CN102577085A - 无传感器无刷直流马达的同步最小频率脉宽调制驱动 - Google Patents

无传感器无刷直流马达的同步最小频率脉宽调制驱动 Download PDF

Info

Publication number
CN102577085A
CN102577085A CN2010800451557A CN201080045155A CN102577085A CN 102577085 A CN102577085 A CN 102577085A CN 2010800451557 A CN2010800451557 A CN 2010800451557A CN 201080045155 A CN201080045155 A CN 201080045155A CN 102577085 A CN102577085 A CN 102577085A
Authority
CN
China
Prior art keywords
motor
commutation cycle
pwm control
commutation
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2010800451557A
Other languages
English (en)
Inventor
沃德·R·布朗
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Microchip Technology Inc
Original Assignee
Microchip Technology Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Microchip Technology Inc filed Critical Microchip Technology Inc
Publication of CN102577085A publication Critical patent/CN102577085A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
    • H02P6/182—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using back-emf in windings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
    • H02P6/188—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using the voltage difference between the windings

Abstract

通过变化居中于换向周期中的每一换向周期中的单驱动脉冲(PWM脉冲)的宽度来调节到无传感器无刷DC马达的驱动电压。切换损耗借此被削减到绝对最小值，因为在每一驱动换向周期中仅存在两个转变(接通及关断)。反EMF零交叉检测器确定在每一电循环期间的电定时关系。由于所述PWM驱动脉冲总是在所述换向周期中的每一换向周期中居中，因此将总是存在可用于测量“零交叉”的反EMF。数字装置控制功率切换晶体管以在所述换向周期中的每一换向周期期间产生一个单个PWM脉冲。

