主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、裝置以及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種主軸電機(jī)的驅(qū)動(dòng)方法和相關(guān)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和裝置。所述驅(qū)動(dòng)方法包括如下步驟：調(diào)節(jié)多個(gè)調(diào)制信號(hào)和對應(yīng)于多個(gè)調(diào)制信號(hào)的多個(gè)浮動(dòng)相位；根據(jù)多個(gè)浮動(dòng)相位，在多個(gè)調(diào)制信號(hào)中的每個(gè)調(diào)制信號(hào)的活躍周期過后，立即進(jìn)入浮動(dòng)周期；在浮動(dòng)周期內(nèi)，根據(jù)主軸電機(jī)第一端子處的第一端子電壓信號(hào)，獲得主軸電機(jī)的消磁時(shí)間；如果消磁時(shí)間不小于閾值時(shí)間周期，重復(fù)完成多個(gè)調(diào)制信號(hào)的調(diào)節(jié)步驟；相反，如果消磁時(shí)間小于閾值時(shí)間周期，在消磁時(shí)間過后，根據(jù)主軸電機(jī)第一端子處的電壓信號(hào)，獲得主軸電機(jī)的相位。
【專利說明】
主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、裝置以及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、裝置以及驅(qū)動(dòng)方法，更具體而言涉及無傳感器的主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、裝置以及驅(qū)動(dòng)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]圖1示意性地示出傳統(tǒng)主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)。如圖1所示，傳統(tǒng)主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置連接至主軸電機(jī)130，并且所述主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置包括電機(jī)控制器110、驅(qū)動(dòng)電路120和位置傳感器140。
[0003]根據(jù)主軸電機(jī)130轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)位置，所述位置傳感器140產(chǎn)生提供給電機(jī)控制器110的位置信號(hào)H。根據(jù)位置信號(hào)H，所述電機(jī)控制器110產(chǎn)生脈寬調(diào)制信號(hào)(pulse widthmodulat1n signal)P麗。根據(jù)脈寬調(diào)制信號(hào)P麗，所述驅(qū)動(dòng)電路120產(chǎn)生提供給主軸電機(jī)130的三個(gè)端子U、V和W的第一相位電流Iu、第二相位電流Iv和第三相位電流Iw。響應(yīng)主軸電機(jī)130的旋轉(zhuǎn)，所述位置傳感器140傳送位置信號(hào)H至電機(jī)控制器110。例如，位置傳感器140為霍爾傳感器。
[0004]圖2A所示為傳統(tǒng)主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)電路的電路原理圖。如圖2A所示，所述驅(qū)動(dòng)電路120包括六個(gè)驅(qū)動(dòng)晶體管Ml?M6。每個(gè)驅(qū)動(dòng)晶體管Ml?M6具有體二極管(bodyd1de)，所述體二極管連接在漏極端子和源極端子之間。此外，脈寬調(diào)制信號(hào)PWM包括六個(gè)調(diào)制信號(hào)。
[0005]第一驅(qū)動(dòng)晶體管Ml的柵極端子接收第一調(diào)制信號(hào)U_h。第一驅(qū)動(dòng)晶體管Ml的漏極端子和源極端子連接在第一電源供應(yīng)電壓Vl和節(jié)點(diǎn)u之間。第二驅(qū)動(dòng)晶體管M2的柵極端子接收第二調(diào)制信號(hào)W_I。第二驅(qū)動(dòng)晶體管M2的漏極端子和源極端子連接在第二電源供應(yīng)電壓V2和節(jié)點(diǎn)w之間。第三驅(qū)動(dòng)晶體管M3的柵極端子接收第三調(diào)制信號(hào)V_h。第三驅(qū)動(dòng)晶體管M3的漏極端子和源極端子連接在第一電源供應(yīng)電壓Vl和節(jié)點(diǎn)V之間。第四驅(qū)動(dòng)晶體管M4的柵極端子接收第四調(diào)制信號(hào)U_I。第四驅(qū)動(dòng)晶體管M4的漏極端子和源極端子連接在第二電源供應(yīng)電壓V2和節(jié)點(diǎn)u之間。第五驅(qū)動(dòng)晶體管M5的柵極端子接收第五調(diào)制信號(hào)W_h。第五驅(qū)動(dòng)晶體管M5的漏極端子和源極端子連接在第一電源供應(yīng)電壓Vl和節(jié)點(diǎn)w之間。第六驅(qū)動(dòng)晶體管M6的柵極端子接收第六調(diào)制信號(hào)￥_1。第六驅(qū)動(dòng)晶體管M6的漏極端子和源極端子連接在第二電源供應(yīng)電壓V2和節(jié)點(diǎn)V之間。此外，所述節(jié)點(diǎn)U、V和w分別連接至主軸電機(jī)130的三個(gè)端子U、V和W。
[0006]圖2B所示為描述脈寬調(diào)制信號(hào)之間關(guān)系的時(shí)序波形圖，由圖1的主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置處理三個(gè)相位信號(hào)和位置信號(hào)。所述位置信號(hào)H包括A-分量信號(hào)Ha、B-分量信號(hào)Hb和C分量信號(hào)He。
[0007]如果轉(zhuǎn)子的相位在O至60度之間，由第一調(diào)制信號(hào)U_h和第二調(diào)制信號(hào)評(píng)_1分別控制第一驅(qū)動(dòng)晶體管Ml和第二驅(qū)動(dòng)晶體管M2。在此情況下，第一相位電流Iu為正，第三相位電流I w為負(fù)。換言之，所述驅(qū)動(dòng)電流從主軸電機(jī)130端子U流向主軸電機(jī)130端子W。根據(jù)A-分量信號(hào)Ha、B-分量信號(hào)Hb和C分量信號(hào)He，獲得表示(100)的位置信號(hào)H。
[0008]如果轉(zhuǎn)子相位在60至120度之間，由第三調(diào)制信號(hào)V_h和第二調(diào)制信號(hào)評(píng)_1分別控制第三驅(qū)動(dòng)晶體管M3和第二驅(qū)動(dòng)晶體管M2。在此情況下，第二相位電流Iv為正，第三相位電流Iw為負(fù)。換言之，驅(qū)動(dòng)電流從主軸電機(jī)130的端子V流向主軸電機(jī)130的端子W ο根據(jù)A-分量信號(hào)Ha、B-分量信號(hào)Hb和C分量信號(hào)He，獲得表示(110)的位置信號(hào)H。
[0009]如果轉(zhuǎn)子的相位在120至180度之間，由第三調(diào)制信號(hào)V_h和第四調(diào)制信號(hào)U_I分別控制第三驅(qū)動(dòng)晶體管M3和第四驅(qū)動(dòng)晶體管M4。在此情況下，第二相位電流Iv為正，第一相位電流Iu為負(fù)。換言之，驅(qū)動(dòng)電流從主軸電機(jī)130的端子V流向主軸電機(jī)130的端子U ο根據(jù)A-分量信號(hào)Ha、B-分量信號(hào)Hb和C分量信號(hào)He，獲得表示(010)的位置信號(hào)H。
[0010]如果轉(zhuǎn)子的相位在180至240度之間，由第五調(diào)制信號(hào)W_h和第四調(diào)制信號(hào)U_I分別控制第五驅(qū)動(dòng)晶體管M5和第四驅(qū)動(dòng)晶體管M4。在此情況下，第三相位電流Iw為正，第一相位電流Iu為負(fù)。換言之，驅(qū)動(dòng)電流從主軸電機(jī)130的端子W流向主軸電機(jī)130的端子U ο根據(jù)A-分量信號(hào)Ha、B-分量信號(hào)Hb和C分量信號(hào)He，獲得表示(011)的位置信號(hào)H。
