静止位置检测电路以及电机驱动电路制造技术

本发明专利技术实现了一种能够更加适当地检测出转子位置的静止位置检测电路和电机驱动电路。本发明专利技术利用静止位置检测电路，使电机的各相负荷中流过交流电流，将电流在第１方向上流动的时间和在与第１方向相反的第２方向上流动的时间变换为电气信号并且放大，利用该电气信号的值来判断静止时电机转子的位置。由于使用交流电流，因此与使用反冲电压的情形不同，通过增加交变次数来使电气信号放大，可以提高检测的精度。另外，增加交变次数的话，由于不增大交流电流的值就可以使电气信号放大，因此与使用反冲电压的情形不同，不需要使用电流值大的交流电流。结果可以减小交流电流的值，抑制振动的发生。

【技术实现步骤摘要】
静止位置检测电路以及电机驱动电路                          
本专利技术涉及一种可以检测电机转子位置的静止位置检测电路，以及无霍耳传感器的电机驱动电路。                          
技术介绍
当驱动小型三相DC无刷电机等具有转子的电机时，电机的驱动电路在启动时一定要进行反冲(kick back)。此时如果不能恰当地检测出转子的位置，电机就无法正常启动。为了检测出转子位置，可以在电机的转子附近设置由霍尔元件构成的霍尔传感器。但是，使用霍尔传感器会引发成本增高和体积增大等问题。因此，现在不使用霍尔传感器，而是致力于开发所谓的无霍尔传感器的电机。在使用无霍尔传感器的电机时，由于电机停止时没有感应电压(反冲电压)，因此不能检测出转子的位置。为此，在例如下述专利文献1至3记载的技术中提出了这样一种方法：通过利用静止位置检测电路检测电机关闭时的反冲时间的长短来检测电机停止时的转子位置。作为与本申请相关的其他专利文献，有下述的专利文献4：专利文献1：特开2002-345286号公报专利文献2：特开2002-335691号公报专利文献3：特开2002-315385号公报专利文献4：特开2003-47280号公报在上述专利文献1至3所记载的静止位置检测电路中，由于对应于电机停止时的转子位置产生的微小电感差，而使反冲电压的值不同，这样的话如果检测出电机关闭时的反冲电压，那么通过测量反冲时间的长短就可以检测出电机停止时转子的位置。但是，为了能检测出由转子位置不同所引起的微小电感差，在使用检测反冲电压的方法中必须要流过很大的反冲电流(例如1(A))并且产生很大的反-->冲电压。这是因为为了能清楚地识别出反冲时间的长短，反冲电压必须很大。而当反冲电流很大时，就会引发振动。另外，使用反冲电压检测的方法只有在产生反冲的极短时间内才能得到表示电感差的信息，因此存在检测信息不够充分的情况。                          
技术实现思路
本专利技术正是为了解决上述问题而提出的，其实现了一种可以更准确地检测出转子位置的静止位置检测电路以及电机驱动电路。本专利技术涉及一种包含静止位置检测电路的电机驱动电路，本专利技术的静止位置检测电路是包括转子和至少一相负荷的电机的静止位置检测电路，用于检测静止时上述转子的位置，包括：电流量检测器；计时器；时间差放大器；位置判断器，上述电流量检测器通过对驱动上述电机的反相电路进行控制的控制电路，使上述负荷中流过交替流过第1方向和与上述第1方向相反的第2方向上的交流电流，并且检测上述第1方向上的上述交流电流达到值α，当检测到上述第1方向上的上述交流电流达到值α后，通过上述控制电路减小上述交流电流并使其流向第2方向，并且检测上述第2方向上的上述交流电流是否到达与上述值α正负相反的值β，当检测到上述第2方向上的上述交流电流达到上述β后，通过上述控制电路减小上述交流电流并使其再次流向上述第1方向，之后进行预定次数的上述值α和β的检测以及通过上述控制电路进行上述交流电流的控制，上述计时器测量上述交流电流由值α变化到值β所用的第1时间以及上述交流电流由值β变化到值α所用的第2时间，上述时间差放大器将测量到的上述第1时间和第2时间变化为电气信号，并且根据第1时间和第2时间按上述预定次数的累计结果对上述电气信号进行放大，上述位置判断器根据上述电气信号的值来判断静止时上述转子的位置。