專利名稱：電動(dòng)機(jī)電流相位檢測裝置和使用它的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種例如對(duì)在空調(diào)設(shè)備、安裝有燃燒用風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的供熱水機(jī)、空氣清潔機(jī)以及復(fù)印機(jī)、打印機(jī)等信息設(shè)備中使用的無刷DC電動(dòng)機(jī)等進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)的線圈電流的相位檢測裝置和使用它的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。
背景技術(shù)：
以往，作為無刷DC電動(dòng)機(jī)(以下記為“電動(dòng)機(jī)”)的驅(qū)動(dòng)方式，廣泛地采用了以矩形波波形驅(qū)動(dòng)向電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)線圈供給的驅(qū)動(dòng)電壓的矩形波驅(qū)動(dòng)方式。然而，近年來，對(duì)以更低的轉(zhuǎn)矩紋波、低振動(dòng)以及低噪音來驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的要求提高了。作為應(yīng)對(duì)該要求的驅(qū)動(dòng)技術(shù)，以大致正弦波波形驅(qū)動(dòng)向電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)線圈供給的驅(qū)動(dòng)電壓的正弦波驅(qū)動(dòng)方式正在變得普遍。作為以正弦波驅(qū)動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的現(xiàn)有技術(shù)，首先依次讀出與電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)位置相應(yīng)地存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的正弦波狀的波形數(shù)據(jù)。對(duì)所讀出的波形數(shù)據(jù)進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制(PWM =Pulse Width Modulation)。然后，以PWM方式控制構(gòu)成向電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)線圈供給電力的通電器的各開關(guān)元件，來對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行正弦波驅(qū)動(dòng)(例如參照專利文獻(xiàn)I)。以下，使用圖7說明現(xiàn)有技術(shù)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。圖7是現(xiàn)有的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的電路結(jié)構(gòu)圖。如圖7所示，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置100至少由電動(dòng)機(jī)、直流電源141、通電器150、波形生成器180以及位置檢測器190構(gòu)成。電動(dòng)機(jī)具有可動(dòng)件121和三相的驅(qū)動(dòng)線圈101、103、105。通電器150由多個(gè)開關(guān)元件構(gòu)`成。而且，從直流電源141經(jīng)由由多個(gè)開關(guān)元件構(gòu)成的通電器150向電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)線圈101、103、105供給驅(qū)動(dòng)電壓和驅(qū)動(dòng)電流。波形生成器180生成用于控制通電器150的各開關(guān)元件的接通或斷開的信號(hào)。位置檢測元件131和位置檢測器190檢測電動(dòng)機(jī)的可動(dòng)件121的位置信息。以下，具體說明現(xiàn)有技術(shù)中的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置100的電路動(dòng)作。首先，通過例如由霍爾元件等形成的多個(gè)位置檢測元件131和位置檢測器190檢測電動(dòng)機(jī)的可動(dòng)件121的位置信息。