电动机驱动控制电路制造技术

本发明专利技术提供一种电动机驱动控制电路。差动放大器（３０）检测同步电动机（２０）稳定运行时的线圈电流Ｉｓ。根据来自ＡＴＴ电路（１４）的输出等检测此时的施加电压Ｓ０。利用检测出的线圈电流Ｉｓ、此时的施加电压Ｓ０、预先决定的比例因数Ａｓ，并根据Ｉｂ＝Ａｓ.Ｓ０－Ｉｓ求出感应电流Ｉｂ。基于求出的感应电流Ｉｂ控制向电动机施加的电压。因此，能够有效地检测电动机的感应电流。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种控制同 步电动机的驱动的驱动控制电路。
技术介绍
在同步电动机的控制中，检测转子位置并根据检测出的转子位置控制电动机驱动 电流很重要。作为同步电动机，公知有IPMSM (内置永磁铁同步电动机)、SPMSM (表面永磁铁同 步电动机)、PM (永磁铁)、VR (可变磁阻)、HB (混合型)、BLDCM (无电刷直流电动机)等， 作为检测这些同步电动机的旋转位置的方法，公知有利用霍尔元件等各种传感器的方法、 检测速度感应电压(induced voltage)的无传感器的方法。若考虑成本、空间等，则无传感器的方法比较出色，针对无传感器的方法提出了各 种方案。例如，有使用电动机的速度感应电压的方法，并且公知有根据电动机定子电压/电 流和电动机模型公式进行向量运算来推测位置的方法、或者将电动机的驱动线路设为特定 期间的高阻抗状态来测量速度感应电压的方法等。专利文献1日本特开2007-274760号公报在根据电动机模型公式进行推测的方法中，必须将直流电阻成分等作为常数来设 定，因此导致误差的产生。此外，在设为高阻抗的方法中，需要在检测期间停止电动机驱动 输出，电流的连续性受损。
技术实现思路
本专利技术的特征在于检测同步电动机稳定运行时的线圈电流和此时的施加电压， 在所述线圈电流或所述施加电压上相乘预先决定的比例因数，并计算所述线圈电流成分和 所述施加电压成分的差分来检测与所述同步电动机的感应电力相对应的信号，基于对应于 所述感应电力的信号，控制向所述同步电动机施加的电压。此外，优选根据在所述同步电动机的非运行时检测出的施加电压和电动机电流之 比，求出所述比例因数。此外，优选根据在所述同步电动机的非运行时检测出的施加电压和电动机电流之 比、所述同步电动机的定子的电感，求出所述比例因数。此外，优选基于对应于所述感应电力的信号与其微分信号的逻辑运算，获得与所 述同步电动机的转数相对应的频率的转速信号。此外，优选求出对应于所述感应电力的信号与所述施加电压的相位差，并基于求 出的相位差控制电动机的驱动。根据本专利技术，无需使线圈置于高阻抗状态就能够检测稳定运行状态的感应电流， 因此能够在维持电动机驱动的连续性的同时检测感应电流。附图说明 图1是表示实施方式的整体结构的图。图2是表示失步检测器的结构的图。图3是表示失步检测的动作的图。图4是表示转速检测器的结构的图。图5是表示转速检测的动作的图。图6是表示相位差检测的动作的图。图7是表示另一实施方式的整体结构的图。图8是表示其它实施方式的结构的图。图9是表示其它实施方式的结构的图。图10是表示H电桥驱动器的结构的图。图11是表示又一实施方式的整体结构的图。图中10-励磁定时生成器；12-励磁振幅生成器；14-ATT电路；16-PWM电路；18_H 电桥驱动器；20-电动机；22、24_线圈；26-转子；30、80_差动放大器；30a、80a-低通滤波 器；32-偏置量调整器；36-符号判定部；38-ATTs电路；40-比较调整器；42-减法器；44-放 大器；46-数字低通滤波器；48-微分器；50-失步检测器；52-可变判定阈值部；54-阈值未 满连续判定部；60-转速检测器；62、64_滞后比较器；66-EX或电路；70、72_过零检测电路； 74-相位差检测器。具体实施例方式以下，基于附图说明本专利技术的实施方式。图1是表示整体结构的图。在该例中，将步进电机作为驱动对象。将指示检测比例因数(scaling factor)As的比例运算指令、指示进行通常的励磁 的通常励磁指令提供给励磁定时生成器10。在由通常励磁指令指示了通常励磁的情况下，励磁定时生成器10基于此时的电 动机驱动指令，生成针对励磁时刻的信号，并提供给励磁振幅生成器12。