[0011 ]如果轉(zhuǎn)子的相位在240至300度之間，由第五調(diào)制信號(hào)W_h和第六調(diào)制信號(hào)￥_1分別控制第五驅(qū)動(dòng)晶體管M5和第六驅(qū)動(dòng)晶體管M6。在此情況下，第三相位電流Iw為正，第二相位電流IV為負(fù)。換言之，驅(qū)動(dòng)電流從主軸電機(jī)130的端子W流向主軸電機(jī)130的端子V ο根據(jù)A-分量信號(hào)Ha、B-分量信號(hào)Hb和C分量信號(hào)He，獲得表示(001)的位置信號(hào)H。
[0012]如果轉(zhuǎn)子的相位在300至360度之間，由第一調(diào)制信號(hào)U_h和第六調(diào)制信號(hào)￥_1分別控制第一驅(qū)動(dòng)晶體管Ml和第六驅(qū)動(dòng)晶體管M6。在此情況下，第一相位電流Iu為正，第二相位電流IV為負(fù)。換言之，驅(qū)動(dòng)電流從主軸電機(jī)130的端子U流向主軸電機(jī)130的端子V ο根據(jù)A-分量信號(hào)Ha、B-分量信號(hào)Hb和C分量信號(hào)He，獲得表示(101)的位置信號(hào)H。
[0013]隨后，轉(zhuǎn)子在O至360度之間連續(xù)旋轉(zhuǎn)。
[0014]基于上述論述，脈寬調(diào)制信號(hào)PWM的每個(gè)調(diào)制信號(hào)具有120-度活躍周期。例如，第一調(diào)制信號(hào)u_h的活躍周期在300至60度之間，第二調(diào)制信號(hào)胃_1的活躍周期在O至120度之間，第三調(diào)制信號(hào)V_h的活躍周期在60至180度之間，第四調(diào)制信號(hào)U_I的活躍周期在120至240度之間，第五調(diào)制信號(hào)W_h的活躍周期在180至300度之間，以及第六調(diào)制信號(hào)V_I的活躍周期在240至360度之間。
[0015]換言之，傳統(tǒng)主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的電機(jī)控制器110實(shí)現(xiàn)根據(jù)位置信號(hào)H的主軸電機(jī)130的轉(zhuǎn)子相位，并且確定O-度、60-度、120-度、180-度、240-度和300-度的相位變化點(diǎn)。因此，相應(yīng)地控制六個(gè)調(diào)制信號(hào)的活躍周期。如果主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置沒有位置傳感器來產(chǎn)生位置信號(hào)山所述電機(jī)控制器110就不能準(zhǔn)確地產(chǎn)生六個(gè)調(diào)制信號(hào)1]_11、1]_1、￥_11、￥_1、￥_11和W_I以控制主軸電機(jī)130。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]為了降低成本和有效地控制主軸電機(jī)，本發(fā)明提供一種無傳感器的主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
[0017]本發(fā)明提供一種主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，所述主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置連接至主軸電機(jī)的第一端子、第二端子和第三端子。所述主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置包括:電機(jī)控制器，所述電機(jī)控制器用于產(chǎn)生多個(gè)調(diào)制信號(hào)和對應(yīng)于多個(gè)調(diào)制信號(hào)的多個(gè)浮動(dòng)相位，其中在多個(gè)調(diào)制信號(hào)中的每個(gè)調(diào)制信號(hào)的活躍周期之后立即進(jìn)入浮動(dòng)周期，其中多個(gè)調(diào)制信號(hào)的第一調(diào)制信號(hào)對應(yīng)于多個(gè)浮動(dòng)相位的第一浮動(dòng)相位;驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路接收多個(gè)調(diào)制信號(hào)，并且產(chǎn)生到第一端子的第一端子電壓信號(hào)、到第二端子的第二端子電壓信號(hào)和到第三端子的第三端子電壓信號(hào)；以及消磁檢測電路，所述消磁測量電路連接至第一端子，其中在第一浮動(dòng)相位，所述消磁測量電路測量第一端子電壓信號(hào)的變化，從而計(jì)算主軸電機(jī)的消磁時(shí)間。
[0018]本發(fā)明還提供一種驅(qū)動(dòng)主軸電機(jī)的方法。所述主軸電機(jī)具有第一端子、第二端子和第三端子。所述方法包括以下步驟:(a)調(diào)節(jié)多個(gè)調(diào)制信號(hào)和對應(yīng)于多個(gè)調(diào)制信號(hào)的多個(gè)浮動(dòng)相位；(b)根據(jù)多個(gè)浮動(dòng)相位的第一浮動(dòng)相位，探測在多個(gè)調(diào)制信號(hào)的第一調(diào)制信號(hào)的活躍周期過后立即進(jìn)入的第一浮動(dòng)周期；(C)在第一浮動(dòng)周期內(nèi)，根據(jù)主軸電機(jī)第一端子的第一端子電壓信號(hào)獲取消磁時(shí)間；以及(d)根據(jù)消磁時(shí)間，選擇性地調(diào)節(jié)第一浮動(dòng)周期。
[0019]本發(fā)明的多個(gè)目的、特征和優(yōu)點(diǎn)通過結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明的具體描述而變得顯而易見。然而，這里所用的附圖僅出于描述的目的，并不是限定性的。
【附圖說明】
[0020]對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在參照以下詳細(xì)描述和附圖后，本發(fā)明的上述目的和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見，其中:
[0021]圖1(現(xiàn)有技術(shù))所示為傳統(tǒng)主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖；
[0022]圖2A(現(xiàn)有技術(shù))所示為傳統(tǒng)主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)電路的電路原理圖；
[0023]圖2B(現(xiàn)有技術(shù))所示為示意性的由圖1中的主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置處理的脈寬調(diào)制信號(hào)、三個(gè)相位信號(hào)和位置信號(hào)之間的關(guān)系時(shí)序波形圖。
[0024]圖3A所示為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)圖；
[0025]圖3B所示為脈寬調(diào)制信號(hào)的調(diào)制信號(hào)之間的關(guān)系時(shí)序波形圖，所述脈寬調(diào)制信號(hào)由附圖3A中的主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置處理。
[0026]圖4A?4L所示為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)電流和調(diào)制信號(hào)之間的關(guān)系視圖；
[0027]圖5所示為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的第一典型消磁測量電路的原理電路框圖；
[0028]圖6A所示為描述通過電機(jī)控制器將浮動(dòng)相位調(diào)節(jié)為不理想狀態(tài)的相關(guān)信號(hào)的時(shí)序波形圖；