Description

无传感器无刷直流马达的同步最小频率脉宽调制驱动
技术领域
本发明涉及无传感器无刷直流(BLDC)马达，且更特定来说，涉及无传感器BLDC马达的同步最小频率脉宽调制(PWM)驱动。
背景技术
在例如电气设备、汽车、航空太空、消费者、医学、工业自动化设备及仪表设备的工业中使用无刷直流(BLDC)马达。BLDC马达不使用电刷进行换向，而是改为使用电子换向。与有刷DC马达及感应马达相比，BLDC马达具有若干优点，例如：较好的速度对扭矩特性、高动态响应、高效率、长操作寿命、维修之间的较长时间间隔、实质上无噪声操作，及较高速度范围。可在微芯片应用笔记(Microchip Application Note)：AN857，题为“无刷DC马达控制简化(Brushless DC Motor Control Made Easy)”(2002)；AN885，题为“无刷DC(BLDC)马达基础(Brushless DC(BLDC)Motor Fundamentals)”(2003)；AN894，题为“马达控制传感器反馈电路(Motor Control Sensor FeedbackCircuits)”(2003)；AN901，题为“使用dsPIC30F用于无传感器BLDC控制(Using thedsPIC30F for Sensorless BLDC Control)”(2004)；及AN970，题为“使用PIC18F2431用于无传感器BLDC马达控制(Using the PIC18F2431 for Sensorless BLDC MotorControl)”(2005)中找到关于BLDC马达的更详细信息，为了所有目的，所述文献在此全部以引用的方式并入本文中。
三相BLDC马达以六个步骤(每步骤60电度)完成一电循环(即，360电度的旋转)。在每60电度处同步地更新相电流切换(换向)。然而，一个电循环可能不对应于马达转子的一个机械回转(360机械度)。为了完成一个机械回转要重复的电循环的数目取决于转子极对的数目。举例来说，四极BLDC马达将需要两个电循环来完成马达转子的一个机械回转(参看图3)。
也可通过监视在马达的每一相(A-B-C)处的反电动势(EMF)电压来确定无传感器BLDC马达的驱动换向。在换向周期期间当未经驱动的相的反EMF越过马达供电电压的一半时，驱动换向与马达同步。这被称作“零交叉”，其中反EMF在每一电循环中等于马达供电电压的一半。在将驱动电压施加到经驱动的相时，在未经驱动的相上检测到零交叉。在未经驱动的相上的反EMF关于零交叉电压的电压极性改变也可用于检测零交叉事件(例如，在特定限制内在将驱动电压施加到经驱动的相期间从正改变到负或从负改变到正)。
BLDC马达的旋转速度取决于施加到马达的定子绕组的平均DC电压的振幅。所施加的平均DC电压越高，BLDC马达将越快速旋转。通常，使用脉宽调制(PWM)来产生DC电压以控制施加到定子绕组的电压振幅。PWM最大频率受驱动晶体管的切换损耗限制。PWM最小频率受在音频范围中的频率下的不合需要的音频发射限制。可接受的折衷是在15KHz到20KHz的范围中。PWM工作循环仅可被减小到驱动脉宽仍可经由所有马达设计中所固有的驱动功率场效应晶体管(FET)及低通滤波器特性传播的程度。减小PWM频率将允许较长驱动周期，但这也将引入来自马达的可听到的噪声。每个PWM信号脉冲均要求功率切换晶体管(例如，功率场效应晶体管(FET))接通及关断。迅速接通及关断功率切换晶体管会随着晶体管从关断条件经由电压/电流转变转到接通条件而产生功率损耗。通常，当功率切换晶体管在接通状态下饱和到全导通(fullconduction)，且在关断状态下实质上无电流流动时，功率损耗为低的。使功率切换晶体管从关断状态到接通状态及使功率切换晶体管从接通状态到关断状态会在这些晶体管中产生相当大的功率损耗。功率晶体管在接通状态与关断状态之间切换越多，所述功率晶体管中的功率损耗及功率耗散越大。
由于功率晶体管中耗散的功率是在接通-关断-接通-关断转变时间期间的电流平方乘以增加的电阻，所以在高功率负载下功率晶体管中的马达驱动切换损耗加剧。随着驱动电流增加，功率切换晶体管中耗散的功率按指数律地增加。由PWM关断周期造成的驱动电压中的间隙在无传感器零交叉检测中产生定时误差。此外，高频率的PWM信号产生会导致功率切换晶体管的低效率及归因于功率切换晶体管的过热所致的故障。
