專利名稱：提前角控制電路以及使用它的電機(jī)驅(qū)動裝置和電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及提前角控制電路以及使用它的電機(jī)驅(qū)動裝置和電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
無刷電機(jī)(以下稱為電機(jī))根據(jù)用途而不同，但一般地，當(dāng)轉(zhuǎn)動速度加快而電機(jī)電流増加吋，電流相位延遲。因此，為了高效率地控制電機(jī)，需要根據(jù)電機(jī)電流控制在適合的提前角的提前角控制。在現(xiàn)有的提前角控制電路(半導(dǎo)體裝置)中，將電機(jī)電流和提前角的關(guān)系設(shè)置為直線，進(jìn)行提前角控制。但是，相對電機(jī)電流的最佳提前角特性有時是曲線。在現(xiàn)有的提前角控制中，由于只能進(jìn)行直線控制，因此，不能根據(jù)電機(jī)電流控制在最佳的提前角，電機(jī)的效率降低。與此相對，例如，還考慮了在微型計(jì)算機(jī)的ROM中存儲預(yù)先測量的電機(jī)的最佳提前角特性，并根據(jù)所存儲的提前角特性和所檢測的電機(jī)電流和/或轉(zhuǎn)動速度控制提前角的技木。但是，在該技術(shù)中，由于需要微型計(jì)算機(jī)，因此，提前角控制電路的大型化、復(fù)雜化和高成本不可避免。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題是提供能夠以簡單的構(gòu)成適當(dāng)?shù)乜刂齐姍C(jī)的提前角的提前角控制電路以及使用它的電機(jī)驅(qū)動裝置和電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)。實(shí)施方式的提前角控制電路是控制驅(qū)動電機(jī)的電機(jī)驅(qū)動信號的提前角的提前角控制電路，具備控制信號生成部，其生成與流過上述電機(jī)的電機(jī)電流相應(yīng)的控制信號；上限電壓控制部，其被提供上限電壓，并輸出將上述控制信號的最大值限制在上述上限電壓的提前角控制信號；以及提前角數(shù)據(jù)生成部，其生成表示上述提前角的提前角數(shù)據(jù)和上述提前角控制信號的關(guān)系線，井根據(jù)上述關(guān)系線和上述提前角控制信號生成上述提前角數(shù)據(jù)；其中，向上述提前角數(shù)據(jù)生成部提供小于上述上限電壓的變化點(diǎn)電壓以及提前角設(shè)定電壓；上述關(guān)系線從下限點(diǎn)開始通過變化點(diǎn)而到達(dá)上限點(diǎn)；上述變化點(diǎn)是表示上述提前角控制信號是上述變化點(diǎn)電壓且上述提前角數(shù)據(jù)是與上述提前角設(shè)定電壓相應(yīng)的提前角的點(diǎn)；上述上限點(diǎn)是表示上述提前角控制信號是上述上限電壓且上述提前角數(shù)據(jù)是最大提前角的點(diǎn)。另一個實(shí)施方式的電機(jī)驅(qū)動裝置是用控制提前角的電機(jī)驅(qū)動信號驅(qū)動電機(jī)的電機(jī)驅(qū)動裝置，具備控制信號生成部，其生成與流過上述電機(jī)的電機(jī)電流相應(yīng)的控制信號；上限電壓控制部，其被提供上限電壓，并輸出將上述控制信號的最大值限制在上述上限電壓的提前角控制信號；提前角數(shù)據(jù)生成部，其生成表示上述提前角的提前角數(shù)據(jù)和上述提前角控制信號的關(guān)系線，并根據(jù)上述關(guān)系線和上述提前角控制信號生成上述提前角數(shù)據(jù)；以及電機(jī)驅(qū)動信號生成部，其根據(jù)上述提前角數(shù)據(jù)和表示上述電機(jī)的轉(zhuǎn)動位置的位置信號，生成控制上述提前角的上述電機(jī)驅(qū)動信號；其中，向上述提前角數(shù)據(jù)生成部提供小于上述上限電壓的變化點(diǎn)電壓以及提前角設(shè)定電壓，上述關(guān)系線從下限點(diǎn)開始通過變化點(diǎn)而到達(dá)上限點(diǎn)；上述變化點(diǎn)是表示上述提前角控制信號是上述變化點(diǎn)電壓且上述提前角數(shù)據(jù)是與上述提前角設(shè)定電壓相應(yīng)的提前角的點(diǎn)；上述上限點(diǎn)是表示上述提前角控制信號是上述上限電壓且上述提前角數(shù)據(jù)是最大提前角的點(diǎn)。此外，另ー個實(shí)施方式的電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)具備電機(jī)；上述另ー個實(shí)施方式的電機(jī)驅(qū)動裝置；以及電阻，其連接在上述電機(jī)驅(qū)動裝置的上述開關(guān)部和接地之間，并將流過上述電機(jī)的上述電機(jī)電流變換成電機(jī)電流信號；其中，上述電機(jī)驅(qū)動裝置的上述控制信號生成部根據(jù)上述電機(jī)電流信號生成上述控制信號。根據(jù)上述構(gòu)成的提前角控制電路以及使用它的電機(jī)驅(qū)動裝置和電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，能夠以簡單的構(gòu)成適當(dāng)?shù)乜刂齐姍C(jī)的提前角。