[0029]圖6B所示為描述通過電機(jī)控制器將浮動(dòng)相位調(diào)節(jié)為理想狀態(tài)的相關(guān)信號(hào)的時(shí)序波形圖；
[0030]圖7所示為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)方法的流程圖；
[0031]圖8A所示為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的第二典型消磁測量電路的原理電路框圖；以及
[0032]圖SB所示為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的第三典型消磁測量電路的原理電路框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]本發(fā)明提供一種無傳感器的主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。在該無傳感器的主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，根據(jù)反電動(dòng)勢(BEMF)確定相位變化點(diǎn)。
[0034]圖3A所示為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)圖。如附圖3A所示，所述主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置連接至主軸電機(jī)230。所述主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置包括電機(jī)控制器210、驅(qū)動(dòng)電路220和消磁測量電路250。此外，所述消磁測量電路250包括相位電壓比較器252和計(jì)數(shù)器254。
[0035]圖3B所示為脈寬調(diào)制信號(hào)的調(diào)制信號(hào)之間的關(guān)系時(shí)序波形圖，所述脈寬調(diào)制信號(hào)由圖3A中的主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置處理。在此實(shí)施例中，所述電機(jī)控制器210能夠調(diào)節(jié)浮動(dòng)相位(floating phase)，從而動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)浮動(dòng)周期(floating per1d)Ap。如圖313所示，在每個(gè)調(diào)制信號(hào)的活躍周期之后，立即進(jìn)入浮動(dòng)周期Λρ。因此，每個(gè)調(diào)制信號(hào)的活躍周期小于120-度的時(shí)間周期。
[0036]請參見圖3Β，每個(gè)從浮動(dòng)相位PI至60度的時(shí)間周期、從浮動(dòng)相位ρ2至120度的時(shí)間周期、從浮動(dòng)相位Ρ3至180度的時(shí)間周期、從浮動(dòng)相位ρ4至240度的時(shí)間周期、從浮動(dòng)相位ρ5至300度的時(shí)間周期和從浮動(dòng)相位ρ6至360度的時(shí)間周期都表示為浮動(dòng)周期Λρ。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的特征，所述電機(jī)控制器210根據(jù)浮動(dòng)周期Λρ來控制主軸電機(jī)230的驅(qū)動(dòng)電流相位。因此，由所述電機(jī)控制器210有效地控制主軸電機(jī)230。驅(qū)動(dòng)電路220的驅(qū)動(dòng)晶體管之間的關(guān)系與圖2相同，此處不再贅述。
[0038]所述主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的運(yùn)行描述如下。圖4Α?4L所示為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)電流和調(diào)制信號(hào)之間的關(guān)系。
[0039]如圖4Α所示，轉(zhuǎn)子的相位在O至(60-Λρ)度之間。換言之，轉(zhuǎn)子的相位在第一調(diào)制信號(hào)u_h和第二調(diào)制信號(hào)胃_1的活躍周期內(nèi)。同時(shí)，驅(qū)動(dòng)電流Id通過第一驅(qū)動(dòng)晶體管Ml和節(jié)點(diǎn)U，從第一電源供應(yīng)電壓Vl傳輸至主軸電機(jī)230的端子U，并且通過節(jié)點(diǎn)w和第二驅(qū)動(dòng)晶體管M2，從主軸電機(jī)230的端子W輸出至第二電源供應(yīng)電壓V2。
[0040]如圖4B所示，轉(zhuǎn)子相位處于(60-Λρ)至60度之間的浮動(dòng)周期內(nèi)。換言之，轉(zhuǎn)子相位在第二調(diào)制信號(hào)評(píng)_1的活躍周期內(nèi)，但不在第一調(diào)制信號(hào)U_h的活躍周期內(nèi)。在浮動(dòng)周期內(nèi)，驅(qū)動(dòng)電流Id依然通過主軸電機(jī)230從主軸電機(jī)230的端子U傳輸至主軸電機(jī)230的端子W。因此，接通第四驅(qū)動(dòng)晶體管M4的體二極管，并形成消磁回路。在此情況下，驅(qū)動(dòng)電流Id通過節(jié)點(diǎn)w、第二驅(qū)動(dòng)晶體管M2、第四驅(qū)動(dòng)晶體管M4的體二極管和節(jié)點(diǎn)u從主軸電機(jī)230的端子W傳輸至端子U。
[0041]在浮動(dòng)周期內(nèi)，驅(qū)動(dòng)電流Id逐漸減小至O。因此，主軸電機(jī)230的端子U的電壓從(V2-0.7)逐漸增加至V2，其中0.7V為體二極管的正向偏置電壓。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電流Id減小至O時(shí)，所述電機(jī)控制器210開始探測端子U的反電動(dòng)勢(BEMF)，并確定主軸電機(jī)230的相位。
[0042]如圖4C所示，轉(zhuǎn)子的相位在60至(120-Λρ)度之間。換言之，轉(zhuǎn)子相位在第三調(diào)制信號(hào)v_h和第二調(diào)制信號(hào)W_I的活躍周期之間。同時(shí)，驅(qū)動(dòng)電流Id通過第三驅(qū)動(dòng)晶體管M3和節(jié)點(diǎn)V從第一電源供應(yīng)電壓Vl傳輸至主軸電機(jī)230的端子V，并通過節(jié)點(diǎn)w和第二驅(qū)動(dòng)晶體管M2從主軸電機(jī)230的端子W輸出至第二電源供應(yīng)電壓V2。
[0043]如圖4D所示，轉(zhuǎn)子的相位處于(120-Λρ)至120度之間的浮動(dòng)周期內(nèi)。換言之，轉(zhuǎn)子相位在第三調(diào)制信號(hào)V_h的活躍周期內(nèi)，但并不在第二調(diào)制信號(hào)W_I的活躍周期內(nèi)。在浮動(dòng)周期內(nèi)，驅(qū)動(dòng)電流Id依然通過主軸電機(jī)230從端子V傳輸至端子W。因此，接通第五驅(qū)動(dòng)晶體管M5的體二極管，并且形成消磁回路。在此情況下，驅(qū)動(dòng)電流Id通過節(jié)點(diǎn)W、第五驅(qū)動(dòng)晶體管M5的體二級(jí)管、第三驅(qū)動(dòng)晶體管M3和節(jié)點(diǎn)V從主軸電機(jī)230的端子W傳輸至主軸電機(jī)230的端子V O
[0044]在浮動(dòng)周期內(nèi)，驅(qū)動(dòng)電流Id逐漸減小至O。因此，主軸電機(jī)230的端子W處的電壓逐漸從(V1+0.7)減小至Vl，其中0.7V為體二極管的正向偏置電壓。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電流Id減小至O時(shí)，電機(jī)控制器210開始探測端子W的反電動(dòng)勢(BEMF)，并確定主軸電機(jī)230的相位。
[0045]如圖4E所示，轉(zhuǎn)子相位在120至(180-Λρ)度之間。換言之，轉(zhuǎn)子相位在第三調(diào)制信號(hào)V_h和第四調(diào)制信號(hào)U_I的活躍周期內(nèi)。同時(shí)，驅(qū)動(dòng)電流Id通過第三驅(qū)動(dòng)晶體管M3和節(jié)點(diǎn)V，從第一電源供應(yīng)電壓Vl傳輸至主軸電機(jī)230的端子V，并且通過節(jié)點(diǎn)u和第四驅(qū)動(dòng)晶體管M4，從主軸電機(jī)230的端子U輸出至第二電源供應(yīng)電壓V2。
