ffM信號。
[0029]為方便進一步的理解，本發(fā)明實施例提供了數(shù)字處理單元120的一種模塊示意圖，如圖3所示，數(shù)字處理單元120包括:
占空比控制單元220，根據(jù)所述電機控制參數(shù)生成電機各相PffM信號占空比的控制信號。占空比控制信號的生成方式與電機控制模式有關(guān)，具體為: 采用開環(huán)調(diào)速模式時，占空比控制信號由電機控制參數(shù)經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換后直接獲得；采用閉環(huán)調(diào)速模式時，占空比控制信號根據(jù)電機控制參數(shù)所設(shè)定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速與當(dāng)前轉(zhuǎn)速之差通過調(diào)節(jié)算法獲得；所述調(diào)節(jié)算法可以為比例、積分、微分(PID)方法中的部分或全部。
[0030]三角載波產(chǎn)生電路230，用于產(chǎn)生固定頻率的三角載波。
[0031]調(diào)制函數(shù)產(chǎn)生電路240，用于根據(jù)調(diào)制算法及所述占空比的控制信號產(chǎn)生調(diào)制函數(shù)。
[0032]具體地，根據(jù)所述調(diào)制算法確定所述調(diào)整函數(shù)的形狀，而所述占空比的控制信號用以確定所述調(diào)制函數(shù)的幅度；所述調(diào)制函數(shù)的形狀可以是正弦波，也可以是近似的馬鞍波，這依賴于所采用的算法。
[0033]PffM生成單元250，利用所述三角載波對所述調(diào)制函數(shù)進行調(diào)制后，根據(jù)所述電機轉(zhuǎn)子的位置生成電機各相PWM信號。
[0034]因此，所述芯片具有開環(huán)調(diào)速和閉環(huán)調(diào)速模式，可以通過芯片管腳或片上存儲單元選擇:采用開環(huán)調(diào)速模式時，所述電機控制參數(shù)包括與施加于電機各相線圈PWM信號的占空比成一定比例關(guān)系的模擬電壓；采用閉環(huán)調(diào)速模式時，所述電機控制參數(shù)包括與電機目標(biāo)轉(zhuǎn)速成一定比例關(guān)系的模擬電壓。
[0035]優(yōu)選地，所述數(shù)字處理單元120還可以包括閉環(huán)調(diào)速單元，用于根據(jù)從設(shè)定的目標(biāo)轉(zhuǎn)速及當(dāng)前轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)電機各相PWM信號的占空比，使得電機轉(zhuǎn)速逐漸接近甚至等于目標(biāo)轉(zhuǎn)速。
[0036]以簡易正弦波控制為例，圖4給出了調(diào)制波(馬鞍波)、三角載波及所生成的PffM信號。所謂調(diào)制，即調(diào)制波按照一定的規(guī)則與三角載波相比，生成圖中所示的PWM信號。
[0037]柵極驅(qū)動電路150是芯片的驅(qū)動部分。如圖5所示，數(shù)字處理單元120輸出的PffM信號并不能直接驅(qū)動高側(cè)功率管。通常采用自舉電路提高高側(cè)功率管柵極控制信號的電平，以保證高側(cè)功率管的順利導(dǎo)通并使其導(dǎo)通電阻盡可能小。為防止高、低側(cè)功率管穿通，在同一相高、低側(cè)功率管的PWM信號間插入死區(qū)。圖5中，自舉電容CB成為高側(cè)功率管的源極基準(zhǔn)電源，供給其柵極。為防止因CB放電顯著而影響高側(cè)功率管的開啟和導(dǎo)通，需要每隔一段時間對CB進行充電；充電路徑如圖5中虛線所示。
[0038]本發(fā)明實施例實施二提供了一種無刷電機驅(qū)動系統(tǒng)，如圖6所示，包括電機驅(qū)動芯片410、位置傳感器420、無刷直流電機430和功率管440，其中電機驅(qū)動芯片410可以采用上述的無刷電機驅(qū)動芯片；所述位置傳感器420用于檢測電機轉(zhuǎn)子位置；所述無刷電機驅(qū)動芯片410用于獲取電機轉(zhuǎn)子位置及當(dāng)前轉(zhuǎn)速，及結(jié)合獲得的電機控制參數(shù)、電機狀態(tài)參數(shù)通過功率管440向無刷直流電機430的各相線圈施加PffM信號。
[0039]系統(tǒng)中，無刷直流電機430具體有定子和轉(zhuǎn)子兩部分組成，定子繞組可以是單相、雙相或三相等，轉(zhuǎn)子則由永磁體按一定的極對數(shù)組成。
[0040]進一步地，所述系統(tǒng)中，所獲取的電機狀態(tài)參數(shù)包括電機母線電流等參數(shù)。
[0041]綜上，本發(fā)明所提供的無刷直流電機驅(qū)動芯片及系統(tǒng)，通過將無刷直流電機控制與驅(qū)動芯片集成在一起，大大提高了芯片集成度，降低了系統(tǒng)應(yīng)用的難度和成本，提高了應(yīng)用的靈活性，同時各種異常保護機制可以直接作用于柵極驅(qū)動電路，能夠更加及時、可靠地實施保護。
[0042]專業(yè)人員應(yīng)該還可以進一步意識到，結(jié)合本文中所公開的實施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬件來實現(xiàn)，在上述說明中已經(jīng)按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。對每個特定的應(yīng)用來使用不同方法來實現(xiàn)所描述的功能，但是這種實現(xiàn)不應(yīng)認為超出本發(fā)明實施例的范圍。具體地，所述運算和控制部分都可以通絡(luò)邏輯硬件實現(xiàn)，其可以是使用集成電路工藝制造出來的邏輯集成電路，本實施例對此不作限定。
[0043]結(jié)合本文中所公開的實施例描述的方法或算法的步驟可以用硬件、處理器執(zhí)行的軟件模塊，或者二者的結(jié)合來實施。軟件模塊可以置于隨機存儲器(RAM)、內(nèi)存、只讀存儲器(ROM)、電可編程ROM、電可擦除可編程ROM、寄存器、硬盤、可移動磁盤、CD-ROM、或技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)所公知的任意其它形式的存儲介質(zhì)中。
