CN116582032B - 具有超前角的换相控制电路、电机系统及换相控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种具有超前角的换相控制电路、电机系统及换相控制方法。基准值确定模块在霍尔周期信号每个周期内对第一时钟信号分频并计数以产生重复计数基准值；超前角设定电路接收超前角预设值和第二时钟信号，并在霍尔周期信号的每个周期起始时刻开始对第二时钟信号进行周期计数以输出第三时钟信号；换相信号产生模块基于重复计数基准值产生第一基准周期数量和第二基准周期数量，并根据第一基准周期数量、第二基准周期数量和第三时钟信号产生相位控制信号。该换相控制电路采用纯硬件电路，通过超前角设定电路切换不同频率的时钟信号实现超前角度，省略了微处理器，从而有效控制换相控制电路的成本、降低电路复杂度、提高电路可靠性。

Description

具有超前角的换相控制电路、电机系统及换相控制方法
技术领域
本发明涉及电机控制技术领域，尤其是涉及一种具有超前角的换相控制电路、电机系统及换相控制方法。
背景技术
目前，直流无刷单相和直流无刷三相电机在工业、消费类电子上具有广泛的用途，因其工作噪音小、使用寿命长、低电磁干扰成为主流电机的首选方案。在实现正弦波驱动的时候电机属于感性负载，其电流相位滞后于电压相位，电压的相位是由霍尔传感器的相位来决定，为了提高电机的工作效率，往往会令加在电机线圈上的正弦电压的相位略微超前于霍尔传感器的相位，在常规正弦无刷电机驱动电路中往往会利用微处理器通过霍尔周期来计算出超前电压角度，霍尔传感器将检测到的霍尔周期信息发送到微处理器，微处理器通过霍尔周期信息进行超前角计算产生最终的相位控制信号Vphase。如图1所示的为现有的一种直流无刷三相电机的电路示意图，霍尔传感器将感测信号Hall-sence发送到外部数据处理器，例如MCU（Micro Controller Unit，微处理器），MCU通过感测信号Hall-sence进行超前角计算产生相位控制信号Vphase送至逻辑驱动电路，PWM发生器可以向逻辑驱动电路输出脉宽调制信Vpwm，逻辑驱动电路根据接收到的脉宽调制信号Vpwm和相位控制信号Vphase生成驱动信号，以控制电桥中各功率开关的通断，进而控制三相电机的转速。然而使用MCU进行超前角计算会占用较大一部分的芯片版图面积，不利于成本控制，同时MCU增加了系统的复杂程度，可靠性降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有超前角的换相控制电路及换相控制方法，以降低换相控制电路的成本，降低电路复杂度，提高可靠性。
本发明提供的一种具有超前角的换相控制电路，换相控制电路包括：基准值确定模块，接收霍尔周期信号和第一时钟信号，并在霍尔周期信号的每个周期内对第一时钟信号按第一预设分频数N进行分频并周期计数以产生重复计数基准值M，其中，N和M均为大于1的整数；超前角设定电路，接收超前角预设值和第二时钟信号，并在霍尔周期信号的每个周期起始时刻开始对第二时钟信号进行周期计数，并根据第二时钟信号的周期计数值输出第三时钟信号，其中，当第二时钟信号的周期计数值小于超前角预设值，第三时钟信号为第二时钟信号，当第二时钟信号的周期计数值等于超前角预设值，第三时钟信号为第一时钟信号，其中，第一时钟信号是第二时钟信号的分频信号；以及换相信号产生模块，接收重复计数基准值M和第三时钟信号，并基于重复计数基准值M和第一预设分频数N产生第一基准周期数量和第二基准周期数量，换相信号产生模块对第三时钟信号进行周期计数，并根据第三时钟信号的周期计数值、第一基准周期数量和第二基准周期数量产生相位控制信号。
本发明提供的一种具有超前角的换相控制电路，换相控制电路包括：基准值确定模块，接收霍尔周期信号和第一时钟信号，并在霍尔周期信号的每个周期内对第一时钟信号按第一预设分频数N进行分频并计数以产生重复计数基准值M，并基于重复计数基准值M和第一预设分频数N产生第一基准周期数量和第二基准周期数量，其中，N和M均为大于1的整数；超前角设定电路，接收超前角预设值和第二时钟信号，并在霍尔周期信号的每个周期起始时刻开始对第二时钟信号进行周期计数，并根据第二时钟信号的周期计数值输出第三时钟信号，其中，当第二时钟信号的周期计数值小于超前角预设值，第三时钟信号为第二时钟信号，当第二时钟信号的周期计数值等于超前角预设值，第三时钟信号为第一时钟信号，其中，第一时钟信号是第二时钟信号的分频信号；以及换相信号产生模块，接收第一基准周期数量、第二基准周期数量和第三时钟信号，换相信号产生模块对第三时钟信号进行周期计数，并基于第三时钟信号的周期计数值、第一基准周期数量和第二基准周期数量产生相位控制信号。
本发明提供的一种具有超前角控制的直流无刷电机系统，包括：由功率开关组成的电桥，电桥耦接电机的线圈；脉宽调制信号发生器，输出脉宽调制信号；如上述任一项的换相控制电路，用于产生相位控制信号；以及逻辑驱动电路，接收脉宽调制信号和相位控制信号，并根据脉宽调制信号和相位控制信号产生驱动控制信号，驱动控制信号用于控制电桥中功率开关的导通时间和关断时间，进而控制电机的转速。
本发明提供的一种具有超前角的换相控制方法，方法包括：在霍尔周期信号的每个周期内对第一时钟信号按第一预设分频数N进行分频并周期计数以产生重复计数基准值M，其中，N和M均为大于1的整数；基于重复计数基准值M和第一预设分频数N产生第一基准周期数量和第二基准周期数量；在霍尔周期信号的每个周期起始时刻开始对第二时钟信号进行周期计数，并将周期计数值与超前角预设值比较以输出第三时钟信号，其中，当第二时钟信号的周期计数值小于超前角预设值，第三时钟信号为第二时钟信号，当第二时钟信号的周期计数值等于超前角预设值，第三时钟信号为第一时钟信号，第一时钟信号是第二时钟信号的分频信号；以及对第三时钟信号进行计数，并基于第三时钟信号的计数值、第一基准周期数量和第二基准周期数量产生相位控制信号。