发明内容
上述问题得以解决，且通过减少换向周期中的功率晶体管的接通及关断转变的数目来实现其它及另外益处。一换向周期中的接通及关断转变的最低数目为二，借此产生每换向周期一个PWM驱动脉冲。根据本发明的教示，通过变化居中于所述换向周期中的每一换向周期中的单驱动脉冲(PWM脉冲)的宽度来调节到无传感器无刷DC马达的驱动电压。切换损耗借此被削减到绝对最小值，因为在每一驱动换向周期中仅存在两个转变(接通及关断)。
根据本发明的一特定实例实施例，一种用于控制无传感器无刷直流马达的速度的方法包含以下步骤：通过测量无传感器无刷直流马达的每一相连接处的反电动势电压而确定所述无传感器无刷直流马达的电循环中的每一换向周期；产生脉宽调制(PWM)控制脉冲，所述PWM控制脉冲在所述换向周期中的相应换向周期期间各自具有一个接通转变及一个关断转变，其中每一单个PWM控制脉冲实质上在其相应换向周期内居中；及通过所述换向周期中的每一换向周期的所述PWM控制脉冲来驱动功率切换晶体管，其中所述功率切换晶体管连接于所述无传感器无刷直流马达的定子线圈与直流电源之间。
根据本发明的另一特定实例实施例，一种用于控制无传感器无刷直流马达的速度的方法包含以下步骤：通过测量无传感器无刷直流马达的每一定子线圈处的反电动势电压而确定所述无传感器无刷直流马达的多个换向周期中的每一换向周期的电定时中心，及根据所述所测量的反电动势电压而确定何时所述所测量的反电动势电压中的每一者处于实质上零交叉电压值，其中所述零交叉电压值为直流电源的电压值的约一半；在所述多个换向周期中的每一换向周期期间产生单脉宽调制(PWM)控制脉冲，其中每一单个PWM控制脉冲在其相应换向周期期间具有一个接通转变及一个关断转变，且所述相应换向周期的所述单个PWM控制脉冲实质上在所述相应换向周期内居中；及在所述多个换向周期期间通过所述PWM控制脉冲来驱动功率切换晶体管，其中所述功率切换晶体管连接于所述无传感器无刷直流马达的所述定子线圈与所述直流电源之间。
附图说明
可通过参考结合随附图式的以下描述而获取对本发明的更完整理解，其中：
图1说明根据本发明的特定实例实施例的三相无传感器无刷直流马达及电子换向马达控制器的示意图；
图2说明示意图，其展示在每60度换向周期期间在三相无传感器无刷直流马达的三个定子绕组中的每一者中的电流流动；
图3说明四极马达的示意性定时及振幅曲线图，其展示在每60度换向周期期间在三个定子绕组中的每一者处的反电动势(EMF)电压；
图4说明图1中所展示的反EMF零交叉检测器的更详细示意图；及
图5说明根据本发明的教示的针对不同PWM工作循环在每一换向周期期间在无传感器BLDC马达的一个相处的电压的示意性振幅及定时曲线图。
虽然本发明易具有各种修改及替代形式，但已在图式中展示本发明的特定实例实施例，且在本文中详细描述所述特定实例实施例。然而，应理解，本文中的对特定实例实施例的描述既定不将本发明限于本文中所揭示的特定形式，而是相反地，本发明将涵盖如由所附权利要求书所定义的所有修改及等效物。
具体实施方式
现参看图式，示意性地说明特定实例实施例的细节。图式中的相似元件将由相似数字表示，且类似元件将由具有不同小写字母后缀的相似数字表示。
参看图1，其描绘根据本发明的特定实例实施例的三相无传感器无刷直流马达及电子换向马达控制器的示意图。三相无传感器无刷直流马达(通常由数字100表示)包含多个定子线圈102及一具有布置成三相配置的磁体的转子(未图示)。出于论述的目的，本文中所描述的马达100将呈要求360度电旋转以产生一个360度的机械回转的双极三相配置。通过连接到三相无传感器无刷直流马达100及直流(DC)电源的功率切换晶体管108及110而使马达100电子换向。反电动势(EMF)零交叉检测器104及数字装置106(例如，微控制器)具有耦合到功率晶体管驱动器的提供脉宽调制(PWM)输出的PWM产生器。功率晶体管驱动器(PWM0到PWM5)控制功率切换晶体管108及110的接通及关断。
经由功率切换功率晶体管108及110(例如，功率场效应晶体管(对于三相马达来说，每相有一对功率场效应晶体管))使马达100从直流(DC)电源(未图示)电子换向。功率晶体管108及110受数字装置106(例如，微控制器)控制，数字装置106经由功率晶体管的驱动器(未图示)而耦合到功率晶体管108及110。数字装置106提供六个脉宽调制(PWM)输出(PWM0到PWM5)，所述输出通过根据经适当定序并定时的PWM信号而接通及关断选定相的功率晶体管108及110的对而控制马达旋转方向及速度两者。
