶體管21至26由各驅(qū)動(dòng)信號(hào)以PWM進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。因此，電動(dòng)機(jī)2能用基本正弦波驅(qū)動(dòng)。從命令電壓產(chǎn)生器7輸出的三相命令電壓sinU、sinV、sinW的頻率約為幾Hz至1kHz，三角波信號(hào)Vtri的頻率約為20kHz至100kHz。
下面將詳細(xì)描述取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12。取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12產(chǎn)生定時(shí)脈沖指示構(gòu)成電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器4下側(cè)支路的所有功率晶體管24至26處于導(dǎo)通狀態(tài)的周期，并將其作為取樣保持信號(hào)SH1輸出至位置檢測(cè)器6。首先，將參考圖4說明取樣保持信號(hào)SH1。
圖4示出電動(dòng)機(jī)2的三相命令電壓sinU、sinV、sinW、三角波信號(hào)Vtri、中點(diǎn)電壓Vc與取樣保持信號(hào)SH1之間關(guān)系的示例時(shí)序圖。在圖4中，示出三相命令電壓sinU、sinV、sinW和三角波信號(hào)Vtri，中點(diǎn)電壓Vc以及取樣保持信號(hào)SH1。如上所述，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器4的每一功率晶體管21和26根據(jù)三角波信號(hào)Vtri對(duì)每相命令電壓sinU、sinV、sinW作脈沖寬度調(diào)制而得的相應(yīng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，進(jìn)行開關(guān)操作。因此，電動(dòng)機(jī)2的中點(diǎn)電壓Vc具有如圖4所示的階梯形狀的波形。圖4所示的周期X是構(gòu)成電動(dòng)機(jī)2下側(cè)支路的所有晶體管24至26處于導(dǎo)通狀態(tài)的周期。在這一周期中，電動(dòng)機(jī)2的中點(diǎn)電壓Vc基本上變成地電壓電平(也就是說，電壓值為0)。圖4所示的周期Y是構(gòu)成電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器4上側(cè)支路的所有晶體管21至23處于導(dǎo)通狀態(tài)的周期。在這個(gè)周期中，電動(dòng)機(jī)2的中點(diǎn)電壓Vc基本上等于電源3的電壓值VM。圖4中所示的取樣保持信號(hào)SH1是在周期Z期間變成“H”電平的信號(hào)，周期Z是晶體管24至26都處于導(dǎo)通周期X去除周期X的開始和結(jié)束時(shí)的周期X1和X2的結(jié)果。電動(dòng)機(jī)2中點(diǎn)電壓Vc的取樣和保持操作是由位置檢測(cè)器6利用這個(gè)取樣保持信號(hào)SH1執(zhí)行的。在圖4中，在進(jìn)行中點(diǎn)電壓Vc的取樣和保持操作中，包含在周期X中的周期X1和X2被除去，以使位置檢測(cè)器6能消除中點(diǎn)電壓Vc電壓變化時(shí)產(chǎn)生的聲學(xué)噪聲。
圖5示出用于產(chǎn)生圖4所示取樣保持信號(hào)SH1的取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12特定配置的示例電路。取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12包括加法器41、添加電壓設(shè)置器42和比較器43。如上所述，被放大的信號(hào)Va和三角波信號(hào)Vtri輸出至取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12。加法器41將添加電壓設(shè)置器42所設(shè)定的添加電壓Vx和控制三相命令電壓sinU、sinV、sinW幅度的放大的信號(hào)Va的電壓相加。加法器41的輸出電壓Vref發(fā)送至用作比較器43一個(gè)輸入端的倒相輸入端，三角波信號(hào)Vtri發(fā)送至另一輸入端，也就是非倒相輸入端。比較器43將三角波信號(hào)Vtri的電壓與電壓Vref進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果作為取樣保持信號(hào)SH1輸出至位置檢測(cè)器6。
圖6示出圖5所示的取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12的操作流程。在圖6中，示出有關(guān)U相命令電壓sinU、三角波信號(hào)Vtri、放大的信號(hào)Va、加法器42的輸出電壓Vref和取樣保持信號(hào)SH1之間的關(guān)系。如上所述，在從所有功率晶體管24-26都處于導(dǎo)通狀態(tài)的周期X中去除周期X1和X2的期間，也就是說，在三角波信號(hào)Vtri的電壓變成大于三相命令電壓sinU、sinV、sinW的每一電壓的期間，取樣保持信號(hào)SH1為H電平。這里假定每一相命令電壓的幅度值等于放大的信號(hào)Va的電壓值VaO，如果電壓Vref的值設(shè)定為VaO，當(dāng)三角波信號(hào)Vtri的電壓大于電壓Vref時(shí)，也就是說當(dāng)三角波信號(hào)Vtri的電壓大于每一相命令電壓sinU、sinV、sinW時(shí)，取樣保持信號(hào)SH1變成H電平。另外，如果電壓Vref的值能設(shè)置在大于VaO和小于三角波信號(hào)Vtri電壓的最大值范圍內(nèi)時(shí)，則周期X1和X2以及從周期X中去除周期X1和X2所得到的周期Z就能任意設(shè)定在預(yù)定的范圍內(nèi)。也就是說，添加電壓Vx用作這樣的電壓，即與三角波信號(hào)Vtri電壓相比較，電壓Vref的值應(yīng)設(shè)置得比VaO大多少。
當(dāng)取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12如上述配置時(shí)，被檢測(cè)的是構(gòu)成電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器4下側(cè)支路的所有相功率晶體管24至26都處于導(dǎo)通狀態(tài)的周期(參考圖4所示的周期Z)。圖4所示的周期X1和X2能通過控制由添加電壓設(shè)置器42設(shè)置的添加電壓Vx進(jìn)行設(shè)置。在這種情況下，周期X1和X2是相同的。
另外，由添加電壓設(shè)置器42設(shè)置的添加電壓Vx可根據(jù)轉(zhuǎn)矩命令信號(hào)EC而變化。圖7示出這種情況下的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置1配置示例方框圖。圖8示出圖7所示取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12的配置的示例電路。如圖7和8所示，轉(zhuǎn)矩命令信號(hào)EC發(fā)送至取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12的添加電壓設(shè)置器42。當(dāng)轉(zhuǎn)矩命令信號(hào)EC的電壓小時(shí)，添加電壓設(shè)置器42設(shè)置小的電壓Vx，使電壓Vref變小，當(dāng)轉(zhuǎn)矩命令信號(hào)EC的電壓大時(shí)，設(shè)置大的電壓Vx，使電壓Vref變大。取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12只需要有產(chǎn)生指示所有功率晶體管24至26都處于導(dǎo)通狀態(tài)的周期的定時(shí)脈沖的配置，但不限于上述配置。因此，取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12可用多種方式修改，這些修改的配置無疑都在本發(fā)明范圍之內(nèi)。
下面將對(duì)位置檢測(cè)器6進(jìn)行描述。位置檢測(cè)器6基于取樣保持信號(hào)SH1的信號(hào)電平對(duì)電動(dòng)機(jī)2的中點(diǎn)電壓Vc進(jìn)行取樣和保持，以檢測(cè)轉(zhuǎn)子的磁極位置。下面將說明位置檢測(cè)器6的詳細(xì)操作。圖9示出位置檢測(cè)器6每個(gè)部件工作的時(shí)序圖。在圖9中，示出電動(dòng)機(jī)2的中點(diǎn)電壓Vc、取樣保持信號(hào)SH1、作為取樣保持電路31的輸出信號(hào)的取樣保持輸出信號(hào)VcSH1和LPF 32的輸出信號(hào)VcSH2之間的關(guān)系。與圖4所示的中點(diǎn)電壓Vc波形相比，圖9所示的中點(diǎn)電壓Vc波形特別表明了地電壓附近的細(xì)節(jié)，開關(guān)34基于取樣保持信號(hào)SH1的信號(hào)電平打開和閉合。當(dāng)取樣保持信號(hào)SH1的信號(hào)電平為1電平時(shí)，開關(guān)34閉合引起電氣短路，于是電動(dòng)機(jī)2的中點(diǎn)電壓Vc由電容35檢測(cè)(取樣操作)。此后，當(dāng)取樣保持信號(hào)SH1的信號(hào)電平為L電平時(shí)，開關(guān)34打開成為開路狀態(tài)，于是取樣的電壓由電容35保持(保持操作)。因此取樣保持電路31基于取樣保持信號(hào)SH1的信號(hào)電平對(duì)中點(diǎn)電壓Vc進(jìn)行取樣和保持操作，并將取樣保持的結(jié)果作為取樣保持輸出信號(hào)VcSH1輸出。取樣保持輸出信號(hào)VcSH1發(fā)送至LPF 32。LPF 32去除取樣保持輸出信號(hào)VcSH1中的階梯差別以使信號(hào)VcSH1平滑，并將已去除階梯差別的信號(hào)VcSH2輸出至比較器33。
在所有功率晶體管24至26都處于導(dǎo)通狀態(tài)的周期中，對(duì)電動(dòng)機(jī)2的中點(diǎn)電壓Vc進(jìn)行取樣和保持所得的取樣保持輸出信號(hào)VcSH1電壓，由于下面給出的理由，是疊加了各相感應(yīng)電壓所含有的第3N(“N”是正整數(shù))次諧波分量的電壓。下面將描述為什么要從電動(dòng)機(jī)2的中點(diǎn)電壓Vc檢測(cè)包含在各相感應(yīng)電壓中的第3N次諧波分量的理由。設(shè)定三相繞組Lu、Lv、Lw的繞線電阻都相同為R(Ω)，它們的電感也都相同為L(mH)，從電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器4側(cè)流向電動(dòng)機(jī)2側(cè)的電流為Iu、Iv、Iw(A)，以及三相感應(yīng)電壓為Eu、Ev、Ew(V)，則末端電壓Vu、Vv、Vw和電動(dòng)機(jī)2的中點(diǎn)電壓Vc之間的關(guān)系表示為下面等式(1)Vu-Vc＝R·Iu+L·dIu/dt+Eu；Vv-Vc＝R·Iv+L·dIv/dt+Ev；Vw-Vc＝R·Iw+L·dIw/dt+Ew. (1)由于從克?；舴蚨梢阎狪u+Iv+Iw＝0，所以等式(1)能修改為等式(2)Vu+Vv+Vw-3·Vc＝Eu+Ev+Ew. (2)由于在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置1中，電動(dòng)機(jī)2的中點(diǎn)電壓Vc是在構(gòu)成電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器4下側(cè)支路的所有相功率晶體管24至26都處于導(dǎo)通狀態(tài)的周期中被取樣和保持，假定功率晶體管24至26具有相同的Ron(Ω)，則下面的等式(3)成立Vu＝-Ron·Iu；Vv＝-Ron·Iv；Vw＝-Ron·Iw. (3)根據(jù)克希霍夫定律等式(3)可以改變?yōu)榈仁?4)Vu+Vv+Vw＝0. (4)這里，可以從等式(2)和(4)推導(dǎo)出等式(5)-3·Vc＝Eu+Ev+Ew. (5)進(jìn)一步，假定諧波分量疊加在每一感應(yīng)電壓Eu、Ev、Ew中，如等式(6)所示Eu＝A·sinθ+A·B·sin2θ+A·C·sin3θ+A·D·sin4θ+A·E·sin5θ+A·F·sin6θ+…；Ev＝A·sin(θ-2π/3)+A·B·sin2(θ-2π/3)+A·C·sin3(θ-2π/3)+A·D·sin4(θ-2π/3)+A·E·sin5(θ-2π/3)+A·F·sin6(θ-2π/3)+…；和Ew＝A·sin(θ-4π/3)+A·B·sin2(θ-4π/3)+A·C·sin3(θ-4π/3)+A·D·sin4(θ-4π/3)+A·E·sin5(θ-4π/3)+A·F·sin6(θ-4π/3)+…； (6)這里，“A”表示感應(yīng)電壓的基波幅度，“B”、“C”、“D”、“E”和“F”分別表示第二、第三、第四、第五、和第六次諧波分量的含量比率。
