CN112513401A - 用于机动化窗户处理的失速保护 - Google Patents

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Abstract

一种用于驱动机动化窗户处理的电动机的电动机驱动单元可以包括用于检测和解决电动机中的失速状况的过程的基于软件的实现和基于硬件的实现，其中，如果基于软件的实现没有首先减少到电动机的功率，则基于硬件的实现被配置为减少输送到电动机的功率。控制电路可以检测电动机的失速状况，并且在从起初检测到失速状况起的第一时间段之后减少输送到电动机的功率。电动机驱动单元可以包括失速防止电路，该失速防止电路被配置为在从确定在控制电路正在产生驱动信号以旋转电动机的同时旋转感测电路没有在产生传感器信号起的第二时间段(例如，比第一时间段长)之后减少输送到电动机的功率。

Description

用于机动化窗户处理的失速保护
相关申请的交叉引用
本申请要求在2018年7月30日提交的美国临时专利申请No.62/711981的权益，其全部公开内容通过引用并入本文。
背景技术
诸如机动化滚轴遮光物之类的机动化窗户处理可以包括诸如遮光物织物之类的柔性材料和用于控制电动机以调整遮光物织物的位置(例如，遮光物织物的底部边缘的位置)的电动机驱动单元。例如，机动化滚轴遮光物的电动机驱动单元可以位于周围包裹遮光物织物的滚轴管的内部。电动机驱动单元可以在两个相反的角度方向中旋转滚轴管以调整遮光物织物的位置。电动机驱动单元可以包括控制电路(例如，微处理器)和用于监测滚轴管的当前角位置的旋转位置感测电路(例如，霍尔效应传感器电路)，以便跟踪遮光物织物的在关闭位置(例如，完全关闭位置)和打开位置(例如，完全打开位置)之间的当前位置。
如果遮光物织物变得卡在机动化窗户处理附近的物体上和/或以其它方式被阻止移动，则电动机可能失速。在失速状况过程中，电动机可能汲取大量电流并过热，这可能导致损坏电动机和/或机动化窗户处理的电动机驱动单元。控制电路可以被配置为例如通过检测电动机不在旋转(例如，在控制电路主动地驱动电动机时响应于旋转位置感测电路)来检测失速状况。响应于检测到失速状况，控制电路可以减慢和/或停止电动机以防止电动机过热。但是，如果控制电路被阻止检测失速状况和/或被阻止移除失速状况(例如，由于电路系统中的故障)，则电动机和/或电动机驱动电路可能过热并受损。
发明内容
如本文所述，一种用于驱动机动化窗户处理的电动机的电动机驱动单元可以包括用于检测和解决电动机中的失速状况的过程的基于软件的实现和基于硬件的实现二者，其中，如果基于软件的实现没有首先减少电动机的功率，则基于硬件的实现可以被配置为减少输送到电动机的功率。例如，机动化窗户处理可以是机动化滚轴遮光物，该机动化滚轴遮光物具有柔性遮光物织物和滚轴管，该滚轴管卷绕地接收遮光物织物并且可以响应于驱动电动机的电动机驱动单元旋转以调整遮光物织物的位置。
电动机驱动单元可以包括被配置为控制输送到电动机的功率的电动机驱动电路、被配置为产生指示电动机的旋转的传感器信号的旋转感测电路和被配置为产生驱动信号以控制电动机驱动电路控制输送到电动机的功率的控制电路。控制电路可以检测电动机的失速状况并在从起初检测到失速状况起的第一时间段之后减少输送到电动机的功率(例如，基于软件的实现)。电动机驱动单元还可以包括失速防止电路，该失速防止电路被配置为在从起初确定在控制电路正在产生驱动信号以旋转电动机的同时旋转感测电路没有在产生传感器信号起的第二时间段之后减少输送到电动机的功率(例如，基于硬件的实现)。第二时间段可以比第一时间段长，使得控制电路通常在失速保护电路之前减少输送到电动机的功率，并且，失速保护电路在控制电路不能减少输送到电动机的功率的情况下减少输送到电动机的功率。
此外，失速防止电路可以被配置为通过在第二时间段的末尾停止电动机来减少输送到电动机的功率。失速防止电路可以被配置为在第二时间段的末尾将电动机锁定在停止状态中。控制电路可以响应于接收到停止电动机的命令来终止产生驱动信号，并且失速防止电路响应于控制电路终止产生驱动信号来解锁电动机。失速防止电路还可以响应于电动机驱动单元的功率循环来解锁电动机。
附图说明
图1是示例机动化窗户处理系统的简化框图。