该换相控制电路采用纯硬件电路，通过超前角设定电路切换不同频率的时钟信号实现超前角度，省略了微处理器，从而可以有效控制换相控制电路的成本、降低电路复杂度，提高电路可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有的一种直流无刷三相电机的电路示意图；
图2为本发明实施例提供的一种三相直流无刷电机系统的示意图；
图3为本发明实施例提供的一种图2所示实施例中部分参数的波形示意图；
图4为本发明实施例提供的一种单相直流无刷电机系统的示意图；
图5为本发明实施例提供的一种具有超前角的换相控制电路的框架示意图；
图6为本发明另一个实施例提供的一种具有超前角的换相控制电路的框架示意图；
图7为本发明图5实施例提供的一种具有超前角的换相控制电路的电路原理图；
图8为本发明图6实施例提供的一种具有超前角的换相控制电路的电路原理图；
图9为本发明实施例提供的一种超前角计数比较单元的结构示意图；
图10为本发明实施例提供的一种计数比较单元的结构示意图；
图11为本发明实施例提供的一种图7所示实施例中部分参数的波形示意图；
图12为本发明实施例提供的又一种图7所示实施例中部分参数的波形示意图；
图13为本发明实施例提供的一种具有超前角的换相控制方法的流程图。
图标：S1-功率开关一、S2-功率开关二、S3-功率开关三、S4-功率开关四、S5-功率开关五、S6-功率开关六；1-基准值确定模块；2-超前角设定电路；3-换相信号产生模块；11-单脉冲发生器；12-霍尔周期分频器；13-霍尔周期寄存器；14-时钟信号分频器；15-频率选择开关；16-超前角计数比较单元；171-第一子模块中的第一计数比较单元；172-第二子模块中的第一计数比较单元；173-第三子模块中的第一计数比较单元；181-第一子模块中的第二计数比较单元；182-第二子模块中的第二计数比较单元；183-第三子模块中的第二计数比较单元；191-第一子模块中的第一触发器；192-第二子模块中的第一触发器；193-第三子模块中的第一触发器；271-第一子模块中的第三计数比较单元；272-第二子模块中的第三计数比较单元；273-第三子模块中的第三计数比较单元；281-第一子模块中的第四计数比较单元；282-第二子模块中的第四计数比较单元；283-第三子模块中的第四计数比较单元；291-第一子模块中的第二触发器；292-第二子模块中的第二触发器；293-第三子模块中的第二触发器；401-N/3基准计数单元；402-N/2基准计数单元。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
基于现有技术中存在的问题，本发明实施例提供了一种具有超前角的换相控制电路及换相控制方法，该技术可以应用于需要令加在电机线圈上的正弦电压的相位略微超前于霍尔传感器的相位的应用场景中。
如图2所示的根据本发明一个实施例的一种三相直流无刷电机系统的示意图，其中包括：功率开关一S1、功率开关二S2、功率开关三S3、功率开关四S4、功率开关五S5和功率开关六S6组成的三相电桥，该三相电桥耦接三相电机的线圈，即图中所示的三相马达线圈U、V、W；使用具有超前角的换相控制电路替换现有技术（图1所示）中的MCU，具有超前角的换相控制电路接收霍尔传感器的感测信号Hall-sense，并输出相位控制信号Vphase至逻辑驱动电路，PWM发生器输出脉宽调制信号Vpwm至逻辑驱动电路，逻辑驱动电路根据脉宽调制信号Vpwm和相位控制信号Vphase，输出与功率开关一S1、功率开关二S2、功率开关三S3、功率开关四S4、功率开关五S5和功率开关六S6分别对应的驱动控制信号UH、VH、WH、UL、VL、WL，通过每个驱动控制信号驱动相应的功率开关，调节流过三相马达线圈的电流大小和方向，最终实现对三相电机的转速控制。
图3所示为本发明实施例提供的一种图2所示实施例中部分参数的波形示意图，其中，前三个波形图为未调节的相位控制信号，被示意为Vphase-u未调节、Vphase-v未调节、Vphase-w未调节；中间三个波形图为调节后的具有超前角的相位控制信号，被示意为Vphase-u、Vphase-v、Vphase-w；后六个波形图为三相电桥的每个功率开关对应的驱动控制信号，被示意为UH、VH、WH、UL、VL、WL。从图3可以看出，通过图2中的具有超前角的换相控制电路实现了对相位控制信号Vphase-u、Vphase-v、Vphase-w的角度超前。同时，功率开关一S1、功率开关二S2、功率开关三S3、功率开关四S4、功率开关五S5和功率开关六S6将在对应的驱动控制信号UH、VH、WH、UL、VL、WL为高电平时打开。
又如，图4所示的一种单相直流无刷电机系统的示意图，其中包括：功率开关一S1、功率开关二S2、功率开关三S3、功率开关四S4组成的H桥，该H桥耦接单向电机的线圈，即图中所示的单相马达线圈；使用具有超前角的换相控制电路替换现有技术中的MCU，具有超前角的换相控制电路接收霍尔传感器的感测信号Hall-sense，并输出相位控制信号Vphase至逻辑驱动电路，PWM发生器输出脉宽调制信号Vpwm至逻辑驱动电路，逻辑驱动电路根据脉宽调制信号Vpwm和相位控制信号Vphase，输出与功率开关一S1、功率开关二S2、功率开关三S3和功率开关四S4分别对应的驱动控制信号C1、C2、C3、C4，通过每个驱动控制信号驱动相应的功率开关，调节流过单相马达线圈的电流大小和方向，最终实现对单相电机的转速控制。
图5所示为根据本发明一个实施例公开的一种具有超前角的换相控制电路架构。如图5所示，该换相控制电路包括：基准值确定模块1、超前角设定电路2和换相信号产生模块3；其中，基准值确定模块1接收霍尔周期信号和第一时钟信号，并在霍尔周期信号的每个周期内对第一时钟信号按第一预设分频数N进行分频并周期计数以产生重复计数基准值M，其中，N和M均为大于1的整数。
