一种单相马达自适应低噪音软开关电路制造技术

本发明专利技术提供一种单相马达自适应低噪音软开关电路，包括：编码模块，其产生与预设的转速期间控制字对应的自适应时钟信号CK1和转速期间控制字代码CODERPMS，根据CK1生成360°电角度时长代码CODEHPT，根据CODERPMS对马达的实际转速代码CODERPMS_CAL进行校准，根据校准的CODERPMS_CAL生成360°电角度时长代码CODEnum，根据校准的实际转速代码CODERPMS_CAL和360°电角度时长代码CODEHPT生成软开关起始信号SSws；软开关电角度获取模块，其获取实际PWM调制信号占空比下对应的软开关电角度；软开关PWM调制脉冲产生模块，其根据360°电角度时长代码CODEHPT、360°电角度时长代码CODEnum、软开关起始信号SSws以及软开关电角度生成软关闭PWM调制信号ControlSSWoff_PWM和软开启PWM调制信号ControlSSWoff_PWM。本发明专利技术能从根本上解决单相马达在运转过程中存在的振动噪音问题。

An adaptive low noise soft switching circuit for single-phase motor

The invention provides an adaptive low-noise soft-switching circuit for a single-phase motor, including a coding module, which generates an adaptive clock signal CK1 corresponding to a preset control word during the speed period and a control word code CODERPMS during the speed period, and generates a 360 degree electrical angle time code CODEHPT according to CK1, and an actual speed of the motor according to CODERPMS. The code CODERPMS_CAL is calibrated, and the 360 degree electrical angle time code CODEnum is generated according to the calibrated CODERPMS_CAL. The soft-switching starting signal SSws is generated according to the calibrated actual speed code CODERPMS_CAL and 360 degree electrical angle time code CODEHPT. The soft-switching electrical angle acquisition module obtains the corresponding PWM modulation signal under duty cycle. Soft-switching electrical angle; Soft-switching PWM modulation pulse generation module, which generates soft-switching PWM modulation signal ControlSSWoff_PWM and soft-switching PWM modulation signal ControlSSWoff_PWM according to 360 degree electrical angle time code CODEHPT, 360 degree electrical angle time code CODEnum, soft-switching starting signal SSws and soft-switching electrical angle. The invention can fundamentally solve the problem of vibration and noise existing in the operation of single-phase motors.