图2是机动化窗户处理的示例电动机驱动单元的简化框图。
图3是机动化窗户处理的示例电动机驱动单元的简化部分示意图
图4是可以由电动机驱动单元的控制电路执行的失速保护过程的简化流程图
具体实施方式
图1是示例机动化窗户处理系统100的简化框图。机动化窗户处理系统100可以包括多个机动化窗户处理，例如，如图1中所示的机动化滚轴遮光物110。每个机动化滚轴遮光物110可以包括由相应滚轴管114可旋转地支撑的相应柔性遮光物织物112。每个机动化滚轴遮光物110可以包括可以位于滚轴管114内部的相应电动机驱动单元120。电动机驱动单元120可以各自旋转相应的滚轴管114以调整遮光物织物112在完全打开位置POPEN和完全关闭位置PCLOSED之间的当前位置PPRES。电动机驱动单元120可以耦合到通信链路122，并且可以在通信链路上接收来自小键盘124和/或其它控制设备的命令。通信链路122可以包括有线通信链路或无线通信链路，诸如例如射频(RF)通信链路或红外(IR)通信链路。
图2是机动化窗户处理的示例电动机驱动单元200的简化框图。电动机驱动单元200可以包括电动机210(例如，直流(DC)电动机)，该电动机210可以耦合到机动化窗户处理的滚轴管，用于旋转滚轴管以升高和降低柔性材料(例如，遮光物织物)。电动机驱动单元200可以包括电动机驱动电路220(例如，H桥驱动电路)，该电动机驱动电路220可以接收总线电压VBUS并产生用于驱动电动机210的脉宽调制(PWM)电压VPWM。可以在总线电容器CBUS两端产生总线电压VBUS。电动机驱动单元200可以包括电源212，该电源212可以接收总线电压VBUS并产生用于向电动机驱动单元的低压电路系统供电的电源电压VCC(例如，约3.3V)。电动机驱动单元200可以被配置为从例如外部电源(诸如直流(DC)电源和/或交流(AC)电源)接收输入电压VIN。另外或可选地，电动机驱动单元200可以由一个或多个电池和/或光伏电源(诸如太阳能电池)供电。虽然在图2中未示出，但是电动机驱动单元200还可以包括用于接收输入电压VIN并在总线电容器CBUS两端产生总线电压VBUS的整流器电路和/或功率变换器电路。
电动机驱动单元200可以包括用于控制电动机210的操作的单元控制电路230(例如，主控制电路)。单元控制电路230可以包括例如微处理器、可编程逻辑器件(PLD)、微控制器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或任何合适的处理设备或控制电路。单元控制电路230可以被配置为产生用于控制电动机驱动电路220以控制电动机210的旋转速度的驱动信号VDRV。例如，驱动信号VDRV可以包括脉宽调制信号，并且电动机210的旋转速度可以取决于脉宽调制信号的占空比。另外，单元控制电路230可以被配置为产生用于控制电动机驱动电路220以控制电动机210的旋转方向的方向信号VDIR和用于使能和禁用电动机驱动电路220的使能信号VENABLE。单元控制电路230可以被配置为控制电动机210以调整机动化窗户处理的遮光物织物的在完全打开位置POPEN和完全关闭位置PCLOSED之间的当前位置PPRES。
电动机驱动单元200可以包括旋转位置传感器，例如，霍尔效应传感器(HES)电路240，其可以被配置为产生两个霍尔效应传感器(HES)信号VHES1、VHES2，这两个HES信号VHES1、VHES2可以指示电动机210的旋转位置和旋转方向。HES电路240可以包括两个内部感测电路，用于响应于可以附接到电动机的驱动轴的磁体来产生相应的HES信号VHES1、VHES2。例如，磁体可以是具有交替的北极区域和南极区域的圆形磁体。例如，磁体可以具有两个相对的北极和两个相对的南极，使得在电动机的驱动轴完全旋转期间，HES电路240的每个感测电路经过两个北极和两个南极。HES电路240的每个感测电路可以在感测电路接近磁体的北极时将相应的HES信号VHES1、VHES2驱动到高状态，并且在感测电路接近南极时将相应的HES信号VHES1、VHES2驱动到低状态。单元控制电路230可以被配置为响应于由HES电路240产生的HES信号VHES1、VHES2确定电动机210正在旋转。另外，单元控制电路230可以被配置为响应于HES信号VHES1、VHES2确定电动机210的旋转位置和旋转方向。
