用于检测由脉冲调制控制的转子的位置的智能检测单元制造技术

本申请涉及用于检测由脉冲调制控制的转子的位置的智能检测单元。用于控制电机的电机控制电路可以包括至少一个开关设备，该至少一个开关设备被配置为从脉冲调制设备接收脉冲调制信号并且基于脉冲调制信号向电机输出电流。在一些示例中，脉冲调制信号的频率低于阈值频率。电机控制电路还可以包括瞬变检测电路，该瞬变检测电路被配置为检测电流瞬变并且响应于检测到电流瞬变而输出脉冲。电机控制电路还可以包括脉冲计数器，该脉冲计数器被配置为基于脉冲来更新指示电机的转子的位置的值并输出指示转子的位置的值。

【技术实现步骤摘要】
用于检测由脉冲调制控制的转子的位置的智能检测单元
本公开涉及电机，并且尤其涉及使用电流瞬变检测来检测电机的转子的位置。
技术介绍
电机的操作通常需要专用控制器。控制器可能需要确定转子的位置以便控制电机。一些控制器可以在没有传感器的情况下确定转子的位置。例如，控制器可以使用被称为纹波计数的技术来确定转子计数的位置，该技术包括对由转子的换向和反向电磁力(BEMF)所引起的电流中的纹波数量进行计数。控制器可以基于纹波计数来确定转子的位置。在一些示例中，控制器可以使用脉冲宽度调制(PWM)来控制转子。如果PWM信号的频率类似于由换向引起的纹波的频率，则控制器可能不能精确地对电流中的纹波数量进行计数。
技术实现思路
一般来说，本公开涉及用于控制电机的电机控制电路。控制器可以包括至少一个开关设备，其被配置为从脉冲调制设备接收脉冲调制信号并且基于脉冲调制信号向电机输出电流，其中脉冲调制信号的频率低于阈值频率。电机控制电路可以包括瞬变检测电路，所述瞬变检测电路被配置为检测电流瞬变，并且响应于检测到电流瞬变而输出脉冲。电机控制电路还可以包括脉冲计数器，该脉冲计数器被配置为基于脉冲来更新指示电机的转子的位置的值，并输出指示转子的位置的值。在一个示例中，一种方法包括：由至少一个开关设备从脉冲调制设备接收脉冲调制信号，其中脉冲调制信号的频率低于阈值频率。该方法可以包括由至少一个开关设备基于脉冲调制信号向电机输出电流。该方法还可以包括：由瞬变检测电路检测电流瞬变，并且响应于检测到电流瞬变，由瞬变检测电路输出脉冲。该方法还可以包括：由脉冲计数器基于脉冲来更新指示电机的转子的位置的值，并且由脉冲计数器输出指示转子的位置的值。在另一个示例中，一种系统包括电机和电机控制电路。电机控制电路可以包括至少一个开关设备，该至少一个开关设备被配置为从至少一个脉冲调制设备接收脉冲调制信号，其中脉冲调制信号的频率低于阈值频率，并且基于脉冲调制信号向所述电机输出电流。电机控制电路还可以包括瞬变检测电路，所述瞬变检测电路被配置为检测电流瞬变，并响应于检测到电流瞬变而输出脉冲。电机控制电路还可以包括脉冲计数器，该脉冲计数器被配置为基于脉冲来更新指示电机的转子的位置的值，并输出指示转子的位置的值。在附图和下面的描述中阐述了本公开的一个或多个示例的细节。从说明书和附图中以及从权利要求中，其它特征、目的和优点将是显而易见的。附图说明图1是示出根据本公开的一个或多个方面的用于控制电机的示例系统的框图。图2是示出根据本公开的一个或多个方面的示例电机控制电路的框图。图3是示出根据本公开的一个或多个方面的示例驱动器的电路图。图4是示出根据本专利技术的一个或多个方面的示例电流感测选择器的框图。图5是说明根据本专利技术的一个或多个方面的示例瞬变检测器的框图。图6是示出根据本公开的一个或多个方面的智能脉冲扩展器的示例操作的图。图7是示出根据本公开的一个或多个方面的丢失脉冲发生器的示例操作的图。图8是示出根据本公开的一种或多种技术的用于控制电机的示例方法的流程图。具体实施方式一般来说，本公开涉及用于控制包括电机的机器的技术。该机器包括控制器，该控制器至少部分地基于电机的转子的位置来控制电机。该机器还包括电机控制电路，该电机控制电路向控制器提供指示转子的位置的信息。例如，电机控制电路包括用于检测由转子的换向引起的电流瞬变的瞬变检测电路。在一些示例中，电机控制电路响应于检测到电流瞬变而输出脉冲。