圖1是表示第I實(shí)施方式所涉及的電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的概略構(gòu)成的方框圖。圖2是表示第I實(shí)施方式所涉及的提前角控制電路的概略構(gòu)成的方框圖。圖3是表示第I實(shí)施方式所涉及的提前角控制電路中的提前角控制信號和提前角數(shù)據(jù)(提前角)的關(guān)系線的圖。圖4是表示第I實(shí)施方式所涉及的提前角控制電路中的電機(jī)電流和提前角數(shù)據(jù)(提前角)的關(guān)系的圖。圖5是表示第I實(shí)施方式所涉及的所測量的電機(jī)電流和提前角的關(guān)系的圖。圖6是表示第I實(shí)施方式所涉及的提前角控制電路中的提前角控制信號和提前角的關(guān)系的圖。圖7是表示第I實(shí)施方式所涉及的提前角控制電路中的電機(jī)電流和提前角數(shù)據(jù)(提前角)的關(guān)系的圖。圖8是表示第I實(shí)施方式所涉及的提前角控制電路中的電機(jī)電流和提前角數(shù)據(jù)(提前角)的關(guān)系的圖。圖9是表示第2實(shí)施方式所涉及的提前角控制電路的概略構(gòu)成的方框圖。圖10是表示第2實(shí)施方式所涉及的提前角控制電路中的提前角控制信號和提前角數(shù)據(jù)(提前角)的關(guān)系線的圖。圖11是表示比較例所涉及的提前角控制電路的概略構(gòu)成的方框圖。圖12是表示比較例所涉及的提前角控制電路中的電機(jī)電流和提前角控制信號的關(guān)系的圖。圖13是表示比較例所涉及的提前角控制電路中的提前角控制信號的和提前角數(shù)據(jù)(提前角)的關(guān)系直線的圖。圖14是表示比較例所涉及的提前角控制電路中的電機(jī)電流和提前角數(shù)據(jù)(提前角)的關(guān)系的圖。
圖15是表示比較例所涉及的最佳電機(jī)電流和提前角數(shù)據(jù)(提前角)的關(guān)系的圖。
具體實(shí)施例方式根據(jù)ー個實(shí)施方式，提前角控制電路控制驅(qū)動電機(jī)的電機(jī)驅(qū)動信號的提前角。上述提前角控制電路具備控制信號生成部、上限電壓限制部和提前角數(shù)據(jù)生成部。上述控制信號生成部生成與流過上述電機(jī)的電機(jī)電流相應(yīng)的控制信號。上述上限電壓限制部被提供上限電壓，并輸出將上述控制信號的最大值限制在上述上限電壓的提前角控制信號。上述提前角數(shù)據(jù)生成部生成表示上述提前角的提前角數(shù)據(jù)和上述提前角控制信號的關(guān)系線，并根據(jù)上述關(guān)系線和上述提前角控制信號生成上述提前角數(shù)據(jù)。向上述提前角數(shù)據(jù)生成部提供小于上述上限電壓的變化點(diǎn)電壓以及提前角設(shè)定電壓。上述關(guān)系線從下限點(diǎn)開始通過變化點(diǎn)而到達(dá)上限點(diǎn)。上述變化點(diǎn)是表示上述提前角控制信號是上述變化點(diǎn)電壓且上述提前角數(shù)據(jù)是與上述提前角設(shè)定電壓相應(yīng)的提前角的點(diǎn)。上述上限點(diǎn)是表示上述提前角控制信號是上述上限電壓且上述提前角數(shù)據(jù)是最大提前角的點(diǎn)。比較例在對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明前，參照圖11至圖15說明發(fā)明人等知道的比較例的提前角控制電路。圖11是表示比較例所涉及的提前角控制電路IOX的概略構(gòu)成的方框圖。提前角控制電路IOX是控制驅(qū)動電機(jī)(未圖示)的電機(jī)驅(qū)動信號的提前角的電路，例如，被構(gòu)成為電機(jī)控制IC(集成電路)的一部分。電機(jī)電流信號Iin通過用分流電阻(未圖示)等檢測流過電機(jī)的電機(jī)電流而得至IJ。放大部I將電機(jī)電流信號Iin放大增益倍。由采樣部2和峰值保持部3構(gòu)成的峰值保持電路對放大增益倍后的信號進(jìn)行峰值保持，并變換成作為直流電壓的控制信號CS。上限電壓限制部4比較從外部設(shè)定的上限電壓UL和控制信號CS，并輸出將控制信號CS的最大值限制在上限電壓UL的提前角控制信號LA。提前角數(shù)據(jù)生成部6X生成提前角數(shù)據(jù)和提前角控制信號LA的關(guān)系直線(以后說明的圖13的關(guān)系直線a2)，井根據(jù)該關(guān)系直線和提前角控制信號LA生成提前角數(shù)據(jù)。所生成的提前角數(shù)據(jù)表示提前角。圖12是表示比較例所涉及的提前角控制電路IOX中的電機(jī)電流和提前角控制信號LA的關(guān)系的圖。如上所述，提前角控制信號LA的最大值是上限電壓UL。如圖12所示，在提前角控制信號LA在上限電壓UL以下的范圍中，電機(jī)電流和提前角控制信號LA成比例(關(guān)系線al)。圖13是表示比較例所涉及的提前角控制電路IOX中的提前角控制信號LA和提前角數(shù)據(jù)(提前角)的關(guān)系直線a2的圖。如圖13所示，提前角控制信號LA和提前角數(shù)據(jù)(提前角)成為直線關(guān)系。圖14是表示比較例所涉及的提前角控制電路IOX中的電機(jī)電流和提前角數(shù)據(jù)(提前角)的關(guān)系的圖。