电动机驱动单元200可以包括通信电路242，该通信电路242允许单元控制电路230发射和接收通信信号，例如，有线通信信号和/或无线通信信号，诸如射频(RF)信号。电动机驱动单元200还可以包括用户界面244，该用户界面244具有允许用户在机动化窗户处理的设置和配置期间向控制电路230提供输入的一个或多个按钮。单元控制电路230可以被配置为响应于从经由通信电路242接收的通信信号接收的遮光物移动命令或来自用户界面244的按钮的用户输入来控制电动机210以控制覆盖材料的移动。用户界面244还可以包括视觉显示，例如，一个或多个发光二极管(LED)，该视觉显示可以由单元控制电路230照亮以向机动化窗户处理系统的用户提供反馈。单元控制电路230可以耦合到用于存储遮光物织物的当前位置PPRES和/或极限(例如，完全打开位置POPEN和完全关闭位置PCLOSED)的存储器246(例如，非易失性存储器)。
在控制电动机驱动电路220以驱动电动机210的同时，单元控制电路230可以被配置为在失速状况的情况下减少输送到电动机210的功率(例如，通过停止电动机)。当失速状况出现时，即使单元控制电路230正在通过继续产生驱动信号VDRV主动地尝试旋转电动机，电动机210也可以停止旋转并且HES电路240可以停止产生HES信号VHES1、VHES2。
单元控制电路230可以被配置为监视HES信号VHES1、VHES2中的一个或两个以检测失速状况。例如，单元控制电路230可以被配置为，在单元控制电路230正在产生用于控制电动机驱动电路220以驱动电动机210的驱动信号VDRV时，如果HES电路240没有在产生HES信号VHES1、VHES2中的一个或两个，则检测到电动机210可能已经失速。单元控制电路230可以被配置为在从起初检测到失速状况起的第一时间量(例如，一秒)之后减少输送到电动机210的功率(例如，通过停止电动机)。例如，单元控制电路230可以被配置为响应于检测到失速状况通过禁用电动机驱动电路220(例如，通过将使能信号VENABLE的幅值朝向电路公共驱动为低)来停止电动机。单元控制电路230可以提供用于检测和解决电动机210中的失速状况的过程的基于软件的实现。
电动机驱动单元200还可以包括失速保护电路250(例如，硬件失速保护电路)，该失速保护电路250可以被配置为如果单元控制电路230不能响应于失速状况停止电动机则在失速状况的情况下关闭电动机210。失速保护电路250可以接收来自单元控制电路230的驱动信号VDRV和来自HES电路240的HES信号VHES1、VHES2中的至少一个(例如，如图2中所示的第一HES信号VHES1)。失速保护电路250可以耦合到使能信号VENABLE，该使能信号VENABLE由单元控制电路230产生并由电动机驱动电路220接收，用于响应于检测到失速状况禁用电动机驱动电路并因此停止电动机。例如，失速保护电路250可以被配置为如果失速保护电路正在接收驱动信号VDRV但是没有在接收第一HES信号VHES1则超控(override)单元控制电路230并且将使能信号VENABLE朝向电路公共下拉。失速保护电路250可以被配置为在从在产生驱动信号VDRV的同时不产生第一HES信号VHES1的时间起的第二时间量(例如，约2-4秒)之后将使能信号VENABLE驱动为低。失速保护电路250可以在检测到失速状况时比单元控制电路230慢地操作，使得单元控制电路230通常可以在失速状况的情况下在第一预定时间量之后停止电动机210。然而，如果单元控制电路230在失速状况的情况下不能停止电动机，则失速保护电路250可以在第二预定时间量之后操作以停止电动机。失速保护电路250可以提供用于检测和解决电动机210中的失速状况的过程的基于硬件的实现。