從等式(5)和(6)，只推導(dǎo)第3N次諧波分量，則實(shí)現(xiàn)下面的關(guān)系式-3·Vc＝3·(A·C·sin3θ+A·F·sin6θ+…).(7)等式(7)可寫成一般形式，Vc＝-∑A·G(3N)·sin3Nθ. (8)這里，G(3N)表示第3N次諧波分量的含量比率。
如上所述，如果在構(gòu)成電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器4下側(cè)支路的所有功率晶體管24至26都處于導(dǎo)通狀態(tài)的周期中對(duì)電動(dòng)機(jī)2的中點(diǎn)電壓Vc進(jìn)行取樣和保持，則可以檢測(cè)出包含在各相感應(yīng)電壓中疊加了第3N次諧波分量的電壓。
圖10示出各相感應(yīng)電壓Eu、Ev、Ew(只表示其基波)、取樣保持輸出信號(hào)VcSH1和位置檢測(cè)信號(hào)FG之間的關(guān)系。假定在等式(8)中N＝1，也就是說，假定N≥2的諧波分量是非常小的，則信號(hào)VcSH1僅由包含在各相感應(yīng)電壓Eu、Ev、Ew中的第三次諧波分量組成。被檢測(cè)的取樣保持輸出信號(hào)VcSH1的幅度Na由各相感應(yīng)電壓Eu、Ev、Ew的基波幅度A和第三次諧波分量的含量比率C相乘而得到，如Na＝A·C所示。取樣保持輸出信號(hào)VcSH1發(fā)送至LPF 32。LPF 32的輸出信號(hào)VcSH2發(fā)送至比較器33的一個(gè)輸入端。比較器33的另一輸入端為參考電壓Vr。在根據(jù)實(shí)施方式1的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，參考電壓Vr設(shè)置為Vr＝0。因此，比較器33的輸出信號(hào)FG變成脈沖信號(hào)，其邊沿在取樣保持輸出信號(hào)VcSH1的0度和180度相位的各個(gè)過零點(diǎn)。也就是說，信號(hào)FG變成在以每相感應(yīng)電壓Eu、Ev、Ew 180度相位為間隔的過零點(diǎn)有一個(gè)邊沿的脈沖信號(hào)。因此，轉(zhuǎn)子的磁極位置能以60度的電角度間隔進(jìn)行檢測(cè)。從比較器33將該脈沖信號(hào)發(fā)送至命令電壓產(chǎn)生器7作為位置檢測(cè)信號(hào)FG。
取樣保持輸出信號(hào)VcSH1的幅度取決于各相感應(yīng)電壓的幅度和各相感應(yīng)電壓中第三次諧波分量的含量比率。因此，當(dāng)各相感應(yīng)電壓因電動(dòng)機(jī)2的低速旋轉(zhuǎn)而變小時(shí)，或者當(dāng)?shù)谌沃C波的含量比率在各相感應(yīng)電壓中非常小時(shí)，取樣保持輸出信號(hào)VcSH1的幅度可能變小，因此，轉(zhuǎn)子的磁極位置的檢測(cè)精度可能變差。作為一種避免差的檢測(cè)精度的方法，例如采用放大器的方式放大電動(dòng)機(jī)2的中點(diǎn)電壓Vc，然后取樣和保持被放大的信號(hào)，并且放大取樣保持輸出信號(hào)VcSH1。圖11示出在放大中點(diǎn)電壓Vc的情況下位置檢測(cè)器6的配置示例電路，圖12示出放大取樣保持輸出信號(hào)VcSH1的情況下位置檢測(cè)器6的配置示例電路。在如圖11所示的放大中點(diǎn)電壓Vc的情況下，位置檢測(cè)器6包括放大器45，用于在取樣保持電路31的預(yù)放級(jí)放大中點(diǎn)電壓Vc。在如圖12所示的放大取樣保持輸出信號(hào)VcSH1的情況下，位置檢測(cè)器6包括處于取樣保持電路31和LPF 32之間的放大器45。但是，位置檢測(cè)器6的配置不限于圖11和12所示的例子。在不背離本發(fā)明目的的情況下，可對(duì)位置檢測(cè)器6配置進(jìn)行多種修改，這些修改配置無疑都在本發(fā)明范圍之內(nèi)。另外，位置檢測(cè)器6可以有不包括LPF 32的配置。當(dāng)包括LPF 32時(shí)，位置檢測(cè)器6最好具有由LPF 32引起的相位延遲量在命令電壓產(chǎn)生器7中得到校正這樣的配置。
在根據(jù)實(shí)施方式1的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置中，各相感應(yīng)電壓的過零點(diǎn)采用比較器33將取樣保持輸出信號(hào)VcSH1的電壓與參考電壓比較的方法，以各相感應(yīng)電壓的180度相位為間隔進(jìn)行檢測(cè)，但以各相感應(yīng)電壓的90度或270度相位為間隔的位置可通過檢測(cè)取樣保持輸出信號(hào)VcSH1的速率變化來進(jìn)行檢測(cè)。圖13是在這種情況下位置檢測(cè)器6的配置示例電路圖。如圖13所示，位置檢測(cè)器6包括處于LPF 32與比較器33之間的變化速率檢測(cè)器48，用于檢測(cè)信號(hào)VcSH2的變化速率。由于信號(hào)VcSH2的變化速率在各相感應(yīng)電壓的相位是90度和270度時(shí)的位置上變成0，所以比較器33輸出在各相感應(yīng)電壓的相位是90度和270度的時(shí)刻其信號(hào)電平改變的位置檢測(cè)信號(hào)FG。在這種情況下，位置檢測(cè)信號(hào)FG電平改變的點(diǎn)的電角度從各相感應(yīng)電壓過零點(diǎn)移動(dòng)90度。因此，當(dāng)檢測(cè)各相感應(yīng)電壓的相位為90度的位置或?yàn)?70度的位置時(shí)，相位移動(dòng)量可以在命令電壓產(chǎn)生器7中進(jìn)行校正。各相感應(yīng)電壓的預(yù)定相位位置的檢測(cè)不限于通過檢測(cè)各相感應(yīng)電壓的過零點(diǎn)和檢測(cè)各相感應(yīng)電壓的90度相位或270度相位來實(shí)現(xiàn)，也可以通過檢測(cè)與各相感應(yīng)電壓的預(yù)定相位位置對(duì)應(yīng)的取樣保持信號(hào)VcSH1的任何電壓而實(shí)現(xiàn)。
下面將簡要地描述從開始至穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)的操作。根據(jù)實(shí)施方式1的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置具有檢測(cè)包含在各相感應(yīng)電壓中的第三次諧波的配置，因此，如果各相感應(yīng)電壓小，因此在電動(dòng)機(jī)的停止?fàn)顟B(tài)和低速旋轉(zhuǎn)期間取樣保持輸出信號(hào)VcSH1的幅度小的話，轉(zhuǎn)子的磁極位置不能檢測(cè)或檢測(cè)精度變差。因此，必須將轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度加速至能通過某種方法檢測(cè)磁極位置的速度。通常，用于無傳感器起動(dòng)的方法，例如初始位置估算法或強(qiáng)迫換向法等多種方法已被開發(fā)，而不限于根據(jù)實(shí)施方式1的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置1的特定方法。這種方法只需將轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度加速至能夠檢測(cè)轉(zhuǎn)子的磁極位置的速度。在經(jīng)過適當(dāng)?shù)姆椒▽⑥D(zhuǎn)子加速至這樣的旋轉(zhuǎn)速度之后，該方法進(jìn)行至無傳感器驅(qū)動(dòng)，無傳感器驅(qū)動(dòng)用基本正弦波進(jìn)行。
在根據(jù)實(shí)施方式1的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置1中，位置檢測(cè)信號(hào)FG通過以各相感應(yīng)電壓的180度相位為間隔檢測(cè)過零點(diǎn)而獲得，但是，不能從位置檢測(cè)信號(hào)FG中測(cè)出哪個(gè)下降邊沿與U相感應(yīng)電壓的0度相位(以后稱作“絕對(duì)位置”)過零點(diǎn)相對(duì)應(yīng)。因此，在進(jìn)入無傳感器驅(qū)動(dòng)之前，需要檢測(cè)位置檢測(cè)信號(hào)FG的哪個(gè)下降邊沿與絕對(duì)位置相對(duì)應(yīng)。作為檢測(cè)感應(yīng)電壓的絕對(duì)位置的方法，有空轉(zhuǎn)檢測(cè)法。下面將詳細(xì)描述空轉(zhuǎn)檢測(cè)法?？辙D(zhuǎn)檢測(cè)法是一種通過使電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器4的相功率晶體管21至26斷開來直接檢測(cè)出現(xiàn)在三相末端電壓Vu、Vv、Vw的三相感應(yīng)電壓的方法。根據(jù)這種方法，在空轉(zhuǎn)檢測(cè)期間通過監(jiān)測(cè)U相末端電壓Vu，能夠檢測(cè)例如U相感應(yīng)電壓Eu，也就是說，能夠檢測(cè)U相感應(yīng)電壓的絕對(duì)位置。下面將參考圖14至17描述使用空轉(zhuǎn)檢測(cè)法的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。
圖14是使用空轉(zhuǎn)檢測(cè)法的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的配置示例方框圖。如圖14所示，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置51具有將空轉(zhuǎn)檢測(cè)器52加入圖1所示電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置1中的配置。空轉(zhuǎn)檢測(cè)器52在空轉(zhuǎn)檢測(cè)期間將U相末端電壓Vu和電動(dòng)機(jī)2的中點(diǎn)電壓Vc進(jìn)行比較，產(chǎn)生信號(hào)FGU，它指示出現(xiàn)在U相末端電壓Vu中的U相感應(yīng)電壓Eu的0相位過零點(diǎn)的時(shí)刻。