在一个实施例中，采用霍尔传感器用于感测磁场强度并产生感测信号，以此感测信号产生上述霍尔周期信号，霍尔周期信号的周期即为霍尔周期，通常，霍尔周期是指电机转子转动穿越两个不同磁极的时间。霍尔周期与电机转子的磁极对数量有关。例如，电机转子包括一对磁极，则霍尔周期为转子转动一周的时间；又如，当电机转子包括三对磁极，则霍尔周期为转子转动三分之一周的时间。时钟信号可以用于同步电路中各个相关元件之间的运行，确保它们能够协调工作，通常采用矩形波的形式。
超前角设定电路2接收超前角预设值和第二时钟信号，并在霍尔周期信号的每个周期起始时刻开始对第二时钟信号进行周期计数，并根据第二时钟信号的周期计数值输出第三时钟信号，该超前角预设值通常是根据所需超前角度设置的关于第二时钟信号的一个预设的周期计数值。在一个实施例中，该超前角预设值可以为一组二进制数值。在霍尔周期信号的每个周期起始时刻，可以触发超前角设定电路2对接收到的第二时钟信号进行周期计数，可以将周期计数对应的角度值转换为二进制数值，并与超前角预设值进行比较，根据比较结果输出第三时钟信号。具体的，超前角设定电路2内部可以包括一频率选择开关，当第二时钟信号的周期计数值小于超前角预设值，频率选择开关接入第二时钟信号，使该超前角设定电路2直接将该第二时钟信号作为第三时钟信号输出，即第三时钟信号为第二时钟信号，当第二时钟信号的周期计数值等于超前角预设值，频率选择开关可以从连接第二时钟信号自动切换至第一时钟信号，使该超前角设定电路2将第一时钟信号作为第三时钟信号输出，即第三时钟信号为第一时钟信号。其中，第一时钟信号是第二时钟信号的分频信号，比如可以是二分频，三分频等，具体可以根据实际需求进行设置。
上述换相信号产生模块3可以用于产生单相相位控制信号或三相相位控制信号，具体可以根据实际需求进行设置。换相信号产生模块3接收重复计数基准值M和第三时钟信号，基于重复计数基准值M和第一预设分频数N产生第一基准周期数量和第二基准周期数量，换相信号产生模块3对第三时钟信号进行周期计数，并根据第三时钟信号的周期计数值、第一基准周期数量和第二基准周期数量产生相位控制信号。具体地，可以按照一定的处理逻辑，将第三时钟信号的计数值分别与第一基准周期数量和第二基准周期数量进行比较，以输出相应的相位控制信号。如果是单相电机，则输出的是单相控制信号，如果是三相电机，则输出的是三相控制信号。上述第一基准周期数量表征电机线圈的换相时刻，第二基准周期数量表征电机相电流的过零时刻。因此第一基准周期数量和第二基准周期数量可以相同或不同，具体与电机相数有关，比如，在单相电机中，第一基准周期数量和第二基准周期数量通常相同；在三相电机中，第一基准周期数量和第二基准周期数量通常不同。
在本发明的另一个实施例中，也可以构建如图6所示的另一种具有超前角的换相控制电路架构。与图5所示电路架构不同的是，在图6所示实施例中，基准值确定模块1直接产生第一基准周期数量和第二基准周期数量，并将第一基准周期数量、第二基准周期数量直接送至换相信号产生模块3。换相信号产生模块3基于第三时钟信号的周期计数值、第一基准周期数量和第二基准周期数量产生相位控制信号。
以上两种实施例公开的换相控制电路架构采用硬件电路搭建，通过超前角设定电路切换不同频率的时钟信号实现超前角度，省略了微处理器，从而可以有效控制换相控制电路的成本、降低电路复杂度，提高电路可靠性。
进一步的，图7示出了图5所示架构的一种具有超前角的换相控制电路的电路原理图，该图中，粗黑箭头一般指二进制数，细线一般指高低逻辑电平信号或模拟信号。基准值确定模块1包括：霍尔周期分频器12和霍尔周期寄存器13。其中，霍尔周期分频器12接收霍尔周期信号Hall-T和第一时钟信号CLK1，并在霍尔周期信号Hall-T的每个周期（以下简称“霍尔周期”）内对第一时钟信号CLK1按第一预设分频数N进行分频，产生单位霍尔时间信号H-cell，其中N为大于1的整数。上述第一预设分频数N可以是根据实际需求选择的任意数量的分频数，在霍尔周期内对第一时钟信号CLK1按第一预设分频数N进行分频后，单位霍尔时间信号H-cell的每个周期（以下简称“H-cell周期”）包括N个第一时钟信号CLK1的周期（以下简称“CLK1周期”）。
霍尔周期寄存器13接收来自霍尔周期分频器12的单位霍尔时间信号H-cell，并对H-cell周期进行计数并寄存周期计数值，以产生表征H-cell周期数量的重复计数基准值M。在一个实施例中，重复计数基准值M以二进制码形式输出。重复计数基准值M与霍尔周期的时长和第一时钟信号CLK1的频率相关。例如，在一个实施例中，假设图7中的霍尔周期为10ms(频率为100Hz)，第一时钟信号CLK1的频率为5MHz(5×106Hz)，则一个霍尔周期内有5×104个CLK1周期，霍尔周期分频器12对5×104个CLK1周期进行360分频后，每个霍尔周期内具有138个H-cell周期，即重复计数基准值M等于138。本领域一般技术人员可以理解，在一个霍尔周期内，对第一时钟信号CLK1按第一预设分频数N进行分频可能不会正好得到一个整数值（如，对5MHz的CLK1进行360分频后，每个霍尔周期内实际上具有138.88个H-cell周期），但由于第一时钟信号CLK1的周期远远小于霍尔周期，因此可忽略多余的一些CLK1周期，误差值在可接收范围内。
进一步的，如图7所示，超前角设定电路2包括：时钟信号分频器14、频率选择开关15和超前角计数比较单元16。其中，时钟信号分频器14接收第二时钟信号CLK2，并对第二时钟信号CLK2按第二预设分频数进行分频产生第一时钟信号CLK1。该第二预设分频数可以根据实际需求进行设置，比如，可以是二分频、三分频等。比如，以第二预设分频数为二为例，假如第二时钟信号CLK2的频率为10MHz，则分频后得到的第一时钟信号CLK1的频率为5MHz。
频率选择开关15具有第一输入端、第二输入端、输出端和控制端，频率选择开关15的第一输入端接收第一时钟信号CLK1，频率选择开关15的第二输入端接收第二时钟信号CLK2，频率选择开关15的控制端接收频率控制信号R-frq，频率控制信号R-frq用于选择频率选择开关15的第一输入端或第二输入端与频率选择开关15的输出端相连。