失速保护电路250可以被配置为响应于检测到失速状况将使能信号VENABLE锁定在低状态中。当单元控制电路230在检测到失速状况之后停止驱动电动机210时，电动机可以放松并且在与电动机被驱动的旋转方向相反的旋转方向中少量旋转。电动机210的这种放松可以导致HES电路240产生HES信号VHES1、VHES2中的任一个或两个，这会潜在地导致失速保护电路250终止将使能信号VENABLE朝向电路公共下拉以禁用电动机驱动电路220。因此，失速保护电路250可以在检测到失速状况之后将使能信号VENABLE锁定在低状态中，使得失速保护电路在电动机210放松时不会停止将使能信号VENABLE下拉。为了解锁失速保护电路250，单元控制电路230可以停止产生驱动信号VDR(例如，响应于经由通信电路242接收停止命令和/或用户界面244的按钮之一的致动)。
图3是机动化窗户处理的示例电动机驱动单元300(例如，图2中所示的电动机驱动单元200)的简化部分示意图。电动机驱动单元300可以包括电动机310和被配置为接收总线电压VBUS并控制电动机310的H桥驱动电路320。电动机驱动单元300可以包括单元控制电路330，该单元控制电路330被配置为控制H桥驱动电路320的操作以控制电动机310的旋转速度和方向。
单元控制电路330可以被配置为产生用于控制电动机310的旋转速度的驱动信号VDRV、用于控制电动机的旋转方向的方向信号VDIR以及用于使能和禁用H桥驱动电路320的使能信号VENABLE。单元控制电路330可以从HES电路(例如，HES电路140)接收两个HES信号VHES1、VHES2，并且可以被配置为响应于HES信号VHES1、VHES2确定电动机310的状态(例如，电动机是否正在旋转)、电动机的旋转速度和/或电动机的旋转方向。
H桥驱动电路320可以包括四个开关晶体管(诸如场效应晶体管(FET)Q321、Q322、Q323、Q324)和H桥控制电路326。例如，H桥控制电路326可以包括集成电路(IC)。H桥控制电路326可以产生由相应的FET Q321、Q322、Q323、Q324的栅极接收的用于使得FET导通和不导通的栅极信号VG1、VG2、VG3、VG4。电动机310可以耦合在FET Q321、Q323的结与FETs Q322、Q324的结之间。H桥控制电路326可以使得FET Q321、Q322、Q323、Q324中的两个导通，并且可以脉宽调制(PWM)栅极信号VG1、VG2、VG3、VG4中的至少一个(例如，FET中的导通的一个FET)，以在电动机310两端产生脉宽调制(PWM)信号VPWM并通过电动机310传导电动机电流IM，如图3中所示。当FET Q321、Q324导通时，可以在电动机310两端耦合具有约等于总线电压VBUS的幅值的正电压，并且电动机可以在第一方向中旋转。当FET Q322、Q323导通时，可以在电动机310两端耦合具有约等于总线电压VBUS的幅值的负电压，并且电动机可以在第二方向中旋转。
H桥控制电路326可以调整PWM信号VPWM的占空比以调整电动机310的旋转速度(例如，通过脉宽调制的被控制为导通的FET中的至少一个，如上面描述的)。H桥控制电路326可以响应于由单元控制电路330产生的方向信号VDIR确定要控制哪个FET Q321、Q322、Q323、Q324以设置电动机310的方向。H桥控制电路326可以响应于由单元控制电路330产生的驱动信号VDRV确定PWM信号VPWM的占空比。
H桥驱动电路320可以包括反馈电阻器R328(例如，具有约50mΩ的电阻)，该反馈电阻器R328可以耦合在FET Q323、Q324的结和电路公共之间。反馈电阻器328可以传导半桥电流IHB(例如，其可以指示通过电动机310的电动机电流IM的幅值)。反馈电阻器328可以产生反馈信号VFB，该反馈信号VFB可以代表电动机电流IM的幅值并且可以由H桥控制电路326接收。H桥控制电路326可以响应于反馈信号VFB的幅值提供过电流保护(OCP)特征，以防止FETQ321、Q322、Q323、Q324中的过电流状况。例如，如果反馈信号VFB的幅值超过第一过电流阈值VOCP1(例如，约1伏特)，则H桥控制电路326可以使得所有FET Q321、Q322、Q323、Q324不导通。H桥控制电路326可以在检测到过电流状况之后在重试时间段TRETRY(例如，约3毫秒)内禁用FET Q321、Q322、Q323、Q324的操作。尽管在图3中未示出，H桥控制电路326还可以接收指示在相应FET Q321、Q322、Q323、Q324两端产生的电压的幅值的信号。H桥控制电路326可以被配置为如果在FET两端的电压中的任一个的幅值超过第二过电流阈值VOCP2(例如，约1伏特)则检测F到ET Q321、Q322、Q323、Q324中的过电流状况。