每一定子线圈102在两个换向周期中连接到DC电源的正极，在两个换向周期中连接到DC电源的负极，且在两个换向周期中从DC电源的正极与负极两者断开连接。通过在一定子线圈102(当所述定子线圈102在测量时未连接到DC电源而其它两个定子线圈102连接到DC电源时)处所测量的反电动势(EMF)电压来确定马达相位置。通过反EMF零交叉检测器104(每相有一个反EMF零交叉检测器)监视定子线圈102中的每一者处的反EMF电压。然而，待测量的反EMF电压要求定子线圈102中的一者连接到DC电源的正极以便使得电流能够流经所述定子线圈，借此将马达产生的电压偏置到以检测参考电平为中心的电平(“零交叉”事件)，例如，供电电压的一半。电流流经其中的线圈对中的另一定子线圈102连接到DC电源的负极。
参看图2，其描绘示意图，所述示意图展示在每一60度换向周期期间在三相无传感器无刷直流马达的三个定子绕组(线圈102)中的每一者中的电流流动。将马达100的旋转划分成六个换向周期(1)到(6)，且电流在所述六个换向周期中的每一换向周期期间流经三个线圈102中的两个线圈的不同组合。在线圈102中的两个线圈的组合连接到DC电源的同时，第三线圈102(三相马达)未连接到电源。然而，通过反EMF零交叉检测器104监视未连接的线圈102以使得在检测到“零交叉”事件时，(即)未连接的线圈102上的反EMF电压改变极性，同时经历实质上零电压(“零电压”在本文中被定义为DC供电电压的一半)。在由反EMF零交叉检测器104中的相应一者检测的大约零电压点处，确定马达100定子线圈102的同步关系，如在下文更充分描述。
参看图3，其描绘四极马达的示意性定时及振幅曲线图，其展示在每一60度换向周期期间在三个定子绕组中的每一者处的反电动势(EMF)电压。当相线圈未连接到DC电源时，电流不流经其中。当相线圈连接到正(DC+)电源时，电流在两个换向周期中(120电度)在正方向上流动，接着在后续换向周期中(60电度)无电流流动(线圈与DC电源未连接)，且在未连接的换向周期之后，所述同一个线圈在连接到负(DC-)电源时在两个换向周期中(120电度)具有在负方向上的电流流动，且接着，在下一换向周期中(60电度)无电流流动，之后上述电循环重复，即，用于另一360度电循环。
在使用无传感器BLDC马达时，未连接的线圈上的反EMF电压从正驱动极性转变到负驱动极性，且在不连接时的整个60度周期中进行此转变。如果电流最初在连接断开时进入线圈，则电流将继续流动，借此将与低侧驱动晶体管110并联的二极管正向偏置，从而在马达线圈端子上呈现等于负(DC-)电源电压加二极管的正向偏置电压的电压。此负尖峰持续直到线圈中的能量耗散为止。
“零交叉”是在每个相线圈102处的所测量的电压变为DC供电电压的实质上一半(在曲线图中正规化到“零”)的情况，且由反EMF曲线图的小圆圈说明。当PWM工作循环在换向周期中为100％时，所测量的反EMF在电源的完全正(DC+)轨电压与完全负(DC-)轨电压之间变化。当PWM工作循环在换向周期中为50％时，所测量的反EMF在电源的完全正(DC+)轨电压的50％(一半)与完全负(DC-)轨电压的50％(一半)之间变化。当PWM工作循环在换向周期中为25％时，所测量的反EMF在电源的完全正(DC+)轨电压的25％(一半)与完全负(DC-)轨电压的25％(一半)之间变化。因此，在施加到两个载流线圈102的PWM工作循环与未连接的线圈102上的所测量的反EMF之间存在直接相关性。然而，当其它两个线圈被激励(电流流经其中)时，反EMF总是在换向周期的实质上中心(例如，中间、中途点)处经过“零交叉”点。仅在较低PWM工作循环处，在换向周期中存在反EMF电压的较小变化。这是没有问题的，因为“零交叉”点是所关注的点。