超前角计数比较单元16接收超前角预设值L-agl和第二时钟信号CLK2，并在霍尔周期信号Hall-T的每个周期起始时刻开始对第二时钟信号CLK2进行周期计数，并将第二时钟信号CLK2的周期计数值和超前角预设值L-agl比较输出频率控制信号R-frq。当第二时钟信号CLK2的周期计数值小于超前角预设值L-agl，频率控制信号R-frq选择频率选择开关15的第二输入端与频率选择开关15的输出端相连，第二时钟信号CLK2的周期计数值等于超前角预设值L-agl，频率控制信号R-frq选择频率选择开关15的第一输入端与频率选择开关15的输出端相连。在一个实施例中，超前角预设值L-agl代表相位控制信号期望的超前角度，可根据期望的超前角度、重复计数基准值M、第一预设分频数N以及第二预设分频数计算得出。
在每个霍尔周期信号Hall-T的起始时刻，同步启动超前角计数比较单元16，此时频率选择开关15的第二输入端与频率选择开关15的输出端相连，超前角计数比较单元16被启动计数后，开始对第二时钟信号CLK2进行周期计数。当周期计数值等于超前角预设值L-agl时，输出频率控制信号R-frq，以使频率选择开关15的第一输入端与频率选择开关15的输出端相连，最终实现下个霍尔周期的时间超前。在一个实施例中，超前角预设值L-agl的设定和重复计数基准值M有关。
参见图9所示的一种超前角计数比较单元16的结构示意图，其中包括数字比较器，以及与数字比较器连接的多个D触发器；CLK2为第二时钟信号，PLS对应每个霍尔周期的起始时刻，根据CLK2和PLS，通过相应的逻辑处理，输出B1、B2、B3……Bn，通常为二进制形式，超前角预设值输入至数字比较器，通过数字比较器对超前角预设值和B1、B2、B3……Bn进行比较，得到相应的比较结果。
继续参见图7，在图7所示实施例中，换相信号产生模块3被具体示意为一个用于三相电机驱动的电路结构原理图。当电机为三相电机时，相位控制信号包括第一相位控制信号Vphase-v、第二相位控制信号Vphase-w和第三相位控制信号Vphase-u；换相信号产生模块3包括第一子模块（包括第一子模块中的第一计数比较单元171、第一子模块中的第二计数比较单元181和第一子模块中的第一触发器191）、第二子模块（包括第二子模块中的第一计数比较单元172、第二子模块中的第二计数比较单元182和第二子模块中的第一触发器192）和第三子模块（包括第三子模块中的第一计数比较单元173、第三子模块中的第二计数比较单元183和第三子模块中的第一触发器193）分别用于产生第一相位控制信号Vphase-v、第二相位控制信号Vphase-w和第三相位控制信号Vphase-u。
以第一子模块为例，第一子模块中的第一计数比较单元171接收重复计数基准值M和第三时钟信号CLK3，并基于重复计数基准值M和第一预设分频数N产生第一基准周期数量，当第一子模块中的第一计数比较单元171使能后将对第三时钟信号CLK3进行周期计数，当第三时钟信号的周期计数值等于第一基准周期数量，输出置位信号，同时使能第一子模块中的第二计数比较单元181和第二子模块中的第一计数比较单元172，其中，第一基准周期数量等于三分之一第一预设分频数乘以重复计数基准值（N/3×M）。
第一子模块中的第二计数比较单元181接收置位信号、重复计数基准值M和第三时钟信号CLK3，并基于重复计数基准值M和第一预设分频数N产生第二基准周期数量，当第三时钟信号CLK3的周期计数值等于第一基准周期数量时（即接收到置位信号，或置位信号有效），第一子模块中的第二计数比较单元181使能并开始对第三时钟信号CLK3进行周期计数，当第三时钟信号CLK3的周期计数值等于第二基准周期数量时，输出复位信号，其中，第一基准周期数量等于二分之一第一预设分频数乘以重复计数基准值（N/2×M）。
在一个实施例中，第一基准周期数量表征电机线圈的换相时刻，例如图2所示实施例中，电机第一相工作时，线圈V和线圈W耦接在供电电压（V+，V-）两端并流过电流；电机第二相工作时，线圈W和线圈U耦接在供电电压（V+，V-）两端的并流过电流；电机第三相工作时，线圈U和线圈V耦接在供电电压（V+，V-）两端的并流过电流。电机线圈的换相时刻即电机第一相、第二相和第三相之间转换的时刻。第二基准周期数量表征电机相电流的过零时刻，即流过三个线圈中任一个线圈的电流过零的时刻。比如，在三相电机应用中，以第一预设分频数为N=360，采样U相的霍尔信号来计算整个周期的时间，由于三相电机使用120°的换向角度，因此，重复120×M个CLK3周期的时间就得到V相到来的时间，电流换相。同时，在120×M个CLK3周期计数完毕（V相到来）后，开始计数180×M个CLK3周期的时间，就得到V相电流的过零时刻。
例如，依然以10ms霍尔周期，5MHz第一时钟信号CLK1频率，10MHz第二时钟信号CLK2频率，N=360分频为例，每个霍尔周期内具有138个H-cell周期，即重复计数基准值M等于138。第一基准周期数量为360÷3×138，第一子模块中的第一计数比较单元171对接收到的第三时钟信号CLK3进行周期计数，当周期计数值达到120×138个，输出置位信号，同时使能第一子模块中的第二计数比较单元181，也就是说，第一子模块中的第一计数比较单元171在计数第三时钟信号CLK3的周期计数值等于第一基准周期数量120×138时，第一子模块中的第二计数比较单元181才开始对第三时钟信号CLK3进行周期计数。当第一子模块中的第二计数比较单元181对第三时钟信号CLK3的周期计数值达到180×138个时，输出复位信号。在一个实施例中，可通过对第三时钟信号CLK3的周期每轮计数N/3或N/2（120或180）次，并进行M（138）轮重复计数后，第三时钟信号CLK3的周期计数次数达到第一基准周期数量（N/3×M）或第二基准周期数量（N/2×M）。
