CN105308849A - 无刷电机的相位控制电路、无刷电机及无刷电机的相位控制方法 - Google Patents

无刷电机的相位控制电路、无刷电机及无刷电机的相位控制方法 Download PDF

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Abstract

无刷电机的相位控制电路包括：信号输出部，根据转子中配置的磁体的旋转所引起的磁场的变化，输出相位不同的M个信号；控制信号生成部，基于至少M个信号生成2种以上的相位控制信号组，该相位控制信号组用于控制要供给N相(N为2以上的整数)线圈的各相的彼此相位不同的驱动电压。控制信号生成部被构成为能生成：在无刷电机的第1驱动模式下控制要供给N相线圈的各相的驱动电压的第1相位控制信号组；和在无刷电机的第2驱动模式下控制要供给N相线圈的各相的驱动电压的、相对于第1相位控制信号组相位相差预定相位α度(α>0)的第2相位控制信号组。

Description

无刷电机的相位控制电路、无刷电机及无刷电机的相位控制方法
技术领域
本发明涉及无刷电机。
背景技术
以往，使用电机作为各种装置和产品的驱动源。例如在打印机、复印机等办公设备、各种家电产品、汽车及电动自行车等车辆的助力动力源用途中被采用。特别是作为动作频率高的可动部件的驱动源，基于耐久性和电噪声的考虑，有时使用无刷电机。
在高输出的无刷电机中，有所要求的最大转矩增大、感应电压增大的倾向。因此，低转矩区域的电机转速容易不足。因而为加大低转矩区域的电机转速，例如需要减小感应电压。并且，为扩展高输出的无刷电机的输出范围，需要控制无刷电机的相位，转子的位置检测就变得重要。即，需要无刷电机以某种方法检测转子的旋转位置，并控制流向线圈的电流的相位。
为此，已研究出一种具备检测磁体转子旋转位置的多个霍尔元件、和基于从霍尔元件输出的检测信号的输出定时(timing)来对励磁线圈供给驱动电流的驱动控制电路的无刷直流电机(参照专利文献1)。
[在先技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本实开平2-146996号公报
发明内容
〔发明所要解决的课题〕
上述的无刷直流电机考虑到转子高速旋转时产生的相位控制的延迟而在一组(三个)低速用霍尔元件之外另外具备一组(三个)高速用霍尔元件，当磁体转子达到一定旋转速度以上的高速时，从低速用霍尔元件切换到高速用霍尔元件来使驱动控制电路动作。因此，就需要两组霍尔元件，会导致部件个数的増加和配置空间的増大。
本发明是鉴于这样的状况而研发的，其目的在于提供一种以简易的结构实现扩展输出范围的相位控制的技术。
〔用于解决课题的手段〕
为解决上述课题，本发明一个方案的无刷电机的相位控制电路包括：信号输出部，根据转子中配置的磁体的旋转所引起的磁场的变化，输出相位不同的M个信号；控制信号生成部，基于至少M个信号生成2种以上的相位控制信号组，该相位控制信号组用于控制要供给N相(N为2以上的整数)线圈的各相的彼此相位不同的驱动电压；驱动部，基于相位控制信号组，将驱动电压供给N相线圈的各相。控制信号生成部被构成为能生成：第1相位控制信号组，在无刷电机的第1驱动模式下控制要供给N相线圈的各相的驱动电压；以及相对于第1相位控制信号组、相位相差预定相位α度(α>0)的第2相位控制信号组，在无刷电机的第2驱动模式下控制要供给N相线圈的各相的驱动电压。
通过该方案，能基于M个信号生成多个相位控制信号组，故可以不对应于各相位控制信号组地设置不同的信号输出部。即，可以不针对无刷电机的每种驱动模式都设置对应的信号输出部。
信号输出部可以具有P个(P＝M/2)霍尔元件；霍尔元件可以被构成为分别输出与磁场的变化相应的第1波形、和将该第1波形的极性反相了的第2波形。由此，信号输出部能输出比霍尔元件数量多的波形，能减少霍尔元件的数量。
控制信号生成部可以生成要供给三相线圈的各相的、彼此相位相差电角度120度的3个相位控制信号。信号输出部可以具有3个霍尔元件。
控制信号生成部可以包括：比较电路，将从信号输出部输出的多个信号与预定的阈值进行比较，生成具有预定的脉冲宽度的彼此相位不同的多个比较输出；生成电路，基于比较输出的脉冲的上升和下降的一者的定时生成第1相位控制信号组，基于比较输出的脉冲的上升和下降的另一者的定时生成第2相位控制信号组。由此，能根据相同的比较输出生成2种相位控制信号组。
控制信号生成部可以包括：比较电路，将从信号输出部输出的多个信号与预定的阈值进行比较，生成具有预定的脉冲宽度的彼此相位不同的多个比较输出；生成电路，基于比较输出的脉冲的上升和下降的一者的定时生成第1相位控制信号组；延迟电路，生成相对于第1相位控制信号组延迟了预定相位α度(α>0)的第2相位控制信号组。由此，能够根据相同比较输出生成2种相位控制信号组。
预定相位α度可以是电角度0度<α度<240度(但α＝60、120、180除外)，脉冲宽度可以是电角度60度<60度+α度<300度(但α＝60、120、180除外)。由此，能进行用于驱动无刷电机的转子位置检测。
从信号输出部输出的信号的波形可以是从波形的上升至达到阈值的电角度在40度以下、优选在30度以下。由此，转子的位置检测的精度提。
控制信号生成部可以具有取得表示第1驱动模式和第2驱动模式的哪一者被选为无刷电机的驱动模式的选择信号的模式信息取得部，并输出与所选择的驱动模式相应的相位控制信号组。由此，能以多个驱动模式驱动无刷电机。
信号输出部可以具有P个(P＝M/2)霍尔元件，霍尔元件可以被构成为分别输出与磁场的变化相应的第1波形和不同于该第1波形的第2波形。
信号输出部可以具有P个(P＝M/2)霍尔元件和反相电路，霍尔元件可以被构成为输出与磁场的变化相应的第1波形，反相电路可以被构成为使基于第1波形的输出反相而输出第2波形。由此，信号输出部能输出比霍尔元件数量多的波形，即使是一个输出的霍尔元件，也能减少数量。
控制信号生成部可以包括：第1比较电路，将从信号输出部输出的多个信号与第1阈值进行比较，生成具有预定的脉冲宽度的彼此相位不同的多个第1比较输出；第2比较电路，将从信号输出部输出的多个信号与不同于第1阈值的第2阈值进行比较，生成具有预定的脉冲宽度的彼此相位不同的多个第2比较输出；生成电路，基于第1比较输出生成第1相位控制信号组，基于第2比较输出生成第2相位控制信号组。由此，能根据从信号输出部输出的相同信号生成2种相位控制信号组。
本发明的另一方案是一种无刷电机。该无刷电机包括：配置有多个绕组的筒状的定子；被设在定子的中心部的圆形的转子芯；被配置于转子的多个板状磁体；无刷电机的相位控制电路；以及为定子的多个绕组供电的供电部。
