集成电路制造技术

本实施方式的集成电路，具备：PWM生成部，基于输入的载波及各相的占空比指令值，以追踪电机的旋转位置的方式，生成3相PWM信号模式；检测定时信号生成部，基于PWM信号的载波，生成检测定时信号；电流变化量检测部，根据检测定时信号，求出输入的电机相电流的变化量；旋转位置推定部，基于相电流的变化量，推定电机旋转位置，PWM生成部，根据在载波的1个周期内由检测定时信号生成部生成的固定的4个检测定时信号，生成电流变化量检测部能够检测与2种电压向量期间对应的相电流变化量的3相的PWM信号模式。旋转位置推定部在2种电压向量期间分别检测2相的电流变化量，求出这2相的电流变化量的差分值，基于差分值，推定旋转位置。

【技术实现步骤摘要】
集成电路
本专利技术的实施方式涉及3相永磁同步电机的控制中使用的集成电路。
技术介绍
以往，作为推定永磁同步电机的旋转位置的方法，在从中速区域到高速区域，例如根据对电机的输入电压和电流，运算与永磁同步电机的速度成比例的感应电压、转子磁通，并基于感应电压来进行推定的方法被广泛使用。此外，在感应电压信息较少的极低速的区域，利用转子的凸极性，利用电感包含旋转位置信息的点，对永磁同步电机施加与驱动频率无关的感测所用的交流信号，并根据电压电流的关系来推定旋转位置的方法也被提出几个(例如，日本国专利第3454212号公报)。上述的推定方式都是，除了在运算中使用逆变器对电机施加的驱动电压以外，还根据所算出出的感应电压、电感或者以其为准的信号来计算旋转位置，因此需要使用PI控制器、观测器等。因此，需要单独地设计、调整对这些控制器设定的增益等的参数。并且，随着电机的驱动状态、所设定的参数，无传感器控制有不稳定化的问题，为了代替作为通常使用的位置传感器即旋转变压器、编码器、霍尔传感器等使用，需要较高的设计技术及经验。此外，作为从中速区域到高速区域中的无传感器驱动方式，有如下方式，检测进行120度通电时的无通电区间产生的感应电压的相位，并基于该相位切换通电相的方式。该方式能够实现不需要控制器的设计等的无传感器驱动，但通电方式限定于120度通电，因此存在电机电流畸变而噪音恶化的课题。另外，以下，在将电机的旋转速区域分成两部分时，表现为低速区域、高速区域。
技术实现思路
本实施方式的集成电路具备：PWM生成部，基于输入的载波及各相的占空比指令值，以追踪3相永磁同步电机的旋转位置的方式生成3相的PWM信号模式；检测定时信号生成部，基于上述PWM信号的载波，生成检测定时信号；电流变化量检测部，根据上述检测定时信号，求出输入的上述电机的相电流的变化量；以及旋转位置推定部，基于上述相电流的变化量，推定上述电机的旋转位置，上述PWM生成部，根据在上述载波的1个周期内通过上述检测定时信号生成部生成的固定的4个检测定时信号，以上述电流变化量检测部能够检测与2种电压向量期间对应的相电流变化量的方式，生成3相的PWM信号模式，上述旋转位置推定部，在上述2种电压向量期间的每个电压向量期间检测2相的电流变化量，求出这2相的电流变化量的差分值即第1、第2电流变化量差分值，基于上述第1、第2电流变化量差分值，推定上述旋转位置。附图说明图1是表示第1实施方式中包含集成电路的电机驱动控制装置的构成的功能框图，图2是用空间向量表示构成逆变器电路的开关元件的导通状态的图，图3是表示在低速区域使用的各相的电流变化量与旋转位置的关系的图，图4是表示在高速区域使用的电流变化量及电流变化量差分值与旋转位置的关系的图，图5是表示各相的PWM载波及脉冲信号和电流检测定时的图，图6是表示在第2实施方式中使用比较器生成旋转位置信号的构成的图。具体实施方式本实施方式的集成电路具备：PWM生成部，基于输入的载波及各相的占空比指令值，以追踪3相永磁同步电机的旋转位置的方式生成3相的PWM信号模式；检测定时信号生成部，基于上述PWM信号的载波，生成检测定时信号；电流变化量检测部，根据上述检测定时信号，求出输入的上述电机的相电流的变化量；以及旋转位置推定部，基于上述相电流的变化量，推定上述电机的旋转位置，上述PWM生成部，根据在上述载波的1个周期内通过上述检测定时信号生成部生成的固定的4个检测定时信号，以上述电流变化量检测部能够检测与2种电压向量期间对应的相电流变化量的方式，生成3相的PWM信号模式，上述旋转位置推定部，在上述2种电压向量期间的每个电压向量期间检测2相的电流变化量，求出这2相的电流变化量的差分值即第1、第2电流变化量差分值，基于上述第1、第2电流变化量差分值，推定上述旋转位置。(第1实施方式)以下，参照图1至图5，对第1实施方式进行说明。图1是表示电机驱动控制装置的构成的功能框图。直流电源1，是驱动转子具备永磁铁的永磁同步电机(以下，简称为电机)2的电力源。直流电源1也可以是将交流电源变换为直流的部件。逆变器电路3是将6个开关元件，例如N沟道MOSFET4U+、4V+、4W+、4U－、4V－、4W－3相桥式连接而构成，基于通过后述的PWM生成部5生成的3相量的6个开关信号，生成驱动电机2的电压。