[0046]如圖4F所示，轉(zhuǎn)子相位在(180-Λρ)至180度之間的浮動(dòng)相位內(nèi)。換言之，轉(zhuǎn)子相位在第四調(diào)制信號(hào)U_I的活躍周期內(nèi)，但并不在第三調(diào)制信號(hào)V_h的活躍周期內(nèi)。在浮動(dòng)周期內(nèi)，驅(qū)動(dòng)電流Id依然通過主軸電機(jī)230從端子V傳輸至端子U。因此，接通第六驅(qū)動(dòng)晶體管M6的體二極管，并且形成消磁回路。在此情況下，驅(qū)動(dòng)電流Id通過節(jié)點(diǎn)U、第四驅(qū)動(dòng)晶體管M4、第六驅(qū)動(dòng)晶體管M6的體二級(jí)管和節(jié)點(diǎn)V，從主軸電機(jī)230的端子U傳輸至主軸電機(jī)230的端子V。
[0047]在浮動(dòng)周期內(nèi)，驅(qū)動(dòng)電流Id逐漸減小至O。因此，主軸電機(jī)230的端子V處的電壓從(V2-0.7)逐漸增加至V2，其中0.7V為體二級(jí)管的正向偏置電壓。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電流Id減小至O時(shí)，電機(jī)控制器210開始探測端子V的反電動(dòng)勢(BEMF)，并確定主軸電機(jī)230的相位。
[0048]如圖4G所示，轉(zhuǎn)子相位在180至(240-Λρ)度之間的范圍內(nèi)。換言之，轉(zhuǎn)子相位在第五調(diào)制信號(hào)w_h和第四調(diào)制信號(hào)U_I的活躍周期內(nèi)。同時(shí)，驅(qū)動(dòng)電流Id通過第五驅(qū)動(dòng)晶體管M5和節(jié)點(diǎn)w從第一電源供應(yīng)電壓Vl傳輸至主軸電機(jī)230的端子W，并且通過節(jié)點(diǎn)u和第四驅(qū)動(dòng)晶體管M4，從主軸電機(jī)230的端子U輸出至第二電源供應(yīng)電壓V2。
[0049]如圖4!1所示，轉(zhuǎn)子相位在(240-Λρ)至240度之間的浮動(dòng)周期內(nèi)。換言之，轉(zhuǎn)子相位在第五調(diào)制信號(hào)W_h的活躍周期內(nèi)，但并不在第四調(diào)制信號(hào)U_I的活躍周期內(nèi)。在浮動(dòng)周期內(nèi)，驅(qū)動(dòng)電流Id依然通過主軸電機(jī)230從端子W傳輸至端子U。因此，接通第一驅(qū)動(dòng)晶體管Ml的體二極管，并且形成消磁回路。在此情況下，驅(qū)動(dòng)電流Id通過節(jié)點(diǎn)U、第一驅(qū)動(dòng)晶體管Ml的體二極管、第五驅(qū)動(dòng)晶體管M5和節(jié)點(diǎn)W，從主軸電機(jī)230的端子U傳輸至主軸電機(jī)230的端子W。
[0050]在浮動(dòng)周期內(nèi)，驅(qū)動(dòng)電流Id逐漸減小至O。因此，主軸電機(jī)230的端子U處的電壓逐漸從(V1+0.7)減小至VI，其中0.7V為體二級(jí)管的正向偏置電壓。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電流Id減小至O時(shí)，電機(jī)控制器210開始探測端子U的反電動(dòng)勢(BEMF)，并確定主軸電機(jī)230的相位。
[0051]如圖41所示，轉(zhuǎn)子相位在240至(300-Λρ)度之間的范圍內(nèi)。換言之，轉(zhuǎn)子相位在第五調(diào)制信號(hào)W_h和第六調(diào)制信號(hào)￥_1的活躍周期內(nèi)。同時(shí)，驅(qū)動(dòng)電流Id通過第五驅(qū)動(dòng)晶體管M5和節(jié)點(diǎn)w從第一電源供應(yīng)電壓Vl傳輸至主軸電機(jī)230的端子W，并且通過節(jié)點(diǎn)V和第六驅(qū)動(dòng)晶體管M6從主軸電機(jī)230輸出至第二電源供應(yīng)電壓V2。
[0052]如圖4J所示，轉(zhuǎn)子相位在(300-Λρ)至300度之間的浮動(dòng)周期內(nèi)。換言之，轉(zhuǎn)子相位在第六調(diào)制信號(hào)乂_1的活躍周期內(nèi)，但并不在第五調(diào)制信號(hào)W_h的活躍周期內(nèi)。在浮動(dòng)周期內(nèi)，驅(qū)動(dòng)電流Id依然通過主軸電機(jī)230從端子W傳輸至端子V。因此，接通第二驅(qū)動(dòng)晶體管M2的體二極管，并且形成消磁回路。在此情況下，驅(qū)動(dòng)電流Id通過節(jié)點(diǎn)V、第六驅(qū)動(dòng)晶體管M6、第二驅(qū)動(dòng)晶體管M2的體二極管和節(jié)點(diǎn)w，從主軸電機(jī)230的端子V傳輸至主軸電機(jī)230的端子W。
[0053]在浮動(dòng)周期內(nèi)，驅(qū)動(dòng)電流Id逐漸減小至O。因此，主軸電機(jī)230的端子W處的電壓從(V2-0.7)逐漸增加至V2，其中0.7V為體二極管的正向偏置電壓。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電流Id減小至O，電機(jī)控制器210開始探測端子W的反電動(dòng)勢(BEMF)，并確定主軸電機(jī)230的相位。
[0054]如圖4K所示，轉(zhuǎn)子相位在300至(360-Λρ)度之間的范圍內(nèi)。換言之，轉(zhuǎn)子相位在第一調(diào)制信號(hào)U_h和第六調(diào)制信號(hào)￥_1的活躍周期內(nèi)。同時(shí)，驅(qū)動(dòng)電流Id通過第一驅(qū)動(dòng)晶體管Ml和節(jié)點(diǎn)U，從第一電源供應(yīng)電壓Vl傳輸至主軸電機(jī)230的端子U，并通過節(jié)點(diǎn)V和第六驅(qū)動(dòng)晶體管M6從主軸電機(jī)230的端子V輸出至第二電源供應(yīng)電壓V2。
[0055]如圖4L所示，轉(zhuǎn)子相位在(360-Λρ)至360度之間的浮動(dòng)周期內(nèi)。換言之，轉(zhuǎn)子相位在第一調(diào)制信號(hào)U_h的活躍周期內(nèi)，但并不在第六調(diào)制信號(hào)V_I的活躍周期內(nèi)。在浮動(dòng)周期內(nèi)，驅(qū)動(dòng)電流Id依然通過主軸電機(jī)230從端子U傳輸至端子V。因此，接通第三驅(qū)動(dòng)晶體管M3的體二極管，并且形成消磁回路。在此情況下，驅(qū)動(dòng)電流Id通過節(jié)點(diǎn)V、第三驅(qū)動(dòng)晶體管M3的體二極管、第一驅(qū)動(dòng)晶體管Ml和節(jié)點(diǎn)U，從主軸電機(jī)230的端子V傳輸至主軸電機(jī)230的端子U0
[0056]在浮動(dòng)周期內(nèi)，驅(qū)動(dòng)電流Id逐漸減小至O。因此，主軸電機(jī)230的端子V處的電壓從(Vl+ο.7)減小至Vl，其中0.7V為體二極管的正向偏置電壓。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電流Id減小至O時(shí)，控制電機(jī)210開始探測端子V的反電動(dòng)勢(BEMF)，并確定主軸電機(jī)230的相位。
[0057]在依次實(shí)施了上述圖4A?4L的流程之后，則探測了主軸電機(jī)230的全部相位。
[0058]一般而言，根據(jù)負(fù)載狀態(tài)和主軸電機(jī)的轉(zhuǎn)速來確定驅(qū)動(dòng)電流Id的量級(jí)。換言之，驅(qū)動(dòng)電流Id的量級(jí)受到三個(gè)因素的影響，包括主軸電機(jī)的類型、負(fù)載狀態(tài)和轉(zhuǎn)速。如果驅(qū)動(dòng)電流Id的量級(jí)不同，產(chǎn)生反電動(dòng)勢(BEMF)的延遲時(shí)間不同。
[0059]圖5所示為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的第一典型消磁測量電路的原理電路框圖。消磁測量電路250包括相位電壓比較器252和計(jì)數(shù)器254。所述相位電壓比較器252包括第一多路復(fù)用器510、第二多路復(fù)用器520、低通濾波器(LPF)524和比較電路530。從電機(jī)控制器210輸出的控制信號(hào)ctrl包括參考控制信號(hào)ctrl_ref和相位控制信號(hào)ctrl_phase ο
