[發(fā)明專利]實現(xiàn)低噪聲高效率電機驅(qū)動軟換相控制的電路結(jié)構(gòu)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410104484.4
• 申請日: 2014-03-20
• 公開（公告）號: CN103825508A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田劍彪;王換飛
• 申請（專利權(quán)）人: 紹興光大芯業(yè)微電子有限公司
• 主分類號: H02P6/14
• 分類號: H02P6/14
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 王潔

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電機驅(qū)動技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及電機驅(qū)動換相控制技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種實現(xiàn)低噪聲高效率電機驅(qū)動軟換相控制的電路結(jié)構(gòu)及方法。

背景技術(shù)

由于電機帶有感性負載，最早期的電機驅(qū)動控制器在換相時由于感性線圈電流的急劇變化會產(chǎn)生嚴重的甚至致命的沖擊，并帶有顯著的可聞噪聲，系統(tǒng)上必須增加必要的防護電路才能對這種沖擊和噪聲進行抑制，然而，即便采取了這些措施結(jié)果還是差強人意。如圖1所示，圖1中VDD為供電電源，P1、P2表示PMOS場效應管，N1、N2表示NMOS場效應管，L表示感性負載：假設(shè)電流如實線所示（VDD→P1→L→N2→GND），在換相時首先要關(guān)閉P1和N2，經(jīng)過一段時間的續(xù)流，然后再打開P2和N1。如圖2所示，VA表示圖1中A節(jié)點電壓，VB表示圖1中B節(jié)點電壓，IL表示圖1中感性負載L上的電流，規(guī)定A流向B為正方向。由于感性負載L的存在，通過它的電流不能發(fā)生突變，在P1和N2關(guān)斷后，N1和P2的體二極管導通從GND給VDD灌電流，導致VDD電壓波動，并伴隨顯著的可聞噪聲。究其原因這一切是因為線圈電流變化太快造成的。

為了克服上述問題，產(chǎn)生了軟換相技術(shù)，此技術(shù)的效果是顯著的，但是與此同時造成了可觀的能量損耗。這種軟換相技術(shù)是通過控制線圈兩端的電壓緩慢變化從而實現(xiàn)平穩(wěn)換相的，在換相過程中存在顯著的IV交疊區(qū)域。如圖3所示，圖3中VA表示圖1中A節(jié)點電壓，VB表示圖1中B節(jié)點電壓，IL表示圖1中感性負載L上的電流，規(guī)定A流向B為正方向。

雖然上述軟換相技術(shù)很好的解決了換相沖擊和可聞噪聲的問題，但是造成了極大的能量損耗。為了既能達到換相微沖擊和無可聞噪聲，又能達到高效工作的目的，電機換相迫切需求新的技術(shù)，這正是本發(fā)明所公布的內(nèi)容。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供了一種能夠?qū)崿F(xiàn)微換相沖擊、無可聞噪聲、高效工作、提高系統(tǒng)工作可靠性、顯著提高系統(tǒng)工作效率的實現(xiàn)低噪聲高效率電機驅(qū)動軟換相控制的電路結(jié)構(gòu)及方法。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實現(xiàn)低噪聲高效率電機驅(qū)動軟換相控制的電路結(jié)構(gòu)及方法具有如下構(gòu)成：

該實現(xiàn)低噪聲高效率電機驅(qū)動軟換相控制的電路結(jié)構(gòu)，其主要特點是，所述的電路結(jié)構(gòu)包括：

第一PMOS場效應管，該第一PMOS場效應管的輸入端與供電電源相連接；

第二PMOS場效應管，該第二PMOS場效應管的輸入端與供電電源相連接；

感性負載，該感性負載的第一端與所述的第一PMOS場效應管的輸出端相連接，該感性負載的第二端與所述的第二PMOS場效應管的輸出端相連接；

第一NMOS場效應管，該第一NMOS場效應管的輸入端與感性負載的第一端相連接；

第二NMOS場效應管，該第二NMOS場效應管的輸入端與感性負載的第二端相連接；

負載電流采樣電阻，該負載電流采樣電阻的第一端分別與所述的第一NMOS場效應管的輸出端和第二NMOS場效應管的輸出端相連接，該負載電流采樣電阻的第二端接地；

第一比較器，該第一比較器的第一輸入端輸入第一漸變參考信號，該第一比較器的第二輸入端與所述的負載電流采樣電阻的第一端相連接；

第二比較器，該第二比較器的第一輸入端輸入第二漸變參考信號，該第二比較器的第二輸入端與所述的負載電流采樣電阻的第一端相連接；

第一控制器，用以根據(jù)所述的第一比較器的輸出結(jié)果控制第一PMOS場效應管的開閉，該第一控制器連接于所述的第一比較器的輸出端和第一PMOS場效應管之間；

第二控制器，用以根據(jù)所述的第二比較器的輸出結(jié)果控制第二PMOS場效應管的開閉，該第二控制器連接于所述的第二比較器的輸出端和第二PMOS場效應管之間。

較佳地，所述的第一控制器用于當所述的第一比較器的第二輸入端的電壓大于第一輸入端的電壓時關(guān)閉第一PMOS場效應管以及當所述的第一比較器的第二輸入端的電壓小于第一輸入端的電壓時打開第一PMOS場效應管；

所述的第一漸變參考信號在系統(tǒng)預設(shè)時間內(nèi)從系統(tǒng)預設(shè)最大值變換為0V。

較佳地，所述的第二控制器用于當所述的第二比較器的第二輸入端的電壓大于第一輸入端的電壓時關(guān)閉第二PMOS場效應管以及當所述的第二比較器的第二輸入端的電壓小于第一輸入端的電壓時打開第二PMOS場效應管；

所述的第二漸變參考信號在系統(tǒng)預設(shè)時間內(nèi)從0V變換為系統(tǒng)預設(shè)最大值。

較佳地，所述的電路結(jié)構(gòu)還包括：