CN1469541A - 电机驱动方法及电机驱动装置 - Google Patents

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CN1469541A
CN1469541A CNA031489397A CN03148939A CN1469541A CN 1469541 A CN1469541 A CN 1469541A CN A031489397 A CNA031489397 A CN A031489397A CN 03148939 A CN03148939 A CN 03148939A CN 1469541 A CN1469541 A CN 1469541A
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稻生正志
永�
山本泰永
志
岩永太志
治
横内朋治
文
坂井博文
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Abstract

本发明公开了一种电机驱动方法及电机驱动装置，其目的在于：利用其个数少于相电流个数的电流检测电阻，减少电机的振动和电磁声。为一包括多个具有串联的上、下方开关元件的输出电路和与多个输出电路串联且在它和多个输出电路有一个共同的连接点的电流检测电阻的电机驱动装置的电机驱动方法，包括：让输出电路之任意一个输出电路中的一方的开关元件在与规定的电角相对应的期间导通的步骤；让输出电路中剩下的几个输出电路中的另一方的开关元件进行开关操作的步骤。在使开关元件进行开关操作的步骤中，做到：在所述期间被分割为多个期间后的每一个期间内，存在着让使其进行开关操作的开关元件中的一个开关元件导通的第1期间及让另一个导通的第2期间。

Description

电机驱动方法及电机驱动装置
技术领域
本发明涉及电机驱动技术，特别是频宽调制方式(PWM：Pulse WidthModulation)的电机驱动技术。
技术背景
已知无刷电机的PWM驱动方式，有：三角波削峰(slice)方式和峰值电流检测方式。在三角波削峰方式下，线圈电流流入检测电阻，利用以在检测电阻产生的电压和转矩指令电压的差值作为削峰大小(slice level)输出的错误放大器(error amplifier)，用该削峰大小切割具有一定周期的三角波，这样来决定给线圈通电的通电期间。而在峰值电流检测方式下，不用错误放大器，当有线圈电流流过的电流检测电阻中所产生的电压达到转矩指令电压时，便停止向线圈提供电流，它为回流电流方式。
图18示出了已往的峰值电流检测方式下的电机驱动装置的方框图。图18中，霍尔器件21A、21B、21C检测电机10中的转子的位置，并分别将霍尔器件输出S11、S12、S13输给位置检测电路22。位置检测电路22根据霍尔器件输出S11、S12、S13产生位置信号S21、S22及S23，并将它们输给通电相切换电路93。位置信号S21、S22及S23为将霍尔器件输出S11、S12及S13的相位平移了30°的信号。
通电相切换电路93，根据位置信号S21、S22及S23决定通电相。这时，为易于测量相电流，通电相切换电路93使3相中有1相不流相电流。基准脉冲PI被输入后，逻辑控制电路95置位，而改变输给通电相切换电路93的信号电平，以控制供向电机10的电流。基准脉冲PI为周期性脉冲。
图19为一组曲线，表示由图18中的电机驱动装置驱动的电机的各相电流是如何随时间变化的。图19示出了U相、V相、W相这每一相的相电流I1、I2、I3，且设从每一个驱动晶体管1～6流向电机10的电流为正电流。如图19所示，因1相的相电流一直为0，故在每一个电角60°下某一个相电流急剧地变化。
现在，假设逻辑控制电路95通过基准脉冲PI置位。通电相切换电路93例如仅让W相上方驱动晶体管5及U相下方驱动晶体管2导通。因此时电流经由W相线圈13及U相线圈11流到电流检测电阻7中，故可将该电流的大小作为在电流检测电阻7中产生的电压检测出来。因该电流流过感应性线圈，故驱动晶体管2及5导通后，该电流渐渐地增大。