檢測出的可動(dòng)件121的位置信息Hu從位置檢測器190輸出并輸入到波形生成器180。波形生成器180按照可動(dòng)件121的位置信息Hu，向通電器150輸出以使各驅(qū)動(dòng)線圈間的電壓差大致為正弦波的方式預(yù)先設(shè)定的PWM信號(hào)UHO、VH0、WHO、ULO、VLO 以及 WLO。然后，利用從波形生成器180輸出的？麗信號(hào)研10、￥110、1110、見0、￥1^以及WLO控制通電器150內(nèi)的開關(guān)元件151、152、153、154、155以及156的接通、斷開。由此，從直流電源141向驅(qū)動(dòng)線圈101、103、105供給驅(qū)動(dòng)電壓Vu、Vv、Vw以及驅(qū)動(dòng)電流Iu、Iv、Iw。此時(shí)，通過例如由電阻等形成的電流檢測器161，檢測從通電器150流過直流電源141的公共電流Idc0此外，通過電流檢測器161檢測出的公共電流Idc是在以下的情況下使用:在例如公共電流Idc過度增加的情況下，波形生成器180輸出使通電器150的所有開關(guān)元件斷開的信號(hào)(未圖示)來進(jìn)行指示，從而控制電動(dòng)機(jī)。
但是，現(xiàn)有技術(shù)中的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置100如以下所示那樣存在無法高效地驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的問題。也就是說,為了高效地驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī),需要使流過電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)線圈的驅(qū)動(dòng)電流的相位與被電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)線圈感應(yīng)出的感應(yīng)電壓的相位相一致。此時(shí),流過電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)線圈的驅(qū)動(dòng)電流是從施加到驅(qū)動(dòng)線圈的驅(qū)動(dòng)電壓減去感應(yīng)電壓所得的電壓除以驅(qū)動(dòng)線圈的阻抗所得的值。因此，流過電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)線圈的驅(qū)動(dòng)電流的相位相對(duì)于電動(dòng)機(jī)的可動(dòng)件121，根據(jù)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、驅(qū)動(dòng)電壓以及驅(qū)動(dòng)電流的大小等而始終變化。但是,現(xiàn)有的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置100不具有獲得流過電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)線圈的驅(qū)動(dòng)電流的相位的信息的結(jié)構(gòu)。因此，唯一地決定了相對(duì)于電動(dòng)機(jī)的可動(dòng)件121的位置的驅(qū)動(dòng)電壓波形。因此，存在無法使始終變化的流過電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)線圈的驅(qū)動(dòng)電流的相位與被電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)線圈感應(yīng)出的感應(yīng)電壓的相位相一致來高效地驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的問題。專利文獻(xiàn)1:日本專利第3232467號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是一種對(duì)具有驅(qū)動(dòng)線圈的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)電流相位檢測裝置，該電動(dòng)機(jī)電流相位檢測裝置具備:通電器，其向驅(qū)動(dòng)線圈供給驅(qū)動(dòng)電壓和驅(qū)動(dòng)電流；電流檢測器，其檢測從通電器流出的公共電流(〕^ >電流)波形；位置檢測器，其檢測可動(dòng)件(可動(dòng)子)的位置；波形生成器，其生成第一 PWM信號(hào)；波形調(diào)整器，其基于第一 PWM信號(hào)生成第二 PWM信號(hào)；以及電流相位檢測器，其檢測流過驅(qū)動(dòng)線圈的驅(qū)動(dòng)電流的相位。