单元控制电路330可以被配置为通过监视HES信号VHES1、VHES2中的一个或两个来检测失速状况。例如，单元控制电路330可以被配置为如果在单元控制电路330正在产生用于控制电动机驱动电路320以驱动电动机310的驱动信号VDRV的同时HES电路没有在产生HES信号VHES1、VHES2中的一个或两个则检测到电动机310可能已经失速。响应于检测到失速状况，单元控制电路330可以被配置为在从起初检测到失速状况起的第一时间量(例如，1秒)之后减少输送到电动机310的功率(例如，通过停止电动机)。例如，单元控制电路330可以被配置为响应于检测到失速状况通过将使能信号VENABLE的幅值朝向电路公共驱动为低来停止电动机，以禁用电动机驱动电路320。H桥控制电路326的过电流保护特征可以防止电动机310和FET Q321、Q322、Q323、Q324在第一时间量的末尾单元控制电路330停止电动机之前在失速状况期间受损。
电动机驱动单元300可以包括失速保护电路350，该失速保护电路350可以包括两个比较器U360、U370。失速保护电路350可以包括边缘检测电路361，该边缘检测电路361可以接收HES信号VHES1、VHES2之一(例如，如图3中所示的第一HES信号VHES1)，并且可以产生指示第一HES信号VHES1的边缘(例如，上升边缘)的边缘检测信号VED。边缘检测电路361可以包括电容器C362(例如，具有约0.1μF的电容)、二极管D364(例如，肖特基二极管)和电阻器R365(例如，具有约100kΩ的电阻)。当第一HES信号VHES1的幅值从低转变为高时，电容器C362可以通过电阻器R365传导电流，从而在边缘检测信号VED中产生脉冲(例如，正极性脉冲)。当第一HES信号VHES1的幅值从高转变为低时，电容器C362可以通过二极管D364传导相反方向中的电流脉冲(例如，在边缘检测信号VED中不产生脉冲)。
第一比较器U360的负输入可以接收由边缘检测电路361产生的边缘检测信号VED，并且正输入可以接收由具有电阻器R366、R368的电阻分压器电路产生的第一参考电压VREF1。例如，电阻器R366可以具有约100kΩ的电阻，并且电阻R368可以具有约10kΩ的电阻，使得第一参考电压VREF1可以具有约0.3V的幅值。第一比较器U360的输出可以具有开路集电极配置，并且可以通过电阻器R372(例如，具有约100kΩ的电阻)耦合到电容器C371(例如，具有约2μF的电容)。电容器C371还可以通过电阻器R374(例如，具有约1MΩ的电阻)耦合到驱动信号VDRV。当边缘检测信号VED的幅值小于第一参考电压VREF1的幅值时，电容器C371可以通过电阻器R374从驱动信号VDRV充电，使得在电容器C371两端产生DC电压VDC。当边缘检测信号VED的幅值大于第一参考电压VREF1的幅值时，第一比较器U360可以将输出驱动为低以通过电阻器R372使电容器C371放电(例如，到约零伏特)。
第二比较器U370的负输入可以接收在电容器C371两端的DC电压VDC，并且正输入可以接收可以由具有电阻器R376、R378的电阻分压器电路产生的第二参考电压VREF2。例如，电阻器R376可以具有约10kΩ的电阻并且电阻器R378可以具有约90.9kΩ的电阻，使得第二参考电压VREF1可以具有约3V的幅值(例如，等于电源电压VCC幅值的约90％)。第二比较器U370的输出可以具有开路集电极配置，并且可以耦合到由单元控制电路330产生并由H桥控制电路326接收的使能信号VENABLE。电阻器R376、R378(例如，其产生第二参考电压VREF2)的结可以通过二极管D379耦合到第二比较器U370的输出。当比较器U370将输出驱动为低时，第二参考电压VREF2的幅值可以减小到大致二极管D379的正向电压降(例如，约0.7V)。