电流增大而使电流检测电阻7上的电压达到了转矩指令电压TI后，比较器96的输出电平就发生变化，逻辑控制电路95就复位。逻辑控制电路95让输出给通电相切换电路93的信号的电平翻转，通电相切换电路93使驱动晶体管2成为非导通状态。
就这样，从逻辑控制电路95置位到它复位为止这一段时间为开关操作的导通期间。因逻辑控制电路95复位后，流过线圈11及13的电流还继续不断地在流，故回流电流通过位于驱动晶体管1的源极/漏极间的二极管1D在流。因回流电流不通过电流检测电阻7，故回流时电流检测电阻7上的电压为0。
回流电流逐渐减少，而当基准脉冲PI再次输入后，逻辑控制电路95被置位，通电相切换电路93便让驱动晶体管2导通。到通电相切换为止，通电相切换电路93重复进行以上操作。这样，逻辑控制电路95置位时流过的驱动电流和它复位时流过的回流电流交替着流。结果是，基本上可使相当于转矩指令电压TI的相电流流入规定的线圈中。
图20为一组曲线，表示将时间轴放大后，图19中的时间t＝tz附近的电流检测电阻电压(电机电流检测信号)MC、V相及W相的相电流I2、I3。在图20中，期间T91为U相、V相电流作为驱动电流流过的期间，该电流流过电流检测电阻7；期间T92为U相、V相电流作为回流电流流过的期间；期间T93为U相、W相电流的作为驱动电流流过的期间，该电流流过电流检测电阻7；期间T94为U相、W相电流作为回流电流流过的期间。
然而，在图18所示的已往的电机驱动装置中，因如图19所示，相电流发生急剧的变化，故在相电流切换时，电机不仅会振动，还会产生电磁声。
若控制各相电流而不让它们发生急剧的变化，这样的问题就不会出现了。但是，为检测多个相电流并对其进行控制，所需的电流检测电阻个数就要和相数一样多。又因很难将电流检测电阻装到集成电路中，结果电流检测电阻个数一多，装置的规模就变大，成本也随之增加。
再就是，因电阻特性一般都有偏差，故在使用对应于各相的电流检测电阻的情况下，各相下的电流检测特性就都不一样。例如，就是在两个相电流的大小实际上一样大的情况下，检测出的电流大小也有不一样的时候。
发明内容
本发明正是为解决上述问题而研究出来的。其目的在于：用个数少于相电流的个数的电流检测电阻控制多个相电流而不让它们发生急剧的变化，从而减少电机的振动及电磁声等。
本发明的一种电机驱动方法，为包括多个具有串联的上方开关元件和下方开关元件的输出电路、与上述多个输出电路串联且在它和上述多个输出电路之间有一个共同的连接点并用以检测供到上述多个输出电路中的电流的电流检测电阻，将电流从上述输出电路的每一个输出电路中的上方开关元件和下方开关元件的连接点供到电机的电机驱动装置的电机驱动方法。包括：求出与上述电机中的转子的位置相对应的位置信号的步骤；根据上述位置信号选择上述多个输出电路中之任意一个输出电路中的一个开关元件并让它在规定电角所对应的期间内导通的步骤；以及在使之导通的上述开关元件为上方开关元件的情况下，让上述多个输出电路中剩下的几个输出电路中的下方开关元件进行开关操作，而在使之导通的上述开关元件为下方开关元件的情况下，让上述多个输出电路中剩下的几个输出电路中的上方开关元件进行开关操作的步骤；所述使开关元件进行开关操作的步骤是这样的一个步骤，即根据所输入的转矩指令信号及上述电流检测电阻中所产生的电压控制所述开关操作，以做到：在上述规定电角所对应的期间被分割为多个期间后的的每一个期间内，存在着让使其进行开关操作的开关元件中的一个开关元件导通的第1期间、及让与在上述第1期间导通的一个元件不同的开关元件导通的第2期间。
因为这样做以后，就拥有了让一个开关元件导通的第1期间、让与上述第1开关元件不同的开关元件导通的第2期间，故可控制的相电流的个数大于等于电流检测电阻的个数。结果是，可进行各个相电流的大小没有偏差的PWM控制，避免相电流出现急剧的变化，降低相切换时电机的振动和电磁声。