而且，波形調(diào)整器一邊維持由第一 PWM信號(hào)決定的驅(qū)動(dòng)線圈間的相對(duì)電壓值，一邊生成使電流相位檢測器動(dòng)作的第二 PWM信號(hào)，電流相位檢測器基于第二 PWM信號(hào)檢測包含在公共電流波形中的驅(qū)動(dòng)線圈的電流峰值，來檢測驅(qū)動(dòng)線圈的驅(qū)動(dòng)電流的相位。由此，能夠通過簡單的結(jié)`構(gòu)來檢測流過電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)線圈的驅(qū)動(dòng)電流的相位。其結(jié)果，能夠使流過電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)線圈的驅(qū)動(dòng)電流的相位與被電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)線圈感應(yīng)出的感應(yīng)電壓的相位相一致來高效地驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。


圖1是包括本發(fā)明的實(shí)施方式中的電動(dòng)機(jī)電流相位檢測裝置的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)圖。圖2是說明通過該實(shí)施方式中的電動(dòng)機(jī)電流相位檢測裝置的波形生成器生成的各波形的圖。圖3是表示該實(shí)施方式中的流過電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)線圈的驅(qū)動(dòng)電流、驅(qū)動(dòng)電壓和公共電流波形的關(guān)系的圖。圖4是表示該實(shí)施方式中的電動(dòng)機(jī)電流相位檢測裝置的驅(qū)動(dòng)電壓、公共電流波形和相位信息的關(guān)系的圖。圖5是說明該實(shí)施方式中的電動(dòng)機(jī)電流相位檢測裝置的第一PWM信號(hào)與通過波形調(diào)整器調(diào)整后的第二 PWM信號(hào)的關(guān)系的圖。圖6是表示通過該實(shí)施方式中的電動(dòng)機(jī)電流相位檢測裝置的波形調(diào)整器調(diào)整后的、電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電壓、公共電流波形和相位信息的關(guān)系的圖。
圖7是以往的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖來說明本發(fā)明的實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)電流相位檢測裝置。此外，本發(fā)明并不限定于本實(shí)施方式。(實(shí)施方式)圖1是包括本發(fā)明的實(shí)施方式中的電動(dòng)機(jī)電流相位檢測裝置的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)圖。如圖1所示，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置至少由電動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)電流相位檢測裝置10構(gòu)成。電動(dòng)機(jī)電流相位檢測裝置10至少由直流電源41、通電器50、電流相位檢測器60、波形調(diào)整器70、波形生成器80以及位置檢測器90構(gòu)成。電動(dòng)機(jī)具有可動(dòng)件21以及由U相、V相和W相構(gòu)成的三相的驅(qū)動(dòng)線圈1、3、5。通電器50由多個(gè)開關(guān)元件51、52、53、54、55、56構(gòu)成。而且，從直流電源41經(jīng)由由多個(gè)開關(guān)元件51、52、53、54、55、56構(gòu)成的通電器50向電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)線圈1、3、5供給驅(qū)動(dòng)電壓和驅(qū)動(dòng)電流。波形生成器80生成第一 PWM信號(hào)，該第一 PWM信號(hào)輸入到波形調(diào)整器70，成為控制通電器50的開關(guān)元件51、52、53、54、55、56的接通或斷開的基礎(chǔ)。波形調(diào)整器70基于從波形生成器80輸入的第一 PWM信號(hào)對(duì)脈沖寬度和產(chǎn)生定時(shí)進(jìn)行調(diào)整來生成第二 PWM信號(hào)，來控制通電器50的開關(guān)元件51、52、53、54、55、56的接通或斷開。