CN103795380A - 电动机驱动装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了电动机驱动装置和方法。其中，该电动机驱动装置包括：运转控制单元，生成用于控制电动机的运转的脉宽调制（PWM）信号；驱动控制单元，使用从运转控制单元传递的PWM信号生成短脉冲信号；以及供电单元，使用短脉冲信号向电动机供电，其中，该驱动控制单元根据从外部提供的控制信号控制PWM信号以生成短脉冲信号。

Description

电动机驱动装置和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年10月31日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2012-0122612号的优先权，通过引用将其公开结合于此。

技术领域

本发明涉及电动机驱动装置和方法，更具体地，涉及一种能够通过任意控制延迟时间以简化电路来减少开发期的电动机驱动装置和方法。

背景技术

最近，国内、商业和工业对电气装置和电子装置的需要已经增加。这些装置可包括用于驱动装置元件的特定运转的驱动电路。这些装置的实例可包括电动机。

通常，可以通过控制脉宽调制（在下文中，称为PWM）信号的占空比值控制速度能够被控制的电动机的速度。PWM信号的占空比值可根据接通时间与断开时间的比值来确定，并且电动机的转速可与PWM信号的占空比值成比例，其中，在接通时间信号具有一个信号周期内的高值，在断开时间信号具有一个信号周期内的低值。

具体地，在高压下运转的电动机中，需要驱动电动机的稳定性和电路的电效率。有鉴于此，使用短脉冲生成电路而不直接使用PWM信号可减小脉冲的接通时间，从而减少驱动电动机所需的平均电流量。

就是说，在短脉冲生成电路中，使用几个彼此串联连接的具有固定延迟时间的延迟元件以控制延迟的方案。然而，在该方案中，存在很多依赖于工艺条件的变化，因此，它难以精确地控制短脉冲信号。具体地，在制造集成电路之后，它将难以控制控制信号，从而其开发时间可能相对较长。

在以下相关技术文献中，专利文献1涉及电动机驱动技术，更具体地，涉及使振动电机在相对短的时间段内运转的电机驱动技术，以及专利文献2只公开了通过控制向其提供的多个脉冲来控制驱动超声电动机的技术。因此，专利文献1和专利文献2没公开通过控制延迟时间精确控制生成短脉冲的电路的技术。

【相关技术文献】

（专利文献1）韩国专利公开第2009-0045142号

（专利文献2）日本专利公开第2006-081237号

发明内容

本发明的一方面提供了一种电动机驱动装置和方法，通过根据从外部施加的控制信号控制从运转控制单元传递的脉宽调制（PWM）信号以产生短脉冲信号，该电动机驱动装置和方法能够生成适于驱动电动机的短脉冲信号，甚至在电动机制造条件改变的情况下更精确地控制短脉冲信号，甚至在制造集成电路后任意控制控制信号。

根据本发明的一方面，提供一种电动机驱动装置，包括：运转控制单元，生成用于控制电动机的运转的脉宽调制（PWM）信号；驱动控制单元，使用从运转控制单元传递的PWM信号生成短脉冲信号；以及供电单元，使用短脉冲信号向电动机供电，其中，驱动控制单元根据从外部提供的控制信号控制PWM信号以生成短脉冲信号。

驱动控制单元可包括：信号分离单元，将PWM信号分成第一信号和第二信号；延迟单元，根据控制信号延迟第一信号以产生第三信号；以及逻辑电路单元，使用第三信号和第二信号生成短脉冲信号。

驱动控制单元可以包括具有至少一个延迟元件的延迟单元，在至少一个延迟元件中电容器和可变电阻元件彼此并联连接。

可变电阻元件可具有根据控制信号变化的电阻以便延迟PWM信号。

根据本发明的另一个方面，提供了一种电动机驱动方法，包括：将用于控制电动机运转的PWM信号从生成PWM信号的运转控制单元传递到驱动控制单元；通过根据从外部提供的控制信号控制PWM信号来生成短脉冲信号；以及将短脉冲信号传递至供电单元。