該關(guān)系從圖12的關(guān)系和圖13的關(guān)系中得到。如圖14所示，在比較例的提前角控制電路IOX的情況下，將電機(jī)電流和提前角數(shù)據(jù)(提前角)的關(guān)系作為直線a3，根據(jù)電機(jī)電流控制提前角。圖15是表示比較例所涉及的最佳電機(jī)電流和提前角數(shù)據(jù)(提前角)的關(guān)系的圖。如圖15所示，根據(jù)電機(jī)，存在相對電機(jī)電流的最佳提前角特性成為曲線(非線性)Cl的情形。作為這種電機(jī)的ー個例子，例如可以列舉風(fēng)扇用的電機(jī)。對此，在比較例的提前角控制電路IOX中，如以上所說明的，只不過根據(jù)直線bl或者直線b2等控制提前角。因此，由于根據(jù)電機(jī)電流，最佳提前角和被控制的提前角的差増大，因此，電機(jī)的效率下降。以下參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。這些實(shí)施方式并不限定本發(fā)明。第I實(shí)施方式圖1是表示第I實(shí)施方式所涉及的電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的概略構(gòu)成的方框圖。如圖1所示，電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)具備電機(jī)驅(qū)動裝置100、電機(jī)M和電阻R。電機(jī)驅(qū)動裝置100以提前角被控制的三相電機(jī)驅(qū)動信號驅(qū)動電機(jī)M。電機(jī)驅(qū)動裝置100例如被構(gòu)成為電機(jī)控制1C。電機(jī)M例如是風(fēng)扇用電機(jī)。電機(jī)驅(qū)動裝置100具有提前角控制電路(半導(dǎo)體裝置)10、相位計(jì)數(shù)器20、波形生成邏輯電路30和開關(guān)部40。 提前角控制電路10根據(jù)從外部提供的上限電壓UL及提前角設(shè)定電壓LAC以及與流過電機(jī)M的電機(jī)電流相應(yīng)的電機(jī)電流信號I in，生成表示提前角的提前角數(shù)據(jù)。提前角控制電路10通過使該提前角數(shù)據(jù)變化來控制驅(qū)動電機(jī)M的電機(jī)驅(qū)動信號的提前角。如后所述，提前角控制電路10進(jìn)行控制，以致電機(jī)電流和提前角數(shù)據(jù)的關(guān)系成為折線。相位計(jì)數(shù)器20根據(jù)表示電機(jī)M的轉(zhuǎn)動位置的位置信號和在提前角控制電路10中生成的提前角數(shù)據(jù)，生成提前角被控制的相位信號。例如，相位計(jì)數(shù)器20生成將提前角數(shù)據(jù)表示的提前角加到位置信號的相位上的相位信號。例如，位置信號從檢測電機(jī)M的轉(zhuǎn)動位置的傳感器(未圖示)中提供。波形生成邏輯電路30根據(jù)在相位計(jì)數(shù)器20中生成的相位信號和從外部提供的振幅信號，生成驅(qū)動開關(guān)部40的開關(guān)部驅(qū)動信號。例如，開關(guān)部驅(qū)動信號是PMW信號，其脈沖寬度根據(jù)振幅信號控制。開關(guān)部40具有6個開關(guān)晶體管TRl TR6。兩個開關(guān)晶體管TR1、TR2串聯(lián)連接在電源和接地之間。同樣，兩個開關(guān)晶體管TR3、TR4和兩個開關(guān)晶體管TR5、TR6分別串聯(lián)連接在電源和接地之間。開關(guān)晶體管TRl TR6分別根據(jù)在波形生成邏輯電路30中生成的開關(guān)部驅(qū)動信號被控制為導(dǎo)通或者截止。這樣，開關(guān)部40從開關(guān)晶體管TR1、TR2的連接點(diǎn)、開關(guān)晶體管TR3、TR4的連接點(diǎn)以及開關(guān)晶體管TR5、TR6的連接點(diǎn)向電機(jī)M提供提前角被控制的三相電機(jī)驅(qū)動信號。另外，提前角是電機(jī)驅(qū)動信號相對被電機(jī)M的線圈感應(yīng)的感應(yīng)電壓的提前角。電機(jī)電流從電源經(jīng)由開關(guān)部40和電機(jī)M的線圈流向接地。該電機(jī)電流使用在開關(guān)部40和接地之間連接的電阻R被變換成作為電壓的電機(jī)電流信號Iin。相位計(jì)數(shù)器20、波形生成邏輯電路30以及開關(guān)部40具有作為電機(jī)驅(qū)動信號生成部的功能。即，電機(jī)驅(qū)動信號生成部根據(jù)提前角數(shù)據(jù)和表示電機(jī)M的轉(zhuǎn)動位置的位置信號，生成電機(jī)驅(qū)動信號。接著詳細(xì)說明提前角控制電路10。如以下所說明的，提前角控制電路10在比較例的提前角控制電路IOX中新追加了端子T3，將向端子T3提供的提前角設(shè)定電壓LAC和作為上限電壓UL的1/2的電壓UL/2輸入到提前角數(shù)據(jù)生成部6中，并使用這些電壓改良提前角控制信號LA和提前角的關(guān)系。圖2是表示第I實(shí)施方式所涉及的提前角控制電路10的概略構(gòu)成的方框圖。