[0060]第一多路復(fù)用器510接收第一參考電壓Refl和第二參考電壓Ref 2，并根據(jù)參考控制信號(hào)ctrl_ref，選擇第一參考電壓Ref I和第二參考電壓Ref 2其中之一作為輸出參考電壓Refo。在一實(shí)施例中，第一參考電壓Refl為第一電源供應(yīng)電壓VI，而第二參考電壓Ref2為第二電源供應(yīng)電壓V2。
[0061]第二多路復(fù)用器520與端子U、端子V和端子W相連。根據(jù)相位控制信號(hào)ctrl_phaSe，第二多路復(fù)用器520從端子U、端子V和端子W的電壓信號(hào)中選擇一個(gè)作為輸出相位信號(hào)Oph。在通過低通濾波器(LPF)524處理的輸出相位信號(hào)Oph之后，產(chǎn)生經(jīng)過濾的輸出相位信號(hào)0ph_lpo
[0062]通過比較輸出參考電壓Refo和經(jīng)過濾的輸出相位信號(hào)Oph—Ip，比較電路530產(chǎn)生比較信號(hào)Co。此外，計(jì)數(shù)器254接收時(shí)鐘信號(hào)CLK。比較信號(hào)Co進(jìn)入計(jì)數(shù)器254的使能端子EN。根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)CLK，在計(jì)數(shù)器254啟動(dòng)的時(shí)間周期內(nèi)計(jì)數(shù)，并從計(jì)數(shù)器254輸出計(jì)數(shù)值cnt。
[0063]圖6A為描述通過電機(jī)控制器將浮動(dòng)相位調(diào)節(jié)為不理想狀態(tài)的相關(guān)信號(hào)的時(shí)序波形圖。如果將浮動(dòng)相位pi和p4調(diào)節(jié)至不理想狀態(tài)，對應(yīng)于浮動(dòng)相位pi和p4的驅(qū)動(dòng)電流Id是不平滑的。由于不平滑的驅(qū)動(dòng)電流Id造成主軸電機(jī)230的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生噪聲且需要更長的消磁時(shí)間。
[0064]圖6A中描述了端子U處的的電壓信號(hào)Vu的變化。值得注意的是可以類推導(dǎo)出端子V處的電壓信號(hào)Vv的變化或端子W處的電壓信號(hào)Vw的變化。此外，根據(jù)電機(jī)控制器210的相位控制信號(hào)ctrl_phase，選擇端子U處的電壓信號(hào)Vu作為經(jīng)過濾的輸出相位信號(hào)0ph_lp。
[0065]在浮動(dòng)相位p4，根據(jù)來自于電機(jī)控制器210的參考控制信號(hào)ctrl_ref，選擇第一參考電壓Refl，例如Vl，作為輸出參考電壓Ref ο。因此，在浮動(dòng)相位p4，經(jīng)過濾的輸出相位信號(hào)0ph_lp等于(V1+0.7)。在此情況下，來自于比較電路530的比較信號(hào)Co處于高電平狀態(tài)。當(dāng)經(jīng)過濾的輸出相位信號(hào)0ph_l P減小至VI時(shí)，來自于比較電路5 30的比較信號(hào)Co處于低電平狀態(tài)。換言之，比較信號(hào)Co的脈沖寬度為主軸電機(jī)230的消磁時(shí)間。此外，消磁時(shí)間由計(jì)數(shù)器254轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)數(shù)值cnt。
[0066]類似的，在浮動(dòng)相位pi，根據(jù)來自于電機(jī)控制器210的參考控制信號(hào)ctrl_ref，選擇第二參考電壓Ref2，例如V2，作為輸出參考電壓Refo。因此，在浮動(dòng)相位pi，經(jīng)過濾的輸出相位信號(hào)0ph_lp等于(V2-0.7)。在此情況下，來自于比較電路530的比較信號(hào)Co處于高電平狀態(tài)。當(dāng)經(jīng)過濾的輸出相位信號(hào)0ph_lp增加至V2，來自于比較電路530的比較信號(hào)Co處于低電平狀態(tài)。換言之，比較信號(hào)Co的脈沖寬度為主軸電機(jī)230的消磁時(shí)間。此外，消磁時(shí)間由計(jì)數(shù)器254轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)數(shù)值cnt。
[0067]當(dāng)比較信號(hào)Co處于低電平狀態(tài)時(shí)，消磁時(shí)間結(jié)束。在此時(shí)，主軸電機(jī)230的端子U的電壓信號(hào)Vu為反電動(dòng)勢(BEMF)。根據(jù)反電動(dòng)勢(BEMF)，由電機(jī)控制器210探測主軸電機(jī)230的相位。圖6B所示為描述通過電機(jī)控制器將浮動(dòng)相位調(diào)節(jié)為理想狀態(tài)的相關(guān)信號(hào)的時(shí)序波形圖。如果將浮動(dòng)相位pi和p4調(diào)節(jié)至理想狀態(tài)，對應(yīng)于浮動(dòng)相位pi和p4的驅(qū)動(dòng)電流Id是平滑的。由于平滑驅(qū)動(dòng)電流Id造成主軸電機(jī)230的旋轉(zhuǎn)更為平滑。因此，減小了噪聲并且縮短了消磁時(shí)間。
[0068]在浮動(dòng)相位P4，根據(jù)來自于電機(jī)控制器210的參考控制信號(hào)ctrl_ref，選擇第一參考電壓Refl，例如Vl，作為輸出參考電壓Ref ο。因此，在浮動(dòng)相位p4，經(jīng)過濾的輸出相位信號(hào)0ph_lp等于(V1+0.7)。在此情況下，來自于比較電路530的比較信號(hào)Co處于高電平狀態(tài)。當(dāng)經(jīng)過濾的輸出相位信號(hào)0ph_lp減小至VI，來自于比較電路530的比較信號(hào)Co處于低電平狀態(tài)。換言之，比較信號(hào)Co的脈沖寬度為主軸電機(jī)230的消磁時(shí)間。此外，消磁時(shí)間由計(jì)數(shù)器254轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)數(shù)值cnt。
[0069]類似的，在浮動(dòng)相位pi，根據(jù)來自于電機(jī)控制器210的參考控制信號(hào)ctrl_ref，選擇第二參考電壓Ref2，例如V2，作為輸出參考電壓Refo。因此，在浮動(dòng)相位pi，經(jīng)過濾的輸出相位信號(hào)0ph_lp等于(V2-0.7)。在此情況下，來自于比較電路530的比較信號(hào)Co處于高電平狀態(tài)。當(dāng)經(jīng)過濾的輸出相位信號(hào)0ph_lp增加至V2時(shí)，來自于比較電路530的比較信號(hào)Co處于低電平狀態(tài)。換言之，比較信號(hào)Co的脈沖寬度為主軸電機(jī)2 3 O的消磁時(shí)間。此外，消磁時(shí)間由計(jì)數(shù)器254轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)數(shù)值cnt。
[0070]當(dāng)比較信號(hào)Co處于低電平狀態(tài)時(shí)，結(jié)束消磁時(shí)間。在此時(shí)，主軸電機(jī)230的端子U的電壓信號(hào)Vu為反電動(dòng)勢(BEMF)。根據(jù)反電動(dòng)勢(BEMF)，電機(jī)控制器210探測主軸電機(jī)230的相位。
[0071]基于上述論述，當(dāng)浮動(dòng)相位通過電機(jī)控制器210被調(diào)節(jié)至不理想狀態(tài)時(shí)，消磁時(shí)間更長并且由消磁測量電路250輸出的計(jì)數(shù)值cnt更大。另一方面，當(dāng)浮動(dòng)相位通過電機(jī)控制器210被調(diào)節(jié)至理想狀態(tài)時(shí)，消磁時(shí)間縮短并且由磁測量電路250輸出的計(jì)數(shù)值cnt更小。如果消磁時(shí)間小于閾值時(shí)間周期(例如2ys)，則認(rèn)為浮動(dòng)相位被調(diào)節(jié)至不理想狀態(tài)。