[0044]以上所述的【具體實施方式】，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的【具體實施方式】而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種無刷直流電機驅(qū)動芯片，其特征在于，包括: 時鐘產(chǎn)生電路，用于產(chǎn)生芯片的系統(tǒng)時鐘； 電源管理電路，用于產(chǎn)生芯片的供電電壓； 模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，用于檢測獲得電機控制參數(shù)、電機狀態(tài)參數(shù)的模擬信號并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號； 位置檢測電路，用于將位置傳感器的輸出信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，獲取電機轉(zhuǎn)子的位置信息及當(dāng)前轉(zhuǎn)速； 數(shù)字處理單元，用于根據(jù)所述電機轉(zhuǎn)子位置與當(dāng)前轉(zhuǎn)速、電機控制參數(shù)、電機狀態(tài)參數(shù)，以及所設(shè)置的調(diào)制算法輸出電機各相線圈PffM信號； 柵極驅(qū)動電路，用于通過自舉電路將所述電機各相線圈PWM信號轉(zhuǎn)換為與功率器件相適應(yīng)的高壓驅(qū)動信號及將高壓驅(qū)動信號輸出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述無刷直流電機驅(qū)動芯片，其特征在于，所述芯片的所有電路及單元均集成于同一襯底上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述無刷直流電機驅(qū)動芯片，其特征在于，所述芯片具有開環(huán)調(diào)速和閉環(huán)調(diào)速模式。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述無刷直流電機驅(qū)動芯片，其特征在于，所述芯片采用開環(huán)調(diào)速模式時，所述電機控制參數(shù)包括與施加于電機各相線圈PWM信號的占空比成比例關(guān)系的模擬電壓；所述芯片采用閉環(huán)調(diào)速模式時，所述電機控制參數(shù)包括與電機目標(biāo)轉(zhuǎn)速成比例關(guān)系的模擬電壓。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述無刷直流電機驅(qū)動芯片，其特征在于，所述位置檢測電路包括信號放大和比較電路，用于對位置傳感器的輸出信號進行放大比較。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述無刷直流電機驅(qū)動芯片，其特征在于，所述電機狀態(tài)參數(shù)包括母線電流的取樣電壓。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述無刷直流電機驅(qū)動芯片，其特征在于，所述數(shù)字處理單元包括: 三角載波產(chǎn)生電路，用于產(chǎn)生固定頻率的三角載波； 占空比控制單元，用于根據(jù)所述電機控制參數(shù)生成PWM信號占空比的控制信號； 調(diào)制函數(shù)產(chǎn)生電路，用于根據(jù)調(diào)制算法及所述PWM信號占空比的控制信號產(chǎn)生調(diào)制函數(shù)； PffM生成單元，用于利用所述三角載波對所述調(diào)制函數(shù)進行調(diào)制后，根據(jù)所述電機轉(zhuǎn)子的位置生成電機各相線圈PWM信號。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述無刷直流電機驅(qū)動芯片，其特征在于，所述數(shù)字處理單元包括閉環(huán)調(diào)速單元，用于根據(jù)電機目標(biāo)轉(zhuǎn)速及所述位置檢測電路獲取的當(dāng)前轉(zhuǎn)速，調(diào)節(jié)電機各相線圈PffM信號的占空比以使電機轉(zhuǎn)速逐漸達到目標(biāo)轉(zhuǎn)速。9.一種無刷直流電機驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括位置傳感器、功率管，以及上述權(quán)利要求1-8任一權(quán)項所述的無刷電機驅(qū)動芯片；其中，所述位置傳感器用于檢測電機轉(zhuǎn)子位置；所述無刷電機驅(qū)動芯片用于獲取電機轉(zhuǎn)子位置及當(dāng)前轉(zhuǎn)速，及結(jié)合獲得的電機控制參數(shù)、電機狀態(tài)參數(shù)通過功率管向無刷直流電機的各相線圈施加PWM信號。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種無刷直流電機驅(qū)動芯片及系統(tǒng)，屬于電機控制的技術(shù)領(lǐng)域，芯片包括：時鐘產(chǎn)生電路及電源管理電路；模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，用于將電機控制參數(shù)、電機狀態(tài)參數(shù)的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號；位置檢測電路，用于將位置傳感器的輸出信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，獲取轉(zhuǎn)子位置信息及當(dāng)前轉(zhuǎn)速；數(shù)字處理單元，用于根據(jù)電機轉(zhuǎn)子位置與當(dāng)前轉(zhuǎn)速、電機控制參數(shù)、狀態(tài)參數(shù)，以及調(diào)制算法輸出電機各相線圈PWM信號；柵極驅(qū)動電路，用于通過自舉電路將所述電機各相線圈PWM信號轉(zhuǎn)換為高壓驅(qū)動信號及將高壓驅(qū)動信號輸出。系統(tǒng)包括位置傳感器、功率管及所述的無刷電機驅(qū)動芯片。本發(fā)明通過將無刷直流電機控制與驅(qū)動芯片集成在一起，大大提高了芯片集成度及靈活性。
【IPC分類】H02P6/08
【公開號】CN105186943
【申請?zhí)枴緾N201510491180
【發(fā)明人】金學(xué)成, 林建輝, 張衛(wèi)新, 潘建斌
【申請人】周海波
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年8月12日