重要的是应记得，仅在其它两个线圈102连接到正(DC+)及负(DC-)电源轨且电流流经其中时，未连接的线圈102上的反EMF才被适当偏置以供检测。如果在应出现“零交叉”时两个已连接的线圈102中不存在电流流动，则在未连接的线圈102处的反EMF电压将不相对于参考电压而居中，且对准确“零交叉”的检测将是不可能的。然而，只要在零交叉之后不久功率驱动恢复时就确定反EMF的极性改变(例如，正改变到负或负改变到正)，且此情况在时间(电度)上足够接近地发生以便不在常规操作中引起过大换向定时误差，则因为在准确零交叉的时刻功率驱动(power drive)关断(无电流流动)而未能检测到准确“零交叉”的时间点就可能并非决定性的。当低工作循环PWM信号引起相当大的换向定时误差时，确实产生不稳定性问题。如在图5中所展示的反EMF曲线图中所说明，“零交叉”点出现在与换向周期改变相距大约30电度处，即，实质上在换向周期的中心(中间)。
参看图4，其描绘图1中所展示的反EMF零交叉检测器的更详细示意框图。反EMF零交叉检测器104可包含三相分压器电阻器418及420、相低通滤波器422、参考低通滤波器430、参考分压器电阻器426及428，以及电压比较器424。参考分压器电阻器426及428用以导出“虚拟”中性参考电压以供比较器424及/或具有模拟输入的数字装置106使用。三相分压器电阻器418及420将定子线圈102电压减小到低得多的电压以供低通滤波器422及比较器424使用。电阻器418、420、426及428的优选电阻关系如下：
Raa＝Rbb＝Rcc＝Rrr
Ra＝Rb＝Rc＝2*Rr
Ra/(Raa+Ra)＝Vcomparator_maximum_input/((DC+)-(DC-))
低通滤波器422可用以从比较器424的输入实质上减少不当噪声。比较器424用以确定何时未连接的线圈102上的反EMF电压大于中性参考电压或者小于或等于中性参考电压。比较器424的输出当处于逻辑高(“1”)时可表示反EMF电压大于中性参考电压，且当处于逻辑低(“0”)时可表示反EMF电压小于或等于中性参考电压，或反之亦然(设计者的选择)。比较器424中的每一者的输出可借此用以指示何时反EMF电压处于其“零”转变点或何时发生反EMF极性转变，且向数字装置106指示相同内容。如果数字装置具有模拟输入及模/数(ADC)转换能力及/或电压比较器，则可能不需要外部比较器。当为此种状况时，来自低通滤波器的输出及来自电阻器426及428的中性参考电压可直接连接到数字装置106(例如，混合信号装置)的模拟输入(未图示)。
参看图5，其描绘根据本发明的教示的针对不同PWM工作循环在每一换向周期期间无传感器BLDC马达的一个相处的电压的示意性振幅及定时曲线图。BLDC马达在取决于在适当60度换向周期期间每一定子线圈102上的平均电压的旋转速度下操作。马达100的旋转方向取决于在每一(360度)电循环内线圈102与DC电源的换向连接次序。
曲线图530表示在马达100的一个相处在一个电循环内的百分之100PWM驱动工作循环。百分之100工作循环将导致最大电压，从而导致马达100的最大旋转速度。曲线图532表示在马达100的一个相处在一个电循环内的大约百分之66PWM驱动工作循环。且曲线图534表示在马达100的一个相处在一个电循环内的大约百分之34PWM驱动工作循环。在较低工作循环处，将产生较小平均电压，且因此将导致较慢旋转速度。注意，PWM脉冲实质上在换向周期中的每一者内居中，例如，在30、90、150、210、270、330度处。视感应滞后及马达特性而定，换向周期中的每一者的准确电中心可稍微从所述+30度值+/-移位。由数字装置106根据由反EMF零交叉检测器104供应的“零交叉”信息来确定对换向周期定时关系的确定。由于在每一适当驱动换向周期中仅使用一个PWM脉冲(两个转变(接通及关断))，因此借此最小化功率切换晶体管108及110的切换损耗。另外，由于在每一换向周期期间所述一个PWM脉冲实质上居中于换向周期中，因此在“零交叉”期间(例如，在点540、542及544处)在未连接线圈102中将总是存在反EMF激励电压。因此，甚至在每一换向周期中的PWM信号的关断时间为大量的低PWM驱动工作循环期间，也将可精确且精密地检测“零交叉”(点540、542及544)。
虽然已描绘、描述本发明的实施例，且通过对本发明的实例实施例的参考来定义本发明的实施例，但此等参考并不暗示对本发明的限制，且不应推断出此种限制。所揭示的标的物能够具有在形式及功能方面的大量修改、变更及等效物，如一般所属领域且受益于本发明的技术人员将想到。本发明的所描绘且描述的实施例仅为实例，且并未详论本发明的范围。