本专利技术利用计时器测量第1以及第2时间，并利用时间差放大器将第1时间和第2时间变换为电气信号，并且根据第1以及第2时间按预定次数的累计结果对电气信号进行放大。由于使用的是交流电流，因此与使用反冲电压的情形不同，通过增加交替次数就可以相应地使电气信号放大，因此可以提高检测的精度。另外，通过增加交替次数，在不增大交流电流的值α，β的情况下就可以使电气信号放大，所以与使用反冲电压的情形不同，本专利技术不需要流过很-->大的交流电流(例如0.1A)。结果可以使交流电流较小，避免振动的发生。这样，可以实现能更适于检测出转子位置的静止位置检测电路和电机驱动电路。                          附图说明图1是表示实施方式1的电极驱动电路和电机的图。图2是本专利技术的原理图。图3是实施方式1的静止位置检测电路的详细结构图。图4是静止位置检测电路内的电流量检测器的详细结构图。图5是静止位置检测电路内的计时器、时间差放大器、以及转子位置判断器的详细结构图。图6是在启动过程中进行反冲之前，静止位置检测电路检测静止时上述转子的位置的时序图。图7是对U-V相产生交流电流过程中的一部分交流电流放大后的时序图。图8是在给具有电阻和电感的负荷提供直流电压时，用于研究期间TA中的过渡现象的电路图。图9是用于研究期间TB中的过渡现象的电路图。图10是表示反相电路的动作的图。图11是表示反相电路的动作的图。图12是表示反相电路的动作的图。图13是表示反相电路的动作的图。图14是表示各相产生的交流电流以及转子位置的判断结果与转子位置的对应关系的图。图15是表示各相产生的交流电流以及转子位置的判断结果与转子位置的对应关系的图。图16是实施方式2中的静止位置检测电路的图。图17是实施方式3中的静止位置检测电路的图。附图标号说明1  电机2  反相电路3  输出晶体管控制电路-->4   静止位置检测电路40  电流量检测器41  计时器42  时间差放大器43  转子位置判断器                         具体实施方式实施方式1本实施方式为一种静止位置检测电路以及电机驱动电路，其使电机的负荷中流过交流电流，然后将电流在第1方向上流经的时间和电流在与第1方向相反的第2方向上流经的时间变换为电气信号并对此信号进行放大，由该电气信号的值，判断出电机的转子在静止时的位置。图1示出了本实施方式涉及的电机驱动电路和电机。如图1所示，电机1例如是三相直流无刷无霍尔传感器的电机，其包括永磁转子10、和通过在励磁铁芯上缠绕电机线圈的三相负荷构成的定子11。定子11的负荷存在于U，V，W各相上，并且各相负荷在中点(CT)汇合。此外，电机驱动电路包括：通过输出信号2a驱动电机1的反相电路2、通过信号3a控制反相电路2的输出晶体管控制电路3、检测转子10在静止时的位置的静止位置检测电路4、检测转子10在动作时的位置的位置检测比较器5、对位置检测比较器5的输出信号5a的一部分进行屏蔽处理的位置检测屏蔽电路6、接收位置检测屏蔽电路6的输出信号6a并且执行驱动运算的无传感器驱动计算电路7、以及给输出晶体管控制电路3提供输出信号8a的信号选择电路8，该输出信号8a是来自无传感器驱动计算电路7的输出信号7a或来自静止位置检测电路4的输出信号4a。其中当电机静止时静止位置检测电路4工作，而电机转动时无传感器驱动计算电路7工作。两者之间的信号4b是两电路的动作联络信号(shake-hand signal)。反相电路2是包括晶体管Q1-Q6的三相反相电路，分别由串联连接的晶体管Q1，Q2构成第一臂，串联连接的晶体管Q3，Q4构成第二臂，串联连接的晶体管Q5，Q6构成第三臂。