多个板状磁体可以在转子芯的周向上空有间隔地配置，并具有从转子芯的旋转轴方向的端面突出的突出部；相位控制电路可以被配置成信号输出部具有的霍尔元件位于突出部的内侧区域、且位于与突出部相对的位置的方式。
本发明的再一个方案是一种无刷电机的相位控制方法。该方法包括：信号输出步骤，根据转子中配置的磁体的旋转所引起的磁场的变化，输出相位不同的M个信号；控制信号生成步骤，基于至少M个信号生成2种以上的相位控制信号组，该相位控制信号组用于控制要供给N相(N为2以上的整数)线圈的各相的彼此相位不同的驱动电压；以及驱动步骤，基于相位控制信号组，将驱动电压供给N相线圈的各相。控制信号生成步骤选择性地生成：第1相位控制信号组，在无刷电机的第1驱动模式下控制供给N相线圈的各相的驱动电压；和相对于第1相位控制信号组、相位相差预定相位α度(α>0)的第2相位控制信号组，在无刷电机的第2驱动模式下控制供给N相线圈的各相的驱动电压。
根据该方案，能基于M个信号生成多个相位控制信号组，故可以不对应于各相位控制信号组地设置不同的信号输出部。即，可以不针对无刷电机的每种驱动模式设置对应的信号输出部。
此外，将以上构成要素的任意组合、本发明的表现形式在方法、装置、系统等之间变换后的实施方式，作为本发明的方案也是有效的。
〔发明效果〕
通过本发明，能以简易的构成实现扩大无刷电机的输出范围的相位控制。
附图说明
图1是表示高输出电机的一例的特性的图表。
图2是用于说明2极3槽的3相无刷电机的概略构成的示意图。
图3的(a)是连续地表示图2所示的无刷电机的转子逆时针旋转的情况的示意图；图3的(b)是表示施加于各相绕组的电压的变化的图；图3的(c)是表示各霍尔元件的输出的变化的图。
图4的(a)是列表表示图3的(c)的各霍尔元件的输出与转子的旋转角度的关系的图；图4的(b)是列表表示图3的(b)的对各相的施加电压与转子的旋转角度的关系的图。
图5是表示基于霍尔元件的输出生成矩形波的电路的一例的功能块图。
图6是表示从霍尔元件输出的2个信号波形与2个比较器输出信号波形的变化的图。
图7是表示按U相、V相、W相分别设置包含图5所示的霍尔元件的电路时的各比较器的输出的变化的图。
图8是列表表示各比较器的输出与转子的旋转角度的关系的图。
图9是表示霍尔元件的输出大于阈值的区间为电角度60度+20度时的各比较器的输出的变化的图。
图10是列表表示各比较器的输出与转子的旋转角度的关系的图。
图11是在中性点驱动及提前角驱动下表示U相、V相、W相的120度矩形波驱动电压的变化的图。
图12的(a)是列表表示中性点驱动时的对各相的施加电压与转子的旋转角度的关系的图；图12的(b)是列表表示提前角驱动时的对各相的施加电压与转子的旋转角度的关系的图。
图13是示意性地表示根据相位差α而变化的各比较器的输出的图。
图14是第1实施方式的无刷电机的相位控制电路的功能块图。
图15是表示第1相位模式下的第1实施方式的相位控制电路的各功能块的输入输出特性的图。
图16是表示第2相位模式下的第1实施方式的相位控制电路的各功能块的输入输出特性的图。
图17是第1实施方式的无刷电机的剖视图。
图18是图17所示的无刷电机的分解立体图。
图19的(a)是从一方看第1实施方式的转子的立体图；图19的(b)是从另一方看第1实施方式的转子的立体图。
图20是第1实施方式的转子的分解立体图。
图21的(a)是第1实施方式的转子的剖视图；图21的(b)是从图21的(a)所示的A方向来看的俯视图；图21的(c)是从图21的(a)所示的B方向来看的仰视图。
图22的(a)是第1实施方式的转子及定子的剖视图；图22的(b)是从图22的(a)所示的C方向来看的俯视图；图22的(c)是从图22的(a)所示的D方向来看的仰视。
图23是带霍尔元件的端盖的分解立体图。
图24是表示从本实施方式的各霍尔元件输出的信号的波形的图。
图25的(a)是示意性地表示从信号输出部输出的信号的波形从波形的上升起至达到阈值的电角度为20度的情况的图；图25的(b)是示意性地表示从信号输出部输出的信号的波形从波形的上升其至达到阈值的电角度为40度的情况的图。
图26是变形例1的无刷电机的剖视图。
图27是图26所示的无刷电机的分解立体图。
图28是变形例1的转子的立体图。
图29是变形例1的转子的分解立体图。
图30的(a)是变形例1的转子的剖视图；图30的(b)是从图30的(a)所示的E方向来看的俯视图；图30的(c)是从图30的(a)所示的F方向来看的仰视图。
图31的(a)是变形例1的转子及定子的剖视图；图31的(b)是从图31的(a)所示的G方向来看的俯视图；图31的(c)是从图31的(a)所示的H方向来看的仰视图。
图32是表示从变形例1的各霍尔元件输出的信号的波形的图。
图33是变形例2的无刷电机的剖视图。
图34是变形例2的转子的立体图。
图35是变形例2的转子的分解立体图。
图36的(a)是变形例2的转子的剖视图；图36的(b)是从图36的(a)所示的I方向来看的俯视图；图36的(c)是从图36的(a)所示的J方向来看的仰视图。
图37的(a)是变形例2的转子及定子的剖视图；图37的(b)是从图37的(a)所示的K方向来看的俯视图；图37的(c)是从图37的(a)所示的L方向来看的仰视图。
图38是表示从变形例2的各霍尔元件输出的信号的波形的图。
图39是第2实施方式的无刷电机的相位控制电路的功能块图。
图40是表示第1相位模式下的第2实施方式的相位控制电路的各功能块的输入输出特性的图。
图41是表示第2相位模式下的第2实施方式的相位控制电路的各功能块的输入输出特性的图。
图42是第3实施方式的无刷电机的相位控制电路的功能块图。
图43是表示第1相位模式下的第3实施方式的相位控制电路的各功能块的输入输出特性的图。
图44是表示第2相位模式下的第3实施方式的相位控制电路的各功能块的输入输出特性的图。
图45是第4实施方式的无刷电机的相位控制电路的功能块图。
图46是表示第1相位模式下的第4实施方式的相位控制电路的各功能块的输入输出特性的图。
图47是表示第2相位模式下的第4实施方式的相位控制电路的各功能块的输入输出特性的图。
图48是第5实施方式的无刷电机的相位控制电路的功能块图。
图49是第6实施方式的无刷电机的相位控制电路的功能块图。
图50是表示无刷电机的相位控制方法的流程的图。
具体实施方式
以下参照附图说明本发明的实施方式。在附图的说明中，对相同的要素标注相同的标号，并适当省略重复的说明。此外，以下所述的构成仅为例示，并非对本发明的范围进行任何限定。