圖15是驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器8的特定配置的示例方框圖。如圖15所示，驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器8包括強(qiáng)迫換向信號(hào)產(chǎn)生器56、第一開關(guān)部分57、驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生單元58、空轉(zhuǎn)信號(hào)產(chǎn)生器59、第二開關(guān)部分60和開關(guān)控制器61。開關(guān)控制器61分別將第一開關(guān)控制信號(hào)CH1和第二開關(guān)控制信號(hào)CH2發(fā)送至第一開關(guān)部分57和第二開關(guān)部分60。強(qiáng)迫換向信號(hào)產(chǎn)生器56產(chǎn)生并輸出強(qiáng)迫換向信號(hào)，例如在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置51開始時(shí)產(chǎn)生預(yù)定頻率的三相正弦波信號(hào)。第一開關(guān)部分57基于第一開關(guān)信號(hào)CH1選擇并輸出從強(qiáng)迫換向信號(hào)產(chǎn)生器56輸出的三相正弦波信號(hào)或選擇并輸出從命令電壓產(chǎn)生器7輸出的三相命令電壓(電壓sinU、sinV、sinW)。驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生單元58用三角波信號(hào)Vtri對(duì)第一開關(guān)部分57所選擇的信號(hào)進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制，并且將脈沖寬度調(diào)制的結(jié)果輸出至第二開關(guān)部分60作為驅(qū)動(dòng)信號(hào)用于控制電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器4的各相功率晶體管21至26的驅(qū)動(dòng)。空轉(zhuǎn)信號(hào)產(chǎn)生器59產(chǎn)生并輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)(也稱作“空轉(zhuǎn)信號(hào)”)用于斷開所有相位功率晶體管21至26。第二開關(guān)部分60選擇從驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生單元58接收的信號(hào)或選擇從空轉(zhuǎn)信號(hào)產(chǎn)生器59接收的信號(hào)，并將所選的信號(hào)發(fā)送至電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器4。強(qiáng)迫換向信號(hào)產(chǎn)生器56構(gòu)成強(qiáng)迫周期信號(hào)產(chǎn)生器，驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生單元58構(gòu)成第一產(chǎn)生器，空轉(zhuǎn)信號(hào)產(chǎn)生器59構(gòu)成第二產(chǎn)生器。第一開關(guān)部分57和第二開關(guān)部分60分別構(gòu)成第一選擇器和第二選擇器。此外，開關(guān)控制器61構(gòu)成選擇控制器。這里，“強(qiáng)迫換向信號(hào)”也稱作“強(qiáng)迫周期信號(hào)”。
下面將參考圖16描述驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器8的操作。圖16是第一和第二開關(guān)控制信號(hào)CH1和CH2的時(shí)序圖。當(dāng)收到來自電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置51外部部件的起動(dòng)信號(hào)START時(shí)，開關(guān)控制器61發(fā)送信號(hào)電平是L電平的第一和第二開關(guān)控制信號(hào)CH1和CH2。在這種情況下，第一開關(guān)部分57選擇強(qiáng)迫換向信號(hào)產(chǎn)生器56的輸出信號(hào)，并將它發(fā)送至驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生單元58。驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生單元58用三角波信號(hào)Vtri對(duì)三相正弦波信號(hào)進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)，也就是用來控制電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器4的功率晶體管21至26的驅(qū)動(dòng)的電導(dǎo)通控制信號(hào)。由于第二開關(guān)控制信號(hào)CH2是L電平，所以第二開關(guān)部分60選擇從驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生單元58接收的信號(hào)，并且將這個(gè)信號(hào)發(fā)送至電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器4。因此，在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置51起動(dòng)之后，基于預(yù)定頻率和強(qiáng)迫換向信號(hào)在第一和第二控制信號(hào)CH1和CH2都處于L電平周期(圖16中所示的“強(qiáng)迫換向驅(qū)動(dòng)周期”)，電動(dòng)機(jī)2被強(qiáng)迫驅(qū)動(dòng)。強(qiáng)迫換向信號(hào)的預(yù)定頻率不限于固定頻率，可以是隨時(shí)間增加而變化的頻率。
開關(guān)控制器61使第一開關(guān)控制信號(hào)CH1為H電平，同時(shí)使第二開關(guān)控制信號(hào)CH2為H電平。由于第一控制信號(hào)CH1為H電平，第一開關(guān)部分57選擇從命令電壓產(chǎn)生器7接收的三相命令電壓信號(hào)，并將它發(fā)送至驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器58。驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器58用三角波信號(hào)Vtri對(duì)三相命令電壓信號(hào)進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制，產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器4的功率晶體管21至26的驅(qū)動(dòng)。由于第二開關(guān)控制信號(hào)CH2為H電平，所以第二開關(guān)部分60選擇并輸出從空轉(zhuǎn)信號(hào)產(chǎn)生器59發(fā)送來的空轉(zhuǎn)信號(hào)。因?yàn)榭辙D(zhuǎn)信號(hào)如上所述是使所有功率晶體管21至26斷開的信號(hào)，所以功率晶體管21至26在第二開關(guān)控制信號(hào)CH2為H電平的周期(圖16所示“空轉(zhuǎn)周期”)中處于斷開狀態(tài)，而電動(dòng)機(jī)2處于慣性旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，三相感應(yīng)電壓Eu、Ev、Ew分別為三相末端電壓Vu、Vv、Vw。這里，如果在空轉(zhuǎn)狀態(tài)通過空轉(zhuǎn)檢測(cè)器52對(duì)U相末端電壓Vu和電動(dòng)機(jī)2的中點(diǎn)電壓Vc進(jìn)行比較，那么就能檢測(cè)出感應(yīng)電壓Eu 0度相位的過零點(diǎn)。具體地說，電動(dòng)機(jī)2的中點(diǎn)電壓Vc在空轉(zhuǎn)狀態(tài)基本上是VM/2電壓值的恒定值。同時(shí)，正弦波形的U相末端電壓Vu在0度和180度的相位具有VM/2電壓值。因此，在U相末端電壓Vu增加時(shí)，在感應(yīng)電壓Eu的0度相位的過零點(diǎn)就是U相末端電壓Vu等于電動(dòng)機(jī)2的中點(diǎn)電壓Vc那一點(diǎn)?？辙D(zhuǎn)檢測(cè)器52產(chǎn)生定時(shí)信號(hào)FGU，該定時(shí)信號(hào)表示在U相末端電壓Vu增加時(shí)U相末端電壓Vu等于電動(dòng)機(jī)2的中點(diǎn)電壓Vc的時(shí)刻，也就是在感應(yīng)電壓Eu的0度相位的過零點(diǎn)的時(shí)刻?？辙D(zhuǎn)檢測(cè)器52將定時(shí)信號(hào)FGU發(fā)送至命令電壓產(chǎn)生器7。
然后，開關(guān)控制器61將第二開關(guān)控制信號(hào)CH2從H電平改變?yōu)長電平。第二開關(guān)部分60選擇從驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生單元58接收的各個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。因此，電動(dòng)機(jī)2基于由命令電壓產(chǎn)生器7產(chǎn)生的三相命令電壓sinU、sinV、sinW而被驅(qū)動(dòng)。
在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置51中，命令電壓產(chǎn)生器7產(chǎn)生U相命令電壓sinU，U相命令電壓sinU在定時(shí)信FGU所表示的時(shí)刻有在其0度相位的過零點(diǎn)。V相和W相命令電壓sinV、sinW在U相命令電壓產(chǎn)生時(shí)通過簡單地將U相命令電壓sinU的相位向前和向后移動(dòng)120度產(chǎn)生。根據(jù)這個(gè)方法，因?yàn)楦袘?yīng)電壓是為電導(dǎo)通控制直接檢測(cè)的，所以能夠確定與U相感應(yīng)電壓的絕對(duì)位置對(duì)應(yīng)的位置檢測(cè)信號(hào)FG的下降邊沿。
在電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置51中，空轉(zhuǎn)檢測(cè)器52具有只接收U相末端電壓Vu的配置，但是也可以具有這樣一種配置，其接收V相和W相末端電壓Vv和Vw以檢測(cè)各相感應(yīng)電壓0度相位過零點(diǎn)的時(shí)刻。在上述例子中，檢測(cè)的是在感應(yīng)電壓Eu的0度相位的過零點(diǎn)的時(shí)刻，即在感應(yīng)電壓Eu增加時(shí)過零點(diǎn)的時(shí)刻，而且它的180度相位過零點(diǎn)的時(shí)刻，即在其減小時(shí)過零點(diǎn)的時(shí)刻也可以檢測(cè)。另外，感應(yīng)電壓Eu的0度相位和其180度相位的兩個(gè)過零點(diǎn)的時(shí)刻可以用不同的方法檢測(cè)。