第一子模块中的第一触发器191接收置位信号和复位信号，并对置位信号和复位信号做逻辑运算产生一个相位控制信号Vphase-v。具体的，该第一子模块中的第一触发器191可以是RS触发器，当第一子模块中的第一触发器191接收到置位信号后，可以输出高电平，当第一子模块中的第一触发器191接收到复位信号后，可以输出低电平，基于该高电平和低电平确定相位控制信号。此外，如图所示，当第一子模块中的第三时钟信号CLK3的周期计数值等于第一基准周期数量时，第二子模块中的第一计数比较单元172使能，当第二子模块中的第三时钟信号CLK3的周期计数值等于第一基准周期数量时，第三子模块中的第一计数比较单元173使能。比如，图7中，当第一子模块中的第一计数比较单元171的第三时钟信号CLK3的周期计数值等于第一基准周期数量时，会同时使能第一子模块中的第二计数比较单元181和第二子模块中的第一计数比较单元172；当第二子模块中的第一计数比较单元172的第三时钟信号CLK3的周期计数值等于第一基准周期数量时，会同时使能第二子模块中的第二计数比较单元182和第三子模块中的第一计数比较单元173。
可以理解，在三相电机应用场合，第一子模块中的第一计数比较单元171、第二子模块中的第一计数比较单元172和第三子模块中的第一计数比较单元173均需要计算第一基准周期数量，且第一基准周期数量等于三分之一第一预设分频数乘以重复计数基准值（N/3×M）。同样地，由于第一子模块中的第二计数比较单元181、第二子模块中的第二计数比较单元182和第三子模块中的第二计数比较单元183均需要计算第二基准周期数量，且第二基准周期数量等于二分之一第一预设分频数乘以重复计数基准值（N/2×M）。在单相电机应用场合，由于换相时间不同，因此第一基准周期数量也和三相电机应用场合中第一基准周期数量不同。例如，在一个实施例中，当电机为单相电机时，换相信号产生模块3仅包括一个子模块。该子模块包括第一计数比较单元、第二计数比较单元和第一触发器。其中，第一基准周期数量和第二基准周期数量相等，因此，第一计数比较单元和第二计数比较单元均对第三时钟信号CLK3进行N/2×M个周期计数，并输出置位信号和复位信号。第一触发器接收置位信号和复位信号，并对置位信号和复位信号做逻辑运算产生相位控制信号。
参见图10所示的一种计数比较单元的结构示意图，其中包括数字比较器，以及与该数字比较器分别连接的多个D触发器，其中，Data0, Data1, Data2,…, DataM为从霍尔周期寄存器接收到的重复计数基准值M的二进制表示形式，EN为使能端；RST1为复位端，根据Data0, Data1, Data2,…, DataM、EN使能端的使能信号和RST1复位端的复位信号，通过相应的逻辑处理，得到A1, A2,A3,…, AM，通常为二进制形式；CLK3为接收到的第三时钟信号；根据CLK3信号和RST1复位端的复位信号，得到B1, B2, B3,…,BM，通常为二进制形式；数字比较器对接收到的A1, A2, A3,…,AM和B1, B2，B3，…,BM进行比较，得到相应的比较结果，不同的计数比较单元中的D触发器的数量通常不同，可以通过设置D触发器的数量，设置所需要的计数比较单元。最终的输出信号Comp_out即可等同为前述实施例提及的置位信号或复位信号。
继续参见图7所示，换相控制电路还包括：单脉冲发生器11，用于接收来自霍尔传感器的感测信号Hall-sence并生成霍尔周期信号Hall-T，其中，霍尔周期信号Hall-T每两个相邻的单脉冲的间隔时间表征电机的霍尔周期。
上述感测信号Hall-sence可以是个电平逻辑信号也可以是模拟信号，单脉冲发生器11根据霍尔传感器的感测信号Hall-sence产生一个记录霍尔周期的电平信号，比如，感测信号Hall-sence是一个模拟电压信号，电压信号的值是变化的，在两个相同电压值的对应时刻，产生单脉冲，每两个相邻的单脉冲的间隔时间表征电机的霍尔周期，即两个相同电压值之间的时间为一个霍尔周期。
为方便理解，下面将示意出图11所示实施例中的部分参数的波形图进行具体示意说明。参见图11所示的一种对第二时钟信号CLK2进行二分频的波形示意图，结合图7和图11示意，可以理解：如果需要180°超前角，通过外部电路设定好所需要的180°超前角对应的超前角预设值（例如，N×M），当超前角计数比较单元计数第二时钟信号CLK2的计数值等于超前角预设值时，超前角设定电路2将输出的第二时钟信号CLK2切换为第一时钟信号CLK1。由于第二时钟信号CLK2的频率为第一时钟信号CLK1的频率的二倍，计数N×M个CLK2周期后，该霍尔周期仅为原来霍尔周期的一半，这个霍尔周期结束后紧接着到来的下一个霍尔周期就提前180°度到来。又如，如果需要90°超前角，设定超前角预设值为 (N/2)×M。当超前角计数比较单元计数第二时钟信号CLK2的计数值等于(N/2)×M时，超前角设定电路2将输出的第二时钟信号CLK2切换为第一时钟信号CLK1，再经过(N/2)×M个第一时钟信号CLK1周期计数后，该霍尔周期结束，紧接着到来的下一个霍尔周期就提前90°到来。在该实施例中，因为第二时钟信号CLK2的频率为第一时钟信号CLK1的频率的二倍，因此相位控制信号可调整的最大超前角为180°。比如，以第一预设分频数N=360、第二预设分频数为二分频，一对磁极为例，如果不需要超前角，只需要将转子每转一度所需时间的二进制码用原来的时钟信号CLK1计时并重复360次就得到了原来的霍尔周期，最后输出相位控制信号Vphase (三相的时候包括三个相位信号Vphase-v、Vphase-w、Vphase-u)。当需要超前角时，通过外部电路设定好所需要的超前角预设值后，从时钟信号CLK1切换到频率为原来的二倍频的CLK2，这样重复360个单位霍尔时间信号的周期数后，得到的霍尔周期仅为原来霍尔周期的一半，这个周期结束后紧接着到来的下一个霍尔周期就提前180°到来，实现了超前的目的。同样的道理，如果想让下一个霍尔周期提前90°到来就需要用2倍的时钟频率CLK2重复计数180×M个CLK2周期。需要超前45°就用2倍的时钟频率CLK2重复计数90×M个CLK2周期。在一个实施例中，超前角预设值可以根据重复计数基准值M和需要的超前角度推导。例如，在图11所示实施例中，如果第一预设分频数N等于360，第二预设分频数为二，即CLK1是CLK2的二分频，希望相位控制信号超前θ°，则超前角预设值等于2×θ×M。