当单元控制电路330正在产生驱动信号VDRV并且电动机正在正确地旋转时，HES电路将产生HES信号VHES1、VHES2。当将第一HES信号VHES1朝向电源电压VCC驱动为高时，边缘检测电路361可以在边缘检测信号VED中产生可以超过第一参考电压VREF1的脉冲。结果，第一比较器U360可以将输出拉低以使电容器C371放电并且将DC电压VDC驱动为低至约零伏特。当边缘检测信号VED的幅值低时(例如，在约电路公共处)，电容器C371可以从驱动信号VDRV充电。由于第一HES信号VHES1是周期性信号，因此当第一HES信号VHES1从低被驱动到高时，电容器C371可以周期性地放电到约零伏特。结果，在电容器C371两端的DC电压VDC的幅值可能不能增加为高于第二参考电压VREF2，这允许单元控制电路330完全控制使能信号VENABLE和H桥驱动电路320。
如果电动机失速，则HES电路可能停止产生HES信号VHES1、VHES2。当第一HES信号VHES1不存在于第一比较器U360的负输入处时，电容器C371可以通过电阻器R374从驱动信号VDRV充电(例如，没有周期性放电)。当在电容器C371两端的DC电压VDC的幅值上升到高于第二参考电压VREF2时，第二比较器U370可以将输出驱动为低，由此将使能信号VENABLE的幅值控制到约零伏特并且禁用H桥控制电路326。电容器C371的电容和电阻器R374的电阻可以被调整大小为使得，在HES电路停止产生第一HES信号VHES1之后的第二时间量(例如，约2-4秒)之后，在电容器C371两端的DC电压的幅值可以超过第二参考电压VREF2。H桥控制电路326的过电流保护特征可以防止电动机310和FET Q321、Q322、Q323、Q324在第二时间量的末尾第二比较器U370禁用电动机驱动电路320之前在失速状况期间受损。由于驱动信号VDRV在被驱动为高时可以具有约等于电源电压VCC的幅值并且第二参考电压的幅值可以约等于电源电压的90％，因此，当没有产生第一HES信号VHES1并且驱动信号VDRV的占空比超过90％时，H桥控制电路326可以被禁用。
在第二比较器U370将输出驱动为低以禁用H桥控制电路326之后，第二参考电压VREF2的幅值可以通过二极管D379被下拉到约0.7伏特，这可以通过防止第二比较器电路U370释放使能信号VEN来将H桥控制电路326锁定在禁用状态中。如果单元控制电路330停止电动机310(例如，响应于接收到停止命令和/或用户输入)或者如果单元控制电路330复位(例如，响应于电动机驱动单元300的功率循环)，则H桥控制电路可以从禁用状态被解锁。
图4是可以由电动机驱动单元的控制电路(例如，电动机驱动单元200的单元控制电路230和/或电动机驱动单元300的单元控制电路330)执行的失速保护过程400的简化流程图。例如，可以在410处周期性地执行失速保护过程400。如果在412处控制电路当前没有正在驱动电动机，则在434处失速保护程序400可以简单地退出。如果在412处控制电路当前正在驱动电动机，但是在414处不存在HES信号，则控制电路可以检测到潜在的失速状况。如果在416处当前没有设置失速标志，则在失速保护过程400在434处退出之前，控制电路可以在418处设置失速标志并然后在420处复位并启动定时器。定时器可以用于在驱动电动机时在起初检测到HES信号不存在后延迟关断电动机达某个时间段(例如，约一秒)。例如，时间段可以与执行失速保护过程400的速率相比足够更长，使得可以在时间到期之前多次执行失速保护过程400。如果在416处设置了失速标志，但是在422处定时器尚未到期，则失速保护过程400在434处简单地退出。当在422处定时器到期时，在失速保护电路在434处退出之前，控制电路可以在424处停止电动机，并在426处将失速事件记录在存储器中。当在414处存在HES信号并且在428处设置了错误标志时，在失速保护过程400退出之前，控制电路可以在430处清除失速标志并在432停止定时器。

Claims (22)

1.一种用于驱动机动化窗户处理的电动机的电动机驱动单元，所述电动机驱动单元包括：
电动机驱动电路，所述电动机驱动电路被配置为控制输送到电动机的功率；
旋转感测电路，所述旋转感测电路被配置为产生指示电动机的旋转的传感器信号；