第一和第二開關(guān)控制信號(hào)CH1和CH2的信號(hào)電平，可由開關(guān)控制器61根據(jù)電動(dòng)機(jī)2的旋轉(zhuǎn)速度(也就是轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度)進(jìn)行切換，或者在從電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置51起動(dòng)經(jīng)歷預(yù)定時(shí)間以后(例如在從電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置51起動(dòng)經(jīng)歷時(shí)間t1以后以及經(jīng)歷時(shí)間t2以后，如圖16所示)進(jìn)行切換。當(dāng)基于轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度確定開關(guān)定時(shí)時(shí)，體現(xiàn)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)速度的控制信號(hào)IN2可從電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置51的外部部件發(fā)送至開關(guān)控制部61。同時(shí)，空轉(zhuǎn)檢測(cè)器52只在空轉(zhuǎn)信號(hào)產(chǎn)生器59輸出空轉(zhuǎn)信號(hào)時(shí)操作。因此，空轉(zhuǎn)檢測(cè)器52可在與開關(guān)控制器61保持第一和第二開關(guān)控制信號(hào)CH1和CH2為H電平的周期相同的周期中，通過接收起動(dòng)信號(hào)START和控制信號(hào)IN2操作。
圖17示出在強(qiáng)迫換向驅(qū)動(dòng)開始以后和進(jìn)至無傳感器驅(qū)動(dòng)以前，通過空轉(zhuǎn)檢測(cè)來操作的起動(dòng)方法流程圖。首先，在強(qiáng)迫換向驅(qū)動(dòng)中，功率晶體管21至26被基于從強(qiáng)迫換向信號(hào)產(chǎn)生器56輸出的預(yù)定的三相正弦波信號(hào)產(chǎn)生的預(yù)定驅(qū)動(dòng)信號(hào)強(qiáng)迫驅(qū)動(dòng)(步驟S11)。接著，關(guān)斷所有功率晶體管21至26進(jìn)行空轉(zhuǎn)檢測(cè)(步驟S12)。U相末端電壓Vu和電動(dòng)機(jī)2的中點(diǎn)電壓Vc在空轉(zhuǎn)狀態(tài)下進(jìn)行比較，以檢測(cè)在感應(yīng)電壓Eu的0度相位的過零點(diǎn)的時(shí)刻，并產(chǎn)生檢測(cè)結(jié)果作為信號(hào)FGU(步驟S13)。
作為根據(jù)位置檢測(cè)信號(hào)FG產(chǎn)生三相命令信號(hào)的特定方法的例子，也有一種產(chǎn)生三個(gè)預(yù)定的正弦波信號(hào)的方法，然后使所產(chǎn)生的各個(gè)正弦波信號(hào)的0度相位與位置檢測(cè)信號(hào)FG的下降邊沿相一致。圖18是用于執(zhí)行這種操作的命令電壓產(chǎn)生器7的配置示例方框圖。如圖18所示，命令電壓產(chǎn)生器7包括正弦波產(chǎn)生器62和相位調(diào)整器63。正弦波產(chǎn)生器62產(chǎn)生具有預(yù)定的周期三個(gè)正弦波信號(hào)，并將它們順序地輸出。然后，相位調(diào)整器63對(duì)三個(gè)正弦波信號(hào)的相位進(jìn)行調(diào)整，以使三個(gè)正弦波信號(hào)的三個(gè)連續(xù)0度相位與位置檢測(cè)信號(hào)FG的三個(gè)連續(xù)下降邊沿相符合，并將所調(diào)整的三個(gè)正弦波信號(hào)輸出至外部作為三相命令電壓sinU、sinV、sinW。
如上所述，從起動(dòng)開始，基于正弦波強(qiáng)迫換向信號(hào)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)2。因此，有可能由非導(dǎo)通周期所引起的、從起動(dòng)至正常操作逐漸減小的振動(dòng)和聲學(xué)噪聲來驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。在上面的描述中，強(qiáng)迫換向信號(hào)是正弦波形的信號(hào)，但也可以是如現(xiàn)有技術(shù)中所述的具有非導(dǎo)通周期的180度電導(dǎo)通波形或?qū)捊嵌入妼?dǎo)通波形。另外，起動(dòng)方法只要是在以空轉(zhuǎn)檢測(cè)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行強(qiáng)迫換向驅(qū)動(dòng)以后進(jìn)至無傳感器驅(qū)動(dòng)，就不限于上面所述，在起動(dòng)方法中可做出多種修改。這類修改的方法當(dāng)然包含在本發(fā)明之中。
如上所述，當(dāng)基于測(cè)出的U相感應(yīng)電壓的絕對(duì)位置而產(chǎn)生U相命令電壓，然后脫離空轉(zhuǎn)檢測(cè)進(jìn)至正常無傳感器驅(qū)動(dòng)時(shí)，能檢測(cè)與U相感應(yīng)電壓相應(yīng)的位置檢測(cè)信號(hào)FG的下降邊沿。也就是說，利用空轉(zhuǎn)檢測(cè)的方式，通過從電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置51的起動(dòng)進(jìn)至正常無傳感器驅(qū)動(dòng)，能檢測(cè)與在U相感應(yīng)電壓0度相位的過零點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的位置檢測(cè)信號(hào)FG的下降邊沿。當(dāng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置51起動(dòng)時(shí)用基本正弦波進(jìn)行強(qiáng)迫換向驅(qū)動(dòng)時(shí)，總能用基本正弦波驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)2。
作為檢測(cè)感應(yīng)電壓的絕對(duì)位置的另一方法，需要用常規(guī)方法代表的非導(dǎo)通周期的無傳感器驅(qū)動(dòng)僅能在起動(dòng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置51時(shí)進(jìn)行。按照這種無傳感器驅(qū)動(dòng)，感應(yīng)電壓的絕對(duì)位置能繼續(xù)不斷地檢測(cè)直至變換為基本正弦波無傳感器驅(qū)動(dòng)。作為檢測(cè)感應(yīng)電壓的絕對(duì)位置的又一種方法，是用基本正弦波進(jìn)行強(qiáng)迫換向驅(qū)動(dòng)，并估算從電流強(qiáng)迫換向時(shí)刻起的強(qiáng)迫驅(qū)動(dòng)期間測(cè)出的位置檢測(cè)信號(hào)FG(過零點(diǎn))。具體地說，就強(qiáng)迫換向驅(qū)動(dòng)期間檢測(cè)的0度相位過零點(diǎn)而言，如果電流導(dǎo)通時(shí)刻是至U相的電導(dǎo)通時(shí)刻，則將檢測(cè)出的0度相位過零點(diǎn)考慮為U相感應(yīng)電壓的0度相位的過零點(diǎn)。如上所述，采用這種從起動(dòng)至無傳感器驅(qū)動(dòng)期間檢測(cè)感應(yīng)電壓絕對(duì)位置的配置，能從起動(dòng)至穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)以正弦波無傳感器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)2。
如上所述，根據(jù)實(shí)施方式1和電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置1，通過在構(gòu)成電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器4下側(cè)支路的功率晶體管24至26都處于導(dǎo)通狀態(tài)的周期中對(duì)電動(dòng)機(jī)2的中點(diǎn)電壓Vc進(jìn)行取樣和保持，檢測(cè)轉(zhuǎn)子的磁極位置，從而進(jìn)行無傳感器驅(qū)動(dòng)。因此，根據(jù)實(shí)施方式1的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置檢測(cè)三相感應(yīng)電壓各相的過零點(diǎn)，不需要為檢測(cè)轉(zhuǎn)子的磁極位置所用的非導(dǎo)通周期，與此不同，常規(guī)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置是通過在驅(qū)動(dòng)電流為0的非導(dǎo)通周期中，將各相末端電壓與電動(dòng)機(jī)2的中點(diǎn)電壓進(jìn)行比較來檢測(cè)三相感應(yīng)電壓的各個(gè)過零點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)無傳感器驅(qū)動(dòng)的。也就是說，根據(jù)實(shí)施方式1的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，能夠利用非導(dǎo)通周期的存在所引起的減小的振動(dòng)和聲學(xué)噪聲，實(shí)現(xiàn)基本正弦波無傳感器驅(qū)動(dòng)。進(jìn)一步說，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置1的位置檢測(cè)器6只對(duì)電動(dòng)機(jī)2的中點(diǎn)電壓Vc進(jìn)行取樣和保持。因此，與取樣和保持所有末端電壓的常規(guī)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置不同，那些為選擇非導(dǎo)通相的一個(gè)末端電壓以進(jìn)行位置檢測(cè)的取樣保持電路或開關(guān)電路是不需要的。因此，位置檢測(cè)器能以較簡單的配置實(shí)現(xiàn)，從而能達(dá)到減少電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置成本的目的。
(實(shí)施方式2)下面將利用圖19至22描述根據(jù)實(shí)施方式2的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置和電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方法，特別是，將描述有關(guān)取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12的改動(dòng)和產(chǎn)生取樣保持信號(hào)的方法。圖19示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式2的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置1的完整配置電路。與根據(jù)實(shí)施方式1的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置1不同之處是取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12的內(nèi)部配置。其他配置和操作與實(shí)施方式1中說明的相同，所以省略對(duì)它們的說明。