短脉冲信号的生成可包括：将PWM信号分成第一信号和第二信号；根据控制信号延迟第一信号以生成第三信号；以及由逻辑电路单元使用第三信号和第二信号生成短脉冲信号。

短脉冲信号的生成可包括：将控制信号施加至驱动控制单元中的可变电阻元件；以及使用根据控制信号变化的电阻延迟PWM信号。

附图说明

结合附图，通过以下详细的说明，本发明的以上和其他的方面、特征和其他优点将更清楚地理解，其中：

图1为示出根据本发明的实施方式的电动机驱动装置的框图；

图2A为示出驱动根据本发明实施方式的电动机驱动装置的驱动控制单元的框图；

图2B为示出图2A的逻辑电路单元的实例的框图；

图3为用于说明通过图2B示出的驱动控制单元的运转的结果的图表；

图4为示出了图2A和2B中示出的延迟单元中的延迟元件的实例的示图；

图5是为了描述根据本发明实施方式的电机驱动方法而提供的流程图；以及

图6和图7为用于描述取决于从外部提供的控制信号的脉冲变化的图表。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本发明的实施方式。然而，本发明可以通过许多不同的形式来体现并且不应被解释为限于本文中阐明的实施方式。相反，提供这些实施方式使得本公开透彻并完整，并且向本领域中的技术人员充分传达本发明的范围。通篇附图，相同的或者类似的参考标号将被用于指代相同的或者类似的元件。

图1为示出根据本发明的实施方式的电动机驱动装置的框图。

如图1所示，根据本实施方式的电动机驱动装置可包括：运转控制单元100、驱动控制单元200和供电单元300。

运转控制单元100可以产生用于控制电动机的运转的脉宽调制（PWM）信号S10并将生成的PWM信号传递至驱动控制单元200。运转控制单元100提供的PWM信号S10可被用在驱动控制单元200中生成短脉冲信号S30。

更具体地，根据本发明的实施方式，可将从外部提供的控制信号S20传递至驱动控制单元200。从而，驱动控制单元200可控制从运转控制单元100传递的PWM信号S10以产生短脉冲信号S30。此外，驱动控制单元200可以将生成的短脉冲信号S30传递至供电单元300。

供电单元300可以接收来自驱动控制单元200的短脉冲信号S30并向电动机供电。在下文中，将参考图2A和2B详细地描述驱动控制单元200。

图2A为示出根据本发明实施方式的电动机驱动装置的驱动控制单元的框图。

图2B为示出图2A中的逻辑电路单元的实例的框图。

参照图2A和图2B，根据本实施方式的驱动控制单元200可包括：信号分离单元210、延迟单元220和逻辑电路单元230。

信号分离单元210可以将从运转控制单元100提供的PWM信号S10分成第一信号S11和第二信号S12，并将第一信号S11传递至延迟单元220，将第二信号S12传递至逻辑电路单元230。延迟单元220可以延迟从信号分离单元210传递的第一信号S11，并使用已延迟的信号以生成第三信号S13。

延迟单元220可根据由信号分离单元210分开的第一信号S11和从外部提供的控制信号S20生成第三信号S13。更具体地，延迟单元220可以根据从外部提供的控制信号S20延迟第一信号S11以产生第三信号S13。下面将参考图4详细描述延迟第一信号的方法。可将由延迟单元220生成的第三信号S13传递至逻辑电路单元230。

逻辑电路单元230可以使用从延迟单元220传递的第三信号S13和由信号分离单元210分开的第二信号S12。逻辑电路单元230可包括至少一个逻辑门，其中，逻辑门可以由与（AND）、或（OR）、异或（XOR）、或非（NOR）、与非（NAND）和或非（NOR）门配置成。

参照图2B，在逻辑电路单元230包括“或非”门和“与非”门的情况下，逻辑电路单元230可以接收第二信号S12和从延迟单元220传递的第三信号S13分别作为“与非”门和“或非”门的输入。然后，逻辑电路单元230可以通过在脉冲的上升沿和下降沿的延迟时间产生短脉冲信号。此时，通过“或非”门生成的短脉冲信号S31和通过“与非”门生成的短脉冲信号S32可被传递至供电单元300。接下来，将参照图3提供说明。

图3为用于说明通过图2B示出的驱动控制单元的运转的结果的图表。

参照图3和图2B，各个信号的脉冲宽度取决于时间流的关系如图表所示。第一信号S11和第二信号S12对应于Y0，并且控制延迟的第三信号S13对应于Y1。当Y0和Y1彼此比较时，可理解延迟在与Y0相比较的Y1中被控制。例如，在逻辑电路单元230包括“或非”门和“与非”门（参见图2B）的情况下，第三信号S13和第二信号S12被传递至两个门然后经过两个门，因此，生成两个短脉冲信号S31和S32。它们对应于图3的Y2和Y3。即，通过两个短脉冲信号S31和S32，脉冲的接通时间减小了，借此可提高电动机的驱动效率并可稳定电动机的温度特性。

图4为示出图2A和图2B中示出的延迟单元的延迟元件的实例的示图。

参照图4，为了控制延迟，根据本实施方式的延迟元件225可包括彼此并联连接的电容器221和可变电阻元件223。

一个或多个延迟元件225可以彼此串联连接以控制延迟时间。彼此串联连接的延迟元件225可配置延迟单元220。

可变电阻元件223可具有根据从外部提供的控制信号S20变化的电阻的电平以延迟PWM信号。可变电阻元件223可包括例如晶体管。例如，从外部提供的控制信号S20可施加到晶体管，并且可以控制根据控制信号S20变化的电阻值。因此，第一信号S11可以被延迟以生成第三信号S13。

