用于无窗口BEMF检测的方法及设备技术

当电机被连续地驱动时，在无刷无传感器多相DC电机的端子处，确定电机电流波形的过零，而没有开启非驱动时段。检测电机的端子处在第一阈值处的电压电平。在第一时间，切换与端子连接的电流开关。在第二时间，检测在电机的端子处在第二阈值处的电压电平。在第一时间和第二时间之间确定过零，并将过零用于将电机的驱动同步。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】用于无窗口化MF检测的方法及设备 巧关申请的香叉引用 本公开要求2013年10月18日提交的，申请号为14/057, 897的美国专利申请的 优先权，该美国专利申请要求2012年10月24日提交的申请号为61/717, 876的美国临时 专利申请的优先权，两者W参考的方式并入本文。
[000引本公开的实施例设及直流值C)电机领域，并具体地设及控制DC电机。
技术介绍
本文中提供的背景描述用于总体上展示本公开背景的目的。当前署名的专利技术人的 工作（某种程度上在该
技术介绍
部分中描述了该工作）W及在申请时并未另外作为现有技 术的说明书的各个方面，既不明确地也不隐含地被承认为对本公开构成现有技术。 阳〇化]直流值C)电机，包括无刷式DC电机度LDC)，通常要求电子电路控制用于驱动电机 的换相。存在多种方式来驱动DC电机。一种用于驱动DC电机的方法是，使用一个或多个霍 尔传感器检测电机的磁极（pole)的位置，W确定如何W及何时驱动电机的适当的相（即， 端子）W保持电机旋转。 图1图示了示例环境100,其包括简化的3相电机102的模型。电机102被图示为 具有S个线圈104,106和108,其分别被布置在对应于相A110,相B112和相C114的端 子的3个方向上。在理想的3相电机中，相A、B和C的端子被定位于相距120°。转子118 被呈现为条状磁铁，其旋转轴位于相A110、相B112和相C114的交叉处，并垂直于与相位 相关联的轴的平面。通过分别在相110,112和114的端子处驱动穿过线圈104、106和108 的电流的配置，可控制转子118的旋转位置。图1图示了配备有用于检测转子118实际位 置（即，磁极位置）的霍尔传感器120、122和124的电机102。控制电路通常使用实际磁极 位置来确定如何驱动相A、B和C。在理想的电机中，霍尔传感器120会被转动地定位在相A 110和B112的端子的中间；霍尔传感器122会被转动地定位在相B112和C114的端子的 中间；霍尔传感器124会被转动地定位在相C114和110的端子的中间； 在线圈104、106和108内，转子118的运动引入被称作反电动势度EMF)的交变电 压。BEMF电压的幅值通常与转子118的角速度成比例。WW下的方式准确地安放霍尔传感 器，该方式使得BEMF电压波形的过零发生在尽可能靠近与对应线圈关联的霍尔传感器信 号的过零。 用于控制DC电机的另一方法是不依赖于被精确定位的霍尔传感器的"无传感器 法"。在"无传感器法"中，将电机102在一个或多个端子A110、B112和C114上的驱动停 止通常称作"窗口"的较短的时间段，W监测电机的邸MF电压。在电机的一个或多个相上的 BEMF电压的过零将提供磁极位置信息，其通常被用于确定如何驱动电机的适当的端子W保 持电机担转。 图2图示了在一个或多个电机102相上确定邸MF电压的过零的"无传感器法"。 在理想的3相电机中，相A110、B112和C114的邸MF电压为正弦的且相对于彼此相位相 差120°。为了在电机102的每个相上与BEMF电压同步来驱动电机102,W将电机102的 效率最大化，可W在每个相上使用BEMF信号的参考信号。如果BEMF信号在相A110、B112 和C114的每个相上相对于彼此精确地相距120°，并且它们的每个具有相同幅值的正弦 波形，则可使用仅在一个相（例如，相A110)上的BEMF信号的检测，因为，可W从在一个相 上检测到的过零中外推在其他相上的邸MF波形。 如图2所示，W加窗的方式驱动相A110,而W连续的、非中断的无窗口方式驱动 相B112和C114。如在图2所图示的，在靠近相A的邸MF电压波形的过零的点处，停止相 A的驱动W打开窗口，使得可W观察相A的BEMF电压W检测其过零的准确时间。使用该准 确时间外推对相B112和C114的适当地同步的连续驱动，W及相A110的被同步的加窗 驱动。