Claims (13)

1.一种用于控制无传感器无刷直流马达的速度的方法，所述方法包含以下步骤：
通过测量无传感器无刷直流马达的每一相连接处的反电动势电压而确定所述无传感器无刷直流马达的电循环中的每一换向周期；
产生脉宽调制PWM控制脉冲，所述PWM控制脉冲在所述换向周期中的相应换向周期期间各自具有一个接通转变及一个关断转变，其中每一单个PWM控制脉冲实质上在其相应换向周期内居中；及
通过所述换向周期中的每一换向周期的所述PWM控制脉冲来驱动功率切换晶体管，其中所述功率切换晶体管连接于所述无传感器无刷直流马达的定子线圈与直流电源之间。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述无传感器无刷直流马达为三相马达且在一电循环中具有六个换向周期。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述换向周期中的每一者为所述电循环中的60度且所述电循环为360度。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述确定每一换向周期的步骤包含以下步骤：
将所述直流电源施加到所述三相马达的两个相；
在所述三相马达的第三相未连接到所述直流电源时测量所述三相马达的所述第三相处的所述反电动势电压直到所有六个换向周期均被如此测量为止；及确定何时将产生所述PWM控制信号中的每一者以便所述PWM控制信号中的每一者实质上在其相应换向周期内居中。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述确定何时将产生所述PWM控制信号中的每一者的步骤包含使所述PWM控制信号在所述所测量的反电动势电压的实质上峰值期间居中于所述相应换向周期中。
6.一种用于控制无传感器无刷直流马达的速度的方法，所述方法包含以下步骤：
通过以下操作确定无传感器无刷直流马达的多个换向周期中的每一者的电定时中心
测量所述无传感器无刷直流马达的每一定子线圈处的反电动势电压，及
根据所述所测量的反电动势电压确定何时所述所测量的反电动势电压中的每一者处于实质上零交叉电压值，其中所述零交叉电压值为直流电源的电压值的约一半；
在所述多个换向周期中的每一换向周期期间产生单脉宽调制PWM控制脉冲，其中每一单个PWM控制脉冲在其相应换向周期期间具有一个接通转变及一个关断转变，且所述相应换向周期的所述单个PWM控制脉冲实质上在所述相应换向周期内居中；及
在所述多个换向周期期间通过所述PWM控制脉冲来驱动功率切换晶体管，其中所述功率切换晶体管连接于所述无传感器无刷直流马达的所述定子线圈与所述直流电源之间。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述无传感器无刷直流马达为三相无传感器无刷直流马达且在一电循环中具有六个换向周期。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述换向周期中的每一者为所述电循环中的60度且所述电循环为360度。
9.根据权利要求7所述的方法，其中所述确定电定时中心的步骤包含以下步骤：
将所述直流电源施加到所述三相无传感器无刷直流马达的两个定子线圈；及
在所述三相无传感器无刷直流马达的第三定子线圈未连接到所述直流电源时测量所述三相无传感器无刷直流马达的所述第三定子线圈处的所述反电动势电压。
10.根据权利要求6所述的方法，其中根据每一PWM控制脉冲在所述相应换向周期内为接通的时间来确定所述无传感器无刷直流马达的旋转速度。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述PWM控制脉冲的所述接通时间的约前百分之五十在所述相应换向周期的所述电定时中心之前，且所述PWM控制脉冲的所述接通时间的约后百分之五十在所述相应换向周期的所述电定时中心之后。
12.根据权利要求10所述的方法，其中所述PWM控制脉冲为接通的时间的约前一半在所述相应换向周期的所述电定时中心之前，且所述PWM控制脉冲为接通的时间的约后一半在所述相应换向周期的所述电定时中心之后。
13.根据权利要求10所述的方法，其中所述PWM控制脉冲的所述接通时间的一半实质上在所述相应换向周期的所述电定时中心之前，且所述PWM控制脉冲的所述接通时间的剩余的一半实质上在所述相应换向周期的所述电定时中心之后。
CN2010800451557A 2009-10-08 2010-10-05 无传感器无刷直流马达的同步最小频率脉宽调制驱动 Pending CN102577085A (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US24972909P 2009-10-08 2009-10-08
US61/249,729 2009-10-08
US12/767,052 2010-04-26
US12/767,052 US8378606B2 (en) 2009-10-08 2010-04-26 Synchronized minimum frequency pulse width modulation drive for sensorless brushless direct current motor
PCT/US2010/051441 WO2011044104A2 (en) 2009-10-08 2010-10-05 Synchronized minimum frequency pulse width modulation drive for sensorless brushless direct current motor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102577085A true CN102577085A (zh) 2012-07-11