位置檢測元件31和位置檢測器90檢測電動(dòng)機(jī)的可動(dòng)件21的位置信息Hu，并輸出到波形生成器80。以下，具體說明包括本發(fā)明的實(shí)施方式中的電動(dòng)機(jī)電流相位檢測裝置的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的電路結(jié)構(gòu)。首先，通過例如由霍爾元件等形成的多個(gè)位置檢測元件31檢測電動(dòng)機(jī)的可動(dòng)件21的位置。檢測出的可動(dòng)件21的位置從位置檢測元件31輸出到位置檢測器90，并作為位置信息Hu輸入到波形生成器80。波形生成器80按照可動(dòng)件21的位置信息Hu，向波形調(diào)整器70輸出以使各驅(qū)動(dòng)線圈間的電壓差大致為正弦波(包含正弦波)的方式預(yù)先設(shè)定的第一 PWM 信號(hào) UHO、VHO、WHO、ULO、VLO 以及 WLO。接著，波形調(diào)整器70針對(duì)從波形生成器80輸入的第一 PWM信號(hào)UHO、VHO、WHO、ULO、VLO以及WLO，一邊維持各驅(qū)動(dòng)線圈間(U相-V相、V相-W相、W相-U相)的相對(duì)電壓值，一邊調(diào)整第一 PWM信號(hào)的脈沖寬度和產(chǎn)生定時(shí)，來輸出第二 PWM信號(hào)UH、VH、WH、UL、VL以及WL。然后，通過波形調(diào)整器70調(diào)整后的第二 PWM信號(hào)UH、VH、WH、UL、VL以及WL被輸出到通電器50和電流相位檢測器60。接著，利用從波形調(diào)整器70輸出的第二 PWM信號(hào)UH、VH、WH、UL、VL以及WL控制通電器50內(nèi)的開關(guān)元件51、52、53、54、55以及56的接通、斷開。由此，從直流電源41經(jīng)由通電器50向驅(qū)動(dòng)線圈1、3、5分別供給驅(qū)動(dòng)電壓Vu、Vv、Vw以及驅(qū)動(dòng)電流Iu、Iv、Iw。此時(shí),通過例如由電阻等形成的電流檢測器61檢測從通電器50流過直流電源41的公共電流Idc。然后，檢測出的公共電流Idc作為公共電流波形Rdc輸入到電流相位檢測器60。接著，電流相位檢測器60根據(jù)從電流檢測器61輸入的公共電流波形Rdc和從波形調(diào)整器70輸入的第二 PWM信號(hào)UH、VH、WH、UL、VL以及WL，來檢測流過驅(qū)動(dòng)線圈1、3、5的驅(qū)動(dòng)電流Iu、Iv、Iw的相位。然后，電流相位檢測器60向波形生成器80輸出所檢測出的驅(qū)動(dòng)線圈1、3、5的驅(qū)動(dòng)電流Iu、Iv、Iw的相位信息H)。接著，波形生成器80基于從電流相位檢測器60輸入的相位信息和從位置檢測器90輸入的位置信息Hu，來控制第一 PWM信號(hào)。然后，使根據(jù)通過波形調(diào)整器70調(diào)整第一PWM信號(hào)所得的第二 PWM信號(hào)而流過電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)線圈的驅(qū)動(dòng)電流的相位與被電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)線圈感應(yīng)出的感應(yīng)電壓的相位相一致，來驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。如以上說明的那樣構(gòu)成包括本發(fā)明的實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)電流相位檢測裝置的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。以下，使用圖2 圖6說明如上述那樣構(gòu)成的電動(dòng)機(jī)電流相位檢測裝置的動(dòng)作。圖2是說明通過本發(fā)明的實(shí)施方式中的電動(dòng)機(jī)電流相位檢測裝置的波形生成器生成的各波形的圖。也就是說，圖2示出通過位置檢測器90檢測的電動(dòng)機(jī)的可動(dòng)件21的位置信息Hu與由波形生成器80輸出的第一 PWM信號(hào)UHO、VHO、WHO、ULO、VLO以及WLO的關(guān)系。如圖2所示，U電壓、V電壓、W電壓的波形是成為生成第一 PWM信號(hào)的基礎(chǔ)的電壓的波形信息。此時(shí)，U電壓、V電壓以及W電壓的各相間(U相-V相、V相-W相、W相-U相)的電壓差例如如圖2的U-V間電壓的波形所示那樣大致為正弦波形狀(包含正弦波)。同樣地，雖然在圖2中沒有示出，但V-W間電壓、W-U間電壓也分別大致為正弦波形狀(包含正弦波)。