如圖2所示，提前角控制電路10具有放大部1、采樣部2、峰值保持部3、上限電壓限制部4、分壓電路5和提前角數(shù)據(jù)生成部(提前角控制邏輯電路)6?！?br> 放大部1、采樣部2和峰值保持部3具有作為控制信號生成部的功能。該控制信號生成部根據(jù)向端子Tl提供的電機(jī)電流信號Iin，生成與流過電機(jī)M的電流相應(yīng)的控制信號CS。放大部I包含放大器Ia和電阻lb、lc。放大部I是非反轉(zhuǎn)放大電路，以由電阻lb、Ic決定的預(yù)定增益放大所提供的電機(jī)電流信號Iin。采樣部2和峰值保持部3具有作為對由放大部I放大的信號進(jìn)行峰值保持并變換為直流電壓的峰值保持電路的功能。采樣部2包含放大器2a和開關(guān)2b。采樣部2在開關(guān)2b導(dǎo)通時具有作為緩沖器的功能，在開關(guān)2b截止時不輸出信號。這樣，采樣部2通過開關(guān)2b的導(dǎo)通/截止操作對由放大器I放大的信號進(jìn)行采樣。峰值保持部3對采樣后的信號進(jìn)行峰值保持，并輸出作為直流電壓的控制信號CS。另外，代替峰值保持電路，也可以使用計(jì)算由放大部I放大的信號的平均值的平均電路等。上限電壓限制部4從端子T2被提供上限電壓UL，比較上限電壓UL和控制信號CS，并輸出將控制信號CS的最大值限制在上限電壓UL的提前角控制信號LA。分壓電路5按照1/2將上限電壓UL進(jìn)行分壓，并將分壓后的電壓UL/2作為變化點(diǎn)電壓Va提供給提前角數(shù)據(jù)生成部6。即，變化點(diǎn)電壓Va小于上限電壓UL。提前角數(shù)據(jù)生成部6生成表示提前角的提前角數(shù)據(jù)和提前角控制信號LA的關(guān)系線，井根據(jù)該關(guān)系線和提前角控制信號LA生成提前角數(shù)據(jù)。向提前角數(shù)據(jù)生成部6進(jìn)ー步提供來自端子T3的提前角設(shè)定電壓LAC。以下說明提前角數(shù)據(jù)生成部6的關(guān)系線。圖3是表示第I實(shí)施方式所涉及的提前角控制電路10中的提前角控制信號LA和提前角數(shù)據(jù)(提前角)的關(guān)系線4a的圖。如上所述，提前角數(shù)據(jù)表示提前角，關(guān)系線4a與提前角控制信號LA和提前角的關(guān)系線等效。圖3的橫軸表示提前角控制信號LA，縱軸表示提前角數(shù)據(jù)(提前角)。關(guān)系線a4從原點(diǎn)(下限點(diǎn))開始通過變化點(diǎn)e而到達(dá)上限點(diǎn)m。變化點(diǎn)e是表示提前角控制信號LA是變化點(diǎn)電壓Va ( = UL/2)且提前角數(shù)據(jù)是與提前角設(shè)定電壓LAC相應(yīng)的提前角f的點(diǎn)。即，變化點(diǎn)e中的提前角數(shù)據(jù)(提前角)能夠根據(jù)提前角設(shè)定電壓LAC決定為所希望的值。上限點(diǎn)m表示提前角控制信號LA是上限電壓UL且提前角數(shù)據(jù)是最大提前角d的點(diǎn)。關(guān)系線a4中的原點(diǎn)和變化點(diǎn)e之間以及變化點(diǎn)e和上限點(diǎn)m之間為直線。S卩，關(guān)系線a4是在變化點(diǎn)e斜率變化的折線。如圖3所示，在提前角控制信號LA和提前角數(shù)據(jù)的關(guān)系是圖13的比較例所示的直線a2的情況下，當(dāng)提前角控制信號LA是上限電壓UL時，提前角數(shù)據(jù)表示提前角d。當(dāng)提前角控制信號LA是上限電壓UL的1/2時，提前角數(shù)據(jù)表示提前角g。當(dāng)提前角控制信號LA是提前角設(shè)定電壓LAC時，提前角數(shù)據(jù)表示提前角f。在此，提前角設(shè)定電壓LAC比電壓UL/2低，即提前角f比提前角g小。與此相反，在本實(shí)施方式的提前角控制信號LA和提前角數(shù)據(jù)的關(guān)系線a4中，當(dāng)提前角控制信號LA是上限電壓UL的1/2時，提前角數(shù)據(jù)表示的提前角從提前角g減小到提前角f。因此，關(guān)系線a4如上所述變成折線。另外，提前角設(shè)定電壓LAC也可以比電壓UL/2高，即提前角f■也可以比提前角g大。圖4是表示第I實(shí)施方式所涉及的提前角控制電路10中的電機(jī)電流和提前角數(shù)據(jù)(提前角)的關(guān)系的圖。由于電機(jī)電流和提前角控制信號LA成比例，因此，根據(jù)以上說明的提前角控制信號LA和提前角數(shù)據(jù)(提前角)的關(guān)系，電機(jī)電流和提前角數(shù)據(jù)(提前角)的關(guān)系如圖4所示地變成折線。即，根據(jù)近似最佳提前角特性曲線Cl的折線a5，控制提前角。以下，參照圖5 圖8說明用于調(diào)整電機(jī)電流和提前角的關(guān)系以接近最佳提前角特性的具體的調(diào)整方法。 圖5是表示所測量的電機(jī)電流和提前角的關(guān)系的圖。圖6是表示提前角控制電路10中的提前角控制信號LA和提前角的關(guān)系的圖。圖7是表示提前角控制電路10中的電機(jī)電流和提前角數(shù)據(jù)(提前角)的關(guān)系的圖。圖8是表示提前角控制電路10中的電機(jī)電流和提前角數(shù)據(jù)(提前角)的關(guān)系的圖。首先，測量最佳提前角特性曲線Cl。