控制电路，所述控制电路被配置为产生驱动信号以控制电动机驱动电路控制输送到电动机的功率，所述控制电路被配置为检测电动机的失速状况并在从起初检测到失速状况起的第一时间段之后减少输送到电动机的功率；以及
失速防止电路，所述失速防止电路被配置为在从起初确定在控制电路正在产生驱动信号以旋转电动机的同时旋转感测电路没有在产生传感器信号起的第二时间段之后减少输送到电动机的功率，所述第二时间段比所述第一时间段长。
2.根据权利要求1所述的电动机驱动单元，其中，失速防止电路被配置为在第二时间段的末尾停止电动机。
3.根据权利要求2所述的电动机驱动单元，其中，失速防止电路被配置为在第二时间段的末尾将电动机锁定在停止状态中。
4.根据权利要求3所述的电动机驱动单元，其中，失速防止电路被配置为响应于控制电路终止产生驱动信号来解锁电动机。
5.根据权利要求4所述的电动机驱动单元，其中，控制电路被配置为响应于接收到停止电动机的命令来终止产生驱动信号。
6.根据权利要求3所述的电动机驱动单元，其中，失速防止电路配置为响应于电动机驱动单元的功率循环来解锁电动机。
7.根据权利要求1所述的电动机驱动单元，其中，失速防止电路被配置为接收驱动信号和传感器信号。
8.根据权利要求7所述的电动机驱动单元，其中，控制电路被配置为产生使能信号，所述使能信号由电动机驱动电路接收，用于使能和禁用电动机驱动电路。
9.根据权利要求8所述的电动机驱动单元，其中，失速防止电路包括：
电容器，所述电容器通过用于在电容器两端产生DC电压的电阻器耦合到驱动信号；
边缘检测电路，所述边缘检测电路被配置为接收传感器信号并产生边缘检测信号，所述边缘检测信号指示传感器信号的边缘；
第一比较器，所述第一比较器具有被耦合为接收第一参考电压的正输入、被耦合为接收边缘检测信号的负输入以及被配置为在传感器信号的一个或多个边缘处使电容器放电的输出；
第二比较器，所述第二比较器具有被耦合为接收第二参考电压的正输入、被耦合为接收在电容器两端的DC电压的负输入以及被配置为控制使能信号的幅值的输出；
其中，第一比较器被配置为当旋转感测电路在产生传感器信号时将在电容器两端的DC电压控制到约零伏特，第二比较器被配置为当旋转感测电路不在产生传感器信号并且在电容器两端的DC电压的幅值超过第二参考电压时控制使能信号以禁用电动机驱动电路。
10.根据权利要求9所述的电动机驱动单元，其中，失速防止电路还包括二极管，所述二极管耦合在第二比较器的正输入和输出之间，用于在输出被驱动为低以将电动机驱动电路锁定在禁用状态中时减少第二参考电压的幅值。
11.根据权利要求1所述的电动机驱动单元，其中，控制电路被配置为接收传感器信号，并且响应于确定在控制电路正在产生驱动信号以旋转电机的同时旋转感测电路不在产生传感器信号来检测到失速状况。
12.根据权利要求11所述的电动机驱动单元，其中，控制电路被配置为在停止电动机之前在起初检测到失速状况之后等待达第一时间段。
13.一种用于驱动机动化窗户处理的电动机的电动机驱动单元，所述电动机驱动单元包括：
电动机驱动电路，所述电动机驱动电路被配置为控制输送到电动机的功率；
旋转感测电路，所述旋转感测电路被配置为产生指示电动机的旋转的传感器信号；
控制电路，所述控制电路被配置为产生驱动信号以控制电动机驱动电路控制输送到电动机的功率，所述控制电路被配置为检测电动机的失速状况并在从起初检测到失速状况起的第一时间段之后停止电动机；以及
失速防止电路，所述失速防止电路被配置为在从起初确定在控制电路正在产生驱动信号以旋转电动机的同时旋转感测电路没有在产生传感器信号起的第二时间段之后停止电动机，所述第二时间段比所述第一时间段长；
其中，失速防止电路被配置为在第二时间段的末尾将电动机锁定在停止状态中。
14.根据权利要求13所述的电动机驱动单元，其中，失速防止电路被配置为响应于控制电路终止产生驱动信号来解锁电动机。
15.根据权利要求14所述的电动机驱动单元，其中，控制电路被配置为响应于接收到停止电动机的命令来终止产生驱动信号。
16.根据权利要求13所述的电动机驱动单元，其中，失速防止电路配置为响应于电动机驱动单元的功率循环来解锁电动机。
17.一种机动化滚轴遮光物，包括：
柔性遮光物织物；
卷绕地接收遮光物织物的滚轴管；