本发明的另一种电机驱动方法，为包括4个以上的偶数个具有串联的上方开关元件和下方开关元件的输出电路、与上述4个以上的偶数个输出电路串联且在它和上述4个以上的偶数个输出电路之间有一个共同的连接点并用以检测供到上述4个以上的偶数个输出电路中的电流的电流检测电阻，将电流从上述输出电路的每一个输出电路中的上方开关元件和下方开关元件的连接点供到电机的电机驱动装置的电机驱动方法。包括：求出与上述电机中的转子的位置相对应的位置信号的步骤，根据上述位置信号选择上述多个输出电路中之任意一个输出电路中的一个开关元件，当上述选出的开关元件为上方驱动元件的时候，让对应于其相位与上述选出的开关元件所对应的相的相位相差180°的那一相的输出电路中的下方开关元件与所述选出的开关元件之组在规定电角所对应的期间内导通；而当上述选出的开关元件为下方驱动元件的时候，让对应于其相位与上述选出的开关元件所对应的相的相位相差180°的那一相的输出电路中的上方开关元件与所述选出的开关元件之组在规定电角所对应的期间内导通的步骤，以及在上述选出的开关元件为上方开关元件的情况下，让上述多个输出电路中剩下的几个输出电路中的下方开关元件中的每一个下方开关元件和对应于其相位与这些下方开关元件中的每一个下方开关元件的相的相位相差180°的那一相的输出电路中的上方开关元件之组中的每一组进行开关操作，在上述选出的开关元件为下方开关元件的情况下，让上述多个输出电路中剩下的几个输出电路中的上方开关元件中的每一个上方开关元件和对应于其相位与这些上方开关元件中的每一个上方开关元件的相的相位相差180°的那一相的输出电路中的下方开关元件之组中的每一组进行开关操作的步骤；所述使开关元件进行开关操作的步骤是这样的一个步骤，即根据所输入的转矩指令信号及上述电流检测电阻中所产生的电压控制所述开关操作，以做到：在上述规定电角所对应的期间被分割为多个期间后的每一个期间内，存在着让使其进行开关操作的开关元件组中之1组导通的第1期间、及让与上述1组开关元件不同的开关元件组导通的第2期间。
在上述电机驱动方法下，最好是，在上述使开关元件进行开关操作的步骤中，若输入基准脉冲，则上述第1期间开始；若上述电流检测电阻中所产生的电压达到目标信号，则上述第1期间结束。
在上述电机驱动方法下，最好是，在上述使开关元件进行开关操作的步骤中，若输入上述基准脉冲，则让进行所述开关操作的开关元件全都非导通以后再让上述第1期间开始。
本发明的又一种电机驱动方法，为包括多个具有串联的上方开关元件和下方开关元件的输出电路、与上述多个输出电路串联且在它和上述多个输出电路之间有一个共同的连接点并用以检测供到上述多个输出电路中的电流的电流检测电阻，将电流从上述输出电路的每一个输出电路中的上方开关元件和下方开关元件的连接点供到电机的电机驱动装置的电机驱动方法。上述多个相的电机线圈的相电流同时流动的区间被分割为PWM控制期间，在上述各PWM控制期间进行PWM控制，而具有：为使流过所述开关元件的电流成为流过上方或者下方特定的一个开关元件的电流，到对应于应该流过每一个所述各开关元件的电流值的信号和从上述电流检测电阻得到的信号一致为止，有选择地让所述各开关元件导通的期间及与所述特定的开关元件有关的相以外的相电流为回流状态的期间。
本发明的一种电机驱动装置，它包括多个具有串联的上方开关元件和下方开关元件的输出电路，从上述输出电路中的每一个输出电路中的上方开关元件和下方开关元件的连接点将电流供给电机。包括：与上述多个输出电路串联且在它和上述多个输出电路之间有一个共同的连接点并用以检测供到上述多个输出电路中的电流的电流检测电阻；输出与上述电机中的转子的位置相对应的位置信号的位置检测部；通电相切换电路，根据上述位置信号选择上述多个输出电路中之任意一个输出电路中的一个开关元件并让它在规定电角所对应的期间内导通，同时，在使其导通的所述开关元件为上方开关元件的情况下，让上述多个输出电路中剩下的几个输出电路中的下方开关元件进行开关操作；而在使之导通的上述开关元件为下方开关元件的情况下，让上述多个输出电路中剩下的几个输出电路中的上方开关元件进行开关操作；以及通电期间控制部，根据所输入的转矩指令信号及上述电流检测电阻中所产生的电压，产生控制在所述通电相切换电路的作用下进行的开关操作的开关操作控制信号并将它输出，以做到：在上述规定电角所对应的期间被分割为多个期间后的每一个期间内，存在着让使其进行开关操作的开关元件中的一个开关元件导通的第1期间、及让与上述一个开关元件不同的开关元件导通的第2期间。
