[发明专利]用于根据电动机的绕组中检测到的零电流自动调整向电动机施加的驱动信号的相位以及用于检测零电流的电子电路及方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及电动机控制电路，并且更具体地，涉及一种能够提供自动调整向电动机施加的驱动信号的相位，以及能够检测电动机的绕组中的零电流的电动机控制电路。

背景技术

用于控制和驱动无刷直流(BLDC)电动机的电路是已知的。在一些布置中，电路提供驱动电动机的驱动信号的相位前移(phase advance)，所述相位前移与电动机的旋转速度相关，或者与测量到的电动机总电流相关。然而，这种电路仅能够提供相位前移和旋转速度之间的一种关系，或少数几种关系。此外，电动机控制集成电路(IC)的外部部件和分箱可能被要求针对每个电动机或每个电动机应用而设定参数。

2009年9月15日颁发的美国专利7,590,334、2010年6月29日颁发的美国专利7,747,146和2011年10月12日提交的美国专利申请13/271,723描述了一些已知的电动机驱动电路，所有这些文献在此通过引用全文并入并转让给本发明的受让人。

当在不同的应用中使用时，BLDC电动机能够呈现不同的效率行为与速度。例如，相同的BLDC电动机能够在不同的应用中与不同的风扇叶片布置一起使用。不同类型的BLDC电动机也能够呈现不同的效率行为与速度。

电动机噪音、振动和效率受到各种特征所影响。一个这样的特征是电流的相位，其出现在相对于电动机旋转位置的电动机绕组中。特别是当电动机速度升高或降低时，电流的相位能够分别滞后于或领先于电动机的参考旋转位置。此外，在高电动机速度上，电动机绕组中的电流能够趋向滞后于电动机的参考位置。

鉴于上述情况，期望提供一种电动机控制电路和相关联的方法，其能够生成电动机驱动信号，所述电动机驱动信号具有根据电动机绕组电流和电动机旋转位置之间的检测到的相位差来确定的自动相位调整。

鉴于上述情况，还期望提供一种电动机控制电路和相关联的方法，其能够例如通过检测电流的过零来检测电动机绕组中的电流的相位。

发明内容

本发明提供一种电动机控制电路和相关联的方法，其能够生成电动机驱动信号，所述电动机驱动信号具有根据电动机绕组电流和电动机旋转位置之间的检测到的相位差来确定的自动相位调整。

本发明还提供一种电动机控制电路和相关联的方法，其能够例如通过检测电流的过零来检测电动机绕组中的电流的相位。

根据本发明的一个方面，一种驱动具有多个电动机绕组的多相电动机的方法包括：生成零电流信号，其指示通过所述多个电动机绕组中的至少一个的电流的过零；生成位置参考信号，其指示电动机的角旋转的参考位置；比较所述零电流信号的相位与所述位置参考信号的相位，以生成相位比较信号；生成多个调制信号，每个调制信号具有与所述相位比较信号的值相关的相位；以及，根据所述多个调制信号来生成到所述多个电动机绕组的多个电动机驱动信号。

在一些实施例中，上述方法能够包括以下一个或多个方面。

在所述方法的一些实施例中，生成所述位置参考信号包括：

利用被设置为靠近电动机的霍尔传感器生成霍尔传感器信号。

在所述方法的一些实施例中，生成所述位置参考信号包括：

利用被耦合到所述多个电动机绕组中的至少一个的反电动势(back EMF)模块生成反EMF信号。

在所述方法的一些实施例中，生成所述位置参考信号包括：

在靠近所述电动机达到参考位置的时间窗期间停止到所述多个电动机绕组中的至少一个的电动机驱动信号；以及

通过反电动势信号的过零来检测所述时间窗期间的所述参考位置。

在所述方法的一些实施例中，生成所述多个调制信号包括：

提供查找表，对应于所述多个调制信号中的至少一个的形状的调制值被存储在所述查找表中；

生成第一连续锯齿斜波信号，其具有最小值和最大值以及最小值和最大值之间的多个值；

向第一连续锯齿斜波信号加入与所述相位比较信号相关的值，以生成第二连续锯齿斜波信号，所述第二连续锯齿斜波信号具有最小值和最大值以及最小值和最大值之间的多个值，其中，第二连续锯齿斜波信号的最小值和最大值与第一连续锯齿斜波信号的最小值和最大值在时间上偏移一调整时间，其中，所述调整时间与所述相位比较信号相关；

使用经调整的连续锯齿斜波信号来顺序地查找所述查找表中的值，以生成所述多个调制信号中的至少一个；以及

生成与所述多个调制信号中的至少一个具有预定相位关系的至少一个其他调制信号。

在所述方法的一些实施例中，生成所述零电流信号包括：