Family

ID=43854312

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010800451557A Pending CN102577085A (zh) 2009-10-08 2010-10-05 无传感器无刷直流马达的同步最小频率脉宽调制驱动

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8378606B2 (zh)
EP (1) EP2486646A2 (zh)
KR (1) KR20120065381A (zh)
CN (1) CN102577085A (zh)
TW (1) TW201125281A (zh)
WO (1) WO2011044104A2 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105340170A (zh) * 2013-06-27 2016-02-17 尚飞公司 电机控制设备

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8766578B2 (en) 2012-02-27 2014-07-01 Canadian Space Agency Method and apparatus for high velocity ripple suppression of brushless DC motors having limited drive/amplifier bandwidth
US9197146B2 (en) * 2012-07-26 2015-11-24 Milwaukee Electric Tool Corporation Brushless direct-current motor and control for power tool
US8760099B2 (en) * 2012-07-31 2014-06-24 System General Corp. Sensorless motor apparatus, back EMF detector and detection method thereof
CN103684120B (zh) * 2012-09-03 2016-05-25 峰岹科技（深圳）有限公司 一种有感无刷直流电机驱动方法
KR101397822B1 (ko) * 2012-12-21 2014-06-27 삼성전기주식회사 모터 구동 제어 장치, 모터 구동 제어 방법 및 그를 이용한 모터
US9692331B2 (en) * 2015-02-27 2017-06-27 Microchip Technologies Incorporated BLDC adaptive zero crossing detection
GB201514588D0 (en) * 2015-08-17 2015-09-30 Aeristech Control Technologies Ltd Inverter with abridged conduction
CN105703672A (zh) * 2016-04-22 2016-06-22 江苏新安电器有限公司 一种变频电机驱动器及基于角度变化的融合脉宽调制方法
CN107222135B (zh) * 2017-05-12 2019-08-06 哈尔滨工程大学 一种直流无刷电机无位置传感器控制系统换相控制方法
CN112398373B (zh) * 2019-08-13 2022-11-04 江苏美的清洁电器股份有限公司 一种无刷直流电机的控制方法、装置及存储介质
CN116250173A (zh) * 2020-09-30 2023-06-09 日本电产株式会社 马达驱动电路和马达模块
US11329586B1 (en) * 2020-10-29 2022-05-10 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor device and method therefor
CN113364371A (zh) * 2021-04-23 2021-09-07 南京理工大学 一种无刷直流电机转矩脉动抑制方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6396225B1 (en) * 1999-04-27 2002-05-28 Hitachi, Ltd. DC current brushless motor driving apparatus and air conditioner with using thereof
US20040189221A1 (en) * 2003-03-27 2004-09-30 Minoru Kurosawa Drive control device for direct current motor, rotation drive system for direct current motor and semiconductor integrated circuit for driving coil
EP1482632A2 (en) * 2003-05-26 2004-12-01 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Controller of DC brushless motor
EP1710903A2 (en) * 2005-04-05 2006-10-11 International Rectifier Corporation Sensorless brushless direct current motor drive using pulse width modulation speed control at motor frequency
CN101154907A (zh) * 2007-08-21 2008-04-02 南京航空航天大学 无位置传感器无刷直流电机位置信号相位误差校正方法
CN101242154A (zh) * 2008-03-14 2008-08-13 重庆大学 一种无位置传感器的内嵌式永磁无刷直流电机控制系统