电压检测部6检测直流电源1的电压Vdc。电流检测部7u、7v、7w连接在逆变器电路3的负侧FET4U－、4V－、4W－的源极与负侧电源线之间。这些电流检测部7，一般用使用了分流电阻、霍尔CT等的电流传感器及信号处理电路构成，检测电机2中流通的各相电流Iu、Iv、Iw。电流变化量检测部8，基于从后述的检测定时信号生成部9输入的检测定时信号t1～t4，对相电流进行4次检测，并计算每2次的检测值的差分值作为变化量dIu(010)、dIv(001)、dIu(001)、dIw(010)、dIv(001)。旋转位置运算部10根据上述变化量dIu(010)、dIv(001)、dIu(001)，计算电机2的旋转位置检测值θc1。电流变化量差分值运算部11根据电流变化量dIu(010)、dIu(001)、dIw(010)、dIv(001)，运算电流变化量差分值dI(010)、dI(110)。旋转位置运算部12根据电流变化量差分值dI(010)、dI(001)，计算电机2的旋转位置检测值θc2。旋转位置检测值θc1、θc2被输入至旋转位置选择部13。旋转位置选择部13在电机2的转速属于低速区域时选择旋转位置检测值θc1，在上述转速属于中速区域以上时选择旋转位置检测值θc2，并作为旋转位置θc输出。低速区域与中速区域的阈值例如为电机2的额定转速的5％～10％左右。电机2的转速从输入的旋转位置检测值θc1、θc2的变化时间求出。3相电压指令值生成部14，根据作为指令值的电压振幅指令值Vamp和电压相位指令值φv，生成3相的电压指令值Vu、Vv、Vw。占空比生成部15，通过将3相电压指令值Vu、Vv、Vw除以直流电压Vdc来运算各相的调制指令Du、Dv、Dw。PWM生成部5将3相调制指令Du、Dv、Dw、从载波生成部16输入的各相的PWM载波、载波进行比较，生成各相的PWM信号脉冲。对每1相的脉冲附加死区时间，生成分别对3相上下的N沟道MOSFET4输出的开关信号U+、U－、V+、V－、W+、W－。在以上的构成中，除了电机2、逆变器电路3、3相电压指令值生成部14、占空比生成部15及载波生成部16以外的部件，构成集成电路17或微型计算机等。另外，这些功能作为集成电路构成时，能够通过硬件或软件、或硬件与软件的协作来实现。在例如仅用硬件实现的情况下用门阵列构成，在一部分使用软件实现的情况下，用微型计算机、DSP(DigitalSignalProcessor)构成。这里，对本实施方式中的旋转位置检测方法的原理进行说明。(1)式是表示具有凸极性的同步电动机的3相电感。【数式1】如(1)式所示，各相的电感Lu、Lv、Lw根据旋转位置θ而变化。通过利用该电感的相对于旋转位置的依赖性，即使在电机的速度在零附近的条件下，也能够推定旋转位置。图2用被称为空间向量的方法表示构成逆变器电路的开关元件的导通状态。例如(1，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成电路，具备：PWM生成部，基于输入的载波及各相的占空比指令值，以追踪3相永磁同步电机的旋转位置的方式生成3相的PWM信号模式；检测定时信号生成部，基于上述PWM信号的载波，生成检测定时信号；电流变化量检测部，根据上述检测定时信号，求出输入的上述电机的相电流的变化量；以及旋转位置推定部，基于上述相电流的变化量，推定上述电机的旋转位置，上述PWM生成部，根据在上述载波的1个周期内通过上述检测定时信号生成部生成的固定的4个检测定时信号，以上述电流变化量检测部能够检测与2种电压向量期间对应的相电流变化量的方式，生成3相的PWM信号模式，上述旋转位置推定部，在上述2种电压向量期间的每个电压向量期间检测2相的电流变化量，求出这2相的电流变化量的差分值即第1、第2电流变化量差分值，基于上述第1、第2电流变化量差分值，推定上述旋转位置。

【技术特征摘要】
2017.03.14 JP 2017-0485121.一种集成电路，具备：PWM生成部，基于输入的载波及各相的占空比指令值，以追踪3相永磁同步电机的旋转位置的方式生成3相的PWM信号模式；检测定时信号生成部，基于上述PWM信号的载波，生成检测定时信号；电流变化量检测部，根据上述检测定时信号，求出输入的上述电机的相电流的变化量；以及旋转位置推定部，基于上述相电流的变化量，推定上述电机的旋转位置，上述PWM生成部，根据在上述载波的1个周期内通过上述检测定时信号生成部生成的固定的4个检测定时信号，以上述电流变化量检测部能够检测与2种电压向量期间对应的相电流变化量的方式，生成3相的PWM信号模式，上述旋转位置推定部，在上述2种电压向量期间的每个电压向量期间检测2相的电流变化量，求出这2相的电流变化量的差分值即第1、第2电流变化量差分值，基于上述第1、第2电流变化量差分值，推定上述旋转位置。2.根据权利要求1所述的集成电...

【专利技术属性】
技术研发人员：前川佐理，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：日本,JP