电动机驱动单元，所述电动机驱动单元包括：
电动机驱动电路，所述电动机驱动电路被配置为驱动电动机以旋转滚轴管并调整遮光物织物的位置；
旋转感测电路，所述旋转感测电路被配置为产生指示电动机的旋转的传感器信号；
控制电路，所述控制电路被配置为产生驱动信号以控制电动机驱动电路控制输送到电动机的功率，所述控制电路被配置为检测电动机的失速状况，并且在从起初检测到失速状况起的第一时间段之后减少输送到电动机的功率；以及
失速防止电路，所述失速防止电路被配置为在从起初确定在控制电路正在产生驱动信号以旋转电动机的同时旋转感测电路没有在产生传感器信号起的第二时间段之后减少输送到电动机的功率，所述第二时间段比所述第一时间段长。
18.根据权利要求17所述的机动化滚轴遮光物，其中，失速防止电路被配置为在第二时间段的末尾停止电动机。
19.根据权利要求18所述的机动化滚轴遮光物，其中，失速防止电路被配置为在第二时间段的末尾将电动机锁定在停止状态中。
20.根据权利要求19所述的机动化滚轴遮光物，其中，失速防止电路被配置为响应于控制电路终止产生驱动信号来解锁电动机。
21.根据权利要求20所述的机动化滚轴遮光物，其中，控制电路被配置为响应于接收到停止电动机的命令来终止产生驱动信号。
22.根据权利要求19所述的机动化滚轴遮光物，其中，失速防止电路配置为响应于电动机驱动单元的功率循环来解锁电动机。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0783072A1 (en) * 1991-09-03 1997-07-09 Lutron Electronics Co., Inc. Motor-operated window cover
CN102848390A (zh) * 2011-06-27 2013-01-02 特拉华资本形成公司 基于电动机的保持控制系统及方法
US20130293988A1 (en) * 2012-05-04 2013-11-07 Huaqiang Li System and method for ground fault detection and protection in adjustable speed drives
CN105317312A (zh) * 2014-06-09 2016-02-10 麦格纳覆盖件有限公司 用于确定由电动机驱动的活动部件的位置的系统和方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7737653B2 (en) * 2007-04-17 2010-06-15 Lutron Electronics Co., Inc. Method of controlling a motorized window treatment
JP6814284B2 (ja) * 2017-05-09 2021-01-13 アルプスアルパイン株式会社 回転角度検出器付き電動機、電動機の回転角度検出器、及び、電動機の回転角度検出器の故障を検知する方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0783072A1 (en) * 1991-09-03 1997-07-09 Lutron Electronics Co., Inc. Motor-operated window cover
CN102848390A (zh) * 2011-06-27 2013-01-02 特拉华资本形成公司 基于电动机的保持控制系统及方法
US20130293988A1 (en) * 2012-05-04 2013-11-07 Huaqiang Li System and method for ground fault detection and protection in adjustable speed drives
CN105317312A (zh) * 2014-06-09 2016-02-10 麦格纳覆盖件有限公司 用于确定由电动机驱动的活动部件的位置的系统和方法

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