发明名称 马达驱动装置及马达驱动方法
摘要 本发明的课题是在PWM(脉宽调变)控制的马达驱动装置中,当切换相电流时,避免发生相电流的急剧变化,以降低马达的振动及噪音。为达成前述目的,PWM控制部7A产生相互独立之PWM控制脉冲信号P1及P2,藉由2相并联方式以PWM来控制由通电切换部3A所决定之对于通电相的通电。比较部6A显示此时在马达线圈上的电流值之电流检测信号DS,与扭力指令信号产生部8所产生之各种扭力指令信号TQ1、TQ2及TQ3做比较。遮蔽部9视必要进行比较结果CR1及CR2的遮蔽处理,以决定PWM控制脉冲信号P1及P2的开启期间。藉此,从低扭力到高扭力的相电流的切换变得平顺,不会发生相电流的急剧变化。
申请公布号 TWI226746 申请公布日期 2005.01.11
申请号 TW091135235 申请日期 2002.12.04
申请人 松下电器产业股份有限公司 发明人 岩永 太志;山本泰永
分类号 H02P6/06;H02P6/08 主分类号 H02P6/06
代理机构 代理人 许峻荣 新竹市民族路三十七号十楼
主权项 1.一种马达驱动装置,使用PWM(脉宽调变)来控制对 马达线圈通电以驱动马达,包括: 通电切换部,在每个特定周期决定要进行PWM控制之 第1及第2通电相; 扭力指令信号产生部,输入原扭力指令信号,产生 对应到该原扭力指令信号振幅的第1及第2扭力指 令信号; 比较器,输入该第1及第2扭力指令信号及检测出供 给到该马达之电流之电流检测信号,将该第1及第2 扭力指令信号与该电流检测信号分别比较,输出第 1及第2比较结果; 振荡器,产生第1及第2设定脉冲信号;及 PWM控制部,输入该第1及第2设定脉冲信号及该第1及 第2比较结果,依据该第1设定脉冲信号及该第1比较 结果来产生第1PWM控制信号,依据该第2设定脉冲信 号及该第2比较结果来产生第2PWM控制信号; 对该通电切换部所决定之第1及第2通电相的通电, 分别依据该PWM控制部所产生之第1及第2PWM控制信 号并联地进行PWM控制。 2.如申请专利范围第1项之马达驱动装置,其中, 该扭力指令信号产生部可以产生合成该第1及第2 扭力指令信号之第3扭力指令信号, 该比较器可以比较该第3扭力指令信号与该电流检 测信号,输出第3比较结果; 该马达驱动装置更具有遮蔽部,用以对其输入该第 1及第2PWM控制信号及该第1、第2及第3比较结果,依 据该第1及第2PWM控制信号及该第3比较结果,来控制 该第1及第2的比较结果之有无遮蔽。 3.如申请专利范围第2项之马达驱动装置,其中, 该遮蔽部于该第1及第2PWM控制信号全都是开启状 态的期间,将该第1及第2比较结果加以遮蔽。 4.如申请专利范围第3项之马达驱动装置,其中, 该遮蔽部于该第1及第2PWM控制信号都在开启状态 的期间,从该第3比较结果检测到该电流检测信号 的电位达到该第3扭力指令信号的电位时,即解除 该第1及第2比较结果中的任一者的遮蔽,对另一边 的遮蔽则在特定的期间内不予解除。 5.如申请专利范围第4项之马达驱动装置,其中, 于该特定周期中,持续增加该第1扭力指令信号,同 时持续减少该第2扭力指令信号,该遮蔽部则在该 检测时,解除该第2比较结果的遮蔽。 6.如申请专利范围第4项之马达驱动装置,其中, 于该特定周期中,持续增加该第1扭力指令信号,同 时持续减少该第2扭力指令信号; 该遮蔽部,于该检测时,若此时点是在该特定周期 的前半时即解除该第1比较结果的遮蔽,若此时点 是在该特定周期的后半时则解除该第2比较结果的 遮蔽。 7.如申请专利范围第2项之马达驱动装置,其中, 该比较器具有3个比较器,以各别的比较器将该第1 、第2及第3扭力指令信号与该电流检测信号分别 加以比较。 8.如申请专利范围第1项之马达驱动装置,其中, 该马达为3相马达; 该通电切换部对该马达之各相的马达线圈上所通 电之相电流的周期,每隔电气角60即切换该第1及 第2通电相。 9.如申请专利范围第1项之马达驱动装置,其中, 该马达为4相马达; 该通电切换部,对该马达中之各相的马达线圈上所 通电之相电流的周期,每隔电气角90即切换该第1 及第2通电相。 10.如申请专利范围第8项或第9项之马达驱动装置, 其中, 该扭力指令信号产生部,输入转子检测信号,而产 生相当于该转子检测信号的周期中之该电气角期 间之周期的该第1及第2扭力指令信号。 11.如申请专利范围第8项或第9项之马达驱动装置, 其中, 该扭力指令信号产生部,输入转子检测信号,使用 将该转子检测信号依该电气角逐一加以分割后之 信号来产生该第1及第2扭力指令信号。 12.如申请专利范围第1项之马达驱动装置,其中, 该振荡器产生周期相互独立的该第1及第2设定脉 冲信号。 13.如申请专利范围第1项之马达驱动装置,其中, 该振荡器,产生该第1及第2设定脉冲信号,使第1及 第2设定脉冲信号的相位差随着该马达的转速来变 化。 