图12为本发明实施例提供的又一种图7所示实施例中部分参数的波形示意图。与图11所示实施例不同，在图12所示实施例中，第二预设分频数为三，即第二时钟信号CLK2的频率为第一时钟信号CLK1的频率的三倍，下面将结合图12和图7进行描述。参见图12，如果需要180度超前角，通过外部电路设定好所需要的108度超前角预设值（例如，（3N/4）×M），当超前角计数比较单元计数第二时钟信号CLK2的计数值等于超前角预设值时，超前角设定电路2将输出的第二时钟信号CLK2切换为第一时钟信号CLK1。由于第二时钟信号CLK2的频率为第一时钟信号CLK1的频率的三倍，计数（3N/4）×M个CLK2周期后还需计数（N/4）×M个CLK1周期才结束整个霍尔周期，该霍尔周期仅为原来霍尔周期的一半，这个周期结束后紧接着到来的下一个霍尔周期就提前180°到来。如果在一个霍尔周期中，重复（N/4）×M个CLK2周期后再计数（3N/4）×M个CLK1周期，这个周期结束后紧接着到来的下一个霍尔周期就提前60°到来。在该实施例中，因为第二时钟信号CLK2的频率为第一时钟信号CLK1的频率的三倍，因此相位控制信号可调整的最大超前角为240°。比如，以第一预设分频数N=360、第二预设分频数为三分频，一对磁极为例，当需要超前角时，通过外部电路设定好所需要的超前角预设值后，切换时钟信号CLK1频率为原来的三倍频CLK2，当重复270×M个CLK2周期后，得到的霍尔周期原来霍尔周期的一半，这个周期结束后紧接着到来的下一个霍尔周期就提前180°到来，实现了超前的目的。如果想让下一个霍尔周期提前60°到来，可以用三倍的时钟频率CLK2重复计数90×M个CLK2周期。同样地，在图12所示实施例中，如果第一预设分频数N等于360，第二预设分频数为二，希望相位控制信号超前θ°，则超前角预设值等于3/2×θ×M。
由图11和图12示意的波形图及相关描述可知，超前角预设值和所需的超前角度、第一预设分频数N、第二预设分频数以及重复计数基准值M有关，可根据实际应用情况进行灵活设置。超前角预设值可以根据所需的超前角度、第一预设分频数N、第二预设分频数以及重复计数基准值M计算出来。在一个实施例中，第二预设分频数越大，则对电机超前角度调节的精度越高，可调整的超前角度范围越大。
图8根据本发明又一个实施例示出了图6所示架构的一种具有超前角的换相控制电路的电路原理图。在图8所示实施例中，基准值确定模块1不再输出重复计数基准值M，而是直接输出第一基准周期数量和第二基准周期数量。换相信号产生模块3直接接收基准值确定模块1输出的第一基准周期数量和第二基准周期数量，而不再需要在每个计数比较单元中计算第一基准周期数量和第二基准周期数量。第一基准周期数量和第二基准周期数量与重复计数基准值M和第一预设分频数N的关系和图7所示实施例中的关系相同，这里不再赘述。
如图8所示，基准值确定模块1还进一步包括基准计数单元，该计数基准单元根据接收的重复计数基准值M产生第一基准周期数量和第二基准周期数量。在图8实施例中，基准计数单元被示意为包括N/3基准计数单元401和N/2基准计数单元402。N/3基准计数单元401根据重复计数基准值M、第一预设分频数N和第一时钟信号CLK1产生第一基准周期数量。例如，对第一时钟信号CLK1每轮进行N/3次计数，并重复M轮计数后输出的计数值即为第一基准周期数量。对N/2基准计数单元402根据重复计数基准值M、第一预设分频数N和第一时钟信号产生第二基准周期数量。例如，对第一时钟信号CLK1每轮进行N/2次计数，并重复M轮计数后输出的计数值即为第二基准周期数量。可以理解，在单相电机实施例中，基准计数单元只需包括一个N/2基准计数单元即可。
在图8实施例中，换相信号产生模块3依旧被具体示意为一个用于三相电机驱动的电路结构原理图。相位控制信号包括第一相位控制信号Vphase-v、第二相位控制信号Vphase-w和第三相位控制信号Vphase-u。换相信号产生模块3包括第一子模块（包括第一子模块中的第三计数比较单元271、第一子模块中的第四计数比较单元281和第一子模块中的第二触发器291）、第二子模块（包括第二子模块中的第三计数比较单元272、第二子模块中的第四计数比较单元282和第二子模块中的第二触发器292）和第三子模块（包括第三子模块中的第三计数比较单元273、第三子模块中的第四计数比较单元283和第三子模块中的第二触发器293）分别用于产生第一相位控制信号Vphase-v、第二相位控制信号Vphase-w和第三相位控制信号Vphase-u。在图8所示实施例中，由于基准值确定模块1中的N/3基准计数单元401和N/2基准计数单元402直接输出第一基准周期数量和第二基准周期数量，因此，第一子模块中的第三计数比较单元271和第一子模块中的第四计数比较单元281不再需要各自计算第一基准周期数量和第二基准周期数量。第一子模块中的第三计数比较单元271直接接收第一基准周期数量并将其与第三时钟信号CLK3的周期计数值比较输出置位信号，第一子模块中的第四计数比较单元281直接接收第二基准周期数量并将其与第三时钟信号CLK3的周期计数值比较输出复位信号。第二子模块（包括第二子模块中的第三计数比较单元272、第二子模块中的第四计数比较单元282和第二子模块中的第二触发器292）和第三子模块（包括第三子模块中的第三计数比较单元273、第三子模块中的第四计数比较单元283和第三子模块中的第二触发器293）的功能与第一子模块的功能类似，这里不再累述。
在另一个实施例中，基准计数单元可以为一个数字乘法器，数字乘法器不再接收第一时钟信号CLK1并对其计数，而是用于直接将重复计数基准值M乘以与第一预设分频数N有关的系数进而得到第一基准周期数量和第二基准周期数量。例如，该系数包括N/3、N/2等。
本发明实施例提供了一种具有超前角的换相控制方法，如图13所示，方法包括步骤S131-步骤S134：
