识别无刷dc电机的位置的制作方法
【专利说明】识别无刷DC电机的位置
[0001] 巧关申请的香叉引用
[0002] 本公开要求2013年9月20日提交的美国临时申请No. 61/880,311的权益，其全 部内容通过引用合并于此。
【背景技术】
[0003] 本文提供的背景描述是出于通常呈现的本公开的上下文的目的。在该【背景技术】部 分中描述的工作的程度上，当前署名的发明人的工作W及在提交时可能不W其他方式认为 是现有技术的描述的各方面既不被明确地也不暗示地被承认作为抵触本公开的现有技术。
[0004] 无刷DC(直流）电机包括多相电机（W下称为电机）和电机驱动器电路。在操作 中，电机驱动器电路将DC电源变换成用于驱动电机的多个AC(交流）信号。电机驱动器电 路根据电机的转子相对于电机的多个线圈的一个或多个的位置来生成AC信号。
[0005] 反EMF检测可W用于确定转子相对于线圈的位置。然而，电机的反EMF对于在确 定转子启动时的转子位置中使用来说可能是弱的并且是不可靠的。电感感测可W用于确定 在电机启动时的转子的位置。电机的每个线圈的有效电感根据转子相对于每个线圈的位置 而变化。在电感感测期间，对多个线圈中的每一个施加电压脉冲，并且通过分析每个线圈内 感应的电流斜率来确定转子的位置。
【发明内容】
[0006] 在实施例中，一种用于识别多相无刷电机的位置的方法，包括：对电机施加多个检 测电压脉冲，每个检测电压脉冲对应于电机的相应驱动相位，针对每个施加的检测电压脉 冲测量与电流达到预定电流限制相关联的时间段，W及识别与使电流达到预定电流限制的 最短时间段相关联的驱动相位。 阳007] 在实施例中，该方法包括：在多个检测电压脉冲之前对电机施加至少一个虚拟电 压脉冲。
[0008] 在实施例中，该方法包括：对电机施加第一虚拟电压脉冲和第二虚拟电压脉冲。
[0009] 在实施例中，电机是S相无刷电机，并且多个检测电压脉冲包括6个检测电压脉 冲。
[0010] 在实施例中，施加多个检测电压脉冲包括在识别最短时间段之前施加多个检测电 压脉冲。
[0011] 在实施例中，使用电机电压来生成多个施加的检测电压脉冲。
[0012] 在实施例中，使用具有通过先前虚拟电压脉冲提升或者通过先前施加的检测电压 脉冲提升的电压电平的电机电压来生成所施加的检测电压脉冲中的每一个，并且使用具有 与施加的检测电压脉冲彼此基本上类似的电压电平的电机电压来生成所施加的检测电压 脉冲的每一个。
[0013] 在实施例中，该方法包括施加提升用于生成施加至电机的初始检测电压脉冲的电 机电压的电压电平的虚拟电压脉冲。
[0014] 在实施例中，一种装置包括：配置成生成多个检测电压脉冲的电压脉冲电路，W及 位置识别电路，被配置为根据与多个检测电压脉冲中的相应检测电压脉冲相关联的多个电 流来确定多个检测电压脉冲的单个检测电压脉冲。
[0015] 在实施例中，位置识别电路被配置为分别确定使多个电流达到预定值的多个时间 段，W及确定与具有多个时间段中的最短时间段的电流相关联的单个检测电压脉冲。
[0016] 在实施例中，电压脉冲模块在生成多个检测电压脉冲之前生成至少一个虚拟电压 脉冲。
[0017] 在实施例中，电压脉冲模块生成多个虚拟电压脉冲。
[0018] 在实施例中，电压脉冲模块在确定最短时间段之前生成检测电压脉冲。
[0019] 在实施例中，该装置包括多相无刷电机，并且使用至少一个虚拟电压脉冲来在电 机的驱动相位中感应虚拟电流，并且在电机的多个驱动相位的相应驱动相位中感应与相应 检测电压脉冲相关联的多个电流。
[0020] 在实施例中，使用电机电压来生成与相应检测电压脉冲相关联的多个电流中的每 一个，检测电压脉冲的每一个的停止引起电机电压的电压电平到高于标称电平的电平的增 加，并且虚拟电压脉冲的停止引起电机电压的电压电平中基本上与检测电压脉冲中的每一 个所引起的增加类似的增加。