在上述电机驱动装置中，最好是，所述通电期间控制部，包括：根据上述转矩指令信号及上述位置信号，求得与在上述第1期间内应该流过上述电流检测电阻的电流的目标值相对应的第1目标信号及在上述第2期间应该流过上述电流检测电阻的电流的目标值相对应的第2目标信号并将其输出的转矩信号产生电路，判断上述电流检测电阻中的电压是否超过了上述第1目标信号并将结果输出的第1比较器，判断上述电流检测电阻中的电压是否超过了上述第2目标信号并将结果输出的第2比较器，及根据决定上述开关操作之周期的基准脉冲及上述第1及第2比较器的输出产生上述开关操作控制信号并将它输出的逻辑控制电路。上述逻辑控制电路产生并输出上述开关操作控制信号，以做到：当上述第1比较器的判断结果表明上述电流检测电阻中所产生的电压超过了上述第1目标信号时，让上述第1期间结束；而当上述第2比较器的判断结果表明上述电流检测电阻中所产生的电压超过了上述第2目标信号时，则让上述第2期间结束。
根据本发明的电机驱动装置，因为可使相电流不出现急剧的变化，故可抑制在相切换时，出现电机振动、噪声等。因为所使用的电流检测电阻数比相数少，故可使装置的规模变小。
附图的简单说明
图1为本发明的第1个实施例所涉及的电机驱动装置的方框图。
图2为一组曲线，示出了图1中的电机的各相电流的目标波形。
图3为表示图1中的转据信号产生电路的一个结构的方框图。
图4为一组曲线，示出了有关位置检测电路及转矩信号产生电路的信号。
图5为一表示图1中的逻辑控制电路的一个结构的方框图。
图6为一组曲线，示出了图1中的逻辑控制电路及比较器的输出入信号。
图7为一组曲线，示出了图1中的电机驱动装置的相电流。
图8为用以说明在期间T1流过电机的电流的流经途径的图。
图9为用以说明在期间T2流过电机的电流的流经途径的图。
图10为用以说明在期间T3流过电机的电流的流经途径的图。
图11为本发明的第2个实施例所涉及的电机驱动装置的方框图。
图12为表示带偏置的限制电路的一个结构的电路图。
图13为一组曲线，示出了图11中的电机驱动装置中的相电流及通电期间控制部的信号。
图14为一组曲线，示出了为使相电流成为正弦波而驱动3相电机时，各相的输出电流波形。
图15为一组曲线，示出了为使相电流成为正弦波而驱动4相电机时，各相的输出电流波形。
图16为一组曲线，示出了为使相电流成为正弦波而驱动6相电机时，各相的输出电流波形。
图17为一组曲线，示出了为使相电流成为正弦波而驱动8相电机时，各相的输出电流波形。
图18为已往的峰值电流检测方式电机驱动装置的方框图。
图19为一组曲线，示出了由图18中的电机驱动装置驱动的电机中的每一个相电流如何随时间变化的。
图20为一组曲线，示出了将时间轴放大后图19中的时间t＝tz附近的电流检测电阻电压(电机电流检测信号)、V相及W相的相电流。
符号说明
1～3上方驱动晶体管(上方开关元件)；4～6下方驱动晶体管(下方开关元件)；1D～6D二极管；7电流检测电阻；10电机；11U相线圈；12V相线圈；13W相线圈；21霍尔元件电路；22位置检测电路；23通电相切换电路；24预驱动电路；30、230转矩信号产生电路；40逻辑控制电路；51第1比较器；52第2比较器；100、200通电期间控制部。
具体实施方式
下面，参看附图，说明本发明的实施例。在以下实施例中，以由电机驱动装置驱动3相无刷电机的情况为例进行说明。
(第1个实施例)
图1为本发明的第1个实施例所涉及的电机驱动装置的方框图。图1中的电机驱动装置中包括：U相、V相及W相上方驱动晶体管1、3、5、U相、V相及W相下方驱动晶体管2、4、6、二极管1D、2D、3D、4D、5D、6D、电流检测电阻7、霍尔元件电路21、位置检测电路22、通电相切换电路23、预驱动电路24、放大器27、转矩信号产生电路30、逻辑控制电路40及比较器51、52。电机10中包括：U相线圈11、V相线圈12及W相线圈13。由转矩信号产生电路30、逻辑控制电路40及比较器51、52构成通电期间控制部100。由霍尔元件电路21和位置检测电路22构成位置检测部。
让驱动晶体管1～6为n型MOS晶体管。二极管1D的阳极和阴极分别接在驱动晶体管1的源极和漏极上。二极管2D～6D也这样和驱动晶体管2～6相连。驱动晶体管1、3、5的漏极接在电源VCC上，驱动晶体管2、4、6的源极接在电流检测电阻7的一端。电流检测电阻7的另一端接地。由驱动晶体管1～6构成开关元件。