【技术实现步骤摘要】
一种单相马达自适应低噪音软开关电路
本专利技术涉及单相马达电控领域，具体涉及一种单相马达自适应低噪音软开关电路。
技术介绍
常规单相马达驱动电路如图1所示，其驱动原理为：霍尔感应模块1将马达转子磁场动态转换为霍尔信号hallphase，控制电路将hallphase信号处理为正确可靠的H桥驱动信号，H桥驱动信号经过缓冲器2功率放大后，驱动H桥四管PMOS1、PMOS2、NMOS1、NMOS2的开关切换，所产生的输出电流流过马达定子的绕组Lmotor，在产生的磁场作用力下，驱动转子向前转动。当转子转到换相角度时，霍尔感应模块1将会检测到转子磁极发生了转变，相应的霍尔信号hallphase将完成相位切换，控制电路生成的H桥驱动信号也将反向，最终流过马达定子绕组的电流也将改变方向，在相应的磁场作用力下，驱动磁极已经变化后的转子继续向前转动。传统的单相马达系统消除噪音技术是在检测到霍尔信号换相时触发换相消噪电路1动作。然而，由于不可避免地存在电信号的延时，这种架构虽然能部分降低马达噪声，但是无法从根本上消除换相带来的电流毛刺和波动，如图1A所示。而这些电流毛刺和波动的存在，会导致马达转子力矩突变和叠加抵消效应，因此由振动导致的噪音无可避免，同时马达驱动功率也被损耗了一部分。再者，在不同的马达机型或者同一个马达不同的转速下，由于传统消噪技术无法智能化监测转速、负载电流等参量，采用固定的软开关时间将导致无法自适应调节软开关的电角度，在低速运转时候消噪效果出现弱化，在高速运转时候出现功率降低，转速-PWM调制占空比斜率减小，最高转速受限。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种单相马达自适应低噪音软开关电路，以从根本上解决单相马达在运转过程中存在的振动噪音问题。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种单相马达自适应低噪音软开关电路，包括：编码模块，其设置为产生与预设的转速期间控制字对应的自适应时钟信号CK1和转速期间控制字代码CODERPMS，并根据所述自适应时钟信号CK1生成360°电角度时长代码CODEHPT，同时根据所述转速期间控制字代码CODERPMS对马达的实际转速代码CODERPMS_CAL进行校准，而后根据校准的实际转速代码CODERPMS_CAL生成360°电角度时长代码CODEnum，并根据校准的实际转速代码CODERPMS_CAL和360°电角度时长代码CODEHPT生成软开关起始信号SSws；软开关电角度获取模块，其设置为获取实际PWM调制信号占空比下对应的软开关电角度；软开关PWM调制脉冲产生模块，其设置为根据所述360°电角度时长代码CODEHPT、360°电角度时长代码CODEnum、软开关起始信号SSws以及软开关电角度生成软关闭PWM调制信号ControlSSWoff_PWM和软开启PWM调制信号ControlSSWoff_PWM。进一步地，所述编码模块包括：控制字存储单元，其设置为存储预设的转速期间控制字；内部时钟发生器，其设置为产生基频时钟信号CK；自适应时钟合成器，其与所述控制字存储单元和内部时钟发生器相连，并设置为产生与所述转速期间控制字相对应的自适应时钟信号CK1和转速期间控制字代码CODERPMS；霍尔信号换相检测单元，其设置为在霍尔信号相位发生转换时输出一换相脉冲信号；计数单元，其与所述自适应时钟合成器和霍尔信号换相检测单元相连，并设置为在霍尔信号周期内对接收到的自适应时钟信号CK1进行计数，同时将计数结果二进制编码为360°电角度时长代码CODEHPT；锁存单元，其与所述计数单元相连，以锁存所述360°电角度时长代码CODEHPT；校准电路，其设置为根据所述转速期间控制字代码CODERPMS与马达的实际转速代码CODERPMS_CAL的比对结果对CODERPMS_CAL进行校准；软开关起始信号产生电路，其与所述锁存单元和校准电路连接，并设置为在CODEHPT每次加1时计算一次校准后的CODERPMS_CAL除最高位以外的代码与CODEHPT的差值，直到两者的差为0时输出一软开关起始信号SSws；以及移位锁存器，其与校准电路相连，并设置为对校准后的CODERPMS_CAL执行2*CODERPMS_CAL+1计算，以得到校准的360°电角度时长代码CODEnum。进一步地，所述软开关电角度获取模块包括：PWM调速预设最小占空比代码生成单元，其设置为生成PWM调速预设最小占空比代码CODEMIN；PWM调速最小占空比静态存储器，其设置为存储PWM调速最小占空比代码CODEOTP；第一除法器，其被除数输入端接所述PWM调速预设最小占空比代码生成单元，除数输入端接所述PWM调速最小占空比静态存储器；第二除法器，其被除数输入端接所述PWM调速预设最小占空比代码生成单元，除数输入端接所述第一除法器的输出端；第一减法器，其被减数输入端接收实际PWM调制信号占空比代码，减数输入端接所述第二除法器的输出端；PWM预设最大与最小占空比差额代码生成单元，其设置为生成PWM预设最大占空比与最小占空比之差的代码；第三除法器，其被除数输入端接所述第一减法器的输出端，除数输入端接所述PWM预设最大与最小占空比差额代码生成单元；PWM最大和最小占空比对应电角度差额代码生成单元，其设置为生成PWM最大占空比对应的电角度和最小占空比对应的电角度之差的代码；第一乘法器，其第一输入端接所述PWM最大和最小占空比对应电角度差额代码生成单元，第二输入端接所述第三除法器的输出端；PWM最小占空比对应电角度代码生成单元，其设置为生成PWM最小占空比对应的电角度的代码；第一加法器，其第一输入端接所述PWM最小占空比对应电角度代码生成单元，第二输入端接所述第一乘法器的输出端；以及第一存储器，其输入端接所述第一加法器的输出端，以存储所述第一加法器输出的软开关电角度。进一步地，所述软开关PWM调制脉冲产生模块包括：同步整流电角度代码生成单元，其设置为生成同步整流电角度代码CODEθoff；360°电角度代码生成单元，其设置为生成360°电角度代码CODE360；第四除法器，其被除数输入端接所述360°电角度代码生成单元，除数输入端接所述同步整流电角度代码生成单元；第五除法器，其被除数输入端接所述360°电角度代码生成单元，除数输入端接收软关闭电角度；第六除法器，其被除数输入端接收校准的360°电角度时长代码CODEnum，除数输入端接所述第四除法器的输出端；第七除法器，其被除数输入端接收校准的360°电角度时长代码CODEnum，除数输入端接所述第五除法器的输出端；第二加法器，其第一输入端接所述第六除法器的输出端，第二输入端接所述第七除法器的输出端；第二减法器，其被减数端接所述第二加法器的输出端，减数端接收所述360°电角度时长代码CODEHPT，以计算得到软关闭启动时间点位置代码CODECOMP；第二存储器，其输入端接所述第二减法器的输出端，以存储所述软关闭启动时间点位置代码CODECOMP；代码比对计时单元，其第一输入端接收所述360°电角度时长代码CODEHPT，第二输入端接收所述软关闭启动时间点位置代码CODECOMP，使能端接收所述软开关起始信号SSws，其设置为在所述软开关起始信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单相马达自适应低噪音软开关电路，其特征在于，包括：编码模块，其设置为产生与预设的转速期间控制字对应的自适应时钟信号CK1和转速期间控制字代码CODERPMS，并根据所述自适应时钟信号CK1生成360°电角度时长代码CODEHPT，同时根据所述转速期间控制字代码CODERPMS对马达的实际转速代码CODERPMS_CAL进行校准，而后根据校准后的实际转速代码CODERPMS_CAL生成带校准信息的360°电角度时长代码CODEnum，并根据校准后的实际转速代码CODERPMS_CAL和360°电角度时长代码CODEHPT生成软开关起始信号SSws；软开关电角度获取模块，其设置为获取实际PWM调制信号占空比对应的软开关电角度；软开关PWM调制脉冲产生模块，其设置为根据所述360°电角度时长代码CODEHPT、带校准信息的360°电角度时长代码CODEnum、软开关起始信号SSws以及软开关电角度生成软关闭PWM调制信号ControlSSWoff_PWM和软开启PWM调制信号ControlSSWoff_PWM。