此時(shí)，根據(jù)U電壓、V電壓、W電壓的波形信息，例如通過三角波比較等來生成第一 PWM信號(hào)。以下，使用圖3和圖4說明本發(fā)明的實(shí)施方式中的電動(dòng)機(jī)電流相位檢測裝置的相位檢測。圖3是表示該實(shí)施方式中的流過電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)線圈的驅(qū)動(dòng)電流、驅(qū)動(dòng)電壓和公共電流波形的關(guān)系的圖。此外，此后設(shè)為在第一 PWM信號(hào)和第二 PWM信號(hào)的脈沖波形為高水平(High)的情況下開關(guān)元件接通、在脈沖波形為低水平(Low)的情況下開關(guān)元件斷開來進(jìn)行說明。也就是說，圖3表示電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)線圈1、3、5的驅(qū)動(dòng)電壓Vu、Vv、Vw、公共電流波形Rdc和驅(qū)動(dòng)線圈1、3、5的驅(qū)動(dòng)電流Iu、Iv、Iw的關(guān)系。此時(shí)，施加到電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)線圈
1、3、5的驅(qū)動(dòng)電壓Vu、Vv、Vw是根據(jù)第二 PWM信號(hào)通過通電器50的開關(guān)元件的控制而輸出的。具體地說，在控制通電器50的上側(cè)的開關(guān)元件51、53、55的第二 PWM信號(hào)UH、VH、WH為ON的情況下，電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)線圈1、3、5的驅(qū)動(dòng)電壓Vu、Vv、Vw為高水平。另一方面，在控制通電器50的下側(cè)的開關(guān)元件52、54、56的第二 PWM信號(hào)UL、VL、WL為ON的情況下，電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)線圈1、3、5的驅(qū)動(dòng)電壓Vu、Vv、Vw為低水平。而且，在電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)線圈1、3、5的驅(qū)動(dòng)電壓Vu、Vv、Vw為如圖3所示那樣的波形的情況下，公共電流波形Rdc被檢測為包含如圖3所示那樣的驅(qū)動(dòng)電流Iu、Iv、Iw的波形信息的波形。此時(shí)，驅(qū)動(dòng)電流Iu、Iv、Iw的負(fù)側(cè)的波形為在零水平處折返的波形，且是各個(gè)波形重疊而成的波形，被檢測為公共電流波形Rdc。因此，以下，進(jìn)一步使用圖4說明包含驅(qū)動(dòng)電流Iu、Iv、Iw的波形信息的公共電流波形Rdc。圖4是表示該實(shí)施方式中的電動(dòng)機(jī)電流相位檢測裝置的驅(qū)動(dòng)電壓、公共電流波形和相位信息的關(guān)系的圖。此外，圖4是以示意性地放大圖3所示的B部分所得的圖來示出。
也就是說，如圖4所示，在區(qū)間a中，只有通電器50的V相的上側(cè)的開關(guān)元件53接通，其它上側(cè)的開關(guān)元件51、55斷開，因此在公共電流波形Rdc中，作為RdcA，檢測出流過V相的驅(qū)動(dòng)線圈3的驅(qū)動(dòng)電流Iv的電流峰值。此時(shí)，通電器50的V相的下側(cè)的開關(guān)元件54斷開，其它下側(cè)的開關(guān)元件52、56接通。另外，在區(qū)間b中，只有通電器50的W相的下側(cè)的開關(guān)元件56接通，其它下側(cè)的開關(guān)元件52、54斷開，因此在公共電流波形Rdc中，作為RdcB，流過W相的驅(qū)動(dòng)線圈5的驅(qū)動(dòng)電流Iw的電流峰值以正和負(fù)反轉(zhuǎn)的波形被檢測出。這是因?yàn)?，?qū)動(dòng)電流Iw所流動(dòng)的方向與圖中的箭頭相反。此時(shí)，通電器50的W相的上側(cè)的開關(guān)元件55斷開，其它上側(cè)的開關(guān)元件51、53接通。因而，可知在公共電流波形Rdc中，作為電流峰值包含有V相和W相這兩個(gè)相的驅(qū)動(dòng)電流Iv、Iw的信息。在此，在具有三相的驅(qū)動(dòng)線圈的電動(dòng)機(jī)中，流過三相的驅(qū)動(dòng)線圈1、3、5的驅(qū)動(dòng)電流Iu、Iv、Iw的總和為零。因此，如果如上述那樣例如能夠獲得V相和W相這兩個(gè)相的驅(qū)動(dòng)電流的信息，則能夠容易地估計(jì)剩余的一個(gè)相即U相的驅(qū)動(dòng)電流。因而，通過使用由電流檢測器61檢測出的公共電流波形Rdc，能夠通過電流相位檢測器60生成驅(qū)動(dòng)線圈的驅(qū)動(dòng)電流的相位信息H)。因此，以下具體說明通過電流相位檢測器60生成的驅(qū)動(dòng)線圈的驅(qū)動(dòng)電流的相位