步骤S131，在霍尔周期信号的每个周期内对第一时钟信号CLK1按第一预设分频数N进行分频并周期计数以产生重复计数基准值M，其中，N和M均为大于1的整数。
步骤S132，基于重复计数基准值M和第一预设分频数N产生第一基准周期数量和第二基准周期数量。
步骤S133，在霍尔周期信号的每个周期起始时刻开始对第二时钟信号进行周期计数，并将计数值与超前角预设值比较以输出第三时钟信号，其中，当第二时钟信号的周期计数值小于超前角预设值，第三时钟信号为第二时钟信号，当第二时钟信号的周期计数值等于超前角预设值，第三时钟信号为第一时钟信号，第一时钟信号是第二时钟信号的分频信号。
步骤S134，对第三时钟信号进行计数，并基于第三时钟信号的计数值、第一基准周期数量和第二基准周期数量产生相位控制信号。
需要说明，以上方法的实现步骤的顺序并不是一定具有固定的先后顺序。例如，在一个实施例中，步骤S132、S133以及S134可以同步进行。
上述具有超前角的换相控制方法，采用纯硬件电路，通过超前角设定电路切换不同频率的时钟信号实现超前角度，省略了微处理器，从而可以有效控制换相控制电路的成本、降低电路复杂度，提高电路可靠性。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (14)

1.一种具有超前角的换相控制电路，其特征在于，所述换相控制电路包括：
基准值确定模块，接收霍尔周期信号和第一时钟信号，并在霍尔周期信号的每个周期内对第一时钟信号按第一预设分频数N进行分频并周期计数以产生重复计数基准值M，其中，N和M均为大于1的整数；
超前角设定电路，接收超前角预设值和第二时钟信号，并在霍尔周期信号的每个周期起始时刻开始对第二时钟信号进行周期计数，并根据第二时钟信号的周期计数值输出第三时钟信号，其中，当第二时钟信号的周期计数值小于超前角预设值，第三时钟信号为第二时钟信号，当第二时钟信号的周期计数值等于超前角预设值，第三时钟信号为第一时钟信号，其中，第一时钟信号是第二时钟信号的分频信号；以及
换相信号产生模块，接收重复计数基准值M和第三时钟信号，并基于重复计数基准值M和第一预设分频数N产生第一基准周期数量和第二基准周期数量，换相信号产生模块对第三时钟信号进行周期计数，并根据第三时钟信号的周期计数值、第一基准周期数量和第二基准周期数量产生相位控制信号。
2. 根据权利要求1所述的换相控制电路，其特征在于，所述基准值确定模块包括：
霍尔周期分频器，接收霍尔周期信号和第一时钟信号，并在霍尔周期信号的每个周期内对第一时钟信号按第一预设分频数N进行分频，产生单位霍尔时间信号；以及
霍尔周期寄存器，接收单位霍尔时间信号，并将霍尔周期信号每个周期内的单位霍尔时间信号的周期数量寄存以输出所述重复计数基准值M。
3.根据权利要求1所述的换相控制电路，其特征在于，所述第一基准周期数量表征电机线圈的换相时刻，所述第二基准周期数量表征电机相电流的过零时刻。
4.根据权利要求1所述的换相控制电路，其特征在于，所述换相控制电路还包括：
单脉冲发生器，用于接收来自霍尔传感器的感测信号并生成霍尔周期信号，其中，所述霍尔周期信号每两个相邻的单脉冲的间隔时间表征电机的霍尔周期。
5.根据权利要求1所述的换相控制电路，其特征在于，所述超前角设定电路包括：
时钟信号分频器，接收第二时钟信号，并对第二时钟信号按第二预设分频数进行分频产生第一时钟信号；
频率选择开关，具有第一输入端、第二输入端、输出端和控制端，频率选择开关的第一输入端接收第一时钟信号，频率选择开关的第二输入端接收第二时钟信号，频率选择开关的控制端接收频率控制信号；以及
超前角计数比较单元，接收超前角预设值和第二时钟信号，并在霍尔周期信号的每个周期起始时刻开始对第二时钟信号进行周期计数，并将第二时钟信号的周期计数值和超前角预设值比较以输出频率控制信号，其中，当第二时钟信号的周期计数值小于超前角预设值，频率控制信号选择频率选择开关的第二输入端与频率选择开关的输出端相连，当第二时钟信号的周期计数值等于超前角预设值，频率控制信号选择频率选择开关的第一输入端与频率选择开关的输出端相连。
6.根据权利要求1所述的换相控制电路，其特征在于，所述超前角预设值代表相位控制信号期望的超前角度，可根据期望的超前角度、重复计数基准值M、第一预设分频数N以及第二预设分频数计算得出。
7.根据权利要求1所述的换相控制电路，其特征在于，当电机为单相电机时，所述换相信号产生模块包括：
第一计数比较单元，接收重复计数基准值M和第三时钟信号，基于重复计数基准值M和第一预设分频数N产生第一基准周期数量，并对第三时钟信号进行周期计数，当第三时钟信号的周期计数值等于第一基准周期数量时，输出置位信号，其中，第一基准周期数量等于二分之一第一预设分频数乘以重复计数基准值；
第二计数比较单元，接收置位信号、重复计数基准值M和第三时钟信号，基于重复计数基准值M和第一预设分频数N产生第二基准周期数量，当第一计数比较单元计数第三时钟信号的周期等于第一基准周期数量时，第二计数比较单元开始对第三时钟信号进行周期计数，当第三时钟信号的周期计数值等于第二基准周期数量，输出复位信号，其中，第二基准周期数量等于二分之一第一预设分频数乘以重复计数基准值；以及
第一触发器，接收置位信号和复位信号，并对置位信号和复位信号做逻辑运算产生所述相位控制信号。
8.根据权利要求1所述的换相控制电路，其特征在于，当电机为三相电机时，所述相位控制信号包括第一相位控制信号、第二相位控制信号和第三相位控制信号，所述换相信号产生模块包括第一子模块、第二子模块和第三子模块分别用于产生第一相位控制信号、第二相位控制信号和第三相位控制信号，其中，每个子模块中包括：
第一计数比较单元，接收重复计数基准值M和第三时钟信号，基于重复计数基准值M和第一预设分频数N产生第一基准周期数量，当第一计数比较单元使能后将对第三时钟信号进行周期计数，当第三时钟信号的周期计数值等于第一基准周期数量，输出置位信号，其中，第一基准周期数量等于三分之一第一预设分频数乘以重复计数基准值；