首先，说明本发明人想到本发明的背景。在电动自行车等所使用的高输出电机中，要求最大转矩较大，故感应电压有变大的倾向。因此，低转矩区域的电机转速容易不足。
图1是表示高输出电机的一例的特性的图表。在图1中，表示了效率高的提前角45度时的效率η及转速N与转矩T的关系，并且，表示了使相位更加提前的提前角75度时的效率η及转速N与转矩T的关系。
在图1所示的高输出电机中，在效率高的提前角45度的设定下，低转矩区域的转速N较小。额定输出是与转速N和转矩T成正比的，故在提前角45度的设定下，额定输出不足。因此，将该高输出电机设定为提前角75度时，与设定为提前角45度时相比，如图1所示那样，最大效率η整体上下降，但低转矩区域的转速N増加。即，额定输出増加。
这样，若能将一个高输出电机以2种相位进行控制，则能既满足所要求的最大输出，又确保低转矩区域的额定输出，故能扩大实用的输出范围。然而，为了切换多个相位地控制电机，需要转子的旋转位置的信息。若采用编码器和解析器(Resolver)，则能精度良好地得到这样的信息，但装置整体的成本会变高。因此，本发明人为了以简易的结构实现相位控制所需要的转子的旋转位置的信息而深入研究后，想到了本发明。
(第1实施方式)
在本实施方式中，作为无刷电机的驱动方法，以120度矩形波驱动为例进行说明。首先，为简化说明，以2极3槽的3相无刷电机为例进行说明。图2是用于说明2极3槽的3相无刷电机的概略构成的示意图。
无刷电机100具有由2极构成的转子102，和具有3个臂104a、104b、104c的定子104。3个臂104a、104b、104c上分别被缠绕U相绕组106a、V相绕组106b、W相绕组106c。另外，在与3个臂104a、104b、104c分别相对的位置，配置有第1霍尔元件(霍尔元件U)108a、第2霍尔元件(霍尔元件V)108b、第3霍尔元件(霍尔元件W)108c。各霍尔元件将磁通变换成电压。
图3的(a)是连续地表示图2所示的无刷电机的转子逆时针旋转的情况的示意图；图3的(b)是表示施加于各相的绕组的电压的变化的图；图3的(c)是表示各霍尔元件的输出的变化的图。假定转子的角度以图2所示的位置为0度(360度)。另外，在2极电机的情况下，机械角和电角度是相同的。
所谓120度矩形波驱动，是指在30度至150度(210度至330度)的区间内对U相施加一定电压，在150度至270度(330度至90度)的区间内对V相施加一定电压，在270度至30度(90度至210度)的区间内对W相施加一定电压的驱动方法。此时，如图3的(b)所示，在
(1)-30度～30度(330度～390度)
(2)30度～90度
(3)90度～150度
(4)150度～210度
(5)210度～270度
(6)270度～330度
的6个区间内，施加于各相的电压没有变化，被以相同电压驱动。因此，只要能得到60度间隔的6个位置信息，就能进行120度矩形波驱动。
另外，在图3的(c)中，为简化说明，假定各霍尔元件在与N极相对时进行+输出、在与S极相对时输出0，表示了各霍尔元件的输出的变化。此时，如图3的(c)所示，在
(1)-30度～30度(330度～390度)
(2)30度～90度
(3)90度～150度
(4)150度～210度
(5)210度～270度
(6)270度～330度
的6个区间内，从各霍尔元件输出的波形没有变化。
图4的(a)是列表表示图3的(c)的各霍尔元件的输出与转子的旋转角度的关系的图；图4的(b)是列表表示图3的(b)的对各相的施加电压与转子的旋转角度的关系的图。
如图4的(a)所示，在6个区间内，没有各霍尔元件的输出的组合相同的。因此，能基于3个霍尔元件的输出来判断转子现在处于哪个区间。然后，同步于该定时地对各相施加图4的(b)所示的电压，就能进行120度矩形波驱动了。
接下来说明霍尔元件的输出波形。图5是表示基于霍尔元件的输出生成矩形波的电路的一例的功能块图。图6是表示从霍尔元件输出的2个信号波形和2个比较器输出信号波形的变化的图。图6中为简化说明而假定磁通的变化为正弦波状。另外，从图5所示的霍尔元件的输出-，能得到相对于输出+极性反相了的值。
图5所示的比较器1的输入+被输入霍尔元件的输出+，输入-被输入阈值。并且，在输入+的值比输入-的值大时，输出+的值。另一方面，若输入+的值比输入-的值小，则输出-的值。比较器2的输入+被输入霍尔元件的输出-，输入-被输入阈值。并且，在输入+的值比输入-的值大时，输出+的值。另一方面，若输入+的值比输入-的值小，则输出-的值。
在这样的电路中，阈值如图6所示那样被设定使得霍尔元件的输出+或输出-的值比阈值大的区间为电角度60度。此时，如图6所示那样，来自比较器1的输出1在150度至210度的范围内输出+的值，在此之外的范围内输出-的值。另外，来自比较器2的输出2在330度至390度(-30度至30度)的范围内输出+的值，在这以外的范围内输出-的值。
图7是表示按U相、V相、W相分别设置含有图5所示的霍尔元件的电路时的各比较器的输出的变化的图。图8是列表表示各比较器的输出与转子的旋转角度的关系的图。
如图7、图8所示，是被输出+的值的，但只要能判别出是哪个比较器的输出+还是输出-，就能判别转子的旋转位置处于60度间隔的哪个区间。因此，通过采用三组包含图5所示那样的霍尔元件的电路，就能按60度间隔控制施加电压，故能够进行前述的120度矩形波驱动。
但是，即使是这样的电路，也无法通过相位控制来区分使用无刷电机的中性点驱动和提前角驱动。如图7和图8所示，能进行基于30、90、150、210、270、330度的60度间隔的定时(timing)来使驱动电压变化的中性点驱动，但若想要以例如提前角20度进行驱动，则需要检测10、70、130、190、250、310度的各定时。然而，从图7所示的各比较器的输出可知，在10、70、130、190、250、310度时，各个比较器的输出并没有变化。
因此，下面说明设定图5所示的电路中的阈值，使得霍尔元件的输出+或输出-的值比阈值大的区间为电角度60度+α、具体来说为60度+20度的情况。例如，通过减小图6所示的阈值，能增大霍尔元件的输出大于阈值的区间。
图9是表示霍尔元件的输出比阈值大的区间为电角度60度+20度时的各比较器的输出的变化的图。图10是列表表示各比较器的输出与转子的旋转角度的关系的图。此时，如图10所示，在
(1)-30度～10度(330度～370度)
(2)10度～30度(370度～390度)
(3)30度～70度
(4)70度～90度
(5)90度～130度
(6)130度～150度
(7)150度～190度
(8)190度～210度
(9)210度～250度
(10)250度～270度
(11)270度～310度
(12)310度～330度
的12个区间，从各比较器输出的信号的组合是不同的。另外，在表示40度间隔的位置信息的(1)、(3)、(5)、(7)、(9)、(11)区间，比较器的输出仅有一个为+的值，在表示20度间隔的位置信息的(2)、(4)、(6)、(8)、(10)、(12)区间，比较器的输出仅有2个为+的值。通过像这样将霍尔元件的输出大于阈值的区间定为60度+α，能在12个定时检测转子的旋转位置。
因此，若是这样的构成，则能实现基于30、90、150、210、270、330度的60度间隔的定时来使驱动电压变化的中性点驱动，和基于10、70、130、190、250、310度的60度间隔的定时来使驱动电压变化的提前角驱动。
图11是表示在中性点驱动及提前角驱动下，U相、V相、W相的120度矩形波驱动电压的变化的图。图12的(a)是列表表示中性点驱动时的对各相的施加电压与转子的旋转角度的关系的图；图12的(b)是列表表示提前角驱动时的对各相的施加电压与转子的旋转角度的关系的图。通过像这样在图5所示那样的电路中调整阈值，能以多个相位控制无刷电机的可能性就变得明朗了。
接下来讨论霍尔元件的输出比阈值大的区间、即60度+α度为任意者(-60<α<300)的情况下，是否都能进行多个相位控制。图13是示意性地表示了根据相位差α而变化的各比较器的输出的图。
如上述的图7所示，在α为0时，不能进行多个相位控制。此外，如图13所示，在α为-20时，在20度～40度、80度～100度、140度～160度、200度～220度、260度～280度、320度～340度的范围内，每个比较器的输出都输出了-，也不能检测转子的位置。因此，-60<α<0时也同样无法检测转子的位置。
此外，在α为60时，关于比较器的输出发生变化的位置，能进行基于0、60、120、180、240、300度的60度间隔的定时来使驱动电压变化的中性点驱动，但在这以外的定时，无法检测转子的旋转位置，故无法在中性点驱动之外另行进行提前角驱动。该点在α为120、180、240时也是一样。
此外，在α大于240的260时，在20度～40度、80度～100度、140度～160度、200度～220度、260度～280度、320度～340度的范围内，每个比较器的输出都输出了+，无法检测转子的位置。因此，在240<α<300时同样也不能检测转子的位置。
综上，可知在α为0<α<240(但α＝60、120、180除外)时，能进行多个相位控制。
图14是第1实施方式的无刷电机的相位控制电路的功能块图。图15是表示第1相位模式下的第1实施方式的相位控制电路的各功能块的输入输出特性的图。图16是表示第2相位模式下的第1实施方式的相位控制电路的各功能块的输入输出特性的图。
图14所示的霍尔元件A～C根据转子中所配置的磁体的旋转所引起的磁场的变化，输出相位不同的6个电压。需要说明的是，本实施方式的各霍尔元件如前所述输出极性反相了的1组电压(参照图15的霍尔元件输出)。这6个霍尔元件输出被放大电路110放大。由于霍尔元件输出的电压较小，故通过进行放大，在之后的处理中能减小噪声的影响。此外，由于各霍尔元件输出极性不同的2个电压，故通过在放大电路110中进行放大时，输出极性不同的2个电压差，而能除去噪声。作为放大电路110，例如使用功率放大器。在本实施方式中，由霍尔元件A～C和放大电路110构成了信号输出部。需要说明的是，霍尔元件也可以被构成为分别输出与磁场的变化相应的第1波形、和不同于该第1波形的第2波形。
在放大电路110中被放大后的各放大电路输出被输入到比较电路112。此外，比较电路112还被输入阈值电压。在比较电路112中，比较放大电路输出和预定的阈值，并进行A/D转换，生成具有预定的脉冲宽度的彼此相位不同的多个比较输出(以下有时称作“比较电路输出”。)。此时，若阈值比放大电路输出小，则输出1(比较电路输出为5V)，若比放大电路输出大，则输出0(比较电路输出为0V)。作为比较电路112，例如采用比较器。
从比较电路112输出的各比较输出被输入到微处理器114。在微处理器114中，基于6个比较输出的信号，生成用于控制要供给三相线圈各相的彼此相位不同的驱动电压的2种以上的相位控制信号组。在本实施方式中，由比较电路112和微处理器114构成控制信号生成部。
并且，比较电路112及微处理器114被构成使得能生成在无刷电机的第1驱动模式(通常(延迟角)模式)下控制要供给三相线圈各相的驱动电压的第1相位控制信号组(例如图15的第1相位模式的U相High信号、U相Low信号、V相High信号、V相Low信号、W相High信号、W相Low信号)，和在无刷电机的第2驱动模式(提前角模式)下控制要供给三相线圈各相的驱动电压的、相对于第1相位控制信号组相位偏移预定相位α度(α>0)的第2相位控制信号组(例如图16的第2相位模式的U相High信号、U相Low信号、V相High信号、V相Low信号、W相High信号、W相Low信号)。在本实施方式中，α为20。
此外，微处理器114通过相位切换开关115的On、Off而被输入电压不同的2个外部信号的一者。微处理器114根据被输入了2个外部信号的哪一者，来选择第1驱动模式或第2驱动模式，并生成所选择的驱动模式的相位控制信号组。
这样，微处理器114具有模式信息取得部，取得表示第1驱动模式或第2驱动模式的哪一者被选为无刷电机的驱动模式的选择信号，微处理器114输出与所选择的驱动模式相应的相位控制信号组。由此，能以多个驱动模式驱动无刷电机。
从微处理器114输出的与各相对应的微处理器输出被输入到栅极驱动器116。栅极驱动器116将微处理器输出变换成能驱动MOSFET118的电压。MOSFET118基于栅极驱动器输出控制施加给各相的绕组的电压。在此，栅极驱动器116及MOSFET118作为基于相位控制信号组而将驱动电压供给三相线圈的各相的驱动部来发挥功能。
如上述那样构成的本实施方式的相位控制电路120能基于M个(图14中M＝6)信号生成多个相位控制信号组(图14中为2个)，故可以不对应于各相位控制信号组地设置不同的信号输出部。即，可以不针对无刷电机的各驱动模式分别设置对应的信号输出部。
在此，本实施方式的信号输出部具有3个霍尔元件，霍尔元件被构成使得分别输出与磁场的变化相应的第1波形、和将该第1波形的极性反相了的第2波形。由此，信号输出部能输出比霍尔元件个数(3个)多的波形(6个)，能减少霍尔元件的数量。
另外，微处理器114基于比较输出的脉冲的下降的定时生成第1相位控制信号组，并基于比较输出的脉冲的上升的定时生成第2相位控制信号组。由此，能基于相同的比较输出生成2种相位控制信号组。需要说明的是，微处理器114也可以基于比较输出的脉冲的上升的定时生成第1相位控制信号组，并基于比较输出的脉冲的下降的定时生成第2相位控制信号组。
另外，微处理器114生成要直接或间接地变换后供给三相线圈各相的、彼此电角度差异120度相位的3个相位控制信号(例如U相High信号、V相High信号、W相High信号)。
在此，前述第1相位控制信号组和第2相位控制信号组的相位差、α度只要如图13中所说明的那样电角度为0度<α度<240度(但α＝60、120、180除外)，脉冲宽度的电角度为60度<60度+α度<300度(但α＝60、120、180除外)即可。只要是该范围，就能进行用于实现可使无刷电机按多个驱动模式动作的相位控制的转子位置检测。
[无刷电机]
下面说明本实施方式的无刷电机的概略情况。图17是第1实施方式的无刷电机的剖视图。图18是图17所示的无刷电机的分解立体图。第1实施方式的无刷电机10具有输出轴侧盖12、转子14、定子16、端盖18、以及前述的相位控制电路120。
输出轴侧盖12是圆筒状的部件，在中央形成有能贯通转子14的轴20的孔12a。另外，端盖18是圆筒状的部件，在中央形成有保持转子14的轴承22a、22b的凹部18a。输出轴侧盖12及端盖18被固定螺栓24彼此固定。此外，定子16被固定螺栓26固定于端盖18。
[转子]
图19的(a)是从一方看第1实施方式的转子的立体图；图19的(b)是从另一方看第1实施方式的转子的立体图。图20是第1实施方式的转子的分解立体图。图21的(a)是第1实施方式的转子的剖视图；图21的(b)是从图21的(a)所示的A方向看的俯视图；图21的(c)是从图21的(a)所示的B方向看的仰视图。
转子14具有轴20、转子轮毂28、轴承架30、轴承22a和22b、板状的12个磁体32、转子芯34。轴20是圆柱状的部件，通过固定螺栓36固定在转子轮毂28上。转子轮毂28被嵌合在转子芯34的内缘部。轴承架30在后面的组装中以将轴承22a、22b夹在中间的状态被固定螺栓38固定于端盖18。转子芯34形成有12个与磁体32的形状相应的贯通收容部34a。在转子芯34的外周部一圈地形成有贯通收容部34a。磁体32具有从贯通收容部34a突出来的突出部32a。
此外，多个板状的磁体32被插入贯通收容部34a并被固定，由此，被空有间隔地配置在转子芯34的周向上，并且具有从转子芯的旋转轴向的端面突出来的突出部。
[定子]
图22的(a)是第1实施方式的转子及定子的剖视图；图22的(b)是从图22的(a)所示的C方向看的俯视图；图22的(c)是从图22的(a)所示的D方向看的仰视图。
定子16具有筒状的定子芯40和绕组42。在定子芯40的内周部设有18个臂，各臂上分别缠绕有绕组42。18个绕组被按U相、V相、W相、U相、V相、W相、…、的顺序配置。
这样，无刷电机10具有配置有多个绕组42的筒状的定子16、被设在定子16的中心部的圆形的转子芯34、被配置于转子芯34的多个板状的磁体32、相位控制电路120、以及为定子的多个绕组42供电的供电部(未图示)。
[霍尔元件]
图23是带霍尔元件的端盖的分解立体图。如图23所示，本实施方式的3个霍尔元件44a、44b、44c(以下有时根据情况称作霍尔元件44)被安装在基板46上。基板46通过基板固定螺钉48而被固定在端盖18上。构成信号输出部的各霍尔元件44如图22所示那样，被配在磁体32的突出部32a的内侧区域，且与磁体32的突出部32a相对。
各霍尔元件相对于转子14的中心以20度的间隔沿周向配置。本实施方式的无刷电机10是12极18槽的3相电机，与电角度120度对应的机械角为120度/(12极/2)＝20度。因此，从被配置在图22所示的位置的3个霍尔元件输出的波形的相位近似于图2所示的2极3槽的3相无刷电机。
图24是表示从本实施方式的各霍尔元件输出的信号的波形的图。在采用利用了交链于霍尔元件的永久磁体的磁通的位置检测方法时，为得到细致的位置信息，需要将交链磁通作为模拟量来操作，在A/D转换时需要高运算能力的A/D电路。因此，如图24所示那样，通过采用输出步进状地变化的波形的无刷电机10，相位控制电路120例如仅使用比较器电路就能简单地进行A/D转换，能低成本地抑制运算时间的増加。此外，在采用利用了交链于霍尔元件的永久磁体的磁通的位置检测时，有可能因电机损耗导致的发热、或使用环境导致的热、以及永久磁体的尺寸或材料特性的偏差，而发生相位误差。但通过采用输出步进状地变化的波形的无刷电机10，相位控制电路120在发生了磁通下降的情况下也能消除相位误差。
当然，为输出完全的步进状的波形而设计转子的构成也并非易事。因此，通过形成接近步进状的波形的梯形形状的波形，也能得到前述的效果。图25的(a)是示意性地表示从信号输出部输出的信号的波形从波形的上升至达到阈值的电角度为20度时的图；图25的(b)是示意性地表示从信号输出部输出的信号的波形从波形的上升至达到阈值的电角度为40度时的图。
考虑转子所使用的永久磁体会因热而去磁的情况，例如若去磁20％，则成为图25的(a)和图25的(b)所示的80％磁通波形(虚线)。此时，与通常的磁通波形(实线)相比，达到阈值的电角度错位。即，相位控制产生误差。从波形的上升至达到阈值的电角度越大、即上升越平缓，误差就越大。因此，为使去磁影响所导致的相位的误差在电角度10度以内，使得从包含霍尔元件的信号输出部输出的信号的波形从波形的上升至达到阈值的电角度在40度以下、优选在30度以下。由此，转子的位置检测的精度得到提高。
(变形例1)
说明能适用本发明的无刷电机的变形例。对于与无刷电机10同样的构成，适当省略说明。图26是变形例1的无刷电机的剖视图。图27是图26所示的无刷电机的分解立体图。变形例1的无刷电机200具有输出轴侧盖50、转子52、定子54、端盖56、外壳58、以及前述的相位控制电路120。
输出轴侧盖50是圆板状的部件，在中央处形成有能贯通轴60的孔50a，并且在孔50a的附近形成有保持轴承62的凹部50b。此外，端盖56是圆板状的部件，在中央处形成有能贯通轴60的孔56a，并且在孔56a的附近形成有保持轴承64的凹部56b。外壳58是筒状的部件。输出轴侧盖50被固定螺栓66固定于外壳58。另外，端盖56被固定螺栓68固定于外壳58。并且，输出轴侧盖50、端盖56及轴60构成无刷电机200的壳体。
[转子]
图28是变形例1的转子的立体图。图29是变形例1的转子的分解立体图。图30的(a)是变形例1的转子的剖视图；图30的(b)是从图30的(a)所示的E方向看的俯视图；图30的(c)是从图30的(a)所示的F方向看的仰视图。
转子52具有轴60、输出轴侧背轭(backyoke)70、输出轴侧Z磁体72、垫圈74a和74b、转子芯76、多个θ磁体78、端侧Z磁体80、端侧背轭82、调整套筒84。轴60是圆柱状的部件，被嵌合固定在转子芯76的中心的孔中。
输出轴侧Z磁体72被输出轴侧背轭70和转子芯76夹持。同样地、端侧Z磁体80被端侧背轭82和转子芯76夹持。
输出轴侧Z磁体72是将多个(16个)扇形的小片72a配置成环状的构件，小片72a彼此间留有间隙。小片72a彼此间作用吸引力，故为使得间隙被保持为一定间隔，在该间隙内配置非磁性部件，或者也可以在输出轴侧背轭70的输出轴侧Z磁体72侧的面上设置放射状的凸形状。同样地、端侧Z磁体80是将多个(16个)扇形的小片80a配置成环状的构件，小片80a彼此间留有间隙。小片80a彼此间作用吸引力，故为使得间隙被保持为一定间隔，在该间隙内配置非磁性部件，或者也可以在端侧背轭82的端侧Z磁体80侧的面上设置放射状的凸形状。
另外，输出轴侧Z磁体72及端侧Z磁体80在与转子芯76的旋转轴方向的端面相对的相对面及其相反侧的面上，环状地交替形成有N极和S极。即，各Z磁体的小片80a的平展的一个面被形成S极，平展的另一个面被形成N极。
转子芯76以旋转轴为中心放射状地设有用于插入θ磁体78并固定的多个磁体收容部76b。θ磁体78是与磁体收容部76b的形状对应的板状的部件。
然后，将这些部件按顺序组装。具体来说，将固定了输出轴侧Z磁体72的输出轴侧背轭70插入轴60。再将多个(16个)θ磁体78分别嵌入对应的磁体收容部76b后，在转子芯76的通孔76a内插入上述的轴60。然后，在固定了端侧Z磁体80的端侧背轭82的中央部插入上述的轴60。然后将轴承62安装于轴60。另外，轴承64被介由调整套筒84安装于轴60。
转子芯76是将多个板状的部件层叠而成的。多个板状部件分别通过压力加工从无方向性电磁钢板(例如硅钢板)或冷轧钢板上按预定的形状冲切而成。
θ磁体78被以与相邻的θ磁体的相同磁极彼此在转子芯76的周向θ上相对的方式收容在磁体收容部76b中。即，θ磁体78被构成为：其大致长方体的6个面中的表面积较大的2个主面78a、78b分别成为N极和S极。由此，从θ磁体78的主面78a出来的磁力线就从2个θ磁体78间的区域朝向转子芯76的外面。其结果，本实施方式的转子52作为在其外周面的周向上交替各8极的N极和S极、共计16极的磁体来发挥功能。
[定子]
图31的(a)是变形例1的转子及定子的剖视图；图31的(b)是从图31的(a)所示的G方向看的俯视图；图31的(c)是从图31的(a)所示的H方向看的仰视图。
定子54具有筒状的定子芯86和绕组88。定子芯86的内周部设有12个臂，各臂上分别缠绕有绕组88。12个绕组被按U相、W相、V相、U相、W相、V相、…、的顺序配置。
[霍尔元件]
如图31的(c)所示，本实施方式的3个霍尔元件90a、90b、90c(以下有时根据情况而称作霍尔元件90)被安装在基板92(参照图26)上。构成信号输出部的各霍尔元件90如图31的(c)所示那样被以与端侧背轭82相对的方式配置。各霍尔元件被相对于转子52的中心在周向上间隔30度地配置。
图32是表示从变形例1的各霍尔元件输出的信号的波形的图。图31的(c)所示的端侧背轭82朝向开口部内侧地形成有16个矩形的磁通短路部82a。磁通短路部82a使相邻的2个端侧Z磁体80磁短路。由此，能使磁通变化急剧。在图32中，表示了没有磁通短路部82a时、以及磁通短路部82a的宽度W1为1.4mm、2.0mm时的波形。通过像这样适当选择磁通短路部82a的形状，能使霍尔元件的输出波形按所希望的形状变化。
(变形例2)
说明能适用本发明的无刷电机的另一变形例。对于与无刷电机200同样的构成，将标注相同的标号并适当省略说明。变形例2的无刷电机与变形例1的无刷电机200的较大差异在于转子。
图33是变形例2的无刷电机的剖视图。变形例2的无刷电机300具有输出轴侧盖50、转子94、定子54、端盖56、外壳58、前述的相位控制电路120。
[转子]
图34是变形例2的转子94的立体图。图35是变形例2的转子的分解立体图。图36的(a)是变形例2的转子的剖视图；图36的(b)是从图36的(a)所示的I方向看的俯视图；图36的(c)是从图36的(a)所示的J方向看的仰视图。
转子94具有轴60、转子芯76、多个θ磁体78、屏蔽(shild)板96、调整套筒84。
转子芯76以旋转轴为中心放射状地设有用于插入θ磁体78并固定的多个磁体收容部76b。θ磁体78是与磁体收容部76b的形状对应的板状的部件。
然后，将这些部件按顺序组装。具体来说，将多个(16个)θ磁体78分别嵌入对应的磁体收容部76b，并在该转子芯76的通孔76a中插入轴60。
θ磁体78被以与相邻的θ磁体的相同磁极彼此在转子芯76的周向θ上相对的方式收容在磁体收容部76b中。即，θ磁体78被构成为：其大致长方体的6个面中的表面积较大的2个主面78a、78b分别成为N极和S极。由此，从θ磁体78的主面78a出来的磁力线从2个θ磁体78间的区域朝向转子芯76外部。其结果，本实施方式的转子94作为在其外周面的周向上交替各8极的N极和S极、共计16极的磁体来发挥功能。
[定子]
图37的(a)是变形例2的转子及定子的剖视图；图37的(b)是从图37的(a)所示的K方向看的俯视图；图37的(c)是从图37的(a)所示的L方向看的仰视图。
定子54具有筒状的定子芯86和绕组88。在定子芯86的内周部设有12个臂，各臂上分别缠绕有绕组88。12个绕组按U相、W相、V相、U相、W相、V相、…、的顺序配置。
[霍尔元件]
如图37的(c)所示，本实施方式的3个霍尔元件90a、90b、90c(以下有时根据情况而称作霍尔元件90)被安装在基板92(参照图33)上。构成信号输出部的各霍尔元件90如图37的(c)所示那样，以与转子芯76的端面相对的方式配置。各霍尔元件相对于转子52的中心在周向上间隔30度地配置。
图38是表示从变形例2的各霍尔元件输出的信号的波形的图。图37的(c)所示的屏蔽板96从中心朝外侧放射状地形成有16个矩形的磁通阻断部96a。磁通阻断部96a被以遮挡各θ磁体78的轴向的端面的一部分的方式配置。在图38中，表示了没有磁通阻断部96a时、以及磁通阻断部96a的宽度W2为2.0mm时的波形。通过像这样设置磁通阻断部96a，能使霍尔元件的输出波形按所希望的形状变化。
(第2实施方式)
图39是第2实施方式的无刷电机的相位控制电路的功能块图。图40是表示第1相位模式下的第2实施方式的相位控制电路的各功能块的输入输出特性的图。图41是表示第2相位模式下的第2实施方式的相位控制电路的各功能块的输入输出特性的图。对于与第1实施方式的相位控制电路120同样的构成，标注相同的标号，并适当省略说明。
图39所示的霍尔元件A～C根据转子中配置的磁体的旋转所引起的磁场的变化，输出相位不同的6个电压。此外，本实施方式的各霍尔元件如前所述那样输出极性反相了的1组电压(参照图40的霍尔元件输出)。这6个霍尔元件输出被放大电路110放大。霍尔元件输出的电压较小，故通过进行放大，在之后的处理中能减小噪声的影响。另外，由于各霍尔元件输出极性不同的2个电压，故在放大电路110中进行放大时，能通过输出极性不同的2个电压差来除去噪声。作为放大电路110，例如使用功率放大器。此外，霍尔元件即使是仅输出与磁场的变化相应的第1波形的构成，只要除去噪声的影响，也能作为本实施方式的信号输出部来使用。
在放大电路110中放大后的放大电路输出A～C被输入到比较电路112和反相电路113。在反相电路113中，放大电路输出A～C被反相，作为反相电路输出A～C输入到比较电路112。比较电路112还被输入阈值电压。在比较电路112中，将放大电路输出与预定的阈值进行比较，并进行A/D转换，生成具有预定的脉冲宽度的彼此相位不同的多个比较输出。作为反相电路113，可以使用二极管。这之后是与第1实施方式相同的处理。
如上述那样构成的相位控制电路130具有3个霍尔元件(108a～108c)和反相电路113，霍尔元件只要被构成为输出与磁场的变化相应的第1波形即可。反相电路113被构成为，使基于第1波形的输出反相后，输出第2波形。由此，信号输出部能输出比霍尔元件数量多的波形，即使是一个输出的霍尔元件，也能减少数量。
(第3实施方式)
图42是第3实施方式的无刷电机的相位控制电路的功能块图。图43是表示第1相位模式下的第3实施方式的相位控制电路的各功能块的输入输出特性的图。图44是表示第2相位模式下的第3实施方式的相位控制电路的各功能块的输入输出特性的图。此外，对与第1实施方式的相位控制电路120及第2实施方式的相位控制电路130同样的构成，标注相同的标号，并适当省略说明。
如图42所示，在放大电路110中放大后的放大电路输出A～C被输入到比较电路112a及比较电路112b。比较电路112a还被输入阈值电压1。此外，比较电路112b还被输入阈值电压2。比较电路112a将放大电路输出A～C与第1阈值进行比较，生成具有预定的脉冲宽度的彼此相位不同的多个第1比较输出。另外，比较电路112b将放大电路输出A～C与不同于第1阈值的第2阈值进行比较，生成具有预定的脉冲宽度的彼此相位不同的多个第2比较输出。由此，相位控制电路140能根据从放大电路110输出的相同信号(放大电路输出A～C)生成2种相位控制信号组。
(第4实施方式)
图45是第4实施方式的无刷电机的相位控制电路的功能块图。图46是表示第1相位模式下的第4实施方式的相位控制电路的各功能块的输入输出特性的图。图47是表示第2相位模式下的第4实施方式的相位控制电路的各功能块的输入输出特性的图。另外，对与第1实施方式的相位控制电路120同样的构成，标注相同的标号，并适当省略说明。
本实施方式的相位控制电路150将被放大电路110放大后的放大电路输出A～C介由A/D转换口输入到微处理器114。在微处理器114中，基于放大电路输出A～C，生成2种以上的相位控制信号组，该相位控制信号组用于控制要供给三相线圈各相的彼此相位不同的驱动电压。
(第5实施方式)
图48是第5实施方式的无刷电机的相位控制电路的功能块图。另外，对与第1实施方式的相位控制电路120同样的构成，标注相同的标号并适当省略说明。
第5实施方式的相位控制电路160在比较电路112后面设有延迟电路117。即，相位控制电路160的控制信号生成部包括：比较电路112，将从放大电路110输出的放大电路输出A～C与预定的阈值进行比较，生成具有预定的脉冲宽度的彼此相位不同的比较电路输出A～C；延迟电路117，输出相对于比较电路输出A～C延迟了预定相位α度(α>0)的延迟电路输出A～C；以及微处理器114，基于比较电路输出A～C及延迟电路输出A～C的脉冲的上升和下降的一者的定时，生成第1相位控制信号组，并基于比较电路输出A～C及延迟电路输出A～C的脉冲的上升和下降的另一者的定时，生成第2相位控制信号组。
(第6实施方式)
图49是第6实施方式的无刷电机的相位控制电路的功能块图。第6实施方式的相位控制电路170包括具有霍尔元件的信号输出部122、控制信号生成部124、以及驱动部126。控制信号生成部124包括：比较电路112，将从信号输出部122输出的多个信号与预定的阈值进行比较，生成具有预定的脉冲宽度的彼此相位不同的多个比较输出；微处理器114，基于比较电路输出的脉冲的上升和下降的一者的定时生成第1相位控制信号组；延迟电路117，生成相对于第1相位控制信号组延迟了预定相位α度(α>0)的第2相位控制信号组；以及选择部128，基于模式切换信号选择输出第1相位控制信号组及第2相位控制信号组的哪一者。由此，能根据相同的比较输出生成2种相位控制信号组。
图50是表示无刷电机的相位控制方法的流程的图。图50所示的相位控制方法包括：信号输出步骤(S10)，根据转子配置的磁体的旋转所引起的磁场的变化，输出相位不同的M个信号；控制信号生成步骤(S12)，基于至少M个信号生成2种以上的相位控制信号组，该相位控制信号组用于控制要供给N相(N为2以上的整数)线圈的各相的彼此相位不同的驱动电压；以及驱动步骤(S14)，基于相位控制信号组，将驱动电压供给N相线圈的各相。控制信号生成步骤选择性地生成在无刷电机的第1驱动模式下控制要供给N相线圈的各相的驱动电压的第1相位控制信号组，和在无刷电机的第2驱动模式下控制要供给N相线圈的各相的驱动电压的、相对于第1相位控制信号组有预定相位α度(α>0)的相位不同的第2相位控制信号组。
通过该相位控制方法，能基于M个信号生成多个相位控制信号组，故可以不对应于各相位控制信号组地设置不同的信号输出部。即，可以不针对无刷电机的每种驱动模式分别设置对应的信号输出部。
如上所述，通过使用各实施方式的相位控制电路，能以简易的构成实现扩展了无刷电机的输出范围的相位控制。
以上参照上述各实施方式说明了本发明，但本发明并不限定于上述各实施方式，将各实施方式的构成适当组合或置换后的实施方式也包含在本发明中。此外，还可以基于本领域技术人员的知识适当重组各实施方式中的组合及处理顺序，或对各实施方式施加各种设计变更等变形，被施加了这样的变形的实施方式也可能包含在本发明的范围内。
〔标号说明〕
10无刷电机、12输出轴侧盖、14转子、16定子、18端盖、20轴、32磁体、32a突出部、34转子芯、40定子芯、42绕组、44霍尔元件、50输出轴侧盖、52转子、54定子、56端盖、58外壳、60轴、70输出轴侧背轭、72输出轴侧Z磁体、76转子芯、78磁体、80端侧Z磁体、82端侧背轭、86定子芯、88绕组、90霍尔元件、94转子、96屏蔽板、96a磁通阻断部、100无刷电机、102转子、104定子、110放大电路、112、112a、112b比较电路、113反相电路、114微处理器、115相位切换开关、116栅极驱动器、117延迟电路、118MOSFET、120相位控制电路、122信号输出部、124控制信号生成部、126驱动部、128选择部、130、140、150、160、170相位控制电路、200、300无刷电机。
〔工业可利用性〕
本发明能利用于无刷电机。

Claims (15)

1.一种无刷电机的相位控制电路，其特征在于，包括：
信号输出部，根据转子中配置的磁体的旋转所引起的磁场的变化，输出相位不同的M个信号，
控制信号生成部，基于至少所述M个信号，生成2种以上的相位控制信号组，该相位控制信号组用于控制要供给N相线圈的各相的彼此相位不同的驱动电压，其中N为2以上的整数，以及
驱动部，基于所述相位控制信号组，将所述驱动电压供给所述N相线圈的各相；
所述控制信号生成部被构成为能生成：
第1相位控制信号组，在无刷电机的第1驱动模式下控制要供给N相线圈的各相的驱动电压，以及
相对于所述第1相位控制信号组、相位相差预定相位α度的第2相位控制信号组，在无刷电机的第2驱动模式下控制要供给N相线圈的各相的驱动电压，其中α>0。
2.如权利要求1所述的无刷电机的相位控制电路，其特征在于，
所述信号输出部具有P个霍尔元件，其中P＝M/2；
所述霍尔元件被构成为分别输出与磁场的变化相应的第1波形、和将该第1波形的极性反相了的第2波形。
3.如权利要求1或2所述的无刷电机的相位控制电路，其特征在于，
所述控制信号生成部生成要供给三相线圈的各相的、彼此相位相差电角度120度的3个相位控制信号。
4.如权利要求3所述的无刷电机的相位控制电路，其特征在于，
所述信号输出部具有3个霍尔元件。
5.如权利要求1至4的任一项所述的无刷电机的相位控制电路，其特征在于，
所述控制信号生成部包括：
比较电路，将从所述信号输出部输出的多个信号与预定的阈值进行比较，生成具有预定的脉冲宽度的彼此相位不同的多个比较输出，以及
生成电路，基于所述比较输出的脉冲的上升和下降的一者的定时生成所述第1相位控制信号组，并基于所述比较输出的脉冲的上升和下降的另一者的定时生成所述第2相位控制信号组。
6.如权利要求1至4的任一项所述的无刷电机的相位控制电路，其特征在于，
所述控制信号生成部包括：
比较电路，将从所述信号输出部输出的多个信号与预定的阈值进行比较，生成具有预定的脉冲宽度的彼此相位不同的多个比较输出，
生成电路，基于所述比较输出的脉冲的上升和下降的一者的定时，生成所述第1相位控制信号组，以及
延迟电路，生成相对于所述第1相位控制信号组延迟了预定相位α度的所述第2相位控制信号组，其中α>0。
7.如权利要求5或6所述的无刷电机的相位控制电路，其特征在于，
所述预定相位α度是电角度0度<α度<240度，但α＝60、120、180除外；
所述脉冲宽度为电角度60度<60度+α度<300度，但α＝60、120、180除外。
8.如权利要求5至7的任一项所述的无刷电机的相位控制电路，其特征在于，
从所述信号输出部输出的信号的波形从波形的上升至达到所述阈值的电角度在40度以下。
9.如权利要求1至8的任一项所述的无刷电机的相位控制电路，其特征在于，
所述控制信号生成部具有取得表示所述第1驱动模式和所述第2驱动模式的哪一者被选为无刷电机的驱动模式的选择信号的模式信息取得部，并输出与所选择的驱动模式相应的相位控制信号组。
10.如权利要求1所述的无刷电机的相位控制电路，其特征在于，
所述信号输出部具有P个霍尔元件，其中P＝M/2；
所述霍尔元件被构成为分别输出与磁场的变化相应的第1波形、和不同于该第1波形的第2波形。
11.如权利要求1所述的无刷电机的相位控制电路，其特征在于，
所述信号输出部具有P个霍尔元件、和反相电路，其中P＝M/2；
所述霍尔元件被构成为输出与磁场的变化相应的第1波形；
所述反相电路被构成为使基于所述第1波形的输出反相而输出第2波形。
12.如权利要求1至4的任一项所述的无刷电机的相位控制电路，其特征在于，
所述控制信号生成部包括：
第1比较电路，将从所述信号输出部输出的多个信号与第1阈值进行比较，生成具有预定的脉冲宽度的彼此相位不同的多个第1比较输出，
第2比较电路，将从所述信号输出部输出的多个信号与不同于所述第1阈值的第2阈值进行比较，生成具有预定的脉冲宽度的彼此相位不同的多个第2比较输出，
生成电路，基于所述第1比较输出生成所述第1相位控制信号组，基于所述第2比较输出生成所述第2相位控制信号组。
13.一种无刷电机，其特征在于，包括：
配置有多个绕组的筒状的定子，
被设在所述定子的中心部的圆形的转子芯，
被配置于所述转子的多个板状磁体，
权利要求1至12的任一项所述的无刷电机的相位控制电路，以及
为所述定子的多个绕组供电的供电部。
14.如权利要求13所述的无刷电机，其特征在于，
所述多个板状磁体在所述转子芯的周向上空有间隔地配置，并具有从所述转子芯的旋转轴方向的端面突出的突出部；
所述相位控制电路被配置使得所述信号输出部具有的霍尔元件处于所述突出部的内侧区域、且处于与所述突出部相对的位置。
15.一种无刷电机的相位控制方法，其特征在于，包括：
信号输出步骤，根据转子中配置的磁体的旋转所引起的磁场的变化，输出相位不同的M个信号，
控制信号生成步骤，基于至少所述M个信号生成2种以上的相位控制信号组，该相位控制信号组用于控制要供给N相线圈的各相的彼此相位不同的驱动电压，其中N为2以上的整数，以及
驱动步骤，基于所述相位控制信号组，将所述驱动电压供给所述N相线圈的各相；
所述控制信号生成步骤选择性地生成：
第1相位控制信号组，在无刷电机的第1驱动模式下控制供给N相线圈的各相的驱动电压，和
相对于所述第1相位控制信号组、相位相差预定相位α度的第2相位控制信号组，在无刷电机的第2驱动模式下控制供给N相线圈的各相的驱动电压，其中α>0。
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