取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12產(chǎn)生指示構(gòu)成電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器4上側(cè)支路的晶體管21至23處于導(dǎo)通狀態(tài)的周期的定時(shí)脈沖，并將它輸出至位置檢測(cè)器6作為取樣保持信號(hào)SH2。圖20示出取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12的特定配置的電路。與根據(jù)實(shí)施方式1的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置1的取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12不同之處在于新安排了一個(gè)倒相器64。被放大的信號(hào)Va和三角波信號(hào)Vtri輸入至取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12。倒相器64將三角波信號(hào)Vtri的相位倒相180度，并輸出反相的結(jié)果作為倒相三角波信號(hào)VtriN。加法器41將添加電壓設(shè)置器42設(shè)置的添加電壓Vx和放大的信號(hào)Va電壓相加。加法器41的輸出電壓Vref輸入至比較器43的倒相輸入端，倒相的三角波信號(hào)VtriN輸入至它的非倒相輸入端。比較器43將倒相三角波信號(hào)VtriN和電壓Vref進(jìn)行比較，并將比較的結(jié)果輸出至位置檢測(cè)器6作為取樣保持信號(hào)SH2。圖21示出取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12各部件工作的示例時(shí)序圖。圖21示出U相命令電壓sinU、倒相三角波信號(hào)VtriN、放大的信號(hào)Va、加法器的輸出電壓Vref和取樣保持信號(hào)SH2之間的關(guān)系。取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12在這種情況下的操作與實(shí)施方式1說明的操作相同，所以省略對(duì)它們的說明。根據(jù)這一配置，能夠得到構(gòu)成電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器4上側(cè)支路的功率晶體管21至23都處于導(dǎo)通狀態(tài)的周期。取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12不限于上述配置，可以做出多種修改，只要產(chǎn)生指示功率晶體管21至23都處于導(dǎo)通狀態(tài)的周期的定時(shí)脈沖。在不背離本發(fā)明目的的情況下，也可做出其他不同的修改，而這些修改無疑是包含在本發(fā)明的范圍之中。
位置檢測(cè)器6的取樣保持電路31基于取樣保持信號(hào)SH2對(duì)電動(dòng)機(jī)2的中點(diǎn)電壓Vc進(jìn)行取樣保持。圖22示出位置檢測(cè)器6各部件的時(shí)序圖。這里，圖22示出電動(dòng)機(jī)2的中點(diǎn)電壓Vc、取樣保持信號(hào)SH2、從取樣保持電路31輸出的取樣保持輸出信號(hào)VcSH1和LPF 32的輸出信號(hào)VcSH2之間的關(guān)系。與圖4所示的中點(diǎn)電壓Vc波形相比，圖22所示的中點(diǎn)電壓Vc波形特別表明在電源3(VM)的電壓附近的細(xì)節(jié)。開關(guān)34基于取樣保持信號(hào)SH2打開和閉合。當(dāng)取樣保持信號(hào)SH2為“H”電平時(shí)，開關(guān)34閉合而處于短路狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)2的中點(diǎn)電壓Vc由電容35檢測(cè)(取樣操作)。往后，當(dāng)取樣保持信號(hào)SH2的信號(hào)電平為“L”電平時(shí)，開關(guān)34打開而處于開路狀態(tài)，取樣的電壓由容35保持(保持操作)。由此取樣保持電路31基于取樣保持信號(hào)SH2進(jìn)行對(duì)中點(diǎn)電壓Vc的取樣和保持操作，并輸出取樣保持的結(jié)果作為取樣保持輸出信號(hào)VcSH1。取樣保持輸出信號(hào)VcSH1輸入至LPF 32。LPF 32去除取樣保持輸出信號(hào)VcSH1中的階梯差別，并將去除階梯差別的信號(hào)VcSH2輸出至比較器33。
在構(gòu)成電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器4上側(cè)支路的所有功率晶體管21至23都處于導(dǎo)通狀態(tài)的周期中，通過取樣和保持電動(dòng)機(jī)2的中點(diǎn)電壓Vc所得到的取樣保持輸出信號(hào)VcSH1具有與包含在各相感應(yīng)電壓中的第3N次諧波分量疊加的電壓。取樣保持輸出信號(hào)VcSH1的電壓值為電源3的電壓值(VM)的中間值。如果N≥2的諧波分量非常小，則僅測(cè)出感應(yīng)電壓中的第三次諧波分量，類似于實(shí)施方式1。
取樣保持輸出信號(hào)VcSH1通過LPF 32輸入至比較器33的一個(gè)輸入端，參考電壓Vr加至比較器33的另一個(gè)輸入端。由于在本實(shí)施方式中參考電壓設(shè)置為Vr＝VM(電源3的電壓值)，所以比較器33輸出具有在各相感應(yīng)電壓的過零點(diǎn)的邊沿脈沖信號(hào)。利用這個(gè)信號(hào)，轉(zhuǎn)子的磁極位置能以60度電角度為間隔進(jìn)行檢測(cè)。
在根據(jù)實(shí)施方式2的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置1中，轉(zhuǎn)子的磁極位置是通過在構(gòu)成電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器4上側(cè)支路的所有功率晶體管21至23都處于導(dǎo)通狀態(tài)的周期中取樣和保持中點(diǎn)電壓Vc的方法檢測(cè)，以便進(jìn)行無傳感器驅(qū)動(dòng)。因此，根據(jù)實(shí)施方式1的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置檢測(cè)三相感應(yīng)電壓各相的過零點(diǎn)，不需要用于檢測(cè)轉(zhuǎn)子的磁極位置的非導(dǎo)通周期，與此不同，常規(guī)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置是通過在驅(qū)動(dòng)電流為0的非導(dǎo)通周期中，將各相末端電壓與電動(dòng)機(jī)2的中線電壓進(jìn)行比較來檢測(cè)過零點(diǎn)，進(jìn)行無傳感器驅(qū)動(dòng)。也就是說，根據(jù)實(shí)施方式1的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，能夠利用非導(dǎo)通周期存在所引起的減小的振動(dòng)和聲學(xué)噪聲實(shí)現(xiàn)基本正弦波無傳感器驅(qū)動(dòng)。進(jìn)一步說，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置1的位置檢測(cè)器6只對(duì)電動(dòng)機(jī)2的中點(diǎn)電壓Vc進(jìn)行取樣和保持。因此，與對(duì)所有末端電壓取樣和保持的常規(guī)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置不同，為選擇非導(dǎo)通相的一個(gè)末端電壓以進(jìn)行位置檢測(cè)的取樣保持電路或開關(guān)選擇電路是不需要的。因此，位置檢測(cè)器能以比較簡單的配置實(shí)現(xiàn)，從而達(dá)到減少電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置成本的目的。
(實(shí)施方式3)下面將參考圖23至25描述根據(jù)實(shí)施方式3的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置和方法。將描述取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12的進(jìn)一步變形和產(chǎn)生取樣保持信號(hào)的方法。圖23是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式3的完整配置的示例電路圖。根據(jù)本實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置71與根據(jù)實(shí)施方式1的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置差別在于產(chǎn)生取樣保持信號(hào)SH3的方法、取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12的安排和取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12的內(nèi)部配置。其他配置和操作與實(shí)施方式1說明的相同，所以省略對(duì)它們的說明。
如圖23所示，取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12接收由驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器8產(chǎn)生的下側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)UL、VL、WL，并產(chǎn)生取樣保持信號(hào)SH3。圖24是取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12的特定示例的方框圖。如圖24所示，取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12包括“與”電路75、第一延遲電路76、第二延遲電路77、延遲時(shí)間設(shè)置器78和脈沖產(chǎn)生器79。圖25是取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12各部件的工作時(shí)序圖。圖25示出三相命令電壓sinU、sinV、sinW、三角波信號(hào)Vtri、U相下側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)UL、V相下側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)VL、W相下側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)WL、”與”電路75的輸出信號(hào)AL、第一延遲電路76的輸出信號(hào)d1、第二延遲電路77的輸出信號(hào)d2和取樣保持信號(hào)SH3之間的關(guān)系。驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器8以三角波信號(hào)Vtri對(duì)從命令電壓產(chǎn)生器7輸出的三相命令電壓sinU、sinV、sinW進(jìn)行PWM，產(chǎn)生下側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)UL、VL、WL，每一下側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)在其處于“H”電平時(shí)使功率晶體管24至26中的相應(yīng)一個(gè)導(dǎo)通。下側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)UL、VL、WL輸入至“與”電路75。“與”電路75對(duì)各輸入信號(hào)進(jìn)行邏輯”與”操作，然后輸出邏輯”與”操作的結(jié)果。