具體地，使用圖1的電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，如圖5所示地測量從電機(jī)電流0到最大額定電流的幾個點(diǎn)處的最佳提前角e I 0 5和0 _。以下，如圖6所示，根據(jù)直線a2的關(guān)系求出與各提前角對應(yīng)的提前角控制信號LA。例如，使被輸入提前角數(shù)據(jù)生成部6的提前角控制信號LA從0開始増大，求出與各提前角對應(yīng)的提前角控制信號LA。這樣，可以知道當(dāng)提前角是最大值e_時，提前角控制信號LA是最大電壓LAniax。根據(jù)該結(jié)果，決定放大部I的増益，以致當(dāng)電機(jī)電流是最大額定電流時，提前角控制信號LA變?yōu)樯鲜鲎畲箅妷篖A_。進(jìn)ー步地，作為上限電壓UL，向端子T2輸入最大電壓LA_。此時，電機(jī)電流和提前角數(shù)據(jù)(提前角)的關(guān)系變?yōu)閳D7的折線a6。S卩，在電機(jī)電流大于等于最大額定電流處，由于提前角控制信號LA被限制在固定的上限電壓UL(最大電壓LAfflax)，因此，提前角數(shù)據(jù)表示作為最大值的提前角e _。在電機(jī)電流變成最大額定電流的1/2的點(diǎn)，對應(yīng)的提前角控制信號LA是上限電壓UL的1/2。如圖8所示，由于根據(jù)提前角設(shè)定電壓LAC自由地調(diào)整上述點(diǎn)的提前角數(shù)據(jù)(提前角)，因此，能夠?qū)㈦姍C(jī)電流和提前角數(shù)據(jù)(提前角)的關(guān)系調(diào)整為例如折線a71、a72、a73、a7等。然后，以接近最初測量的最佳提前角特性曲線cl的方式?jīng)Q定提前角設(shè)定電壓LAC,最終決定的提前角特性例如變?yōu)檎劬€a7。如以上所說明的，根據(jù)本實(shí)施方式，生成提前角數(shù)據(jù)和提前角控制信號LA的關(guān)系線a4，并根據(jù)關(guān)系線a4和提前角控制信號LA生成提前角數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上，關(guān)系線a4通過變化點(diǎn)e，變化點(diǎn)e是表示提前角控制信號LA是變化點(diǎn)電壓Va ( = UL/2)且提前角數(shù)據(jù)是與提前角設(shè)定電壓LAC相應(yīng)的提前角的點(diǎn)。因此，通過調(diào)整提前角設(shè)定電壓LAC，能夠自由地調(diào)整變化點(diǎn)e中的提前角數(shù)據(jù)即提前角，這樣，能夠調(diào)整作為折線的關(guān)系線a4。S卩，能夠提高提前角的控制自由度。因此，由于能夠得到接近最佳提前角特性的關(guān)系線a4，因此，實(shí)現(xiàn)接近最佳提前角特性的提前角控制，并謀求提高電機(jī)M的效率。此外，通過在向比較例的提前角控制電路IOX中追加端子T3和分壓電路5的同吋，從比較例中改變提前角數(shù)據(jù)生成部6的控制，能夠得到上述的效果。因此，由于不需要使用存儲最佳提前角特性的微型計(jì)算機(jī)等，因此，能夠抑制系統(tǒng)整體的成本。即，能夠用簡單的構(gòu)成適宜地控制電機(jī)M的提前角。進(jìn)ー步地，由于使用對上限電壓UL分壓后的電壓UL/2作為變化點(diǎn)電壓Va，因此，即使由于電機(jī)M的變更等而最大額度電流變化，如果改變上限電壓UL以致與最大額定電流對應(yīng)，變化點(diǎn)電壓Va也一同變化。因此，在這種情況下，省略設(shè)定更改變化點(diǎn)電壓Va的麻煩。第2實(shí)施方式本實(shí)施方式在關(guān)系線通過兩個變化點(diǎn)這一點(diǎn)上與第I實(shí)施方式不同。圖9是表示第2實(shí)施方式所涉及的提前角控制電路10’的概略構(gòu)成的方框圖。如圖9所示，提前角控制電路10’具有放大部1、采樣部2、峰值保持部3、上限電壓限制部4、提前角數(shù)據(jù)生成部6’和分壓電路7、8。即，提前角控制電路10’的提前角數(shù)據(jù)生成部6’和分壓電路7、8與圖2的第I實(shí)施方式不同。其它電路構(gòu)成由于與圖2的第I實(shí)施方式相同，因此，對同一要素付與相同的符號并省略說明。分壓電路7按1/3將上限電壓UL進(jìn)行分壓，并將分壓后的電壓UL/3作為變化點(diǎn)電壓Val提供給提前角數(shù)據(jù)生成部6’。分壓電路8按2/3將上限電壓UL進(jìn)行分壓，并將分壓后的電壓2UL/3作為追加變化點(diǎn)電壓Va2提供給提前角數(shù)據(jù)生成部6’。提前角數(shù)據(jù)生成部6’與第I實(shí)施方式一祥，生成表示提前角的提前角數(shù)據(jù)和提前角控制信號LA的關(guān)系線，井根據(jù)該關(guān)系線和提前角控制信號LA生成提前角數(shù)據(jù)。向提前角數(shù)據(jù)生成部6’進(jìn)ー步提供來自端子T31的提前角設(shè)定電壓LACl和來自端子T32的追加提前角設(shè)定電壓LAC2。以下，說明提前角數(shù)據(jù)生成部6’的關(guān)系線。圖10是表示第2實(shí)施方式所涉及的提前角控制電路10’中的提前角控制信號LA和提前角數(shù)據(jù)(提前角)的關(guān)系線a4’的圖。圖10對應(yīng)于第I實(shí)施方式的圖3。