"[目息PD。首先，電流相位檢測器60使用從波形調(diào)整器70輸出的第二 PWM信號(hào)UH、VH、WH、UL、VL、WL，例如檢測圖4的區(qū)間a或者區(qū)間b。此時(shí)，例如根據(jù)與區(qū)間a、區(qū)間b對(duì)應(yīng)的公共電流波形Rdc的電流峰值，得到RdcA、RdcB的大小信息。然后，如圖4所示，根據(jù)驅(qū)動(dòng)線圈3的驅(qū)動(dòng)電流Iv的電流峰值即RdcA與驅(qū)動(dòng)線圈5的驅(qū)動(dòng)電流Iw的電流峰值即RdcB的大小的關(guān)系反轉(zhuǎn)的位置，能夠檢測如圖3的B部分所示那樣剩余的相(在該情況下為U相)的驅(qū)動(dòng)電流Iu的正和負(fù)反轉(zhuǎn)的位置。由此，能夠根據(jù)公共電流波形Rdc的電流峰值，獲得驅(qū)動(dòng)電流的相位信息。以下，使用圖5和圖6說明基于波形生成器80的第一 PWM信號(hào)調(diào)整脈沖寬度和產(chǎn)生定時(shí)來生成第二 PWM信號(hào)的波形調(diào)整器70。圖5是說明該實(shí)施方式中的電動(dòng)機(jī)電流相位檢測裝置的第一PWM信號(hào)與通過波形調(diào)整器調(diào)整后的第二 PWM信號(hào)的關(guān)系的圖。此外，用示意性地放大圖2所示的第一 PWM信號(hào)的A部分所得的圖來示出圖5的上半部分所示的第一 PWM信號(hào)。此時(shí)，如圖2所示，在A部分中，從波形生成器80輸出的第一 PWM信號(hào)UH0、WH0的脈沖寬度比較窄。但是，在檢測公共電流波形Rdc的大小信息的情況下，優(yōu)選的是第一 PWM信號(hào)的脈沖寬度寬。其理由是，在第一 PWM信號(hào)的零水平附近，第一 PWM信號(hào)的脈沖寬度變窄，因此，會(huì)發(fā)生無法通過通常的定時(shí)檢測公共電流波形Rdc的電流峰值的變化的情況。而且是因?yàn)闀?huì)發(fā)生如下情況:無法跟隨例如由M0S(Metal Oxide Semiconductor:金屬氧化物半導(dǎo)體)等構(gòu)成的通電器50的開關(guān)元件的響應(yīng)，從而不輸出公共電流波形Rdc。因此，波形調(diào)整器70調(diào)整從波形生成器80輸入的脈沖寬度窄的區(qū)間的第一 PWM信號(hào)UHO、VHO、WHO、ULO、VLO、WLO的脈沖寬度和產(chǎn)生定時(shí)。具體地說，如圖5的下半部分的第二 PWM信號(hào)所示那樣，通過擴(kuò)大脈沖寬度、錯(cuò)開時(shí)間來調(diào)整脈沖的產(chǎn)生定時(shí)。此時(shí)，波形調(diào)整器70 —邊維持各驅(qū)動(dòng)線圈間的相對(duì)電壓值，一邊調(diào)整脈沖寬度和脈沖的產(chǎn)生定時(shí)。也就是說，輸出根據(jù)需要使從波形生成器80輸入的第一 PWM信號(hào)中的例如脈沖寬度窄的部分變寬來調(diào)整后的第二 PWM信號(hào)UH、VH、WH、UL、VL、WL。以下，參照?qǐng)D5并同時(shí)使用圖6說明使用根據(jù)通過波形調(diào)整器70調(diào)整后的第二PWM信號(hào)從通電器50輸出的驅(qū)動(dòng)電壓來檢測相位信息的方法。圖6是表示通過該實(shí)施方式中的電動(dòng)機(jī)電流相位檢測裝置的波形調(diào)整器調(diào)整后的、電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電壓、公共電流波形和相位信息的關(guān)系的圖。此外，圖6是以示意性地放大圖5所示的C部分所得的圖來示出。如圖6所示，波形調(diào)整器70使第一 PWM信號(hào)的UHO的脈沖寬度變寬，來輸出第二PWM信號(hào)UH。此時(shí)，通過擴(kuò)大第一 PWM信號(hào)UHO的脈沖寬度，U相的驅(qū)動(dòng)線圈I的驅(qū)動(dòng)電壓Vu的平均電壓上升(變高)。因此，為了維持各驅(qū)動(dòng)線圈間的相對(duì)電壓值，波形調(diào)整器70以同樣地使V相的驅(qū)動(dòng)線圈3的驅(qū)動(dòng)電壓Vv的脈沖寬度變寬的方式調(diào)整第二 PWM信號(hào)。并且，為了使W相的驅(qū)動(dòng)線圈5的驅(qū)動(dòng)電壓Vw也同樣地提高平均電壓，以設(shè)置成為高水平的區(qū)間的方式產(chǎn)生第二 PWM信號(hào)并調(diào)整。