特別是，當(dāng)下側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)UL、VL、WL全為H電平時(shí)，”與”電路75輸出H電平的信號(hào)，當(dāng)下側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)UL、VL、WL中至少一個(gè)為L電平時(shí)，輸出L電平的信號(hào)。因此，經(jīng)過邏輯”與”操作得到的信號(hào)AL代表構(gòu)成電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器4下側(cè)支路的所有功率晶體管24至26都處于導(dǎo)通狀態(tài)的周期。第一延遲電路76接收信號(hào)AL。第一延遲電路76將信號(hào)AL延遲由延遲時(shí)間設(shè)置器78設(shè)置的第一延遲時(shí)間S1，并將延遲的結(jié)果作為第一延遲信號(hào)d1輸出至第二延遲電路77和脈沖產(chǎn)生器79。第二延遲電路77將第一延遲信號(hào)d1延遲由延遲時(shí)間設(shè)置78設(shè)置的延遲時(shí)間S2，并將延遲的結(jié)果作為第二延遲信號(hào)d2輸出至脈沖產(chǎn)生器79。這里，第一延遲時(shí)間S1和第二延遲時(shí)間S2相同，由延遲時(shí)間設(shè)置器78設(shè)置。脈沖產(chǎn)生器79對(duì)第一延遲信號(hào)d1和第二延遲信號(hào)d2的反相信號(hào)進(jìn)行邏輯“與”操作，并將操作的結(jié)果輸出至位置檢測(cè)器6作為取樣保持信號(hào)SH3。具體說，在第一延遲信號(hào)d1和第二延遲信號(hào)d2的反相信號(hào)兩者為H電平時(shí)，也就是說，當(dāng)?shù)谝谎舆t信號(hào)d1為H電平并且第二延遲信號(hào)d2為L電平時(shí)，取樣保持信號(hào)SH3為H電平。
如上所述，取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12利用驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器8產(chǎn)生的下側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)UL、VL、WL，確定構(gòu)成電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器4下側(cè)支路的所有功率晶體管24至26都處于導(dǎo)通狀態(tài)的周期。進(jìn)一步，取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12以延遲時(shí)間設(shè)置器78所設(shè)置的第一和第二延遲時(shí)間S1、S2控制取樣保持信號(hào)SH3的脈沖寬度，輸出取樣保持信號(hào)SH3。轉(zhuǎn)子的磁極位置基于如上所述產(chǎn)生的取樣保持信號(hào)SH3，通過取樣和保持電動(dòng)機(jī)2的中點(diǎn)電壓Vc來檢測(cè)。這一系列的操作與實(shí)施方式1相同，因此省略對(duì)它們的說明。“與”電路75構(gòu)成第一導(dǎo)通周期檢測(cè)器，脈沖產(chǎn)生器79構(gòu)成第二導(dǎo)通周期檢測(cè)器。
在實(shí)施方式3中，取樣保持信號(hào)SH3由驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器8產(chǎn)生的下側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)UL、VL、WL數(shù)字化地產(chǎn)生，因此，取樣保持信號(hào)SH3以比實(shí)施方式1所說明的取樣保持信號(hào)SH1更好的精度控制它們的定時(shí)。
在實(shí)施方式3中，取樣保持信號(hào)SH3在構(gòu)成電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器4的下側(cè)支路的所有功率晶體管24至26都處于導(dǎo)通狀態(tài)的周期中產(chǎn)生，但它可以在構(gòu)成電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器4的上側(cè)支路的所有功率晶體管21至23都處于導(dǎo)通狀態(tài)的周期中產(chǎn)生。在這種情況下，取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12接收由驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器8產(chǎn)生的上側(cè)支路驅(qū)動(dòng)信號(hào)UU、VU、WU。這里，位置檢測(cè)器6采用的參考電壓Vr的值必須設(shè)置為VM。
基于放大的信號(hào)Va對(duì)命令電壓產(chǎn)生器7產(chǎn)生的三相命令電壓sinU、sinV、sinW的各相幅度進(jìn)行控制，而被放大的信號(hào)Va基于來自控制器9的轉(zhuǎn)矩命令信號(hào)EC而起伏。因此，從“與”電路75輸出的依賴于三相命令電壓各相幅度的Al信號(hào)的脈沖寬度取決于轉(zhuǎn)矩命令信號(hào)EC。在這種情況下，如果不通過延遲時(shí)間設(shè)置器78適當(dāng)?shù)卦O(shè)置第一延遲時(shí)間S1和第二延遲時(shí)間S2，就不能確定構(gòu)成電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器4下側(cè)支路的功率晶體管24至26都處于導(dǎo)通狀態(tài)的周期。所以，當(dāng)由延遲時(shí)間設(shè)置器78設(shè)置的第一延遲時(shí)間S1和第二延遲時(shí)間S2基于轉(zhuǎn)矩命令信號(hào)EC變化時(shí)，能以更好的精度產(chǎn)生取樣保持信號(hào)SH3。圖26是這種情況下電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置71配置的示例方框圖，圖27是圖26所示取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12的配置的示例電路圖。如圖26和27所示，取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12的延遲時(shí)間設(shè)置器78接收從控制器9輸出的轉(zhuǎn)矩命令信號(hào)EC，以便能基于轉(zhuǎn)矩命令信號(hào)EC改變第一延遲時(shí)間S1和第二延遲時(shí)間S2。此外，可基于三相命令電壓各可采取的最大幅度預(yù)先設(shè)置第一延遲時(shí)間S1和第二延遲時(shí)間S2。取樣保持信號(hào)產(chǎn)生器12不限于上述配置而可以做出多種修改，只要它具有使用由驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器8產(chǎn)生的下側(cè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)UL、VL、WL在構(gòu)成電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器4下側(cè)支路的功率晶體管24至26都處于導(dǎo)通狀態(tài)的周期中產(chǎn)生取樣保持信號(hào)SH3的配置。這些修改的配置無疑是包含在本發(fā)明的范圍之中。
根據(jù)實(shí)施方式3的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置71將三相命令電壓各與三角波信號(hào)的電壓進(jìn)行比較，進(jìn)行PWM驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置71可以具有一種配置，其中當(dāng)電流檢測(cè)器5測(cè)出的電流值達(dá)到流經(jīng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器4路徑的最大可能電流值時(shí)，停止路徑中電流的導(dǎo)通(此后，稱作“電流PWM”)。這里，流經(jīng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器4的最大可能電流是由與該路徑對(duì)應(yīng)的三相命令電壓之一來表示的。下面將描述使用這一“電流PWM”驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)2的方法。圖28是使用電流PWM的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)2的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置配置的示例電路圖。圖28所示的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置81與圖23所示的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置71的不同在于差分放大器10和三角波產(chǎn)生器11被省略；控制器9的輸出信號(hào)直接輸入命令電壓產(chǎn)生器7；電流檢測(cè)器5的輸出信號(hào)直接輸入到驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器8；和增加振蕩器85。由命令電壓產(chǎn)生器7產(chǎn)生的三相命令電壓的各個(gè)值指示流經(jīng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器4的對(duì)應(yīng)相電流的值(即對(duì)應(yīng)相的最大可能電流值)(以后稱作“命令值”)。當(dāng)電流檢測(cè)信號(hào)CS的值達(dá)到三相電流的命令值中任何一個(gè)值時(shí)，電流檢測(cè)信號(hào)CS值達(dá)到的命令值的相電流被停止流動(dòng)(PWM斷開)。相電流的停止，是通過在相電流流過的各相中斷開電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器4的晶體管實(shí)現(xiàn)的。振蕩器85在預(yù)定的周期對(duì)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器4進(jìn)行PWM操作，使三相電流的各相電流基于相命令值(電流PWM)而被控制。因此，三相電流的各相電流具有其峰值被相應(yīng)命令值控制的波形。驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器8產(chǎn)生控制電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器4的功率晶體管21至26的驅(qū)動(dòng)信號(hào)UU等，以此進(jìn)行上述操作。下面將對(duì)此進(jìn)行特別說明。假定電流從U相流至V相和W相。當(dāng)U相電流值達(dá)到U相電流的命令值時(shí)，U相上側(cè)功率晶體管21斷開(PWM斷開停止U相電流流動(dòng)路徑中的電流流動(dòng))。此后，在與振蕩器85所產(chǎn)生的振蕩信號(hào)Vp的預(yù)定頻率同步的時(shí)刻，U相上側(cè)功率晶體管21再一次接通。因此，通過重復(fù)在U相電流達(dá)到U相電流的電流命令值時(shí)斷開U相上側(cè)功率晶體管21，和接通在與振蕩信號(hào)Vp的預(yù)定頻率同步的時(shí)刻斷開的U相上側(cè)功率晶體管21的操作，使受U相電流命令值控制的U相電流的峰值基本上是恒定的。對(duì)V相和W相進(jìn)行類似的操作。