励磁振幅生成器 12生成适合于此时的电动机驱动的电动机施加电压指令S0，并在ATT电路14中对该指令 进行振幅调整之后输出。另外，在比例运算指令的情况下，为了检测比例因数As，从ATT电 路14输出最佳的施加电压指令值Vdc。将ATT电路14的输出提供给P丽电路16，输出作为来自ATT电路14的输出且对 应于指令值的占空比的PWM控制信号。将PWM控制信号提供给H电桥驱动器18。H电桥驱动器18由多个晶体管构成，通 过这些晶体管的开关来控制来自电源的电流并产生电动机电流(线圈电流)，并将该电流 提供给电动机20。电动机20是步进电机，具有两个线圈22、24和转子26。两个线圈22、24配置为彼 此以电角度错开了 90°位置，因此磁场相对于转子26的方向也针对转子的中心角彼此以 电角度错开了 90°。此外，转子26例如包括永磁铁，根据来自两个线圈22、24的磁场决定 稳定的位置。即，通过向针对转子的转角配置在错开了 90°的位置上的两个线圈提供彼此 的相位相差90°的交流电流，从而通过该电流相位能够使转子26移动、旋转。此外，在特定的电流相位的时刻，通过停止电流相位的变化，能够在对应于此时的电流相位的位置处停 止转子，由此，控制电动机200的旋转。 两个线圈22、24的电流路径中配置有电阻Rs，在该电阻的两端产生对应于流过线 圈22的电流即流过电阻Rs的电流的电压。将该电阻Rs的两端电压输入给差动放大器30， 在差动放大器30中获得电阻Rs的两端电压。另外，在该例中，在差动放大器30中追加低 通滤波器LPF，通过该低通滤波器消除差动放大器30的输出中的微细的变动，从而获得稳 定的输出。另外，由于在差动放大器30中产生偏置量，因此连接有基于偏置量调整指令对 该偏置量进行偏置量调整的偏置量调整器32。例如，在驱动电流为零时，偏置量调整器32 检测并存储差动放大器30的输出，由此调整差动放大器30的偏置量。将针对作为差动放大器30的输出的电动机驱动电流的信号提供给ADC34，并在 ADC34中转换为数字信号。ADC34的输出在进行基于比例运算指令的检测的情况下是非旋 转时的直流电动机电流Idc，在旋转时变为电动机电流(线圈电流)Is。将该ADC34的输出提供给符号判定部36，在符号判定部36中判定符号之后，对流 过电阻Rs的电流的方向进行检测，并将检测结果提供给ATTs电路38。ATTs电路38是存 储比例因数As且将其相乘在从ATT电路14输出的Vdc、S0上的电路。进行比例运算时，根 据As · Vdc = Idc获得直流电动机电流Idc，在通常励磁时，获得As · SO。将ATTs电路38的输出提供给比较调整器40。向比较调整器40提供比例运算指 令，在进行比例运算时，对从ATTs电路38提供的As .Vdc和从ADC34提供的Idc进行比较 之后，更新比例因数As，并将更新后的As提供给ATTs电路38。将通常励磁时的ATTs电路38的输出即As · SO提供给减法器42，并在减法器42 中减去通常励磁时的ADC34的输出即Is，且根据As -SO-Is = Ib来计算出对应于速度感应 电压的感应电流lb。S卩，SO是电动机施加电压，通过在SO上相乘比例因数As，从而检测没有感应电流时的 电动机电流成分，因此通过从该成分中减去实际测量出的电动机电流，计算出感应电流lb。在减法器42中获得的感应电流Ib在放大器(AMP)44本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动机驱动控制电路，其控制向同步电动机的线圈施加的施加电压，该电动机驱动控制电路的特征在于，具备：电流检测器，其检测所述同步电动机稳定运行时的流过所述线圈的线圈电流；电压检测器，其检测所述同步电动机稳定运行时的向所述线圈施加的施加电压；乘法器，其在所述线圈电流或所述施加电压上相乘预先决定的比例因数；感应电力检测器，其计算所述线圈电流的成分和所述施加电压的成分的差分来检测与所述同步电动机的感应电力对应的感应电力信号；和控制器，其基于对应于所述感应电力的信号，控制向所述同步电动机施加的电压。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：高井和顺，
申请(专利权)人：三洋电机株式会社，三洋半导体株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]