14.如申请专利范围第1项之马达驱动装置,其中, 该PWM控制部,随着该第1设定脉冲信号而开启该第1 PWM控制信号,且随着该第2设定脉冲信号而开启该 第2PWM控制信号。 15.如申请专利范围第1项之马达驱动装置,其中, 该PWM控制部,当从该第1比较结果检测出该电流检 测信号的电位达到该第1扭力指令信号的电位时, 即关闭该第1PWM控制信号;当从该第2比较结果检测 出该电流检测信号的电位达到该第2扭力指令信号 的电位时,即关闭该第2PWM控制信号。 16.如申请专利范围第1项之马达驱动装置,其中, 该PWM控制部自关闭该第1PWM控制信号时开始经过特 定期间之后,开启该第1PWM控制信号;自关闭该第2PWM 控制信号时开始经过特定期间之后,开启该第2PWM 控制信号。 17.一种马达驱动方法,以PWM来控制对马达线圈的通 电方式而驱动马达,包括: 通电切换步骤,在每个特定周期决定要进行PWM控制 之第1及第2通电相; 扭力指令信号产生步骤,产生对应到所加上之原扭 力指令信号之第1及第2扭力指令信号; 比较步骤,将该第1及第2扭力指令信号与所检测出 供给到该马达之电流之电流检测信号分别加以比 较;及 PWM控制步骤,依据第1及第2设定脉冲信号及该比较 步骤的比较结果来产生第1及第2PWM控制信号; 分别依据该PWM控制步骤所产生之第1及第2PWM控制 信号,并联地PWM控制由该通电切换步骤所决定之对 于第1及第2通电相之通电。 18.如申请专利范围第17项之马达驱动方法,其中, 该扭力指令信号产生步骤产生将该第1及第2扭力 指令信号加以合成之第3扭力指令信号; 该比较步骤将该第3扭力指令信号与该电流检测信 号加以比较; 其中,该马达驱动方法更包括遮蔽步骤,依据该第1 及第2PWM控制信号及该比较步骤的比较结果来控制 有无遮蔽该比较结果。 19.如申请专利范围第17项之马达驱动方法,其中, 该马达为3相马达; 该通电切换步骤,对该马达中之各相的马达线圈所 通电之相电流的周期,每隔电气角60来切换该第1 及第2通电相。 20.如申请专利范围第17项之马达驱动方法,其中, 该马达为4相马达; 该通电切换步骤,对该马达中之各相的马达线圈所 通电之相电流的周期,每隔电气角90来切换该第1 及第2通电相。 图式简单说明: [图1]本发明的第1到第5实施形态中之马达驱动装 置的构成图。 [图2(a)~(d)]说明本发明的第1、第4及第5实施形态中 之马达驱动装置中之相电流及各种扭力指令信号 之图。 [图3]本发明的第1及第2实施形态中之马达驱动装 置中之扭力指令信号产生部的构成图。 [图4(a)~(d)]以本发明的第1实施形态中之图3的扭力 指令信号产生部来产生各种扭力指令信号时的时 序图。 [图5]本发明的第1到第6实施形态中之马达驱动装 置中之PWM控制的流程图。 [图6(a)~(e)]说明本发明的第1到第5实施形态中之马 达驱动装置中在低扭力时的PWM控制时序图。 [图7]说明对本发明的第1到第5实施形态中之马达 驱动装置中之马达线圈的通电的状态图。 [图8]说明对本发明的第1到第5实施形态中之马达 驱动装置中之马达线圈的通电的状态图。 [图9]说明对本发明的第1到第5实施形态中之马达 驱动装置中之马达线圈的通电的状态图。 [图10]说明对本发明的第1到第5实施形态中之马达 驱动装置中之马达线圈的通电的状态图。 [图11(a)~(e)]说明本发明的第1到第5实施形态中之马 达驱动装置中在高扭力时的PWM控制时序图。 [图12(a)~(b)]说明本发明的第2实施形态中之马达驱 动装置中之相电流及各种扭力指令信号之图。 [图13(a)~(d)]本发明的第2实施形态中之图3的扭力指 令信号产生部所产生之各种扭力指令信号的时序 图。 [图14]本发明的第3实施形态中之马达驱动装置中 之扭力指令信号产生部的构成图。 [图15(a)~(c)]图14的扭力指令信号产生部所产生各种 扭力指令信号的时序图。 [图16]图14的扭力指令信号产生部中之步阶波产生 部的电路图。 [图17(a)~(c)]说明本发明的第4实施形态中之马达驱 动装置中之设定脉冲信号的例子之图。 [图18(a)~(c)]说明本发明的第5实施形态中之马达驱 动装置中之设定脉冲信号、PWM控制信号及计数脉 冲信号之图。 [图19(a)~(b)]说明本发明的第5实施形态中之马达驱 动装置中之PWM控制信号之图。 [图20]本发明的第6实施形态中之马达驱动装置的 构成图。 [图21(a)~(b)]说明本发明的第6实施形态中之马达驱 动装置中之相电流及各种扭力指令信号之图。 [图22]先前的马达驱动装置的构成图。 [图23(a)~(d)]说明先前的马达驱动装置中之相电流 及扭力指令信号之图。
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