【技术特征摘要】
1.一种单相马达自适应低噪音软开关电路，其特征在于，包括：编码模块，其设置为产生与预设的转速期间控制字对应的自适应时钟信号CK1和转速期间控制字代码CODERPMS，并根据所述自适应时钟信号CK1生成360°电角度时长代码CODEHPT，同时根据所述转速期间控制字代码CODERPMS对马达的实际转速代码CODERPMS_CAL进行校准，而后根据校准后的实际转速代码CODERPMS_CAL生成带校准信息的360°电角度时长代码CODEnum，并根据校准后的实际转速代码CODERPMS_CAL和360°电角度时长代码CODEHPT生成软开关起始信号SSws；软开关电角度获取模块，其设置为获取实际PWM调制信号占空比对应的软开关电角度；软开关PWM调制脉冲产生模块，其设置为根据所述360°电角度时长代码CODEHPT、带校准信息的360°电角度时长代码CODEnum、软开关起始信号SSws以及软开关电角度生成软关闭PWM调制信号ControlSSWoff_PWM和软开启PWM调制信号ControlSSWoff_PWM。2.根据权利要求1所述的单相马达自适应低噪音软开关电路，其特征在于，所述编码模块包括：控制字存储单元，其设置为存储预设的转速期间控制字；内部时钟发生器，其设置为产生基频时钟信号CK；自适应时钟合成器，其与所述控制字存储单元和内部时钟发生器相连，并设置为产生与所述转速期间控制字相对应的所述自适应时钟信号CK1和转速期间控制字代码CODERPMS；霍尔信号换相检测单元，其设置为在检测到霍尔信号相位发生转换时输出一换相脉冲信号；计数单元，其与所述自适应时钟合成器和霍尔信号换相检测单元相连，并设置为在霍尔信号的周期内对接收到的自适应时钟信号CK1进行计数，同时将计数结果二进制编码为360°电角度时长代码CODEHPT；锁存单元，其与所述计数单元相连，以锁存所述360°电角度时长代码CODEHPT；校准电路，其设置为根据所述转速期间控制字代码CODERPMS与马达的实际转速代码CODERPMS_CAL的比对结果对CODERPMS_CAL进行校准；软开关起始信号产生电路，其与所述锁存单元和校准电路连接，并设置为在CODEHPT每加1时计算一次校准后的CODERPMS_CAL除最高位以外的代码与CODEHPT的差值，直到差值为0时输出一软开关起始信号SSws；以及移位锁存器，其与校准电路相连，并设置为对校准后的CODERPMS_CAL执行2*CODERPMS_CAL+1计算，以得到带校准信息的360°电角度时长代码CODEnum。3.根据权利要求1所述的单相马达自适应低噪音软开关电路，其特征在于，所述软开关电角度获取模块包括：PWM调速预设最小占空比代码生成单元，其设置为生成PWM调速预设最小占空比代码CODEMIN；PWM调速最小占空比静态存储器，其设置为存储PWM调速最小占空比代码CODEOTP；第一除法器，其被除数输入端接所述PWM调速预设最小占空比代码生成单元，除数输入端接所述PWM调速最小占空比静态存储器；第二除法器，其被除数输入端接所述PWM调速预设最小占空比代码生成单元，除数输入端接所述第一除法器的输出端；第一减法器，其被减数输入端接收实际PWM调制信号占空比代码，减数输入端接所述第二除法器的输出端；PWM预设最大与最小占空比差额代码生成单元，其设置为生成PWM预设最大占空比与最小占空比之差的代码；第三除法器，其被除数输入端接所述第一减法器的输出端，除数输入端接所述PWM预设最大与最小占空比差额代码生成单元；PWM最大和最小占空比...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：上海灿瑞科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31