晶体管Q1，Q2的连接点连接到U相负荷，晶体管Q3，Q4的连接点本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种静止位置检测电路，其是包括转子和至少一相负荷的电机的静止位置检测电路，用于检测静止时上述转子的位置，包括：电流量检测器；计时器；时间差放大器；位置判断器，上述电流量检测器通过对驱动上述电机的反相电路进行控制的控制电路，使上述负荷中流过交替流过第１方向和与上述第１方向相反的第２方向上的交流电流，并且检测上述第１方向上的上述交流电流达到值α，当检测到上述第１方向上的上述交流电流达到值α后，通过上述控制电路减小上述交流电流并使其流向第２方向，并且检测上述第２方向上的上述交流电流是否到达与上述值α正负相反的值β，当检测到上述第２方向上的上述交流电流达到上述β后，通过上述控制电路减小上述交流电流并使其再次流向上述第１方向，之后进行预定次数的上述值α和β的检测以及通过上述控制电路进行上述交流电流的控制，上述计时器测量上述交流电流由值α变化到值β所用的第１时间以及上述交流电流由值β变化到值α所用的第２时间，上述时间差放大器将测量到的上述第１时间和第２时间变化为电气信号，并且根据第１时间和第２时间按上述预定次数的累计结果对上述电气信号进行放大，上述位置判断器根据上述电气信号的值来判断静止时上述转子的位置。...

【技术特征摘要】
JP 2005-6-29 2005-1893911、一种静止位置检测电路，其是包括转子和至少一相负荷的电机的静止位置检测电路，用于检测静止时上述转子的位置，包括：电流量检测器；计时器；时间差放大器；位置判断器，上述电流量检测器通过对驱动上述电机的反相电路进行控制的控制电路，使上述负荷中流过交替流过第1方向和与上述第1方向相反的第2方向上的交流电流，并且检测上述第1方向上的上述交流电流达到值α，当检测到上述第1方向上的上述交流电流达到值α后，通过上述控制电路减小上述交流电流并使其流向第2方向，并且检测上述第2方向上的上述交流电流是否到达与上述值α正负相反的值β，当检测到上述第2方向上的上述交流电流达到上述β后，通过上述控制电路减小上述交流电流并使其再次流向上述第1方向，之后进行预定次数的上述值α和β的检测以及通过上述控制电路进行上述交流电流的控制，上述计时器测量上述交流电流由值α变化到值β所用的第1时间以及上述交流电流由值β变化到值α所用的第2时间，上述时间差放大器将测量到的上述第1时间和第2时间变化为电气信号，并且根据第1时间和第2时间按上述预定次数的累计结果对上述电气信号进行放大，上述位置判断器根据上述电气信号的值来判断静止时上述转子的位置。2、根据权利要求1所述的静止位置检测电路，上述电机是多相电机，包括每相的上述负荷，上述电流量检测器检测上述各相负荷中的上述值α和β，并且通过上述控制电路来控制上述交流电流，上述计时器测量各相负荷的上述第1以及第2时间，上述时间差放大器进行上述各相负荷的向上述电气信号的变换并且放大上述电气信号，上述位置判断器接收上述各相负荷的上述电气信号进行判断，并且基于上述各相负荷的判定结果的组合来判断静止时上述转子的位置。3、根据权利要求1所述的静止位置检测电路，上述电流量检测器包括：比较器，将由上述交流电流引起的上述反相电路中的电压降与预定的电压相比较，当上述电压降大于上述预定电压时，激活输出；逻辑门电路，仅在上述第1以及第2时间的各自的后半部分中，使上述比较器的输出通过；触发器，借助来自上述逻辑门电路的激活输出的机会，使输出的逻辑值反向，上述触发器的输出反向，成为上述值α和β的检测信号以及上述交流电流的控制信号。4、根据权利要求1所述的静止位置检测电路，上述计时器包括：电流源；第1开关，从上述电流量检测器检测到上述值α开始至检测到上述值β为止的时间中，选择性地输出来自上述电流源的电流，由此来测...

【专利技术属性】
技术研发人员：鸣海聪，帆足正治，铃木稔也，末次大祐，中村光，
申请(专利权)人：瑞萨电子株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]