电机控制电路可以包括脉冲计数器，用于对脉冲数量进行计数，并将脉冲计数器的值输出到控制器。因为转子的每次旋转的预期脉冲的数量是已知的，所以控制器可以基于脉冲的数量确定转子的位置。在一些示例中，电机控制电路可以检测由除了转子的换向之外的事件所引起的电流瞬变。电机控制电路可以包括用于防止电机控制电路针对所有检测到的电流瞬变而输出脉冲的电路和逻辑，使得脉冲计数器的值可以更精确地指示转子的位置。本公开描述了可以通过使得电机控制电路能够减少或消除当检测到电流瞬变时可能另外输出的错误脉冲的数量来改善机器的操作的技术。通过减少或消除错误脉冲的数量，控制器可以更精确地确定转子的位置。因此，本公开中描述的技术可以改善电机的控制并降低损坏电机的风险。图1是示出根据本公开的一个或多个示例性技术的用于控制电机的示例系统100的框图。虽然图1示出了系统100具有被示为电源102和机器104的分离且不同的部件，但是系统100可以包括更多的或更少的部件。例如，电源102、控制器106、电机控制电路108和电机110可以是四个单独的部件，或者可以表示提供如本文所述的系统100的功能的一个或多个部件的组合。在图1的示例中，系统100包括电源102，该电源102向系统100的一个或多个部件提供电力。存在电源102的许多示例，其可以包括但不限于电网、发电机、变压器、电池、太阳能电池板、风车、再生制动系统、水电或风力发电机或能够向系统100提供电力的任何其它形式的设备。在图1的示例中，机器104包括控制器106、电机控制电路108和电机110。在一些示例中，机器104包括加热、通风和空调(HVAC)机器。在其他示例中，机器104包括交通工具比如客车、商用车、全地形车、船只、飞机或任何其他类型的交通工具。在机器104包括交通工具的示例中，电机110可以驱动作为交通工具的一部分的车轮、车窗、座椅或任何其它机械设备。然而，机器104不一定限于任何特定的机器，并且本公开的技术可以应用于包括电机110的任何机器。在一些示例中，电机110可以包括有刷DC(直流)电机，其包括轴、转子、定子、永磁体和多个换向器片。在一些示例中，电机110包括无传感器电机。例如，无传感器电机不包括用于监测定子电流或转子的速度、方向或位置的传感器。控制器106控制电机110的操作。在一些示例中，控制器106可以被配置为与电机控制电路108通信。例如，控制器106可以包括一个或多个脉冲调制设备，其可以向电机控制电路108内的多个开关设备提供一个或多个脉冲调制信号。所述一个或多个脉冲调制信号可以使多个开关设备中的一个或多个在断开状态和闭合状态之间转换，这可以控制通过电机110的电流的流动。一个或多个脉冲调制设备可以根据脉冲密度调制(PDM)、脉冲宽度调制(PWM)、脉冲频率调制(PFM)或另一种合适的调制技术来操作。控制器106的示例可以包括但不限于一个或多个处理器，所述处理器包括一个或多个微处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或任何其它等效的集成或离散逻辑电路、以及这些组件的任何组合。机器104包括电机控制电路108。类似于控制器106，电机控制电路108可以包括一个或多个处理器，所述处理器包括一个或多个微处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或任何其它等效的集成或离散逻辑电路、以及这些组件的任何组合。在一些示例中，控制器106和电机控制电路108可以是离散组件。然而，在其他示例中，控制器106和电机控制电路108可以被集成为单个控制器。电机控制电路108可以从控制器106接收一个或多个信号。例如，电机控制电路108可以从控制器106接收一个或多个脉冲调制信号(例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制电机的电机控制电路，包括：至少一个开关设备，所述至少一个开关设备被配置为：从脉冲调制设备接收脉冲调制信号，其中所述脉冲调制信号的频率低于阈值频率；基于所述脉冲调制信号向所述电机输出电流；瞬变检测电路，所述瞬变检测电路被配置为：检测电流瞬变；响应于检测到所述电流瞬变，输出脉冲；和脉冲计数器，所述脉冲计数器被配置为：基于所述脉冲，更新指示所述电机的转子的位置的值；和输出指示所述转子的位置的所述值。

