[發(fā)明專利]電動(dòng)機(jī)控制裝置及包括該裝置的信息記錄和/或重放設(shè)備

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 97191726.4
• 申請(qǐng)日: 1997-10-20
• 公開（公告）號(hào): CN1078977C
• 公開（公告）日: 2002-02-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M·C·W·范布爾;G·A·M·范貝斯特維爾德;N·J·達(dá)姆斯特拉;H·C·J·比斯克
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 皇家菲利浦電子有限公司
• 主分類號(hào): H02P7/28
• 分類號(hào): H02P7/28
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 吳增勇,傅康

本發(fā)明涉及用來控制具有磁轉(zhuǎn)子和多個(gè)繞組的多相無刷直流電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)控制裝置，所述電動(dòng)機(jī)控制裝置包括：

檢測單元，它適合于根據(jù)線圈中產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)電壓產(chǎn)生換向信號(hào)；

輸出級(jí)，它具有：連接各繞組的多個(gè)輸出端；至少一個(gè)連接電源的端子；以及多個(gè)根據(jù)所述換向信號(hào)選擇性地把所述端子耦合到各輸出端的控制元件。

本發(fā)明還涉及一種用于信息的記錄和重放的設(shè)備，它包括：

以與周期性的基準(zhǔn)信號(hào)同步的周期記錄和/或重放信息的裝置；

用來驅(qū)動(dòng)與所述裝置合作的元件的電動(dòng)機(jī)；

用來檢測所述元件位置的傳感器，它產(chǎn)生傳感器信號(hào)；以及

用來控制所述電動(dòng)機(jī)的電動(dòng)機(jī)控制裝置。

從美國專利No.4,752,724中已知這樣一種電動(dòng)機(jī)控制裝置。這種已知的電動(dòng)機(jī)控制裝置包括連接到三相無刷直流電動(dòng)機(jī)繞組用來檢測所述繞組內(nèi)產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)電壓的檢測裝置。根據(jù)檢測到的反電動(dòng)勢(shì)電壓產(chǎn)生換向信號(hào)。已知的電動(dòng)機(jī)控制裝置還包括輸出級(jí)，其中包括多個(gè)雙極晶體管，用來選擇性地把繞組耦合到電源。所述晶體管由信號(hào)發(fā)生器控制，而后者用換向信號(hào)控制。所述已知的電動(dòng)機(jī)控制裝置適用于按照給定的模型激勵(lì)無刷電動(dòng)機(jī)的繞組，以此使繞組產(chǎn)生一種不停地驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)磁場。

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種電動(dòng)機(jī)控制裝置，它使得可以把無刷直流電動(dòng)機(jī)包括在控制環(huán)路中，并使所述控制環(huán)路能夠獲得大的帶寬。為此目的，按照本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置的特征在于所述電動(dòng)機(jī)控制裝置包括：

鑒相器，它具有用來接收與轉(zhuǎn)子瞬間位置相關(guān)的周期性傳感器信號(hào)的第一輸入端和用來接收周期性基準(zhǔn)信號(hào)的第二輸入端，并且所述鑒相器適合于產(chǎn)生代表傳感器信號(hào)和基準(zhǔn)信號(hào)之間相位差的相位誤差信號(hào)，以及

可控電源級(jí)，它設(shè)計(jì)得可以根據(jù)所述相位差信號(hào)通過輸出級(jí)的輸出端饋送雙向電流，用來以受控的方式驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)轉(zhuǎn)子。

采取按照本發(fā)明的這些措施，就可以達(dá)到使轉(zhuǎn)子根據(jù)傳感器信號(hào)和基準(zhǔn)信號(hào)之間相位差的符號(hào)進(jìn)行加速或主動(dòng)制動(dòng)。按照本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置的電源級(jí)使流過繞組的電流能夠與換向信號(hào)無關(guān)地在量值上受控并反轉(zhuǎn)，并使得可以得到從轉(zhuǎn)子驅(qū)動(dòng)到轉(zhuǎn)子主動(dòng)制動(dòng)的平滑地過渡。由于主動(dòng)制動(dòng)的可能性，這種電動(dòng)機(jī)控制裝置非常適用于結(jié)合到控制環(huán)路中、從而獲得大的帶寬。由于驅(qū)動(dòng)和主動(dòng)制動(dòng)之間的平滑過渡，還可以做到使這樣的控制環(huán)路精確動(dòng)作。傳感器信號(hào)可以，例如，從檢測出的反電動(dòng)勢(shì)電壓產(chǎn)生，或者可以借助于諸如光耦合器、電容傳感器、電感傳感器等檢測由所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的元件的某個(gè)位置的單獨(dú)的傳感器產(chǎn)生。基準(zhǔn)信號(hào)可以，例如，是一種周期性的信號(hào)，其頻率代表所述電動(dòng)機(jī)要求的旋轉(zhuǎn)速度和/或其相位代表被所述電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的所述元件的要求的位置。輸出級(jí)可以，例如，總是根據(jù)換向狀態(tài)的給定模型激勵(lì)三相電動(dòng)機(jī)三個(gè)繞組中的兩個(gè)，以產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。應(yīng)該指出，在已知的電動(dòng)機(jī)控制裝置中，流過繞組的電流方向在某些換向狀態(tài)之間也是不同的。但是，在已知電動(dòng)機(jī)控制裝置的所有換向狀態(tài)中轉(zhuǎn)子都被驅(qū)動(dòng)。

按照本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置的實(shí)施例的特征在于把輸出級(jí)安排成與電源級(jí)串聯(lián)。由于這一措施，流過繞組的電流不僅與換向信號(hào)無關(guān)，而且與輸出級(jí)的換向狀態(tài)無關(guān)。其結(jié)果是，用于輸出級(jí)的控制元件不必滿足任何關(guān)于對(duì)所加控制信號(hào)的線性或相似響應(yīng)的要求。這就使，例如，MOSFET(金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)管)的使用成為可能。

按照本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置的實(shí)施例的特征在于所述電源級(jí)包括脈寬調(diào)制器，后者適合于通過輸出級(jí)的輸出端向繞組提供一種取決于相位誤差信號(hào)的雙向電流。采取這一措施的結(jié)果是，電動(dòng)機(jī)控制裝置的耗散明顯減小。輸出級(jí)最好這樣設(shè)計(jì)、使得連接電源用的第一端和第二端之間是對(duì)稱的，而脈寬調(diào)制器提供正脈沖，所述脈沖根據(jù)相位誤差信號(hào)而加在輸出級(jí)的第一端或第二端，而脈沖寬度取決于相位誤差信號(hào)的幅度。

按照本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)控制裝置的實(shí)施例的特征在于所述電源級(jí)包括可控電流源。借助于這一措施，做到了使電動(dòng)機(jī)控制裝置包括于其中的控制環(huán)路的性能與繞組的串聯(lián)電阻、繞組的自感及繞組中的反電動(dòng)勢(shì)電壓無關(guān)。繞組的所述電阻是隨著溫度而改變的。尤其是用在諸如，例如，攝像器和便攜式計(jì)算機(jī)等便攜式設(shè)備上時(shí)，所述措施提供了明顯的改進(jìn)。所產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)電壓隨著轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速而變化。借助于這一措施，還可以做到電動(dòng)機(jī)控制裝置包括于其中的控制電路的控制性能較少地依賴于轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速。例如，在電動(dòng)機(jī)以一定的速率驅(qū)動(dòng)把圖象傳感器與入射光隔開的快門的攝像機(jī)中，這是很重要的。這樣的電動(dòng)機(jī)根據(jù)視頻格式而以不同的轉(zhuǎn)速運(yùn)行。