[發明專利]驅動無刷電機的方法、對應的設備、電機

有效

• 申請號: 201811409695.3
• 申請日: 2015-09-17
• 公開（公告）號: CN109600079B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: G·丹格羅;V·克勒門特;M·比索格諾
• 申請（專利權）人: 意法半導體股份有限公司
• 主分類號: H02P6/182
• 分類號: H02P6/182
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;呂世磊

一種用于使用PWM調制的驅動信號驅動直流電機的驅動器設備，包括：比較器電路，用于根據反電動勢信號高于或低于相應閾值，產生具有第一值和第二值的數字化的反電動勢信號；以及逆變器，用于利用所述數字化的反電動勢信號按相位關系驅動所述PWM調制的驅動信號。驅動器設備還包括控制器電路，其被配置用于通過最小化在數字化的反電動勢信號的兩個連續的相反的邊沿之間測量的時間與數字化的反電動勢信號的兩個連續的一致的邊沿之間測量的時間的一半之間的誤差來控制相應閾值。

本申請是于2015年9月17日提交的、申請號為201510593945.3、發明名稱為“驅動無刷電機的方法、對應的設備、電機和計算機程序產品”的中國發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及用于驅動無刷電機的技術。一個或多個實施例可以應用于控制無刷直流(BLDC)電機。

背景技術

近年來，無刷直流(BLDC)電機已經越來越受到關注，例如，用于車輛應用。這是由于相比于其“有刷的”直流對應物，BLDC可以具有更高的可靠性/壽命、更低的維護費用以及更安靜的操作。在過去的十年間，功率半導體和控制器IC以及永磁無刷電機的生產的持續進步使得其可能針對寬范圍的可調速應用制造可靠的、低成本的方案。

BLDC電機被設計或現在被使用的應用包括，例如動力轉向裝置、發動機冷卻風扇、燃料/水泵、空調壓縮機、加熱器、通風裝置和空調(HVAC)鼓風電機。

BLDC電機的“相”可以饋入經受具有可變占空比的脈沖寬度調制(PWM)的電流。BLDC電機的控制可以包含感測反電動勢(Back-EMF)，其可以發生在PWM導通時間期間和PWM關斷時間期間。

在PWM導通時間期間的反電動勢零交叉(zero-cross)檢測可能是重要的。

出于該目的的理論上正確的比較閾值對于每個電機相是直流母線電壓的一半，即V_DC/2。某些因素，例如，通過根據電機轉速的低通濾波引入的可變衰減以及在低成本應用中用于分壓器的低精度電阻器器的使用，可能導致正確的比較閾值不同于理論值并且可能對每個電機相是不同的。

錯誤的比較閾值的使用可能導致用于逆變器三相換相的計時誤差。這些計時誤差可以產生各種缺點，例如在固定電機轉速的功率損耗的增加，可聽見的噪聲的增加以及轉速紋波的增加。

因此，在PWM關斷時間期間的反電動勢感測可能是優選的。然而，在PWM關斷時間期間的反電動勢感測需要最小PWM“關斷”時間必須存在，使得PWM占空比被限制為小于100％。在各種應用中，這可能表示一個不可接受的缺點。

發明內容

在一個具體實施例中，公開了一種通過PWM調制的驅動信號驅動直流電機的方法。方法包括：根據數字化的反電動勢信號高于或低于相應閾值，產生具有第一值和第二值的數字化的反電動勢信號；以及利用數字化的反電動勢信號按相位關系驅動PWM調制的驅動信號。數字化的反電動勢信號具有在數字化的反電動勢信號的兩個連續的一致的邊沿之間的第一時間以及在數字化的反電動勢信號的兩個連續的相反的邊沿之間的第二時間。方法還包括通過減小第二時間和第一時間的一部分之間的誤差來控制相應閾值。

在另一個具體實施例中，公開了一種由PWM調制的驅動信號驅動直流電機的驅動器設備。驅動器設備包括：多個比較器電路，被配置為根據所述反電動勢信號高于或低于相應閾值，產生具有第一值和第二值的數字化的反電動勢信號；以及逆變器，被配置為利用所述數字化的反電動勢信號按相位關系驅動所述PWM調制的驅動信號。驅動器設備還包括被配置為控制所述相應閾值的控制器電路。