關(guān)系線a4’從原點(diǎn)開始通過變化點(diǎn)el和追加變化點(diǎn)e2而到達(dá)上限點(diǎn)m。變化點(diǎn)el是表示提前角控制信號LA是變化點(diǎn)電壓Val ( = UL/3)且提前角數(shù)據(jù)是與提前角設(shè)定電壓LACl相應(yīng)的提前角H的點(diǎn)。追加變化點(diǎn)e2是表示提前角控制信號LA是追加變化點(diǎn)電壓Va2 ( = 2UL/3)且提前角數(shù)據(jù)是與追加提前角設(shè)定電壓LAC2相應(yīng)的提前角f2的點(diǎn)。在此，提前角f2比提前角fI大。上限點(diǎn)m與圖3—祥。關(guān)系線a4’中的原點(diǎn)和變化點(diǎn)el之間、變化點(diǎn)el和追加變化點(diǎn)e2之間以及追加變化點(diǎn)e2和上限點(diǎn)m之間為直線。即，關(guān)系線a4’是在變化點(diǎn)el和追加變化點(diǎn)e2處斜率變化的折線。由于電機(jī)電流和提前角控制信號LA成比例，因此，根據(jù)以上說明的提前角控制信號LA和提前角數(shù)據(jù)(提前角)的關(guān)系，電機(jī)電流和提前角數(shù)據(jù)(提前角)的關(guān)系變成折線。即，根據(jù)近似最佳提前角特性曲線的折線控制提前角。如上所說明的，根據(jù)本實(shí)施方式，關(guān)系線a4’通過變化點(diǎn)el和追加變化點(diǎn)e2。然后，與第I實(shí)施方式一祥，通過調(diào)整提前角設(shè)定電壓LACl和追加提前角設(shè)定電壓LAC2，能夠自由地調(diào)整變化點(diǎn)el和追加變化點(diǎn)e2中的提前角數(shù)據(jù)即提前角，并由此調(diào)整作為折線的關(guān)系線a4’。即，與第I實(shí)施方式相比，也能夠提高提前角的控制自由度。因此，由于能夠得到接近最佳提前角特性的關(guān)系線a4’，因此，實(shí)現(xiàn)接近最佳提前角特性的控制，謀求提高電機(jī)M的效率。
根據(jù)以上說明的第I和第2實(shí)施方式，能夠以簡單的構(gòu)成適宜地控制電機(jī)的提前角。
變形例
在以上的說明中，雖然對關(guān)系線通過一個或者兩個變化點(diǎn)的例子進(jìn)行了說明，但并不限于此。即，關(guān)系線也可以進(jìn)一步通過n(n是正整數(shù))個追加變化點(diǎn)，向提前角數(shù)據(jù)生成部6、6’提供η組追加變化點(diǎn)電壓及追加提前角設(shè)定電壓。在這種情況下，各追加變化點(diǎn)電壓小于上限電壓UL。此外，各追加變化點(diǎn)是表示提前角控制信號是對應(yīng)的追加變化點(diǎn)電壓且提前角數(shù)據(jù)是與對應(yīng)的追加提前角設(shè)定電壓相應(yīng)的提前角的點(diǎn)。提前角控制電路也可以具備將上限電壓UL分壓為多個電壓并將多個分壓后的電壓作為變化點(diǎn)電壓和追加變化點(diǎn)電壓提供給提前角數(shù)據(jù)生成部6、6’的分壓電路。此外，例如，關(guān)系線中的下限點(diǎn)、變化點(diǎn)、 追加變化點(diǎn)以及上限點(diǎn)中相鄰的點(diǎn)之間是直線。通過這樣設(shè)置多個變化點(diǎn)，能夠得到進(jìn)一步接近最佳提前角特性的關(guān)系線。
此外，變化點(diǎn)電壓Va如果小于上限電壓UL，則也可以不是上限電壓UL的1/2。同樣，變化點(diǎn)電壓Val以及追加變化點(diǎn)電壓Va2也可以小于上限電壓UL。
進(jìn)一步地，在第I實(shí)施方式中，也可以不設(shè)置分壓電路5，變化點(diǎn)電壓Va從提前角控制電路10的外部 提供。同樣，在第2實(shí)施方式中，也可以不設(shè)置分壓電路7、8，變化點(diǎn)電壓Val和追加變化點(diǎn)電壓Va2從提前角控制電路10’的外部提供。
此外，雖然對關(guān)系線a4、a4’是折線的例子進(jìn)行了說明，但并不限于此。例如，關(guān)系線4a中的原點(diǎn)和變化點(diǎn)e之間以及變化點(diǎn)e和上限點(diǎn)m之間也可以不是嚴(yán)格的直線。
此外，雖然對下限點(diǎn)是原點(diǎn)的例子進(jìn)行了說明，但并不限于此。例如，下限點(diǎn)也可以根據(jù)從外部提供的電壓決定為原點(diǎn)以外的點(diǎn)。
在上述的實(shí)施方式中說明的提前角控制電路10以及電機(jī)驅(qū)動裝置100的至少一部分可以用硬件構(gòu)成，也可以用軟件構(gòu)成。在用軟件構(gòu)成的情況下，可以將實(shí)現(xiàn)提前角控制電路10以及電機(jī)驅(qū)動裝置100的至少一部分的功能的程序存儲在軟盤和/或CD-ROM等記錄媒體中，由計(jì)算機(jī)讀出并執(zhí)行。記錄媒體并不限于磁盤或光盤等可拆卸媒體，也可以是硬盤裝置和/或存儲器等固定型記錄媒體。
此外，也可以將實(shí)現(xiàn)提前角控制電路10以及電機(jī)驅(qū)動裝置100的至少一部分的功能的程序通過因特網(wǎng)等通信線路(還包含無線通信)發(fā)布。進(jìn)一步地，也可以采用加密、調(diào)制、壓縮程序的狀態(tài)通過因特網(wǎng)等有線電路和/或無線電路發(fā)布或者存儲在記錄媒體中發(fā)布。