[0072]圖7所示為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)方法的流程圖。
[0073]首先，調(diào)節(jié)對應(yīng)于多個(gè)調(diào)制信號(hào)的多個(gè)浮動(dòng)相位(步驟S701)。根據(jù)多個(gè)浮動(dòng)相位，在多個(gè)調(diào)制信號(hào)中的每個(gè)調(diào)制信號(hào)的活躍周期過后，立即進(jìn)入浮動(dòng)周期(步驟S702)。在浮動(dòng)周期內(nèi)，根據(jù)主軸電機(jī)第一端子處的電壓信號(hào)，獲得主軸電機(jī)的消磁時(shí)間(步驟S703)。
[0074]如果消磁時(shí)間不小于閾值時(shí)間周期(步驟S704)，重復(fù)進(jìn)行步驟S701調(diào)節(jié)對應(yīng)于多個(gè)調(diào)制信號(hào)的多個(gè)浮動(dòng)相位，并更新于下一周期使用。反之，如果消磁時(shí)間小于閾值時(shí)間周期(步驟S704)，在消磁時(shí)間過后，根據(jù)主軸電機(jī)第一端子處的電壓信號(hào)，獲得主軸電機(jī)的相位(步驟S705)。
[0075]在主軸電機(jī)的旋轉(zhuǎn)達(dá)到平衡之后，足夠探測出對應(yīng)于特定浮動(dòng)相位的消磁時(shí)間。在此情況下，不需要接收電機(jī)控制器210的控制信號(hào)ctrl，并且簡化了消磁測量電路250的電路。以下描述主軸電機(jī)230的端子U和消磁測量電路250之間的連接。應(yīng)該注意的是，主軸電機(jī)230的端子V或端子W和消磁測量電路250之間的連接可以通過類推導(dǎo)出。
[0076]也就是說，在主軸電機(jī)的旋轉(zhuǎn)達(dá)到平衡時(shí)，根據(jù)第一浮動(dòng)相位，在探測到第一調(diào)制信號(hào)的活躍周期之后立即進(jìn)入第一浮動(dòng)周期。隨后，在第一浮動(dòng)周期內(nèi)，根據(jù)主軸電機(jī)第一端子處的第一端子電壓信號(hào)，探測消磁時(shí)間。而后根據(jù)消磁時(shí)間選擇性地調(diào)節(jié)第一浮動(dòng)相位。
[0077]圖8A所示為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的第二典型消磁測量電路的原理電路框圖。消磁測量電路250包括相位電壓比較器252和計(jì)數(shù)器254。所述相位電壓比較器252包括低通濾波器(LPF)SlO和比較電路820。所述低通濾波器810與端子U相連以產(chǎn)生經(jīng)過濾的U端電壓信號(hào)U_lp。此外，比較電路820的負(fù)極輸入端(-)接收參考電壓Ref，例如第一電源供應(yīng)電壓VI，并且比較電路820的正極輸入端(+ )接收經(jīng)過濾的U端電壓信號(hào)U_lp。
[0078]在浮動(dòng)相位p4，經(jīng)過濾的U端電壓信號(hào)U_lp等于(V1+0.7)。在此情況下，比較信號(hào)Co處于高電平狀態(tài)。當(dāng)經(jīng)過濾的U端電壓信號(hào)U_lp減小至Vl時(shí)，比較信號(hào)Co處于低電平狀態(tài)。此外，在比較信號(hào)Co處于高電平狀態(tài)時(shí)，啟動(dòng)計(jì)數(shù)器254，并且由計(jì)數(shù)器254輸出計(jì)數(shù)值cnt ο
[0079]圖SB所示為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置的第三典型消磁測量電路的原理電路框圖。所述消磁測量電路250包括相位電壓比較器252和計(jì)數(shù)器254。所述相位電壓比較器252包括低通濾波器(LPF)830和比較電路840。所述低通濾波器830與端子U相連以產(chǎn)生經(jīng)過濾的U端電壓信號(hào)U_lp。此外，比較電路840的正極輸入端(+ )接收參考電壓Ref，例如第二電源供應(yīng)電壓V2，而比較電路840的負(fù)極輸入端(-)接收經(jīng)過濾的U端電壓信號(hào)U_lp。
[0080]在浮動(dòng)相位pi，經(jīng)過濾的U端電壓信號(hào)U_lp等于(V2-0.7)。在此情況下，比較信號(hào)Co處于高電平狀態(tài)。當(dāng)經(jīng)過濾的U端電壓信號(hào)U_lp增加至V2時(shí)，比較信號(hào)Co處于低電平狀態(tài)。此外，在比較信號(hào)Co處于高電平狀態(tài)時(shí)，啟動(dòng)計(jì)數(shù)器254，并且由計(jì)數(shù)器254輸出計(jì)數(shù)值cnt ο
[0081]基于上述描述，本發(fā)明提供一種無傳感器的主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置和無傳感器的主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)方法。通過動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)調(diào)制信號(hào)的浮動(dòng)相位，使主軸電機(jī)的旋轉(zhuǎn)更平滑。因此，使噪聲降低，并且縮短了消磁時(shí)間。換言之，能夠快速探測主軸電機(jī)的相位。
[0082]此外，本發(fā)明還提供一種主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括電機(jī)控制器，具有第一端子、第二端子和第三端子的主軸電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電路和消磁測量電路。所述電機(jī)控制器產(chǎn)生多種調(diào)制信號(hào)和對應(yīng)于多個(gè)調(diào)制信號(hào)的多個(gè)浮動(dòng)相位，其中在多個(gè)調(diào)制信號(hào)中的每個(gè)調(diào)制信號(hào)的活躍周期過后，立即進(jìn)入浮動(dòng)周期，其中多個(gè)調(diào)制信號(hào)的第一調(diào)制信號(hào)對應(yīng)于多個(gè)浮動(dòng)相位的第一浮動(dòng)相位。所述驅(qū)動(dòng)電路接收多個(gè)調(diào)制信號(hào)，并且產(chǎn)生到第一端子的第一端子電壓信號(hào)、到第二端子的第二端子電壓信號(hào)和到第三端子的第三端子電壓信號(hào)。所述消磁測量電路連接至第一端子，在第一浮動(dòng)相位，測量第一端子電壓信號(hào)的變化，從而計(jì)算主軸電機(jī)的消磁時(shí)間。優(yōu)選地，如果消磁時(shí)間不小于閾值時(shí)間周期，所述電極控制器調(diào)節(jié)對應(yīng)于多個(gè)調(diào)制信號(hào)的多個(gè)浮動(dòng)相位。優(yōu)選地，在消磁時(shí)間過后，根據(jù)第一端子電壓信號(hào)，通過電機(jī)控制器獲得主軸電機(jī)的相位。
[0083]雖然本發(fā)明按照當(dāng)前認(rèn)為最可行和優(yōu)選的實(shí)施例進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明并不僅限于所公開的實(shí)施例。相反，其適用于包含在權(quán)利要求構(gòu)思和范圍內(nèi)的多種變形和相似設(shè)置，權(quán)利要求符合最寬泛的解釋以包括全部變形和相似結(jié)構(gòu)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，所述主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置耦接至主軸電機(jī)的第一端子、第二端子和第三端子，所述主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置包括: 電機(jī)控制器，所述電機(jī)控制器用于產(chǎn)生多個(gè)調(diào)制信號(hào)和對應(yīng)于所述多個(gè)調(diào)制信號(hào)的多個(gè)浮動(dòng)相位，其中在所述多個(gè)調(diào)制信號(hào)中的每個(gè)調(diào)制信號(hào)的活躍周期之后進(jìn)入浮動(dòng)周期，其中所述多個(gè)調(diào)制信號(hào)的第一調(diào)制信號(hào)對應(yīng)于所述多個(gè)浮動(dòng)相位的第一浮動(dòng)相位； 驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路接收多個(gè)調(diào)制信號(hào)，并產(chǎn)生到所述第一端子的第一端子電壓、到所述第二端子的第二端子電壓和到所述第三端子的第三端子電壓；以及 消磁檢測電路，所述消磁測量電路連接至所述第一端子，其中在第一浮動(dòng)相位，所述消磁測量電路測量第一端子電壓信號(hào)的變化，從而計(jì)算主軸電機(jī)的消磁時(shí)間。