[0021] 在实施例中，一种用于识别S相无刷DC电机的位置的方法包括：针对S相DC无刷 电机的每个相位来提升要施加到S相无刷DC电机的第一检测电压脉冲的电压电平，将第 一检测电压脉冲施加到具有提升的电压电平的S相无刷DC电机，将检测电压脉冲施加到 具有与第一检测电压脉冲的电压电平类似的电压电平的S相无刷DC电机，针对每个施加 的检测电压脉冲来测量与相电流达到预定电流限制相关联的时间段，W及识别与使相电流 达到预定电流限制的最短时间段相关联的相位。
【附图说明】 阳02引图1是图示根据本公开的实施例的例如S相无刷DC电机系统的无刷DC电机系统 的框图。
[0023] 图2示出了用于控制例如S相无刷电机的无刷电机的电路。
[0024] 图3图示了与无刷电机相关的操作。
[00巧]图4是图示根据实施例的电机驱动器电流的组件的框图。
[0026] 图5A和图5B图示了根据实施例的与无刷电机相关的操作。
[0027] 图6是图示根据实施例的用于对无刷电机施加电压脉冲的过程的流程图。
[002引图7是图示根据实施例的用于识别无刷电机的位置的过程的流程图。
【具体实施方式】
[0029] 图1示出了根据实施例的多相无刷DC电机系统100。无刷DC电机系统100包括 电机驱动器电路1-110和多相无刷电机1-120。电机驱动器电路1-110包括用于驱动（例 如，电气地换向）电机120的各种装置和组件，诸如配置为驱动电机1-120的换向逻辑组 件、外部功率场效应晶体管（FET)、溫度监视组件、启动组件等。在实施例中，电机驱动器电 路1-110包括执行来自非瞬时计算机可读介质的计算机程序指令的微处理器。
[0030] 在实施例中，多相无刷DC电机系统100是S相无刷电机系统，并且多相无刷电机 1- 120是S相无刷电机。在另一实施例中，多相无刷DC电机系统100是两相无刷电机系统， 并且多相无刷电机1-120是两相无刷电机。然而，实施例不限于两相或=相系统。
[0031] 图2示出了连接到S相无刷电机2-120的电机功率级电路2-200。电机2-120包 括第一、第二和第S线圈2-12U2-122和2-123。第一、第二和第S线圈2-12U2-122和 2- 123的第一端分别连接到端子A、B和C。第一、第二和第=线圈2-12U2-122和2-123的 第二段彼此连接。
[0032] 虽然第一、第二和第=线圈2-12U2-122和2-123被示出为WY型配置被配置，但 是实施例不限于此。在实施例中，第一、第二和第=线圈2-12U2-122和2-123W=角形配 置被连接。
[0033] 电机功率级电路2-200包括连接到端子A的第一驱动电路220、连接到端子B的第 二驱动电路230和连接到端子C的第=驱动电路240。电机功率级电路2-200进一步包括 二极管262、电容器265和电流检测电路250。
[0034] 电源电压VPWR通过二极管262被提供给电容器265W提供电机电压VDD。二极 管262保护电源电压VPWR不受流动通过电机2-120的相位的电流中的改变所引起的电压 浪涌的影响。电压浪涌对电容器265进行充电。结果，电机电压VDD有时可能具有比由电 源电压VPWR提供的标称电压电平更高的电压电平。
[0035] 电流感测电路250被连接在电机电压VDD的第一驱动电路、第二驱动电路和第S 驱动电路220、230和240之间，并且根据流动通过电机2-120的线圈的电流来产生电流感 测信号CSENSE。在实施例中，电流感测信号CSENSE具有与流过电机2-120的线圈的电流中 的改变成比例地改变的电压。在实施例中，电流感测电路250替代地被连接在第一、第二和 第=驱动电路220、230和240与地之间。
[0036] 诸如图1的电机驱动器电路1-110的电机驱动器电路控制使用第一正控制信号、 第二正控制信号和第S正控制信号PGA、PGB和PGCW及第一负控制信号、第二负控制信号 和第S负控制信号NGA、NGB和NGC来控制电机2-120的相位中的电流。具有例如低电压的 第一值的第一正控制信号、第二正控制信号和第S正控制信号PGA、PGB和PGC将电机2-120 的端子A、B和C分别连接到电机电压VDD。具有例如高电压的第二值的第一负控制信号、 第二负控制信号和第S负控制信号NGA