雖然已經(jīng)描述了一些實(shí)施方式，但這些實(shí)施方式僅作為示例給出，并不意味著限制本發(fā)明的范圍。實(shí)際上，在此描述的本發(fā)明可以體現(xiàn)為各種形式；而且，在不脫離本發(fā)明的精神的范圍內(nèi)，可以進(jìn)行各種省略、替換和更改。后附的權(quán)利要求及其等同涵蓋了這些形式和/或其變形，落在本發(fā)明的范圍和/或要旨中。
權(quán)利要求
1.一種提前角控制電路，是控制驅(qū)動電機(jī)的電機(jī)驅(qū)動信號的提前角的提前角控制電路，具備 控制信號生成部，其生成與流過上述電機(jī)的電機(jī)電流相應(yīng)的控制信號； 上限電壓限制部，其被提供上限電壓，并輸出將上述控制信號的最大值限制在上述上限電壓的提前角控制信號；以及 提前角數(shù)據(jù)生成部，其生成表示上述提前角的提前角數(shù)據(jù)和上述提前角控制信號的關(guān)系線，并根據(jù)上述關(guān)系線和上述提前角控制信號生成上述提前角數(shù)據(jù)； 其中，向上述提前角數(shù)據(jù)生成部提供小于上述上限電壓的變化點(diǎn)電壓以及提前角設(shè)定電壓； 上述關(guān)系線從下限點(diǎn)開始通過變化點(diǎn)而到達(dá)上限點(diǎn)； 上述變化點(diǎn)是表示上述提前角控制信號是上述變化點(diǎn)電壓且上述提前角數(shù)據(jù)是與上述提前角設(shè)定電壓相應(yīng)的提前角的點(diǎn)； 上述上限點(diǎn)是表示上述提前角控制信號是上述上限電壓且上述提前角數(shù)據(jù)是最大提前角的點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提前角控制電路，還具備 分壓電路，其對上述上限電壓進(jìn)行分壓，并將分壓后的電壓作為上述變化點(diǎn)電壓提供給上述提前角數(shù)據(jù)生成部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提前角控制電路，其中，上述關(guān)系線中的上述下限點(diǎn)和上述變化點(diǎn)之間以及上述變化點(diǎn)和上述上限點(diǎn)之間是直線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提前角控制電路，其中，上述關(guān)系線是在上述變化點(diǎn)處斜率變化的折線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提前角控制電路，其中，上述下限點(diǎn)是原點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提前角控制電路，其中，以上述電機(jī)電流和上述提前角的關(guān)系近似于最佳提前角特性曲線的方式設(shè)定上述變化點(diǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提前角控制電路，其中，上述分壓電路按1/2將上述上限電壓進(jìn)行分壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提前角控制電路，其中，上述控制信號生成部具備 放大部，其放大將上述電機(jī)電流變換成電壓而得到的電機(jī)電流信號；以及 峰值保持電路，其對由上述放大部放大的信號進(jìn)行峰值保持，并將其變換成作為直流電壓的上述控制信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的提前角控制電路，其中，上述峰值保持電路具備 采樣部，其對由上述放大部放大的信號進(jìn)行采樣；以及 峰值保持部，其對由上述采樣部采樣的信號進(jìn)行峰值保持，并輸出上述控制信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提前角控制電路，其中，上述提前角設(shè)定電壓比上述變化點(diǎn)電壓低。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提前角控制電路，其中，上述提前角設(shè)定電壓比上述變化點(diǎn)電壓高。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的提前角控制電路，其中， 上述關(guān)系線進(jìn)一步通過n個追加變化點(diǎn)，其中n是正整數(shù)；向上述提前角數(shù)據(jù)生成部提供η組追加變化點(diǎn)電壓及追加提前角設(shè)定電壓，上述各追加變化點(diǎn)電壓小于上述上限電壓；上述各追加變化點(diǎn)是表示上述提前角控制信號是對應(yīng)的追加變化點(diǎn)電壓且上述提前角數(shù)據(jù)是與對應(yīng)的追加提前角設(shè)定電壓相應(yīng)的提前角的點(diǎn)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的提前角控制電路，具備分壓電路，其將上述上限電壓分壓成多個電壓，并將多個分壓后的電壓作為上述變化點(diǎn)電壓和上述追加變化點(diǎn)電壓提供給上述提前角數(shù)據(jù)生成部。