此時(shí)，在以下的位置處產(chǎn)生將W相的驅(qū)動(dòng)電壓Vw設(shè)為高水平的區(qū)間:該位置與產(chǎn)生V相的驅(qū)動(dòng)電壓Vv和U相的驅(qū)動(dòng)電壓Vu的區(qū)間錯(cuò)開時(shí)間上的定時(shí)，是電流相位檢測器60檢測公共電流波形Rdc的區(qū)間以外的位置。其理由是，例如，如果使U相的第二 PWM信號(hào)的脈沖寬度變寬，則同時(shí)還對(duì)W相生成第二 PWM信號(hào)的脈沖，因此在公共電流波形Rdc的電流峰值中包含三相的信息，其結(jié)果，無法檢測出相位信息PD。也就是說，通過使W相的驅(qū)動(dòng)電壓Vw的脈沖的產(chǎn)生定時(shí)錯(cuò)開，能夠固定地維持各驅(qū)動(dòng)線圈間的相對(duì)電壓值，并且對(duì)通過電流相位檢測器60檢測的公共電流波形Rdc的大小信息(電流峰值)沒有影響地能夠檢測出相位信息H)。然后，電流相位檢測器60基于調(diào)整后的第二 PWM信號(hào)，利用從公共電流波形Rdc檢測出的驅(qū)動(dòng)線圈的驅(qū)動(dòng)電流的電流峰值即RdcA和RdcB的大小信息，生成驅(qū)動(dòng)線圈的驅(qū)動(dòng)電流的相位信息H)。將所生成的驅(qū)動(dòng)線圈的驅(qū)動(dòng)電流的相位信息ro輸入到波形生成器80。然后，波形生成器80基于所輸入的相位信息ro和電動(dòng)機(jī)的可動(dòng)件的位置信息Hu，調(diào)整相位來輸出第一 PWM信號(hào)，使得第一 PWM信號(hào)成為使流過驅(qū)動(dòng)線圈的驅(qū)動(dòng)電流的相位與被驅(qū)動(dòng)線圈感應(yīng)出的感應(yīng)電壓的相位相一致的驅(qū)動(dòng)電壓波形。在此，感應(yīng)電壓的相位信息是根據(jù)可動(dòng)件的位置信息Hu來檢測。接著，針對(duì)從波形生成器80輸出的第一 PWM信號(hào)，通過波形調(diào)整器70調(diào)整脈沖寬度、產(chǎn)生定時(shí)來生成第二 PWM信號(hào)，并經(jīng)由通電器50驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。根據(jù)本實(shí)施方式，能夠通過以下簡單的電路結(jié)構(gòu)來檢測驅(qū)動(dòng)電流的相位信息:根據(jù)通過電流檢測器檢測出的公共電流波形Rdc的電流峰值，通過電流相位檢測器檢測驅(qū)動(dòng)電流的相位信息。由此，能夠使流過電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)線圈的驅(qū)動(dòng)電流的相位與被驅(qū)動(dòng)線圈感應(yīng)出的感應(yīng)電壓的相位相一致來驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。其結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)能夠高效地驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)并且能夠以低噪音、低振動(dòng)來驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。另外，根據(jù)本實(shí)施方式，通過設(shè)置波形調(diào)整器，能夠防止因在脈沖寬度窄的情況下產(chǎn)生的檢測錯(cuò)誤、開關(guān)元件的響應(yīng)速度引起的輸出錯(cuò)誤，更可靠地檢測相位信息。其結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)高效且具有高控制性和高可靠性的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。另外，通過將本實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)電流相位檢測裝置和電動(dòng)機(jī)相組合，能夠?qū)崿F(xiàn)能夠高效地進(jìn)行驅(qū)動(dòng)并且能夠以低噪音、低振動(dòng)來驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。