根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置和方法以簡單的配置達(dá)到不需要非導(dǎo)通周期而檢測(cè)轉(zhuǎn)子磁極位置的目的，具有利用減小的非導(dǎo)通周期的存在所引起的振動(dòng)和聲學(xué)噪聲進(jìn)行基本正弦波無傳感器驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置和方法，作為進(jìn)行無傳感器驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置和驅(qū)動(dòng)方法等是有效的。
很明顯，對(duì)于熟悉技術(shù)的人員來說，從上面對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式所進(jìn)行的詳述中可以做出許多修改。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)由后面的權(quán)利要求確定。
權(quán)利要求
1.一種驅(qū)動(dòng)多相電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其中包括電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其包括由多個(gè)串聯(lián)電路并聯(lián)連接的并聯(lián)電路，多個(gè)串聯(lián)電路中的每個(gè)串聯(lián)電路具有串行連接的高側(cè)開關(guān)器件和低側(cè)開關(guān)器件；電壓檢測(cè)器，其檢測(cè)在第一周期期間在多相電動(dòng)機(jī)的中點(diǎn)的電壓，并將所測(cè)出的電壓作為第一檢測(cè)信號(hào)輸出，第一周期與并聯(lián)電路中所有高側(cè)開關(guān)器件或/和低側(cè)開關(guān)器件都處于導(dǎo)通狀態(tài)的周期相同或部分相同；第一定時(shí)檢測(cè)器，其檢測(cè)第一檢測(cè)信號(hào)的電壓等于參考電壓的時(shí)刻，并將所測(cè)出的時(shí)刻作為第二檢測(cè)信號(hào)輸出；周期性信號(hào)產(chǎn)生器，其產(chǎn)生周期性信號(hào)，該信號(hào)的相位基于第二檢測(cè)信號(hào)而被控制；驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器，其利用周期性信號(hào)產(chǎn)生多個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，每個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)并聯(lián)電路中高側(cè)和低側(cè)開關(guān)器件中的一個(gè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述周期性信號(hào)產(chǎn)生器產(chǎn)生正弦波信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述電壓檢測(cè)器包括中點(diǎn)電壓檢測(cè)器，其檢測(cè)在第一周期期間在多相電動(dòng)機(jī)的中點(diǎn)的電壓，并將所測(cè)出的電壓作為第三檢測(cè)信號(hào)輸出；和濾波器，其只抽取第三檢測(cè)信號(hào)的預(yù)定頻帶，并將所抽取的頻帶信號(hào)作為第一檢測(cè)信號(hào)輸出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述第一定時(shí)檢測(cè)器包括比較器，其將第一檢測(cè)信號(hào)的電壓與第一參考電壓進(jìn)行比較，并將比較的結(jié)果作為第二檢測(cè)信號(hào)輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述電壓檢測(cè)器包括中點(diǎn)電壓檢測(cè)器，其檢測(cè)在第一周期期間在多相電動(dòng)機(jī)的中點(diǎn)的電壓，并將所測(cè)出的電壓作為第三檢測(cè)信號(hào)輸出；和濾波器，其只抽取第三檢測(cè)信號(hào)的預(yù)定頻帶，并將所抽取的頻帶信號(hào)作為第一檢測(cè)信號(hào)輸出，其中，所述第一定時(shí)檢測(cè)器包括速率檢測(cè)器，其檢測(cè)第一檢測(cè)信號(hào)的變化速率，并將所測(cè)出的速率作為第四檢測(cè)信號(hào)輸出，和比較器，其將第四檢測(cè)信號(hào)的電壓與第二參考電壓進(jìn)行比較，并將比較的結(jié)果作為第二檢測(cè)信號(hào)輸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述電壓檢測(cè)器包括中點(diǎn)電壓檢測(cè)器，其檢測(cè)在第一周期期間在多相電動(dòng)機(jī)的中點(diǎn)的電壓，并將所測(cè)出的電壓作為第三檢測(cè)信號(hào)輸出；和放大器，其放大第三檢測(cè)信號(hào)，并將所放大的信號(hào)作為第一檢測(cè)信號(hào)輸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述電壓檢測(cè)器包括取樣和保持單元，其在第一周期的期間對(duì)在所述多相電動(dòng)機(jī)的中點(diǎn)的電壓進(jìn)行取樣和保持，并將取樣保持電壓作為第一檢測(cè)信號(hào)輸出。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述電壓檢測(cè)器進(jìn)一步包括產(chǎn)生載波的載波產(chǎn)生器，所述周期性信號(hào)產(chǎn)生器產(chǎn)生多個(gè)周期性信號(hào)，每一周期性信號(hào)對(duì)應(yīng)于所述多相電動(dòng)機(jī)的一相，所述取樣保持單元在與所述第一周期相對(duì)應(yīng)的載波電壓大于所有多個(gè)周期性信號(hào)中的每一個(gè)的電壓的周期期間，對(duì)在所述多相電動(dòng)機(jī)的所述中點(diǎn)的電壓進(jìn)行取樣和保持，和所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器通過將多個(gè)周期性信號(hào)與載波調(diào)制而產(chǎn)生多個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述周期性信號(hào)產(chǎn)生器包括電流檢測(cè)器，其檢測(cè)流經(jīng)整個(gè)并聯(lián)電路的電流，并將所測(cè)出的電流值作為電流檢測(cè)信號(hào)輸出；差分放大器，其放大所述電流檢測(cè)信號(hào)和第三參考電壓之間的差電壓，并輸出被放大的差電壓，其中所述周期性信號(hào)產(chǎn)生器產(chǎn)生多個(gè)周期性信號(hào)，所述多個(gè)周期性信號(hào)中的每一個(gè)具有與被放大的差電壓相對(duì)應(yīng)的幅度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述周期性信號(hào)產(chǎn)生器產(chǎn)生多個(gè)周期性信號(hào)，所述多個(gè)周期性信號(hào)中的每一個(gè)具有等于被放大的差電壓的幅度，和所述取樣保持單元在與所述第一周期相對(duì)應(yīng)的載波電壓大于被放大的差電壓的周期期間，對(duì)在多相電動(dòng)機(jī)的中點(diǎn)的電壓進(jìn)行取樣和保持。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述取樣保持單元包括加法器，其將被放大的差電壓與預(yù)定的正電壓相加，并將相加的結(jié)果作為相加電壓輸出，其中，取樣保持單元在與所述第一周期相對(duì)應(yīng)的所述載波電壓大于所述相加電壓的周期期間對(duì)在所述多相電動(dòng)機(jī)的中點(diǎn)的電壓進(jìn)行取樣和保持，并輸出取樣和保持電壓作為所述第一檢測(cè)電壓。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述取樣和保持單元進(jìn)一步包括倒相器，其將載波的相位顛倒，并輸出已倒相的載波，其中，所述取樣保持單元在與所述第一周期相對(duì)應(yīng)的已倒相載波的電壓大于所述相加電壓的周期期間，對(duì)在多相電動(dòng)機(jī)的中點(diǎn)的電壓進(jìn)行取樣和保持。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述取樣保持單元包括第一導(dǎo)通周期檢測(cè)器，其從所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器產(chǎn)生的多個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)中，檢測(cè)并聯(lián)電路中所有高側(cè)開關(guān)器件或/和所有低側(cè)開關(guān)器件都處于導(dǎo)電狀態(tài)的周期作為第一導(dǎo)通周期，并將所測(cè)出的第一導(dǎo)通周期作為第一導(dǎo)通周期檢測(cè)信號(hào)輸出，和其中，所述取樣保持單元在第一周期期間，對(duì)在所述多相電動(dòng)機(jī)的中點(diǎn)的電壓進(jìn)行取樣和保持，并將取樣保持電壓作為第一檢測(cè)信號(hào)輸出，第一周期與第一導(dǎo)通周期相同或部分相同。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于所述第一導(dǎo)通檢測(cè)器輸出第一導(dǎo)通周期檢測(cè)信號(hào)，第一導(dǎo)通周期檢測(cè)信號(hào)是二進(jìn)制信號(hào)，其電平在第一導(dǎo)通周期和別的周期之間是不同的，所述取樣保持單元還包括第一延遲電路，其將第一導(dǎo)通周期檢測(cè)信號(hào)延遲第一延遲時(shí)間，并將所延遲的信號(hào)作第一延遲信號(hào)輸出；第二延遲電路，其將第一延遲信號(hào)延遲第二延遲時(shí)間，并將所延遲的信號(hào)作為第二延遲信號(hào)輸出；和第二導(dǎo)通周期檢測(cè)器，其利用第一和第二延遲信號(hào)，檢測(cè)在第一延遲信號(hào)以預(yù)定方式改變電平的時(shí)刻以后的第二延遲時(shí)間，作為第一周期；其中，所述取樣保持單元在第一周期期間，對(duì)在所述多相電動(dòng)機(jī)的中點(diǎn)的電壓進(jìn)行取樣和保持。