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其中如果所述消磁時(shí)間不小于閾值時(shí)間周期，所述電機(jī)控制器調(diào)節(jié)對應(yīng)于所述多個(gè)調(diào)制信號(hào)的所述多個(gè)浮動(dòng)相位。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其中如果所述消磁時(shí)間小于所述閾值時(shí)間周期，在所述消磁時(shí)間過后，由所述電機(jī)控制器根據(jù)所述第一端子電壓信號(hào)獲得所述主軸電機(jī)的相位。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其中所述消磁測量電路包括: 低通濾波器，所述低通濾波器接收第一端子電壓信號(hào)，并且輸出經(jīng)過濾的第一端子電壓信號(hào)； 比較電路，所述比較電路具有接收參考電壓的第一端和接收經(jīng)過濾的第一端子電壓信號(hào)的第二端，其中，所述比較電路根據(jù)所述參考電壓和經(jīng)過濾的第一端子電壓信號(hào)產(chǎn)生比較信號(hào)；以及 計(jì)數(shù)器，所述計(jì)數(shù)器具有接收比較信號(hào)的使能端子和接收時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)鐘端子，其中當(dāng)使能端子在第一浮動(dòng)相位使能時(shí)，所述計(jì)數(shù)器產(chǎn)生表示消磁時(shí)間的計(jì)數(shù)值。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其中消磁測量電路包括: 低通濾波器，所述低通濾波器接收第一端子電壓信號(hào)，并且輸出經(jīng)過濾的第一端子電壓信號(hào)； 比較電路，所述比較電路具有接收參考電壓的第一端和接收經(jīng)過濾的第一端子電壓信號(hào)的第二端，其中，比較電路根據(jù)參考電壓和經(jīng)過濾的第一端子電壓信號(hào)產(chǎn)生比較信號(hào)；以及 計(jì)數(shù)器，所述計(jì)數(shù)器具有接收比較信號(hào)的使能端子和接收時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)鐘端子，其中當(dāng)使能端子在第四浮動(dòng)相位啟使能時(shí)，所述計(jì)數(shù)器產(chǎn)生表示消磁時(shí)間的計(jì)數(shù)值。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其中多個(gè)調(diào)制信號(hào)進(jìn)一步包括第二調(diào)制信號(hào)、第三調(diào)制信號(hào)、第四調(diào)制信號(hào)、第五調(diào)制信號(hào)和第六調(diào)制信號(hào)，其中驅(qū)動(dòng)電路包括: 第一驅(qū)動(dòng)晶體管，其中第一驅(qū)動(dòng)晶體管的柵極端子接收第一調(diào)制信號(hào)，第一驅(qū)動(dòng)晶體管的漏極端子和源極端子連接在第一電源供應(yīng)電壓和第一端子之間，并且第一驅(qū)動(dòng)晶體管的第一體二極管與第一驅(qū)動(dòng)晶體管的漏極端子和源極端子相連； 第二驅(qū)動(dòng)晶體管，其中第二驅(qū)動(dòng)晶體管的柵極端子接收第二調(diào)制信號(hào)，第二驅(qū)動(dòng)晶體管的漏極端子和源極端子連接在第二電源供應(yīng)電壓和第三端子之間，并且第二驅(qū)動(dòng)晶體管的第二體二極管與第二驅(qū)動(dòng)晶體管的漏極端子和源極端子相連； 第三驅(qū)動(dòng)晶體管，其中第三驅(qū)動(dòng)晶體管的柵極端子接收第三調(diào)制信號(hào)，第三驅(qū)動(dòng)晶體管的漏極端子和源極端子連接在第一電源供應(yīng)電壓和第二端子之間，并且第三驅(qū)動(dòng)晶體管的第三體二極管與第三驅(qū)動(dòng)晶體管的漏極端子和源極端子相連； 第四驅(qū)動(dòng)晶體管，其中第四驅(qū)動(dòng)晶體管的柵極端子接收第四調(diào)制信號(hào)，第四驅(qū)動(dòng)晶體管的漏極端子和源極端子連接在第二電源供應(yīng)電壓和第一端子之間，并且第四驅(qū)動(dòng)晶體管的第四體二極管與第四驅(qū)動(dòng)晶體管的漏極端子和源極端子相連； 第五驅(qū)動(dòng)晶體管，其中第五驅(qū)動(dòng)晶體管的柵極端子接收第五調(diào)制信號(hào)，第五驅(qū)動(dòng)晶體管的漏極端子和源極端子連接在第一電源供應(yīng)電壓和第三端子之間，并且第五驅(qū)動(dòng)晶體管的第五體二極管與第五驅(qū)動(dòng)晶體管的漏極端子和源極端子相連；以及 第六驅(qū)動(dòng)晶體管，其中第六驅(qū)動(dòng)晶體管的柵極端子接收第六調(diào)制信號(hào)，第六驅(qū)動(dòng)晶體管的漏極端子和源極端子連接在第二電源供應(yīng)電壓和第二端子之間，并且第六驅(qū)動(dòng)晶體管的第六體二極管與第六驅(qū)動(dòng)晶體管的漏極端子和源極端子相連。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其中第二調(diào)制信號(hào)對應(yīng)于第二浮動(dòng)相位，第三調(diào)制信號(hào)對應(yīng)于第三浮動(dòng)相位，第四調(diào)制信號(hào)對應(yīng)于第四浮動(dòng)相位，第五調(diào)制信號(hào)對應(yīng)于第五浮動(dòng)相位，以及第六調(diào)制信號(hào)對應(yīng)于第六浮動(dòng)相位。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其中消磁測量電路包括: 第一多路復(fù)用器，所述第一多路復(fù)用器接收第一參考電壓和第二參考電壓，并且根據(jù)來自于電機(jī)控制器的參考控制信號(hào)，選擇第一參考電壓和第二參考電壓其中之一作為輸出參考電壓； 第二多路復(fù)用器，所述第二多路復(fù)用器連接至第一端子、第二端子和第三端子，并且根據(jù)來自于電機(jī)控制器的相位控制信號(hào)，選擇第一端子電壓信號(hào)、第二端子電壓信號(hào)和第三端子電壓信號(hào)其中之一作為輸出相位信號(hào)； 低通濾波器，所述低通濾波器接收輸出相位信號(hào)，并且輸出經(jīng)過濾的輸出相位信號(hào)； 比較電路，所述比較電路具有接收輸出參考電壓的第一端和接收經(jīng)過濾的輸出相位信號(hào)的第二端，其中，所述比較電路根據(jù)輸出相位信號(hào)和經(jīng)過濾的輸出相位信號(hào)產(chǎn)生比較信號(hào)；以及 計(jì)數(shù)器，所述計(jì)數(shù)器具有接收比較信號(hào)的使能端子和接收時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)鐘端子，其中當(dāng)使能端子使能時(shí)，所述計(jì)數(shù)器產(chǎn)生表示消磁時(shí)間的計(jì)數(shù)值。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置，其中第一電源供應(yīng)電壓等于第一參考電壓，第二電源供應(yīng)電壓等于第二參考電壓。10.