技术实现思路
在各种实施例中，本公开提供了一种方法和设备，W检测电机反电动势度EMF)，而 没有使用传感器W及没有开非驱动时段（即，窗口）。在发动机端子处监测电压电平W确定 电机电流，且电机电流波形的过零被确定并用于电机的同步。 包括了标题部分的本
技术实现思路
部分W及下面的部分仅为说明性的实现方式和实 施例，且不应该理解为对权利要求书范围的限定。【附图说明】 参考附图阐述具体的描述。在附图中，附图标记最左边的数字标识了第一次出现 该附图标记的附图。在不同的附图中的相同的附图标记的使用指示相似或相同的项。 图1示意性地图示了多相电机的简化模型。 阳015] 图2图示了在多相电机中确定BEMF过零的加窗方法。 图3图示了在BEMF电压波形与电机电流波形之间的示例关系。 图4示意性地图示了用于W无窗方式控制电机的示例系统。 阳01引图5为示出了各个时间段中电机电流方向、电路开关状态和电压之间的示例关系 的表格。 图6图形化地图示了在与图5中表格相关联的电机中的示例电压和电流的关系。 图7为描述了根据一个实施例的方法的流程图。【具体实施方式】 为了W加窗方式驱动电机，窗口化的、非驱动的时段需要足够的宽W可靠地检测 BEMF的过零。与没有失配的电机相比，电机与电机的失配W及在相同电机中的磁极与磁极 的失配可能要求更宽的窗口开口。 针对窗口化电机驱动的"无传感器法"，由于电机在每个窗口时段期间没有被驱 动，因此，传递至电机的最大能量由窗口大小所限制。因而，在所有其他条件相同的情况下， 对于窗口法，最大可实现的速度将较低。同样，在窗口打开的非驱动时段中，电机电流被分 配（其否则会是纯正弦波），其可能引起电机的抖动，噪声，并限制传递至电机的总能量，因 而限制了其最大的可实现速度。 针对霍尔传感器的使用，由于传感器必须被准确放置，因此使用霍尔传感器检测 电机磁极位置是昂贵的。电机与电机的失配，W及在相同电机中的磁极与磁极的失配会要 求传感器是被自定义放置的，进一步提高了电机的制造成本。因而，在各种实施例中，本公 开描述了在没有传感器的使用的情况下用于W无窗口方式驱动电机的技术。 图3图示了针对W使用例如正弦换相W及脉冲宽度调制（PWM)的无窗口方式驱动 的电机相（例如，相C114)，BEMF电压波形304与对应的电机电流波形302之间的关系。 如图3中所图示的，相C的电流波形302是正弦的且与相C的BEMF电压波形304同相。由 于BEMF电压波形304和电流波形302是对齐的，因此，电流波形302的过零点与BEMF电压 波形304的过零点是相同的。然而，可W仅通过停止相C114的驱动来直接地检测BEMF电 压波形304W及其过零。与之相反，可在不停止相C114处的端子或在电机102的任意其 他相处的端子的驱动的情况下检测电流波形302W及其过零。 因而，图3图示了通过确定电流波形302的过零点来确定BEMF电压波形304的过 零点。因此，电流波形302的过零点的检测允许无传感器电机中对BEMF电压波形304的过 零点的无窗口检测。 图4图示了控制逻辑402的示例结构400,W及用于控制无传感器式电机102和W 无窗口方式（即，在电机102的任意相上没有开启非驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电路，带有用于在无传感器电机中进行无窗口式电机电流波形检测的逻辑，所述逻辑被配置为：检测在所述无传感器电机的端子处在第一阈值处的电压电平；在第一时间，响应于检测所述电压电平在所述第一阈值处，切换所述电路的至少一个电流开关；在第二时间，检测在所述无传感器电机的所述端子处在第二阈值处的电压电平；以及确定在所述无传感器电机的所述端子处的所述电机电流波形在所述第一时间和所述第二时间之间过零。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·克里施纳莫西，
申请(专利权)人：马维尔国际贸易有限公司，
类型：发明
国别省市：巴巴多斯;BB