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于進(jìn)一步包括電流檢測(cè)器，其檢測(cè)流經(jīng)整個(gè)并聯(lián)電路的電流，并將所測(cè)出的電流值作為電流檢測(cè)信號(hào)輸出；和振蕩器，其輸出預(yù)定頻率的振蕩信號(hào)；其中，所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器包括多個(gè)串聯(lián)電路，多個(gè)串聯(lián)電路中的每一個(gè)對(duì)應(yīng)于多相電動(dòng)機(jī)的一相，所述周期性信號(hào)產(chǎn)生器產(chǎn)生多個(gè)周期性信號(hào)，多個(gè)周期性信號(hào)中的每一個(gè)周期性信號(hào)對(duì)應(yīng)于多相電動(dòng)機(jī)的一相，每一個(gè)周期性信號(hào)指示流經(jīng)與多相電動(dòng)機(jī)的一相相對(duì)應(yīng)的串聯(lián)電路的高側(cè)開關(guān)器件或低側(cè)開關(guān)器件的最大可能的電流值，和所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器產(chǎn)生多個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，當(dāng)在高側(cè)和低側(cè)開關(guān)器件中的每一個(gè)中流過的并由電流檢測(cè)信號(hào)指示的電流，大于由相應(yīng)的周期信號(hào)指示的最大可能電流時(shí)，斷開所述高側(cè)和低側(cè)開關(guān)器件，然后在與振蕩信號(hào)的預(yù)定頻率同步的時(shí)刻，接通被斷開的開關(guān)器件。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述電壓檢測(cè)器包括取樣保持單元，其在第一周期對(duì)在多相電動(dòng)機(jī)的中點(diǎn)電壓進(jìn)行取樣和保持，并將取樣保持電壓作為第一檢測(cè)信號(hào)輸出。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于進(jìn)一步包括第二定時(shí)檢測(cè)器，其中所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器包括多個(gè)串聯(lián)電路，它們各具有連接其高側(cè)和低側(cè)開關(guān)器件的連接點(diǎn)，所述第二定時(shí)檢測(cè)器在空轉(zhuǎn)周期期間，檢測(cè)至少一個(gè)連接點(diǎn)上的感應(yīng)電壓的過零點(diǎn)時(shí)刻，并將所測(cè)出的時(shí)刻作為定時(shí)信號(hào)輸出，空轉(zhuǎn)周期是并聯(lián)電路中所有高側(cè)和低側(cè)開關(guān)器件都處于斷開狀態(tài)的周期，和所述周期性信號(hào)產(chǎn)生器基于所述第二檢測(cè)信號(hào)和所述定時(shí)信號(hào)產(chǎn)生其相位被控制的周期性信號(hào)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述第二定時(shí)檢測(cè)器檢測(cè)與所述至少一個(gè)感應(yīng)電壓相對(duì)應(yīng)的連接點(diǎn)電壓等于在多相電動(dòng)機(jī)的中點(diǎn)的電壓的時(shí)刻，作為過零點(diǎn)的時(shí)刻。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于進(jìn)一步包括產(chǎn)生載波的載波產(chǎn)生器，其中所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器包括強(qiáng)迫周期信號(hào)產(chǎn)生器，其產(chǎn)生頻率恒定的或以預(yù)定速率變化的強(qiáng)迫周期信號(hào)，第一選擇器，其在所述強(qiáng)迫周期信號(hào)和由所述周期性信號(hào)產(chǎn)生器產(chǎn)生的所述周期性信號(hào)之間選擇一個(gè)，第一產(chǎn)生器，其將由所述第一選擇器所選的參考信號(hào)或周期性信號(hào)與載波進(jìn)行調(diào)制，產(chǎn)生多個(gè)第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)，第二產(chǎn)生器，其產(chǎn)生多個(gè)第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)，多個(gè)第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)用于斷開所有高側(cè)和低側(cè)開關(guān)器件，第二選擇器，其選擇第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)或第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)，選擇控制器，其控制所述第一和第二選擇器的操作，其中，所述定時(shí)檢測(cè)器在所述第二選擇器選擇第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)，檢測(cè)過零點(diǎn)的時(shí)刻。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述選擇控制器基于從起動(dòng)開始的時(shí)間長度，控制所述第一和第二選擇器的操作。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于所述選擇控制器基于多相電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度，控制所述第一和第二選擇器的操作。
22.一種磁極位置檢測(cè)器，其用于通過檢測(cè)在多相電動(dòng)機(jī)的中點(diǎn)的電壓等于參考電壓的時(shí)刻，檢測(cè)多相電動(dòng)機(jī)的磁極位置，其中磁極位置檢測(cè)器包括電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其包括由多個(gè)串聯(lián)電路并聯(lián)連接的并聯(lián)電路，所述多個(gè)串聯(lián)電路中的每一個(gè)具有串行連接的高側(cè)開關(guān)器件和低側(cè)開關(guān)器件；電壓檢測(cè)器，其檢測(cè)在一個(gè)周期期間在多相電動(dòng)機(jī)的中點(diǎn)的電壓，并將所測(cè)出的電壓作為檢測(cè)信號(hào)輸出，該周期與并聯(lián)電路中所有高側(cè)開關(guān)器件或/和低側(cè)開關(guān)器件都處于導(dǎo)通狀態(tài)的周期相同或部分相同；和定時(shí)檢測(cè)器，其檢測(cè)所述檢測(cè)信號(hào)的電壓等于參考電壓的時(shí)刻。
23.一種驅(qū)動(dòng)多相電動(dòng)機(jī)的方法，所述多相電動(dòng)機(jī)包括電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器，其包括由多個(gè)串聯(lián)電路并聯(lián)連接的并聯(lián)電路，所述多個(gè)串聯(lián)電路中的每一個(gè)具有串行連接的高側(cè)開關(guān)器件和低側(cè)開關(guān)器件，其中所述方法包括步驟檢測(cè)在一個(gè)周期期間在多相電動(dòng)機(jī)的中點(diǎn)的電壓，并將所測(cè)出的電壓作為第一檢測(cè)信號(hào)輸出，該周期與并聯(lián)電路中所有高側(cè)開關(guān)器件或/和低側(cè)開關(guān)器件都處于導(dǎo)通狀態(tài)的周期相同或部分相同；檢測(cè)所述第一檢測(cè)信號(hào)的電壓等于參考電壓的時(shí)刻，并將所測(cè)出的時(shí)刻作為第二檢測(cè)信號(hào)輸出；產(chǎn)生其相位基于第二檢測(cè)信號(hào)控制的周期性信號(hào)；和利用周期性信號(hào)產(chǎn)生多個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，利用多個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)中的每一個(gè)驅(qū)動(dòng)并聯(lián)電路的高側(cè)和低側(cè)開關(guān)器件中的相對(duì)應(yīng)的一個(gè)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的驅(qū)動(dòng)多相電動(dòng)機(jī)的方法，其中所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器包括多個(gè)串聯(lián)電路，多個(gè)串聯(lián)電路中的每一個(gè)具有連接高側(cè)和低側(cè)開關(guān)器件的連接點(diǎn)，其特征在于該方法在檢測(cè)電壓的步驟之前進(jìn)一步包括步驟強(qiáng)迫驅(qū)動(dòng)并聯(lián)電路中各高側(cè)和低側(cè)開關(guān)器件；斷開并聯(lián)電路中所有高側(cè)和低側(cè)開關(guān)器件；在并聯(lián)電路中所有高側(cè)和低側(cè)開關(guān)器件都處于斷開狀態(tài)時(shí)，檢測(cè)所述連接點(diǎn)上的至少一個(gè)感應(yīng)電壓的過零點(diǎn)的時(shí)刻，并將所測(cè)出的時(shí)刻作為第三檢測(cè)信號(hào)輸出；其中產(chǎn)生其相位基于第二檢測(cè)信號(hào)和所述定時(shí)信號(hào)被控制的周期性信號(hào)。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的驅(qū)動(dòng)多相電動(dòng)機(jī)的方法，其特征在于在檢測(cè)過零點(diǎn)的時(shí)刻的步驟中，檢測(cè)與所述至少一個(gè)感應(yīng)電壓相對(duì)應(yīng)的連接點(diǎn)的電壓等于在多相電動(dòng)機(jī)的中點(diǎn)的電壓的時(shí)刻，作為過零點(diǎn)的時(shí)刻。
全文摘要
一種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，包括多個(gè)串聯(lián)電路并聯(lián)連接的并聯(lián)電路，多個(gè)串聯(lián)電路中的每個(gè)具有串聯(lián)的高側(cè)和低側(cè)開關(guān)器件；電壓檢測(cè)器，檢測(cè)第一周期內(nèi)在多相電動(dòng)機(jī)中點(diǎn)的電壓，將測(cè)出的電壓作為第一檢測(cè)信號(hào)輸出，第一周期與并聯(lián)電路中所有高側(cè)開關(guān)器件或/和低側(cè)開關(guān)器件都處于導(dǎo)通狀態(tài)的周期相同或部分相同；定時(shí)檢測(cè)器，檢測(cè)第一檢測(cè)信號(hào)的電壓等于參考電壓的時(shí)刻，并將測(cè)出的時(shí)刻作為第二檢測(cè)信號(hào)輸出；周期性信號(hào)產(chǎn)生器，產(chǎn)生相位基于第二檢測(cè)信號(hào)受控制的周期性信號(hào)；驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生器，利用周期性信號(hào)產(chǎn)生多個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，各驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)并聯(lián)電路中高側(cè)和低側(cè)開關(guān)器件之一。
文檔編號(hào)H02P6/14GK1822489SQ20061000414
公開日2006年8月23日 申請(qǐng)日期2006年2月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月18日
發(fā)明者森英明, 高田剛 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社