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的提前角控制電路，其中，上述關(guān)系線中的上述下限點(diǎn)、上述變化點(diǎn)、上述追加變化點(diǎn)和上述上限點(diǎn)中的相鄰點(diǎn)之間是直線。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的提前角控制電路，其中，上述關(guān)系線是在上述變化點(diǎn)和上述追加變化點(diǎn)處斜率變化的折線。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的提前角控制電路，其中，上述下限點(diǎn)是原點(diǎn)。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的提前角控制電路，其中，以上述電機(jī)電流和上述提前角的關(guān)系近似于最佳提前角特性曲線的方式設(shè)定上述變化點(diǎn)以及上述追加變化點(diǎn)。
18.—種電機(jī)驅(qū)動裝置，是用控制提前角的電機(jī)驅(qū)動信號驅(qū)動電機(jī)的電機(jī)驅(qū)動裝置，具備控制信號生成部，其生成與流過上述電機(jī)的電機(jī)電流相應(yīng)的控制信號；上限電壓控制部，其被提供上限電壓，并輸出將上述控制信號的最大值限制在上述上限電壓的提前角控制信號；提前角數(shù)據(jù)生成部，其生成表示上述提前角的提前角數(shù)據(jù)和上述提前角控制信號的關(guān)系線，并根據(jù)上述關(guān)系線和上述提前角控制信號生成上述提前角數(shù)據(jù)；以及電機(jī)驅(qū)動信號生成部，其根據(jù)上述提前角數(shù)據(jù)和表示上述電機(jī)的轉(zhuǎn)動位置的位置信號，生成控制上述提前角的上述電機(jī)驅(qū)動信號；其中，向上述提前角數(shù)據(jù)生成部提供小于上述上限電壓的變化點(diǎn)電壓以及提前角設(shè)定電壓；上述關(guān)系線從下限點(diǎn)開始通過變化點(diǎn)而到達(dá)上限點(diǎn)；上述變化點(diǎn)是表示上述提前角控制信號是上述變化點(diǎn)電壓且上述提前角數(shù)據(jù)是與上述提前角設(shè)定電壓相應(yīng)的提前角的點(diǎn)；上述上限點(diǎn)是表示上述提前角控制信號是上述上限電壓且上述提前角數(shù)據(jù)是最大提前角的點(diǎn)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的提前角控制電路，其中，上述電機(jī)驅(qū)動信號生成部具備 相位計(jì)數(shù)器，其根據(jù)上述提前角數(shù)據(jù)和上述位置信號，生成控制上述提前角的相位信號;波形生成邏輯電路，其根據(jù)上述相位信號和從外部提供的振幅信號，生成開關(guān)部驅(qū)動信號，上述開關(guān)部驅(qū)動信號是PWM信號，上述開關(guān)部驅(qū)動信號的脈沖寬度根據(jù)上述振幅信號控制；以及開關(guān)部，其具備多個開關(guān)晶體管，上述多個開關(guān)晶體管通過根據(jù)上述開關(guān)部驅(qū)動信號控制導(dǎo)通或者截止，將上述電機(jī)驅(qū)動信號提供給上述電機(jī)。
20.—種電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng),具備權(quán)利要求18所述的電機(jī)驅(qū)動裝置；以及 電阻，其連接在上述電機(jī)驅(qū)動裝置的上述開關(guān)部和接地之間，并將流過上述電機(jī)的上述電機(jī)電流變換成電機(jī)電流信號； 其中，上述電機(jī)驅(qū)動裝置的上述控制信號生成部根據(jù)上述電機(jī)電流信號生成上述控制信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及提前角控制電路及使用它的電機(jī)驅(qū)動裝置和電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，根據(jù)一個實(shí)施方式，提前角控制電路控制驅(qū)動電機(jī)的電機(jī)驅(qū)動信號的提前角。上述提前角控制電路具備控制信號生成部、上限電壓限制部和提前角數(shù)據(jù)生成部。上述提前角數(shù)據(jù)生成部生成表示上述提前角的提前角數(shù)據(jù)和上述提前角控制信號的關(guān)系線，并根據(jù)上述關(guān)系線和上述提前角控制信號生成上述提前角數(shù)據(jù)。上述關(guān)系線從下限點(diǎn)開始通過變化點(diǎn)而到達(dá)上限點(diǎn)。上述變化點(diǎn)是表示上述提前角控制信號是變化點(diǎn)電壓且上述提前角數(shù)據(jù)是與提前角設(shè)定電壓相應(yīng)的提前角的點(diǎn)。
文檔編號H02P6/08GK103023396SQ20121005929
公開日2013年4月3日 申請日期2012年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月26日
發(fā)明者王申, 原武弘 申請人:株式會社 東芝