【技术特征摘要】
2016.02.03 US 15/014,8151.一种用于控制电机的电机控制电路，包括：至少一个开关设备，所述至少一个开关设备被配置为：从脉冲调制设备接收脉冲调制信号，其中所述脉冲调制信号的频率低于阈值频率；基于所述脉冲调制信号向所述电机输出电流；瞬变检测电路，所述瞬变检测电路被配置为：检测电流瞬变；响应于检测到所述电流瞬变，输出脉冲；和脉冲计数器，所述脉冲计数器被配置为：基于所述脉冲，更新指示所述电机的转子的位置的值；和输出指示所述转子的位置的所述值。2.根据权利要求1所述的电机控制电路，还包括：脉冲扩展器电路，所述脉冲扩展器电路被配置为：从所述瞬变检测电路接收所述脉冲；基于所述转子的速度，扩展所述脉冲的持续时间；和输出在经扩展的所述持续时间上的所述脉冲。3.根据权利要求2所述的电机控制电路，还包括：边缘消隐电路，所述边缘消隐电路被配置为：在所述至少一个开关设备在断开状态和闭合状态之间转换的情况下生成边缘消隐信号；和输出所述边缘消隐信号，其中所述脉冲扩展器电路还被配置为：从所述边缘消隐电路接收所述边缘消隐信号；和基于所述边缘消隐信号，抑制输出第二脉冲。4.根据权利要求2所述的电机控制电路，其中，所述脉冲扩展器电路还被配置为：在输出在经扩展的所述持续时间上的所述脉冲的情况下从所述瞬变检测电路接收第二脉冲；和响应于接收到所述第二脉冲，抑制输出所述第二脉冲。5.根据权利要求1所述的电机控制电路，还包括丢失脉冲发生器电路，所述丢失脉冲发生器电路被配置为：接收所述脉冲；响应于所述脉冲终止，基于所述转子的第一换向和所述转子的第二换向之间的预期时间量，将定时器设置为特定时间量；和响应于在没有接收到第二脉冲的情况下所述定时器期满，生成第二脉冲；和响应于生成所述第二脉冲，输出所述第二脉冲，其中，所述脉冲计数器还被配置为响应于接收到所述第二脉冲，更新指示所述转子的位置的所述值。6.根据权利要求1所述的电机控制电路，其中，所述脉冲计数器还被配置为接收所述转子的方向的指示，其中所述脉冲计数器被配置为通过被配置为如下来更新指示所述转子的位置的所述值：在所述转子的方向包括第一方向的情况下，递增指示所述转子的位置的所述值；和在所述转子的方向包括第二方向的情况下，递减指示所述转子的位置的所述值。7.根据权利要求1所述的电机控制电路，还包括电流感测选择器，所述电流感测选择器被配置为：接收至少一个候选电流；和从所述至少一个候选电流中选择特定电流，其中所述特定电流包括所述电流瞬变。8.一种用于控制电机的方法，所述方法包括：由至少一个开关设备从脉冲调制设备接收脉冲调制信号，其中所述脉冲调制信号的频率低于阈值频率；由所述至少一个开关设备基于所述脉冲调制信号来向所述电机输出电流；由瞬变检测电路检测电流瞬变；响应于检测到所述电流瞬变，由所述瞬变检测电路输出脉冲；由脉冲计数器基于所述脉冲来更新指示所述电机的转子的位置的值；和由所述脉冲计数器输出指示转子的位置的所述值。9.根据权利要求8所述的方法，还包括：由脉冲扩展器电路从所述瞬变检测电路接收所述脉冲；由所述脉冲扩展器电路基于所述转子的速度来扩展所述脉冲的持续时间；和由所述脉冲扩展器电路输出在经扩展的所述持续时间上的所述脉冲。10.根据权利要求9所述的方法，还包括：在所述至少一个开关设备在断开状态和闭合状态之间转换的情况下由边缘消隐电路生成边缘消隐信号；由所述边缘消隐电路输出所述边缘消隐信号；由所述脉冲扩展器电路接收所述边缘消隐信号；和由所述脉冲扩展器电路基于所述边缘消隐信号抑制输...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·巴尔特，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE