CN112368936B - 马达装置、控制器、马达系统、风扇单元和通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明所要克服的问题是便于接收到从控制器发送来的通信信号。马达装置(1)包括马达(4)、输入单元(20)、处理单元(5)和电能储存单元(21)。输入单元(20)在第一时间段期间接收从控制器(10)供给的电力，并且在第一时间段之后的第二时间段期间至少接收从控制器(10)发送来的通信信号(S1)。处理单元(5)根据输入单元(20)所接收到的通信信号(S1)来更新马达(4)所用的数据。电能储存单元(21)基于供给至输入单元(20)的电力来储存用于驱动处理单元(5)的电能。

Description

马达装置、控制器、马达系统、风扇单元和通信方法

技术领域

本发明通常涉及马达装置、控制器、马达系统、风扇单元和通信方法，并且更特别地涉及具有通信能力的马达装置、控制器、马达系统、风扇单元和通信方法。

背景技术

专利文献1公开了关于马达的例如转动方向和速度的设置可编程的马达。专利文献1的马达包括用于感测控制器所施加的AC(交流)电压的频率的传感器。当所施加的AC电压的频率落在AC电压的正常频率范围外时，马达切换到编程模式。然后，马达检测到所施加的AC电压的频率的变化作为编程数据。

在专利文献1的马达(马达装置)中，除非供给了足够的电力来操作控制处理器(处理单元)，否则传感器可能无法检测到控制器所施加的AC电压的频率，这是马达(马达装置)的问题。这妨碍了专利文献1的马达装置切换到编程模式，并且可能无法接收编程数据(通信信号)，这也是马达(马达装置)的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：US 2013/0234630 A1

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种马达装置、控制器、马达系统、风扇单元和通信方法，其全部被配置或设计为便于接收到从控制器发送来的通信信号。

根据本发明的一方面的一种马达装置，包括马达、输入单元、处理单元和电能储存单元。所述输入单元在第一时间段期间接受从控制器供给的电力，并且在所述第一时间段之后的第二时间段期间至少接收从所述控制器发送来的通信信号。所述处理单元根据所述输入单元所接收到的所述通信信号来更新用于所述马达的数据。所述电能储存单元基于供给至所述输入单元的所述电力来储存用于驱动所述处理单元的电能。

根据本发明的另一方面的控制器电连接至上述的马达装置，并且将所述电力供给至所述马达装置并将所述通信信号发送至所述马达装置。

根据本发明的又一方面的马达系统包括上述的马达装置以及控制器。所述控制器电连接至所述马达装置，并且被配置为将所述电力供给至所述马达装置并将所述通信信号发送至所述马达装置。

根据本发明的还一方面的风扇单元包括要附接至所述马达装置的所述马达的叶片，并且通过接收所述马达所产生的力而转动所述叶片。

根据本发明的还一方面的通信方法是一种用于在控制器和包括马达的马达装置之间建立通信的方法。所述通信方法包括：在第一时间段期间接受从所述控制器供给的电力，并且基于所接受的电力来将用于驱动所述马达装置的处理单元的电能储存在电能储存单元中。所述通信方法还包括：在所述第一时间段之后的第二时间段期间至少接收从所述控制器发送来的通信信号，并且根据所接收到的通信信号来更新所述处理单元具有的用于所述马达的数据。

附图说明

图1是示意性示出根据本发明典型实施例的包括马达装置和控制器的马达系统的电路图；

图2是示意性示出电源连接至的马达装置的电路图；

图3示意性示出包括马达装置的风扇单元的示例性使用；

图4A是控制器的输出电压的波形图；

图4B是施加至马达装置的电能储存单元的电压的波形图；以及

图4C是施加至马达装置的处理单元的电压的波形图。

具体实施方式

(1)结构

现在将说明根据本发明典型实施例的马达装置1、控制器10和马达系统100。如图1所示，马达系统100包括马达装置1和控制器10。马达装置1包括马达4和用于驱动马达4的电路。控制器10被配置为可电连接至马达装置1，并且将电力供给至马达装置1，并将通信信号S1发送至马达装置1。通信信号S1可以包括用于改变例如马达装置1的设置的数据或命令(换句话说，马达4所用的数据)。

根据本实施例，可能出现两个情形，即电源AC1(参见图2)连接至马达装置1的情形和控制器10连接至马达装置1的情形。马达系统100是在控制器10连接至马达装置1的情况下形成的。电源AC1是AC电源，其例如可以是商用电源。

如图1和图2所示，马达装置1包括一对输入端子1A、1B、整流器电路2、逆变器电路3、马达4、处理单元5、驱动单元6、接收器电路7、电源电路8和电容器C1。控制器10或电源AC1经由一对电缆91、92电连接至一对输入端子1A、1B。注意，一对输入端子1A、1B不必是作为与电缆连接的部件的端子，而且例如也可以是电子部件的引线或者电路板中所包括的导体的一部分。

在本实施例中，整流器电路2、接收器电路7、电源电路8和电容器C1全部构成输入单元20的一部分。在控制器10连接至马达装置1的情况下，输入单元20在(后面要说明的)第一时间段T1期间接受从控制器10供给的电力。输入单元20在第一时间段T1之后的(后面要说明的)第二时间段T2期间接收从控制器10发送来的通信信号S1。

在本实施例中，马达装置1经由一对电缆91、92电连接至控制器10。因而，输入单元20经由电连接至控制器10的一对电缆91、92接受电力。另外，输入单元20还经由一对电缆91、92接收通信信号S1。也就是说，从控制器10向马达装置1供给电力所沿着的路径与控制器10和马达装置1之间的通信路径相同。

整流器电路2是用于对施加至一对输入端子1A、1B的电压(以下称为“输入电压”)进行整流的电路。在本实施例中，整流器电路2被实现为二极管桥。因此，在本实施例中，整流器电路2对输入电压进行全波整流。因而，在输入电压是AC电压的情况下，整流器电路2通过对AC电压进行全波整流来输出脉动电压。另一方面，在输入电压是DC(直流)电压的情况下，整流器电路2在无需对输入电压进行全波整流的情况下输出输入电压(即，原样输出DC电压)。

电容器C1电连接至整流器电路2的一对输出端子和逆变器电路3的一对输入端子。电容器C1被实现为平滑电容器，该平滑电容器使整流器电路2的输出电压(脉动电压)平滑化。因而，电容器C1两端的电压(DC电压)被施加至逆变器电路3的一对输入端子。

逆变器电路3是所谓的“三相逆变器”并且包括六个开关元件。在本实施例中，各个开关元件均被实现为绝缘栅双极型晶体管(IGBT)。在这些开关元件的集电极和发射极之间，分别电连接有六个换向二极管。这六个开关元件由驱动单元6驱动。驱动单元6由处理单元5控制，由此向六个开关元件的各个栅极输出驱动信号。六个开关元件根据由驱动单元6提供的驱动信号来切换自身的接通/断开(ON/OFF)状态。

逆变器电路3由处理单元5经由驱动单元6控制。在本实施例中，在处理单元5以(后面要说明的)正常模式工作的情况下，逆变器电路3将所输入的DC电压转换成AC电压，并将如此转换得到的AC电压施加到马达4的绕组41、42、43，由此向绕组41、42、43供给交流电流。

马达4是同步马达，并且可被实现为所谓的“无刷直流(DC)马达”。马达4包括三个绕组41、42、43，这三个绕组41、42、43以Y连接(星形连接)图案连接在一起，并且在下文将分别被称为“第一绕组41”、“第二绕组42”和“第三绕组43”。马达4被配置为通过向多个不同相(即，U相、V相和W相)中的各相供给电流(相电流)而被驱动。在本实施例中，U相电流流经第一绕组41，V相电流流经第二绕组42，并且W相电流流经第三绕组43。

处理单元5例如可被实现为包括处理器和存储器作为主要构成元件的计算机(包括微计算机)。也就是说，处理单元5被实现为包括处理器和存储器的计算机系统。计算机系统通过使处理器执行适当的程序来进行处理单元5的功能。该程序可以预先存储在存储器中。可替代地，该程序也可以经由诸如因特网等的电信线路进行下载，或者在存储在诸如存储卡等的非暂时性存储介质中之后进行分发。处理单元5的工作电力可以是通过使电源电路8将从电源AC1或控制器10供给的电力转换成预定电力来生成的。

处理单元5的操作模式包括处理单元5驱动马达4的正常模式和处理单元5与控制器10进行通信的通信模式。正常模式是在电源AC1连接至马达装置1的情况下的操作模式。通信模式是在控制器10连接至马达装置1的情况下的操作模式。

在操作模式是正常模式的情况下，处理单元5读出存储器中所存储的操作数据，并且基于已读出的操作数据来控制驱动单元6，由此控制逆变器电路3的六个开关元件。以这种方式，处理单元5根据操作数据来控制马达4。操作数据可以包括与马达4的操作有关的各种参数，诸如马达4的转动方向以及转动速度及其加速度等。

在操作模式是通信模式的情况下，处理单元5接收从控制器10发送来的通信信号S1，并且根据所接收到的通信信号S1中所包括的数据或命令来更新存储器中所存储的操作数据。换句话说，处理单元5根据输入单元20所接收到的通信信号S1来更新马达4的操作数据。也就是说，根据本实施例，马达装置1能够通过使用控制器10来重写马达4的操作数据。后面将在“(2)操作”部分中详细说明马达装置1究竟如何接收通信信号S1。

另外，在通信模式中，处理单元5可以通过控制逆变器电路3以使得电流流经马达4的绕组41、42、43，来将电流信号S2发送至与马达4电连接的控制器10。在本实施例中，处理单元5响应于从控制器10发送来的通信信号S1而发送电流信号S2。也就是说，在本实施例中，直到控制器10发送通信信号S1为止，处理单元5才发送电流信号S2。

接收器电路7是降压电路，该降压电路接收施加至一对输入端子1A、1B的通信信号S1，并将该通信信号S1传递至处理单元5。在本实施例中，如后面将说明的，通信信号S1是电压信号。因而，接收器电路7接收到作为要传递至输入单元20的通信信号S1的电压信号，并将该电压信号输出至处理单元5。接收器电路7包括二极管D1、四个电阻器R1-R4、以及开关元件Q0。二极管D1的阳极电连接至一对输入端子1A、1B中的高电位输入端子1A。在二极管D1的阴极与基准电位(例如，在本示例中为地面)之间，三个电阻器R1-R3串联电连接在一起。三个电阻器R1-R3一起构成用于对施加在一对输入端子1A、1B之间的电压进行分压的分压电路。开关元件Q0例如可被实现为NPN型双极晶体管。开关元件Q0的发射极电连接至基准电位。开关元件Q0的基极电连接至电阻器R2、R3的连接点。开关元件Q0的集电极经由作为上拉电阻器的电阻器R4电连接至(后面要说明的)第二电源端子P2。开关元件Q0的集电极还电连接至处理单元5的信号输入端子。

开关元件Q0在施加在一对输入端子1A、1B之间的电压的大小超过预定值时接通，并且在施加在一对输入端子1A、1B之间的电压的大小变得等于或小于该预定值时断开。也就是说，开关元件Q0根据电压信号(即，通信信号S1)来切换自身的接通/断开状态。在开关元件Q0为接通的情况下，将与基准电位相对应的电压递送至处理单元5。另一方面，在开关元件Q0为断开的情况下，将与第二电源端子P2的端子电压相对应的电压递送至处理单元5。

也就是说，在正在一对输入端子1A、1B之间施加DC电压期间，将零电压(基准电压)连续地施加至处理单元5。另外，在一对输入端子1A、1B之间施加电压信号(通信信号S1)的情况下，通信信号S1被传递到处理单元5。也就是说，在这种情况下，根据开关元件Q0的接通/断开状态，将可能具有两个值(即，高电平(即，电源端子P2处的端子电压)和低电平(即，基准电位))其中之一的二值信号(数字信号)作为通信信号S1输入至处理单元5。

电源电路8将电容器C1两端的电压转换成预定电压，并且将该预定电压递送至第一电源端子P1和第二电源端子P2。第一电源端子P1是电连接至驱动单元6以向驱动单元6提供驱动所用的电能的端子。第二电源端子P2是电连接至处理单元5以向处理单元5提供驱动所用的电能的端子。电源电路8包括两个DC/DC转换器81、82和两个电容器C2、C3。

DC/DC转换器81使电容器C1两端的电压降压为第一DC电压并输出该第一DC电压。第一DC电压例如可以是十几V。电容器C2电连接至DC/DC转换器81的输出端子，并且还电连接在第一电源端子P1和基准电位之间。电容器C2在被施加第一DC电压时储存电能，并且将所储存的电能提供至第一电源端子P1。也就是说，电容器C2储存用于对驱动单元6进行驱动的电能。

DC/DC转换器82使第一DC电压降压为第二DC电压并输出该第二DC电压。第二DC电压例如可以是数V。电容器C3电连接至DC/DC转换器82的输出端子，并且还电连接在第二电源端子P2和基准电位之间。电容器C3在被施加第二DC电压时储存电能，并且将所储存的电能提供至第二电源端子P2。也就是说，电容器C3储存用于驱动处理单元5的电能。换句话说，电容器C3对应于电能储存单元21，该电能储存单元21用于基于供给至输入单元20的电力来储存用于驱动处理单元5的电能。因而，电源电路8将施加至输入单元20的电压转换成预定电压，并将该预定电压递送至电能储存单元21。

如图1所示，控制器10包括DC电源101、处理单元103、第一驱动单元104、第二驱动单元105、逆变器元件106、检测单元107、限流电阻器R5、检测电阻器R6、以及两个开关元件Q1、Q2。两个开关元件Q1、Q2都是绝缘栅双极型晶体管(IGBT)。

第一驱动单元104和第二驱动单元105分别是用于驱动开关元件Q1、Q2的驱动器，并且可被实现为高电压IC(HVIC)。逆变器元件106反转要从处理单元103传递至第二驱动单元105的第二驱动信号，并将反转后的第二驱动信号作为第一驱动信号输出至第一驱动单元104。也就是说，如果开关元件Q1为接通，则开关元件Q2变为断开。如果开关元件Q1为断开，则开关元件Q2变为接通。限流电阻器R5减少了在启动控制器10时可能产生的浪涌电流。

控制器10例如是用户他或她可以随身携带的便携式终端。如本文所使用的，用户是指使用控制器10的人。用户的示例包括购买马达装置1的人和提供马达装置1以供商业用途用的人。

DC电源101将从连接至控制器10的AC电源(即，本示例中的电源AC1)输出的AC电压转换成DC电压，并且输出由此转换得到的DC电压。DC电源101包括整流器电路102和电容器C4。整流器电路102是用于对从AC电源(即，本示例中的电源AC1)馈送的AC电压进行整流的电路，并且被实现为二极管桥。因此，在本实施例中，整流器电路102对所输入的AC电压进行全波整流。电容器C4电连接至整流器电路102的一对输出端子。电容器C4被实现为平滑电容器，该平滑电容器使整流器电路102的输出电压(脉动电压)平滑化。因而，DC电源101输出电容器C4两端的电压(即，DC电压)。

处理单元103例如可被实现为包括处理器和存储器作为主要构成元件的计算机(包括微计算机)。也就是说，处理单元103被实现为包括处理器和存储器的计算机系统。计算机系统通过使处理器执行适当的程序来进行处理单元103的功能。该程序可以预先存储在存储器中。可替代地，该程序也可以经由诸如因特网等的电信线路进行下载，或者在存储在诸如存储卡等的非暂时性存储介质中之后进行分发。处理单元103的工作电力可以是通过使控制器10所包括的电源电路将从电源AC1供给的电力转换成预定电力来生成的。

处理单元103具有以下能力：通过按预定图案改变要从控制器10向马达装置1输出的电压的大小来生成电压信号，并且将如此生成的电压信号作为通信信号S1发送至马达装置1。在本实施例中，处理单元103通过控制第一驱动单元104和第二驱动单元105以切换两个开关元件Q1、Q2的接通/断开状态，来改变控制器10的输出电压的大小。具体地，处理单元103通过分别接通和断开开关元件Q1、Q2来使控制器10递送DC电源101的输出电压。另外，处理单元103还通过分别断开和接通开关元件Q1、Q2，使一对电缆91、92彼此短路，并将控制器10的输出电压设置为零。

也就是说，根据本实施例，控制器10所生成的通信信号S1是可以具有高电平和低电平这两个值其中之一的电压信号。如本文所使用的，“高电平”对应于DC电源101的输出电压的大小，并且“低电平”对应于零。

在本实施例中，处理单元103通过根据要发送的数据和命令改变控制器10的输出电压，来将包括多个位的数据的通信信号S1逐位地发送至马达装置1。也就是说，根据本实施例，处理单元5和控制器10之间的通信的类型是异步串行通信。

检测单元107通过检测检测电阻器R6两端的电压来检测流经检测电阻器R6的电流。在本实施例中，在控制器10连接至马达装置1的情况下，检测电阻器R6电连接在DC电源101的低电位端子和马达装置1的低电位输入端子1B之间。此外，如果马达装置1在通信模式下生成电流信号S2，则从马达装置1向控制器10流动的电流流经检测电阻器R6。也就是说，检测单元107检测通过电流信号S2的生成而从马达装置1向控制器10流动的电流。检测单元107将检测结果输出至处理单元103。因而，在检测单元107在通信模式下检测到从马达装置1向控制器10流动的电流时，处理单元103立即接收到来自马达装置1的电流信号S2。

根据本实施例的马达装置1例如可以内置在诸如图3所示的风扇单元等的风扇单元200中。在图3中，省略了马达装置1的图示。各风扇单元200包括马达装置1、叶片201和电源线缆202。叶片201安装在马达装置1的马达4的转动轴上，并且在马达4被驱动时转动。换句话说，风扇单元200在接收到马达装置1所产生的力时转动叶片201。也就是说，在马达装置1用在风扇单元200中的情况下，马达装置1的负载是叶片201。

风扇单元200例如可被用作供商业用途用的冷却风扇。在图3所示的示例中，风扇单元200是针对具有两个(上部和下部)显示空间A1、A2的冷藏陈列柜300而提供的。具体地，两个风扇单元200分别附接至上部显示空间A1的侧壁和下部显示空间A2的侧壁。

各风扇单元200通过将电源线缆202连接至AC插座而电连接至电源AC1。当连接至电源AC1时，各风扇单元200的马达装置1以正常模式工作。也就是说，当连接至电源AC1时，各风扇单元200根据马达装置1的处理单元5具有的操作数据来转动叶片201。这允许两个风扇单元200分别冷却显示空间A1、A2。

另外，各风扇单元200还通过将电源线缆202连接至控制器10而电连接至控制器10。在连接至控制器10时，各风扇单元200的马达装置1以通信模式工作。也就是说，在连接至控制器10时，各风扇单元200根据从控制器10发送来的通信信号S1中所包括的数据或命令来更新马达装置1的处理单元5具有的操作数据。

在这种情况下，两个风扇单元200可以通过使用控制器10将操作数据更新为两个不同的集合。例如，可以利用控制器10更新各个风扇单元200的操作数据，以将上部显示空间A1冷却为5℃并且将下部显示空间A2冷却为0℃。也就是说，在设置有多个风扇单元200的情况下，可以通过使用控制器10来以个体为单位更新操作数据。可替代地，可以通过使用控制器10来将所有风扇单元200的操作数据自然地更新成单组操作数据。

(2)操作

接着，将参考图4A-4C来说明控制器10如何发送通信信号S1以及马达装置1如何接收通信信号S1。图4A示出控制器10的输出电压的波形。图4B示出电能储存单元21(即，本示例中的电容器C3)两端的电压的波形。图4C示出要传递到马达装置1的处理单元5的通信信号S1的波形。

首先，将说明控制器10如何发送通信信号S1。控制器10在其电源接通的状态下连接至马达装置1时，开始向马达装置1发送通信信号S1。在这种情况下，控制器10的发送处理可以通过接受来自用户的预定操作命令而被触发。在图4A-4C所示的示例中，控制器10开始发送处理的时间点是时刻t0。

在发送处理中，控制器10的处理单元103通过在第一一定时间段(即，从时刻t0到时刻t1的时间段)内分别接通和断开开关元件Q1、Q2，将DC电源101的输出电压传送至马达装置1。该一定时间段是用于向输入单元20供给电力的供给时间段T10。接着，处理单元103通过适当地切换开关元件Q1、Q2的接通/断开状态、并由此在一定时间段(即，从时刻t1到时刻t2的时间段)内改变控制器10的输出电压的大小，来生成电压信号(即，通信信号S1)。该一定时间段对应于用于向输入单元20发送通信信号S1的发送时间段T11。

在本实施例中，控制器10在发送处理期间交替地经历供给时间段T10和发送时间段T11。在图4A-4C所示的示例中，从时刻t0到时刻t1的时间段是第一周期的供给时间段T10，从时刻t1到时刻t2的时间段是第一周期的发送时间段T11，从时刻t2到时刻t3的时间段是第二周期的供给时间段T10，并且从时刻t3到时刻t4的时间段是第二周期的发送时间段T11。在本实施例中，供给时间段T10例如具有数百ms的恒定持续时间(或时间长度)。此外，在本实施例中，发送时间段T11例如也具有十几ms的恒定持续时间。也就是说，在本实施例中，供给时间段T10和发送时间段T11各自均具有固定的持续时间。注意，在本实施例中，第二周期及其后续周期的供给时间段T10的持续时间短于第一周期的供给时间段T10的持续时间。发送处理继续，直到通信信号S1的发送完成为止。

接着，将说明马达装置1如何接收通信信号S1。在马达装置1中，在一对输入端子1A、1B之间施加DC电压，并持续与第一周期的供给时间段T10相对应的时间段。也就是说，马达装置1中的第一时间段T1对应于控制器10中的第一周期的供给时间段T10。另外，在马达装置1中，在一对输入端子1A、1B之间施加DC电压，并持续与第二周期及其后续周期的供给时间段T10中的任何供给时间段相对应的时间段。也就是说，第二周期及其后续周期的供给时间段T10对应于马达装置1中的第三时间段T3。第三时间段T3可以是马达装置1响应于从控制器10发送来的通信信号S1而生成电流信号S2的时间段。

在第一时间段T1和第三时间段T3中，将DC电压施加至输入单元20，由此使得电能储存在电源电路8的电容器C3(电能储存单元21)中。因而，电容器C3两端的电压随着时间的经过而继续上升，直到电容器C3被充满电为止。也就是说，自控制器10开始了发送处理起并且直到第一时间段T1经过为止，马达装置1被连续地从控制器10供给电力，由此使得电能储存在电能储存单元21中。另外，每当控制器10的发送时间段T11经过时，马达装置1被从控制器10供给电力，由此使得电能储存在电能储存单元21中。因而，电能储存单元21将维持充分储存用于驱动处理单元5的电能的状态，直到控制器10的发送处理结束为止。

在本实施例中，马达装置1的处理单元5通过监视接收器电路7的输出电压来将操作模式切换到正常模式或通信模式。具体地，在电源AC1连接至马达装置1的情况下，在一对输入端子1A、1B之间施加频率为50Hz或60Hz的AC电压。因而，接收器电路7的输出电压是频率为50Hz或60Hz的脉冲电压。另一方面，在控制器10连接至马达装置1的情况下，将在一对输入端子1A、1B之间连续地施加DC电压并持续至少一定时间段(即，第一时间段T1)。因此，接收器电路7的输出电压将是零电压。

因此，如果接收器电路7的输出电压是脉冲电压，则处理单元5将操作模式切换到正常模式。另一方面，如果接收器电路7的输出电压维持零电压并持续一定时间段(即，第一时间段T1)，则处理单元5将操作模式切换到通信模式。可以看出，根据本实施例，处理单元5基于施加至输入单元20的电压(即，本示例中的接收器电路7的输出电压)的波形来判断是否连接了控制器10。注意，为了使得处理单元5能够准确地判断是否连接了控制器10，第一时间段T1的持续时间适当地长于电源AC1的1周期时间。

在该示例中，在第一时间段T1中，在一对输入端子1A、1B之间连续地施加DC电压，因此处理单元5将操作模式切换到通信模式。之后，在马达装置1中，在与第一周期的发送时间段T11相对应的时间段和与第二周期的发送时间段T11相对应的时间段各自中，将在一对输入端子1A、1B之间施加电压信号(通信信号S1)。也就是说，马达装置1中的第二时间段T2对应于控制器10中的发送时间段T11。

在第二时间段T2中，在一对输入端子1A、1B之间施加的电压信号由接收器电路7转换成二值信号。然后，处理单元5通过从接收器电路7接收二值信号来接收通信信号S1。在第二时间段T2，在处理单元5工作时，可能消耗电能储存单元21中所储存的电能。然而，由于如上所述、在第二时间段T2之后的第三时间段T3中电能将储存在电能储存单元21中，因此电能储存单元21维持充分储存了用于驱动处理单元5的电能的状态。

另外，在第二时间段T2之后的第三时间段T3中，处理单元5通过控制驱动单元6以使得电流流经马达4的绕组41、42、43来生成电流信号S2。因而，在第三时间段T3中，处理单元5响应于通信信号S1而将电流信号S2发送至控制器10。控制器10的处理单元103使检测电阻器R6和检测单元107接收到电流信号S2。

如上所述，在控制器10发送通信信号S1之前，根据本实施例的马达装置1接收到从控制器10供给的电力，由此允许用于驱动处理单元5的电能储存在电能储存单元21中。这增加了在控制器10发送通信信号S1时、根据本实施例的处理单元5利用电能储存单元21中所储存的电能正常工作的机会，由此实现了便于接收到从控制器10发送来的通信信号S1的优点。

此外，本实施例还允许通过使用控制器10来根据需要改变马达装置1的操作数据(换言之，马达4所用的数据)，由此实现使单个类型的马达装置1与各种规格兼容的优点。

(3)变形例

注意，上述实施例仅仅是本发明的各种实施例其中之一，并且不应被解释为限制性的。相反，在未背离本发明的范围的情况下，可以根据设计选择或任何其它因素来以各种方式容易地修改上述实施例。可选地，与马达装置1的功能相同的功能例如也可被实现为通信方法、计算机程序、或者存储有该程序的非暂时性存储介质。

根据一方面的通信方法是一种用于在控制器10与包括马达4的马达装置1之间建立通信的方法。该通信方法包括：在第一时间段T1期间接受从控制器10供给的电力，并且基于所接受的电力来将用于驱动马达装置1的处理单元5的电能储存在电能储存单元21中。该通信方法还包括：在第一时间段T1之后的第二时间段T2期间至少接收从控制器10发送来的通信信号S1，并且根据所接收到的通信信号S1来更新处理单元5的马达4所用的数据。

接着，将逐个枚举上述实施例的变形例。注意，可以适当地组合采用以下要说明的变形例。

根据本发明的马达装置1例如可以在处理单元5中包括计算机系统。在这种情况下，计算机系统可以包括处理器和存储器作为主要硬件组件。可以通过使处理器执行计算机系统的存储器中所存储的程序来进行根据本发明的马达装置1的功能。程序可以预先存储在计算机系统的存储器中。可替代地，程序也可以通过电信线路进行下载，或者在已记录在诸如存储卡、光盘或硬盘驱动器等的一些存储介质(这些存储介质中的任何对于计算机系统均是可读取的)中之后进行分发。计算机系统的处理器可以由包括半导体集成电路(IC)或大规模集成电路(LSI)的一个或多个电子电路构成。这些电子电路可以一起集成在单个芯片上或者分布在多个芯片上，以适当者为准。这些多个芯片可以一起集成在单个装置中或者分布在多个装置中，而没有限制。

在上述实施例中，电能储存单元21被实现为电源电路8的电容器C3。然而，这仅仅是本发明的示例，并且不应被解释为限制性的。也就是说，电能储存单元21仅需是在用于提供用于操作处理单元5的电能的路径上的电容器。因此，电容器C1、C2例如也可被视为电能储存单元21。还可替代地，电能储存单元21不必是电容器，而且也可以是二次电池。

此外，在上述实施例中，要提供至处理单元5的通信信号S1是根据接收器电路7中的开关元件Q0的接通/断开状态而可以具有两个值(即，高电平和低电平)其中之一的二值信号(数字信号)。然而，这仅仅是本发明的示例，并且不应被解释为限制性的。可替代地，提供至处理单元5的通信信号S1例如也可以是模拟信号。在这种情况下，处理单元5可以具有由例如处理单元5中所设置的A/D转换器转换成数字值的输入模拟电压，并且可以分析由此转换得到的值以获得数据。

此外，在上述实施例中，通信信号S1例如可以包括用于改变马达装置1的设置的数据或命令。然而，这仅仅是本发明的示例，并且不应被解释为限制性的。可选地，通信信号S1例如可以包括用于升级处理单元5所要执行的程序的版本的数据。也就是说，马达4所用的数据包括马达4所用的操作数据和用于升级用于控制马达4的程序的版本的数据至少之一。

此外，在上述实施例中，如果多个马达装置1连接至单个控制器10以将通信信号S1发送至多个马达装置1，则通信信号S1适当地包括用以识别各个马达装置1的地址。作为地址，例如，可以使用各马达装置1特有的序列号(产品序列号)。根据这样的实现，各马达装置1判断通信信号S1中所包括的地址与自身的地址是否一致，并且在这两个地址彼此一致的情况下接收通信信号S1。

此外，在上述实施例中，马达装置1和控制器10经由一对电缆91、92(即，经由两个线)连接在一起。然而，这仅仅是本发明的示例，并且不应被解释为限制性的。可选地，马达装置1和控制器10也可以经由包括地线的三个线连接在一起。还可选地，马达装置1和控制器10也可以经由包括一个或多个信号线的三个或更多个电缆连接在一起。

此外，在上述实施例中，供给时间段T10和发送时间段T11各自具有固定的持续时间(时间长度)。然而，这仅仅是本发明的示例，并且不应被解释为限制性的。可选地，供给时间段T10和发送时间段T11至少之一可以具有可变的时间长度。例如，处理单元5可以监视电容器C3两端的电压。当发现电容器C3两端的电压大于预定电压时，处理单元5将指示该情况的电流信号S2作为中断信号发送至控制器10。在接收到中断信号时，控制器10即使在供给时间段T10的中途也开始发送通信信号S1，即切换到发送时间段T11。根据该实现，供给时间段T10具有根据电容器C3两端的电压而变化的时间长度。

可选地，控制器10例如在通信信号S1的数据大小大的情况下可以延长发送时间段T11，并且在通信信号S1的数据大小小的情况下可以缩短发送时间段T11。在这种情况下，设置发送时间段T11，使得电能储存单元21中所储存的电能不会因放电而降至小于驱动处理单元5所需的电能。换句话说，发送时间段T11是电能储存单元21的输出电压不会降至小于驱动处理单元5所需的电压的时间段。

此外，在上述实施例中，如果例如通信信号S1所具有的数据大小太大而无法在单个发送时间段T11内发送，则控制器10可以将通信信号S1分割成多个部分并且分别在多个发送时间段T11期间发送这多个部分。

此外，在上述实施例中，处理单元5响应于通信信号S1而在第三时间段T3中向控制器10发送电流信号S2。然而，处理单元5是否发送电流信号S2是可选的。

此外，在上述实施例中，马达装置1用于转动风扇单元200的叶片201。然而，这仅仅是本发明的示例，并且不应被解释为限制马达装置1的使用。也就是说，马达装置1仅需被配置为通过根据处理单元5具有的操作数据驱动马达4来驱动附接至马达4的负载。因而，马达装置1的使用不限于任何特定类型的负载。

此外，在上述实施例中，控制器10经由连接在控制器10和马达装置1之间的一对电缆91、92，通过异步串行通信来将通信信号S1发送至马达装置1。然而，这仅仅是本发明的示例，并且不应被解释为限制性的。可替代地，控制器10例如还可被配置为在无需使用一对电缆91、92的情况下，通过不同的通信路径(无论该路径是有线的还是无线的)来将通信信号S1发送至马达装置1。

此外，在上述实施例中，如专利文献1的马达装置1那样，可以采用频率调制作为控制器10和马达装置1之间的通信方法。然而，根据实现，马达装置1的处理单元5测量通信信号S1的频率需要一些时间，由此可能使得难以提高通信速率。另外，根据该实现，马达装置1的处理单元5所测量的频率需要被转换成0或1的二值接收数据，这样使接收处理变得复杂和麻烦。此外，该实现需要允许控制器10改变输出电压的频率的结构，由此经常使设计过于复杂。

此外，在上述实施例中，马达装置1所包括的马达4是无刷DC马达。然而，这仅仅是本发明的示例，并且不应被解释为限制性的。可替代地，马达4例如也可以是三相感应马达、单相感应马达或任何其它类型的马达。此外，也可以根据马达4的类型而适当地用不同的驱动器电路替换逆变器电路3和驱动单元6。即使如此，处理单元5也可以通过控制驱动器电路并且使得电流流经马达4具有的绕组来生成电流信号S2。

(总结)

如从上述说明可以看出，根据第一方面的马达装置(1)包括马达(4)、输入单元(20)、处理单元(5)和电能储存单元(21)。输入单元(20)在第一时间段(T1)期间接收从控制器(10)供给的电力，并且在第一时间段(T1)之后的第二时间段(T2)期间至少接收从控制器(10)发送来的通信信号(S1)。处理单元(5)根据输入单元(20)所接收到的通信信号(S1)来更新用于马达(4)的数据。电能储存单元(21)基于供给至输入单元(20)的电力来储存用于驱动处理单元(5)的电能。

该方面实现了便于接收到从控制器(10)发送来的通信信号(S1)的优点。

在可以结合第一方面实现的根据第二方面的马达装置(1)中，输入单元(20)通过要电连接至控制器(10)的一对电缆(91,92)接受电力。输入单元(20)经由一对电缆(91,92)接收通信信号(S1)。

该方面实现了无需单独设置从控制器(10)向马达装置(1)的通信路径的优点。

在可以结合第一方面或第二方面实现的根据第三方面的马达装置(1)中，处理单元(5)基于施加至输入单元(20)的电压的波形来判断控制器(10)是否连接至马达装置(1)。

该方面实现了在电源(AC1)连接至马达装置(1)的情况下、减少将从电源(AC1)接收到的电力误认为通信信号(S1)的机会的优点。

在可以结合第一方面至第三方面中任一方面实现的根据第四方面的马达装置(1)中，控制器(10)交替地经历供给时间段(T10)和发送时间段(T11)，在该供给时间段(T10)中，控制器(10)将电力供给至输入单元(20)，在该发送时间段(T11)中，控制器(10)将通信信号(S1)发送至输入单元(20)。

该方面实现了以下优点：甚至允许通过将所具有的数据大小太大而不能在单个发送时间段(T11)内发送的通信信号(S1)分割成多个部分，来由马达装置(1)离散地接收该通信信号(S1)。

在可以结合第四方面实现的根据第五方面的马达装置(1)中，发送时间段(T11)是电能储存单元(21)的输出电压不会降至小于驱动处理单元(5)所需的电压的时间段。

该方面实现了以下优点：通过根据电容器(C1)的电容设置将供给时间段(T10)和发送时间段(T11)的持续时间设置为固定长度，减少了使马达装置(1)和控制器(10)之间得通信变复杂的机会。

在可以结合第一方面至第五方面中任一方面实现的根据第六方面的马达装置(1)中，在处理单元(5)和控制器(10)之间建立的通信是异步串行通信。

该方面实现了使用比并行通信更简单的设计来在马达装置(1)和控制器(10)之间建立通信的优点。

在可以结合第一方面至第六方面中任一方面实现的根据第七方面的马达装置(1)中，输入单元(20)包括电源电路(8)和接收器电路(7)。电源电路(8)将施加至输入单元(20)的电压转换成预定电压，并将该预定电压递送至电能储存单元(21)。接收器电路(7)接收施加至输入单元的电压信号，并将如此接收的电压信号作为通信信号(S1)输出至处理单元(5)。

该方面实现了以下优点：通过使用电压作为单个物理量，不仅将电力供给至马达装置(1)，而且还将通信信号(S1)发送至马达装置(1)。

在可以结合第一方面至第七方面中任一方面实现的根据第八方面的控制器(10)中，用于马达(4)的数据包括马达(4)的操作数据和用于升级用于控制马达(4)的程序的版本的数据至少之一。

该方面实现了使单个类型的马达装置(1)兼容各种类型的规格的优点。

根据第九方面的控制器(10)电连接至根据第一方面至第八方面中任一方面的马达装置(1)，并且将电力供给至马达装置(1)并将通信信号(S1)发送至马达装置(1)。

该方面实现了便于接收到从控制器(10)发送来的通信信号(S1)的优点。

根据第十方面的马达系统(100)包括根据第一方面至第八方面中任一方面的马达装置(1)以及控制器(10)。控制器(10)电连接至马达装置(1)，并且将电力供给至马达装置(1)并将通信信号(S1)发送至马达装置(1)。

该方面实现了便于接收到从控制器(10)发送来的通信信号(S1)的优点。

根据第十一方面的风扇单元(200)包括要附接至根据第一方面至第八方面中任一方面的马达装置(1)的马达(4)的叶片(201)，并且通过接收马达(4)所产生的力来转动叶片(201)。

该方面实现了便于接收到从控制器(10)发送来的通信信号(S1)的优点。

根据第十二方面的通信方法是用于在控制器(10)和包括马达(4)的马达装置(1)之间建立通信的方法。该通信方法包括：在第一时间段(T1)期间接受从控制器(10)供给的电力，并且基于所接受的电力来将用于驱动马达装置(1)的处理单元(5)的电能储存在电能储存单元(21)中。该通信方法还包括：在第一时间段(T1)之后的第二时间段(T2)期间至少接收从控制器(10)发送来的通信信号(S1)，并且根据所接收到的通信信号(S1)来更新处理单元(5)具有的用于马达(4)的数据。

该方面实现了便于接收到从控制器(10)发送来的通信信号(S1)的优点。

注意，根据第二方面至第八方面的构成元件不是马达装置(1)的必要构成元件，而且可以适当省略。

附图标记说明

1 马达装置

20 输入单元

21 电能储存单元

4 马达

5 处理单元

7 接收器电路

8 电源电路

91,92 一对电缆

10 控制器

100 马达系统

200 风扇单元

201 叶片

S1 通信信号

T1 第一时间段

T2 第二时间段

T10 供给时间段

T11 发送时间段

Claims (12)

1.一种马达装置，包括：

马达；

输入单元，其被配置为在第一时间段期间接受从控制器供给的电力，并且在所述第一时间段之后的第二时间段期间至少接收从所述控制器发送来的通信信号；

处理单元，其被配置为根据所述输入单元所接收到的所述通信信号来更新用于所述马达的数据；以及

电能储存单元，其被配置为基于供给至所述输入单元的所述电力来储存用于驱动所述处理单元的电能。

2.根据权利要求1所述的马达装置，其中，

所述输入单元被配置为经由要电连接至所述控制器的一对电缆来接受所述电力，以及

所述输入单元被配置为经由所述一对电缆接收所述通信信号。

3.根据权利要求1或2所述的马达装置，其中，

所述处理单元被配置为基于施加至所述输入单元的电压的波形，来判断所述控制器是否连接至所述马达装置。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的马达装置，其中，

所述控制器被配置为交替地经历供给时间段和发送时间段，在所述供给时间段中，所述控制器将所述电力供给至所述输入单元，在所述发送时间段中，所述控制器将所述通信信号发送至所述输入单元。

5.根据权利要求4所述的马达装置，其中，

所述发送时间段是所述电能储存单元的输出电压没有降至低于驱动所述处理单元所需的电压的时间段。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的马达装置，其中，

在所述处理单元和所述控制器之间建立的通信是异步串行通信。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的马达装置，其中，

所述输入单元包括：

电源电路，其被配置为将施加至所述输入单元的电压转换成预定电压，并且将所述预定电压递送至所述电能储存单元；以及

接收器电路，其被配置为接收作为施加至所述输入单元的所述通信信号的电压信号，并且将所述电压信号输出至所述处理单元。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的马达装置，其中，

用于所述马达的数据包括用于所述马达的操作数据和用于升级用于控制所述马达的程序的版本的数据至少之一。

9.一种控制器，其电连接至根据权利要求1至8中任一项所述的马达装置，并且被配置为将所述电力供给至所述马达装置并将所述通信信号发送至所述马达装置。

10.一种马达系统，包括：

根据权利要求1至8中任一项所述的马达装置；以及

控制器，其电连接至所述马达装置，并且被配置为将所述电力供给至所述马达装置并将所述通信信号发送至所述马达装置。

11.一种风扇单元，包括要附接至根据权利要求1至8中任一项所述的马达装置的所述马达的叶片，并且被配置为通过接收所述马达所产生的力而转动所述叶片。

12.一种用于在控制器和包括马达的马达装置之间建立通信的方法，

所述方法包括：

在第一时间段期间接受从所述控制器供给的电力，并且基于所接受的电力来将用于驱动所述马达装置的处理单元的电能储存在电能储存单元中；以及

在所述第一时间段之后的第二时间段期间至少接收从所述控制器发送来的通信信号，并且根据所接收到的通信信号来更新所述处理单元具有的用于所述马达的数据。