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6121736A (en) * 1998-07-10 2000-09-19 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Control apparatus for motor, and motor unit having the control apparatus
US7183734B2 (en) * 2005-02-18 2007-02-27 Atmel Corporation Sensorless control of two-phase brushless DC motor
JP4745745B2 (ja) * 2005-07-21 2011-08-10 パナソニック株式会社 モータ駆動装置及びモータ駆動方法
JP4789647B2 (ja) * 2006-02-20 2011-10-12 パナソニック株式会社 モータ駆動装置
TWI357716B (en) * 2007-02-13 2012-02-01 Prolific Technology Inc Method and circuit for controlling motor and brush

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6396225B1 (en) * 1999-04-27 2002-05-28 Hitachi, Ltd. DC current brushless motor driving apparatus and air conditioner with using thereof
US20040189221A1 (en) * 2003-03-27 2004-09-30 Minoru Kurosawa Drive control device for direct current motor, rotation drive system for direct current motor and semiconductor integrated circuit for driving coil
EP1482632A2 (en) * 2003-05-26 2004-12-01 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Controller of DC brushless motor
CN1574601A (zh) * 2003-05-26 2005-02-02 松下电器产业株式会社 Dc无电刷电动机的控制装置
EP1710903A2 (en) * 2005-04-05 2006-10-11 International Rectifier Corporation Sensorless brushless direct current motor drive using pulse width modulation speed control at motor frequency
CN101154907A (zh) * 2007-08-21 2008-04-02 南京航空航天大学 无位置传感器无刷直流电机位置信号相位误差校正方法
CN101242154A (zh) * 2008-03-14 2008-08-13 重庆大学 一种无位置传感器的内嵌式永磁无刷直流电机控制系统

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105340170A (zh) * 2013-06-27 2016-02-17 尚飞公司 电机控制设备
CN105340170B (zh) * 2013-06-27 2018-10-23 尚飞公司 电机控制设备

Also Published As

Publication number Publication date
US20110084639A1 (en) 2011-04-14
WO2011044104A3 (en) 2012-03-15
TW201125281A (en) 2011-07-16
KR20120065381A (ko) 2012-06-20
US8378606B2 (en) 2013-02-19
WO2011044104A2 (en) 2011-04-14
EP2486646A2 (en) 2012-08-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102577086B (zh) 无传感器无刷直流马达中用于减少零交叉粒度的可变脉宽调制
CN102577084B (zh) 通过门控脉宽调制驱动的无刷直流马达的慢速操作
CN102577085A (zh) 无传感器无刷直流马达的同步最小频率脉宽调制驱动
US11264930B2 (en) Low to high speed operation of a sensorless brushless DC motor
CN105531917A (zh) 用于确定同步马达转子的位置的方法及系统
US20140265967A1 (en) Sine Modified Trapezoidal Drive for Brushless DC Motors
JP2008086139A (ja) モータ制御装置
CN105337541A (zh) 多相无刷直流电机及其驱动方法
GB2524571A (en) Control circuit for multiphase motor
Su et al. Design of a PM brushless motor drive for hybrid electrical vehicle application
KR102238456B1 (ko) 스위치드 릴럭턴스 모터를 구동하는 구동 회로
JP6495528B1 (ja) 電動機の駆動方法
KR102260101B1 (ko) 모터 제어용 집적 회로
Gupta et al. A review: Sensorless control of brushless DC motor
Bhosale et al. Performance comparison of Two PWM techniques applied to BLDC motor control
JP2014096939A (ja) 同期電動機駆動システム
Pillai et al. Efficient Commutation and Torque Ripples Minimization in BLDC Motor for Hoist Applications
Seshavarthini et al. Power and Signal Transmission for Electric Vehicles by Using Cascaded Multilevel Inverter
KR101414818B1 (ko) 비엘디씨 모터의 구동 방법
KR20200001733A (ko) 모터 구동 장치, 시스템 및 방법
Roy et al. Speed control of sensorless BLDC motor with two side chopping PWM
JP2020018138A (ja) モータ制御装置、およびモータの制御方法
JPH10174482A (ja) 直流ブラシレスモータ駆動回路
Sridhar Speed control of sensor less BLDC motor with two side chopping PWM

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20120711