还有，由驱动晶体管1、2和二极管1D、2D构成U相的输出电路(半桥电路)；由驱动晶体管3、4和二极管3D、4D构成V相的输出电路；由驱动晶体管5、6和二极管5D、6D构成W相的输出电路。从电源VCC供到这些输出电路中的电流流过电流检测电阻7。
驱动晶体管1的源极不仅接在驱动晶体管2的漏极上，还接在电机10中的U相线圈11的一端。驱动晶体管3的源极不仅接在驱动晶体管4的漏极上，还接在电机10中的V相线圈12的一端。驱动晶体管5的源极不仅接在驱动晶体管6的漏极上，还接在电机10中的W相线圈13的一端。U相线圈11的另一端接在V相线圈12及W相线圈13的另一端。
这里，设从驱动晶体管1、2流向U相线圈11的电流为U相电流I1。同理，设从驱动晶体管3、4流向V相线圈12的电流为V相电流I2；设从驱动晶体管5、6流向W相线圈13的电流为W相电流I3。还称从驱动晶体管1～6流向线圈11～13的电流为喷出电流，相反方向的电流为吸入电流，并设喷出电流的方向为各相电流的正方向。因电机10中的线圈11～13为Y结线，故各相电流和在各自对应的线圈中所流的电流相等。
霍尔元件电路21包括霍尔元件21A、21B、21C。霍尔元件21A、21B、21C中的每一个元件都检测电机10中的转子的位置，并将霍尔元件输出S11、S12、S13输出给位置检测电路22。位置检测电路22根据霍尔元件输出S11、S12、S13求位置信号S21、S22、S23及PS，并将位置信号S21、S22、S23输出给通电相切换电路23，将位置信号PS输出给转矩信号产生电路30。
转矩信号产生电路30，根据位置信号PS、转矩指令电压(转矩指令信号)TI，产生对应于流入电流检测电阻7中的电流的目标值的电压信号TS1、TS2，并将它输出给比较器51、52的正输入端。对应于电流检测电阻7中所产生的电压的电机电流检测信号MC被输出到比较器51、52的负输入端。
比较器51、52，对所输入的信号进行比较，并分别将它们作为输出CP1、CCP2输出到逻辑控制电路40中。基准脉冲PI也被输入到逻辑控制电路40中。逻辑控制电路40，产生决定使驱动晶体管1～6导通的导通期间的开关操作控制信号F1、F2，并将它们输给通电相切换电路23。
通电相切换电路23，根据位置信号S21、S22、S23及控制信号F1、F2，从驱动晶体管1～6中选出应该使之导通的那一驱动晶体管，并将该信息告诉预驱动电路24。预驱动电路24，根据通电相切换电路23的输出将信号输出给驱动晶体管1～6的栅极来控制驱动晶体管1～6的导通/非导通。
图2示出了一组曲线，表示图1中的电机10的各相电流I1～I3的目标波形。为不使电机10的各相电流I1～I3发生急剧的变化，图1中的电机驱动装置，如图2所示控制供向电机10的电流。在将电机10中的电角360°例如6等分后而得到的电角所对应的那每一个期间，即电机10中的转子每转过一对应于分割后得到的电角，图1中的电机驱动装置就边切换通电相边控制电机10的电流。
例如，图2的期间TU1为对应于电角60°的期间。在期间TU1，U相电流I1为喷出电流，其大小基本一定；V相电流I2为吸入电流，其大小随时间t逐渐减少；W相电流I3为吸入电流，其大小随时间t从0逐渐增加。这里，让U相的上方驱动晶体管1在期间TU1继续导通。还有，如图2所示，V相电流I2和W相电流I3使V相及W相的下方驱动晶体管4、6进行开关操作，以控制这些驱动晶体管4、6的导通期间/非导通期间。
图3为方框图，示出了图1中的转矩信号产生电路30的结构，它包括：双沿微分电路31、恒流源32及36、开关33及37、电容器34及38、电平控制电路35及39。
图4示出了一组曲线，表示有关位置检测电路22及转矩信号产生电路30的信号。位置检测电路22，根据霍尔元件输出S11及S12产生表示电机10中的转子的位置的位置信号S21。这里示出的一例是，设霍尔元件输出S11和S12之差为位置信号S21(S21＝S11-S12)。霍尔元件输出S11和S12近似正弦波，当霍尔元件输出S11的相位比S12的相位早120°时，位置信号S21的相位比霍尔元件输出S11的相位早30°。位置检测电路22也同样按例如S22＝S12-S13、S23＝S13-S11的关系求出位置信号S22、S23。