第二计数比较单元，接收置位信号、重复计数基准值M和第三时钟信号，基于重复计数基准值M和第一预设分频数N产生第二基准周期数量，当第三时钟信号的周期计数值等于第一基准周期数量时，第二计数比较单元使能并开始对第三时钟信号进行周期计数，当第三时钟信号的周期计数值等于第二基准周期数量时，输出复位信号，其中，第二基准周期数量等于二分之一第一预设分频数乘以重复计数基准值；以及
第一触发器，接收置位信号和复位信号，并对置位信号和复位信号做逻辑运算产生该子模块对应的相位控制信号，其中，
当第一子模块中的第三时钟信号的周期计数值等于第一基准周期数量时，第二子模块中的第一计数比较单元使能，
当第二子模块中的第三时钟信号的周期计数值等于第一基准周期数量时，第三子模块中的第一计数比较单元使能。
9.一种具有超前角的换相控制电路，其特征在于，所述换相控制电路包括：
基准值确定模块，接收霍尔周期信号和第一时钟信号，并在霍尔周期信号的每个周期内对第一时钟信号按第一预设分频数N进行分频并计数以产生重复计数基准值M，并基于重复计数基准值M和第一预设分频数N产生第一基准周期数量和第二基准周期数量，其中，N和M均为大于1的整数；
超前角设定电路，接收超前角预设值和第二时钟信号，并在霍尔周期信号的每个周期起始时刻开始对第二时钟信号进行周期计数，并根据第二时钟信号的周期计数值输出第三时钟信号，其中，当第二时钟信号的周期计数值小于超前角预设值，第三时钟信号为第二时钟信号，当第二时钟信号的周期计数值等于超前角预设值，第三时钟信号为第一时钟信号，其中，第一时钟信号是第二时钟信号的分频信号；以及
换相信号产生模块，接收第一基准周期数量、第二基准周期数量和第三时钟信号，换相信号产生模块对第三时钟信号进行周期计数，并基于第三时钟信号的周期计数值、第一基准周期数量和第二基准周期数量产生相位控制信号。
10.根据权利要求9所述的换相控制电路，其特征在于，所述基准值确定模块包括：
霍尔周期分频器，接收霍尔周期信号和第一时钟信号，并在霍尔周期信号的每个周期内对第一时钟信号按第一预设分频数N进行分频，产生单位霍尔时间信号；
霍尔周期寄存器，接收单位霍尔时间信号，并将霍尔周期信号每个周期内的单位霍尔时间信号的周期数量寄存以输出所述重复计数基准值M；以及
基准计数单元，接收重复计数基准值M，基于重复计数基准值M和第一预设分频数N产生第一基准周期数量和第二基准周期数量。
11.根据权利要求9所述的换相控制电路，其特征在于，当电机为单相电机时，所述换相信号产生模块包括：
第三计数比较单元，接收第一基准周期数量和第三时钟信号，并对第三时钟信号进行周期计数，当第三时钟信号的周期计数值等于第一基准周期数量时，输出置位信号，其中，第一基准周期数量等于二分之一第一预设分频数乘以重复计数基准值；
第四计数比较单元，接收置位信号、第二基准周期数量和第三时钟信号，当第三计数比较单元计数第三时钟信号的周期等于第一基准周期数量时，第四计数比较单元开始对第三时钟信号进行周期计数，当第三时钟信号的周期计数值等于第二基准周期数量，输出复位信号，其中，第二基准周期数量等于二分之一第一预设分频数乘以重复计数基准值；以及
第二触发器，接收置位信号和复位信号，并对置位信号和复位信号做逻辑运算产生所述相位控制信号。
12.根据权利要求9所述的换相控制电路，其特征在于，当电机为三相电机时，所述相位控制信号包括第一相位控制信号、第二相位控制信号和第三相位控制信号，所述换相信号产生模块包括第一子模块、第二子模块和第三子模块分别用于产生第一相位控制信号、第二相位控制信号和第三相位控制信号，其中，每个子模块中包括：
第三计数比较单元，接收第一基准周期数量和第三时钟信号，当第三计数比较单元使能后将对第三时钟信号进行周期计数，当第三时钟信号的周期计数值和第一基准周期数量时，输出置位信号，其中，第一基准周期数量等于三分之一第一预设分频数乘以重复计数基准值；
第四计数比较单元，接收置位信号、第二基准周期数量和第三时钟信号，当第三时钟信号的周期计数值等于第一基准周期数量时，第四计数比较单元使能并开始对第三时钟信号进行周期计数，当第三时钟信号的周期计数值等于第二基准周期数量时，输出复位信号，其中，第二基准周期数量等于二分之一第一预设分频数乘以重复计数基准值；以及
第二触发器，接收置位信号和复位信号，并对置位信号和复位信号做逻辑运算产生该子模块对应的相位控制信号，其中，
当第一子模块中的第三时钟信号的周期计数值等于第一基准周期数量时，第二子模块中的第三计数比较单元使能，
当第二子模块中的第三时钟信号的周期计数值等于第一基准周期数量时，第三子模块中的第三计数比较单元使能。
13.一种具有超前角控制的直流无刷电机系统，其特征在于，包括：
由功率开关组成的电桥，所述电桥耦接电机的线圈；
脉宽调制信号发生器，输出脉宽调制信号；
如权利要求1~12任一项所述的换相控制电路，用于产生相位控制信号；以及
逻辑驱动电路，接收所述脉宽调制信号和所述相位控制信号，并根据所述脉宽调制信号和所述相位控制信号产生驱动控制信号，所述驱动控制信号用于控制所述电桥中功率开关的导通时间和关断时间，进而控制电机的转速。
14.一种具有超前角的换相控制方法，其特征在于，所述方法包括：
在霍尔周期信号的每个周期内对第一时钟信号按第一预设分频数N进行分频并周期计数以产生重复计数基准值M，其中，N和M均为大于1的整数；
基于重复计数基准值M和第一预设分频数N产生第一基准周期数量和第二基准周期数量；
在霍尔周期信号的每个周期起始时刻开始对第二时钟信号进行周期计数，并将周期计数值与超前角预设值比较以输出第三时钟信号，其中，当第二时钟信号的周期计数值小于超前角预设值，第三时钟信号为第二时钟信号，当第二时钟信号的周期计数值等于超前角预设值，第三时钟信号为第一时钟信号，第一时钟信号是第二时钟信号的分频信号；以及
对第三时钟信号进行计数，并基于第三时钟信号的计数值、第一基准周期数量和第二基准周期数量产生相位控制信号。
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