—種驅(qū)動(dòng)具有第一端子、第二端子和第三端子的主軸電機(jī)的方法，所述方法包括以下步驟: 調(diào)節(jié)多個(gè)調(diào)制信號(hào)和對應(yīng)于多個(gè)調(diào)制信號(hào)的多個(gè)浮動(dòng)相位； 根據(jù)多個(gè)浮動(dòng)相位中的第一浮動(dòng)相位，探測在多個(gè)調(diào)制信號(hào)中的第一調(diào)制信號(hào)的活躍周期過后進(jìn)入的第一浮動(dòng)周期； 在第一浮動(dòng)周期內(nèi)，根據(jù)主軸電機(jī)第一端子處的第一端子電壓信號(hào)，獲取消磁時(shí)間；以及 根據(jù)消磁時(shí)間，選擇性地調(diào)節(jié)第一浮動(dòng)周期。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的驅(qū)動(dòng)方法，其中所述根據(jù)消磁時(shí)間選擇性地調(diào)節(jié)第一浮動(dòng)周期的步驟進(jìn)一步包括步驟: 判斷消磁時(shí)間是否小于閾值時(shí)間周期，其中如果消磁時(shí)間不小于閾值時(shí)間周期，則重復(fù)步驟:調(diào)節(jié)多個(gè)調(diào)制信號(hào)和多個(gè)浮動(dòng)相位、探測第一浮動(dòng)周期、獲取消磁時(shí)間的步驟。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的驅(qū)動(dòng)方法，其中如果消磁時(shí)間小于閾值時(shí)間周期，消磁時(shí)間過后，根據(jù)第一端子電壓信號(hào)獲得主軸電機(jī)的相位。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的驅(qū)動(dòng)方法，其中由消磁測量電路探測消磁時(shí)間，所述消磁測量電路包括: 低通濾波器，所述低通濾波器接收第一端子電壓信號(hào)，并輸出經(jīng)過濾的第一端子電壓信號(hào)； 比較電路，所述比較電路具有接收參考電壓的第一端部和接收經(jīng)過濾的第一端子電壓信號(hào)的第二端部，其中所述比較電路根據(jù)參考電壓和經(jīng)過濾的第一端子電壓信號(hào)產(chǎn)生比較信號(hào)； 計(jì)數(shù)器，所述計(jì)數(shù)器包括接收比較信號(hào)的使能端子，以及接收時(shí)鐘信號(hào)的時(shí)鐘端子，其中當(dāng)使能端子在第一浮動(dòng)相位啟動(dòng)時(shí)，所述計(jì)數(shù)器產(chǎn)生表示消磁時(shí)間的計(jì)數(shù)值。14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的驅(qū)動(dòng)方法，其中由驅(qū)動(dòng)電路實(shí)現(xiàn)所述驅(qū)動(dòng)方法，其中驅(qū)動(dòng)電路接收多個(gè)調(diào)制信號(hào)并且生成到主軸電機(jī)的第一端子的第一端子電壓信號(hào)、到主軸電機(jī)的第二端子的第二端子電壓信號(hào)和到主軸電機(jī)的第三端子的第三端子電壓信號(hào)。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的驅(qū)動(dòng)方法，其中多個(gè)調(diào)制信號(hào)包括第一調(diào)制信號(hào)、第二調(diào)制信號(hào)、第三調(diào)制信號(hào)、第四調(diào)制信號(hào)、第五調(diào)制信號(hào)以及第六調(diào)制信號(hào)，其中驅(qū)動(dòng)電路包括: 第一驅(qū)動(dòng)晶體管，其中第一驅(qū)動(dòng)晶體管的柵極端子接收第一調(diào)制信號(hào)，第一驅(qū)動(dòng)晶體管的漏極端子和源極端子連接在第一電源供應(yīng)電壓和第一端子之間，并且第一驅(qū)動(dòng)晶體管的第一體二極管與第一驅(qū)動(dòng)晶體管的漏極端子和源極端子相連； 第二驅(qū)動(dòng)晶體管，其中第二驅(qū)動(dòng)晶體管的柵極端子接收第二調(diào)制信號(hào)，第二驅(qū)動(dòng)晶體管的漏極端子和源極端子連接在第二電源供應(yīng)電壓和第三端子之間，并且第二驅(qū)動(dòng)晶體管的第二體二極管與第二驅(qū)動(dòng)晶體管的漏極端子和源極端子相連； 第三驅(qū)動(dòng)晶體管，其中第三驅(qū)動(dòng)晶體管的柵極端子接收第三調(diào)制信號(hào)，第三驅(qū)動(dòng)晶體管的漏極端子和源極端子連接在第一電源供應(yīng)電壓和第二端子之間，并且第三驅(qū)動(dòng)晶體管的第三體二極管與第三驅(qū)動(dòng)晶體管的漏極端子和源極端子相連； 第四驅(qū)動(dòng)晶體管，其中第四驅(qū)動(dòng)晶體管的柵極端子接收第四調(diào)制信號(hào)，第四驅(qū)動(dòng)晶體管的漏極端子和源極端子連接在第二電源供應(yīng)電壓和第一端子之間，并且第四驅(qū)動(dòng)晶體管的第四體二極管與第四驅(qū)動(dòng)晶體管的漏極端子和源極端子相連； 第五驅(qū)動(dòng)晶體管，其中第五驅(qū)動(dòng)晶體管的柵極端子接收第五調(diào)制信號(hào)，第五驅(qū)動(dòng)晶體管的漏極端子和源極端子連接在第一電源供應(yīng)電壓和第三端子之間，并且第五驅(qū)動(dòng)晶體管的第五體二極管與第五驅(qū)動(dòng)晶體管的漏極端子和源極端子相連；以及 第六驅(qū)動(dòng)晶體管，其中第六驅(qū)動(dòng)晶體管的柵極端子接收第六調(diào)制信號(hào)，第六驅(qū)動(dòng)晶體管的漏極端子和源極端子連接在第二電源供應(yīng)電壓和第二端子之間，并且第六驅(qū)動(dòng)晶體管的第六體二極管與第六驅(qū)動(dòng)晶體管的漏極端子和源極端子相連。16.一種主軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括: 電機(jī)控制器，所述電機(jī)控制器用于產(chǎn)生多個(gè)調(diào)制信號(hào)和對應(yīng)于多個(gè)調(diào)制信號(hào)的多個(gè)浮動(dòng)相位，其中在多個(gè)調(diào)制信號(hào)中的每個(gè)調(diào)制信號(hào)的活躍周期之后立即進(jìn)入浮動(dòng)周期，其中多個(gè)調(diào)制信號(hào)的第一調(diào)制信號(hào)對應(yīng)于多個(gè)浮動(dòng)相位中的第一浮動(dòng)相位； 主軸電機(jī)，所述主軸電機(jī)具有第一端子、第二端子和第三端子； 驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路接收多個(gè)調(diào)制信號(hào)，并產(chǎn)生到第一端子的第一端子電壓信號(hào)、到第二端子的第二端子電壓信號(hào)和到第三端子的第三端子電壓信號(hào)；以及 消磁測量電路，所述消磁測量電路連接至第一端子，其中在第一浮動(dòng)相位，所述消磁測量電路測量第一端子電壓信號(hào)的變化，從而計(jì)算主軸電機(jī)的消磁時(shí)間。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中所述系統(tǒng)是無傳感器的。18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中如果消磁時(shí)間不小于閾值時(shí)間周期，所述電機(jī)控制器調(diào)節(jié)對應(yīng)于多個(gè)調(diào)制信號(hào)的多個(gè)浮動(dòng)相位。19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中如果消磁時(shí)間小于閾值時(shí)間周期，在消磁時(shí)間過后，由電機(jī)控制器根據(jù)第一端子電壓信號(hào)獲得主軸電機(jī)的相位。
【文檔編號(hào)】H02P21/24GK105915143SQ201610085839
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年2月15日
【發(fā)明人】張明光, 戴志龍, 胡哲深, 楊子慶, 李啟瑞
【申請人】聯(lián)發(fā)科技股份有限公司