图5是为了描述根据本发明实施方式的电动机驱动方法而提供的流程图。

参照图5，为了控制电动机驱动装置的电动机的运转，由运转控制单元100生成的PWM信号被传递至驱动控制单元200（S50）。

信号分离单元210将PWM信号分成第一信号S11和第二信号S12（S51）。同时，从外部提供的控制信号S20被传递至延迟单元220（S52）。根据控制信号S20延迟第一信号S11以生成第三信号S13（S53）。

逻辑电路单元230接收第三信号S13和第二信号S12（S54）并通过其中存在的门生成短脉冲信号（S55）。

在S53至S55的实例中，从外部提供的控制信号S20被施加到驱动控制单元200中的可变电阻元件223，可变电阻元件223具有根据控制信号S20而变化的电阻值以便延迟PWM信号，借此可以生成短脉冲信号。

通过上述方法生成的短脉冲信号被传递至供电单元300（S56）。

图6和图7为用于描述取决于从外部提供的控制信号的脉冲变化的图表。

如图6和图7所示，使用从外部提供的控制信号S20可生成脉冲宽度被控制的短脉冲信号。

在图6中，在对应于a到f并从外部提供的控制信号S20被确定为电压信号的情况下，例如，a、b、c、d、e和f以伏特（V）为单位分别为17、17.2、17.4、17.6、17.8和18。可理解脉冲的宽度根据电压信号而不同。

在图7中，在对应于a到f并从外部提供的控制信号S20被确定为电压信号的情况下，例如，a、b、c、d、e、和f以伏特（V）为单位分别为19.2、19、18.8、18.6、18.4和18.2。可理解脉冲的宽度根据电压信号而不同。

就是说，根据从外部提供的控制信号S20生成脉冲宽度被控制的短脉冲信号，借此甚至在改变电动机制造条件的情况下可更精确地控制短脉冲信号并且甚至在制造集成电路后可任意控制控制信号。

如上所述，根据本发明的实施方式，使用从外部施加的电压信号控制从运转控制单元提供的PWM信号以生成短脉冲信号，借此甚至在电动机制造条件改变的情况下可更精确地控制短脉冲信号，甚至在制造集成电路后可任意控制控制信号。

此外，简化了电动机驱动装置的结构，借此可以减少研发电动机驱动装置所需的时间。

尽管通过结合实施方式示出并描述了本发明，对于本领域技术人员来说将显而易见的是，在不偏离由所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的条件下可进行修改和变形。

Claims (7)

1.一种电动机驱动装置，包括：

运转控制单元，生成用于控制电动机的运转的脉宽调制PWM信号；

驱动控制单元，使用从所述运转控制单元传递的所述PWM信号生成短脉冲信号；以及

供电单元，使用所述短脉冲信号向所述电动机供电，

其中，所述驱动控制单元根据从外部提供的控制信号控制所述PWM信号以生成所述短脉冲信号。

2.根据权利要求1所述的电动机驱动装置，其中，所述驱动控制单元包括：

信号分离单元，将所述PWM信号分成第一信号和第二信号；

延迟单元，根据所述控制信号延迟所述第一信号以产生第三信号；以及

逻辑电路单元，使用所述第三信号和所述第二信号生成所述短脉冲信号。

3.根据权利要求1所述的电动机驱动装置，其中，所述驱动控制单元包括具有至少一个延迟元件的延迟单元，在所述至少一个延迟元件中电容器和可变电阻元件彼此并联连接。

4.根据权利要求3所述的电动机驱动装置，其中，为了延迟所述PWM信号，所述可变电阻元件具有根据所述控制信号变化的电阻。

5.一种电动机驱动方法，包括：

将用于控制电动机运转的PWM信号从生成所述PWM信号的运转控制单元传递到驱动控制单元；

通过根据从外部提供的控制信号控制所述PWM信号来生成短脉冲信号；以及

将所述短脉冲信号传递至供电单元。

6.根据权利要求5所述的电动机驱动方法，其中，所述短脉冲信号的所述生成，包括：

将所述PWM信号分成第一信号和第二信号；

根据所述控制信号延迟所述第一信号以生成第三信号；以及

由逻辑电路单元使用所述第三信号和所述第二信号生成所述短脉冲信号。

7.根据权利要求5所述的电动机驱动方法，其中，所述短脉冲信号的所述生成，包括：

将所述控制信号施加到所述驱动控制单元中的可变电阻元件；以及

使用根据所述控制信号变化的电阻延迟所述PWM信号。

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