產(chǎn)業(yè)h的可利用件本發(fā)明對(duì)在要求低振動(dòng)、低噪音且高效的空調(diào)設(shè)備用的風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)、安裝有燃燒用風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的供熱水機(jī)、空氣清潔機(jī)、冰箱、洗衣機(jī)等家電設(shè)備、或者打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、掃描儀、傳真機(jī)、或它們的復(fù)合設(shè)備、以及硬盤、光介質(zhì)設(shè)備等信息設(shè)備等中使用的電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)是有用的。附圖標(biāo)記說明1、3、5、101、103、105:驅(qū)動(dòng)線圈；10:電動(dòng)機(jī)電流相位檢測裝置;21、121:可動(dòng)件；31,131:位置檢測元件;41、141:直流電源;50、150:通電器；51、52、53、54、55、56、151、153、155、152、154、156:開關(guān)元件；60:電流相位檢測器;61、161:電流檢測器；70:波形調(diào)整器；80、180:波形生成器；90、190:位置檢測器；100:電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。
權(quán)利要求
1.一種電動(dòng)機(jī)電流相位檢測裝置，對(duì)具有可動(dòng)件和三相的驅(qū)動(dòng)線圈的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，該電動(dòng)機(jī)電流相位檢測裝置具備: 通電器，其向上述驅(qū)動(dòng)線圈供給驅(qū)動(dòng)電壓和驅(qū)動(dòng)電流； 電流檢測器，其檢測從上述通電器流出的公共電流波形； 位置檢測器，其檢測上述可動(dòng)件的位置； 波形生成器，其生成第一 PWM信號(hào)； 波形調(diào)整器，其基于上述第一 PWM信號(hào)生成第二 PWM信號(hào)；以及 電流相位檢測器，其檢測流過上述驅(qū)動(dòng)線圈的上述驅(qū)動(dòng)電流的相位， 其中，上述波形調(diào)整器一邊維持由上述第一 PWM信號(hào)決定的上述驅(qū)動(dòng)線圈間的相對(duì)電壓值，一邊生成使上述電流相位檢測器動(dòng)作的第二 PWM信號(hào)，上述電流相位檢測器基于上述第二 PWM信號(hào)檢測包含在上述公共電流波形中的上述驅(qū)動(dòng)線圈的電流峰值，來檢測上述驅(qū)動(dòng)線圈的上述驅(qū)動(dòng)電流的相位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)機(jī)電流相位檢測裝置，其特征在于， 基于上述第一 PWM信號(hào)調(diào)整脈沖寬度和產(chǎn)生定時(shí)，來生成上述第二 PWM信號(hào)。
3.—種電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置,具備: 電動(dòng)機(jī)，其具有可動(dòng)件和三相的驅(qū)動(dòng)線圈；以及 根據(jù)權(quán)利要求1和2中的任一項(xiàng)所述的電動(dòng)機(jī)電流相位檢測裝置。
全文摘要
本發(fā)明是一種驅(qū)動(dòng)具有三相驅(qū)動(dòng)線圈的電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)電流相位檢測裝置，該電動(dòng)機(jī)電流相位檢測裝置具備通電器，其向驅(qū)動(dòng)線圈供給驅(qū)動(dòng)電壓和驅(qū)動(dòng)電流；電流檢測器，其檢測從通電器流出的公共電流波形；位置檢測器，其檢測可動(dòng)件的位置；波形生成器，其生成第一PWM信號(hào)；波形調(diào)整器，其基于第一PWM信號(hào)生成第二PWM信號(hào)；以及電流相位檢測器，其檢測流過驅(qū)動(dòng)線圈的驅(qū)動(dòng)電流的相位。而且，波形調(diào)整器一邊維持由第一PWM信號(hào)決定的驅(qū)動(dòng)線圈間的相對(duì)電壓值，一邊生成使電流相位檢測器動(dòng)作的第二PWM信號(hào)，電流相位檢測器基于第二PWM信號(hào)檢測包含在公共電流波形中的驅(qū)動(dòng)線圈的電流峰值，來檢測驅(qū)動(dòng)線圈的驅(qū)動(dòng)電流的相位。
文檔編號(hào)H02P6/16GK103109452SQ20118004467
公開日2013年5月15日 申請(qǐng)日期2011年9月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月15日
發(fā)明者杉浦賢治, 八十原正浩 申請(qǐng)人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社