位置检测电路22根据所求得的位置信号S21、S22、S23求出位置信号PS。位置信号PS为重复出现以下脉冲的信号，即当位置信号S21从负变为正时上升，当位置信号S23从正变为负时下降的脉冲；当位置信号S22从负变为正时上升，当位置信号S21从正变为负时下降的脉冲；当位置信号S23从负变为正时上升，当位置信号S22从正变为负时下降的脉冲。如图4所示，位置信号PS的边沿的时刻为霍尔元件输出S11、S12、S13的波形相交的那一时刻。
参看图3及图4，说明转矩信号产生电路30的工作情况。由位置检测电路22输出的位置信号PS被输到双沿微分电路31中。双沿微分电路31一检测到位置信号PS的边沿，就将一定期间为“L”、而除此以外的期间为“H”的复位脉冲信号S31作为控制信号输给开关33(“H”和“L”分别代表逻辑高电位和低电位)。
电容器34的一端接在恒流源32的一端且通过开关33接在电源VCC上，电容器34的另一端接地。开关33，仅在复位脉冲信号S31为“L”时导通而让电容器34放电，电容器34的放电在由恒流源32流出的电流下进行。
电容器38的一端接在恒流源36的输出上且通过开关37接地，电容器38的另一端接地。电容器38在由恒流源36流出的电流下放电，开关37仅在复位脉冲信号S31为“L”时导通而让电容器38放电。因此，电容器34、38各自的电压S33、S34成为图4所示的锯齿波。
电平控制电路35，以转矩指令电压TI和电压S33为输入，将用增益乘以电压S33而得到的信号TS1作为第1目标信号输出给比较器51，以便电压S33的峰值和转矩指令电压TI相等。同样，电平控制电路39，以转矩指令电压TI和电压S34为输入，将用增益乘以电压S34而得到的信号TS2作为第2目标信号输出给比较器52，以便电压S34的峰值和转矩指令电压TI相等。
图5为一方框图，示出了图1中的逻辑控制电路40的一个结构例。图5中的逻辑控制电路40，包括：作为第1锁存电路的RS触发器41、作为第2锁存电路的RS触发器42、反相器44及45、“与非”门46。由反相器44及45、“与非”门46构成逻辑电路49。图6示出了一组曲线，表示图1中的逻辑控制电路40及比较器51、52的输出入信号。图7示出了一组曲线，表示图1中的电机驱动装置中的相电流，图6及图7将图2、图4中的t＝t1附近进行了放大。
参看图5、图6及图7，说明逻辑控制电路40的工作情况及电机10中所流的电流。如图6所示，基准脉冲PI为周期基本一定的脉冲信号，该周期成为PWM控制的周期的基准。也称基准脉冲PI间的每一个期间为PWM控制期间。
基准脉冲PI被输到图5中的RS触发器41、42的置位端(set terminal)，因基准脉冲PI一下降，RS触发器41就置位，故控制信号F1成为“H”。于是，因逻辑电路49的输出变为“L”，故RS触发器42复位，控制信号F2成为“L”。
假设通电相切换电路23根据位置信号S21、S22、S23判断出了：现在正处于图2中的期间TU1内。如图2所示，该期间TU1为设U相电流I1为大小基本一定的喷出电流的期间。因在期间TU1，U相电流I1是唯一的喷出电流，故通电相切换电路23让驱动晶体管1继续处于导通状态。因V相电流I2及W相电流I3为吸入电流，而有必要改变它的大小，故通电相切换电路23就根据控制信号F1、F2而让驱动晶体管4、6进行开关操作。在期间TU1，当控制信号F1为“H”时，通电相切换电路23让驱动晶体管4导通；而当控制信号F2为“H”时，通电相切换电路23让驱动晶体管6导通。驱动晶体管2、3、5处于非导通状态。
若让控制信号F1、F2分别成为“H”、“L”，通电相切换电路23就让驱动晶体管4导通(第1期间T1)。此时，从驱动晶体管1流向U相线圈11的电流作为喷出电流在流动。在U相线圈11内流的电流经由V相线圈12作为吸入电流流向驱动晶体管4。
在驱动晶体管4导通的状态下，流过V相线圈12的V相电流I2流过电流检测电阻7。流过电流检测电阻7的电流的大小也和流过U相线圈11的U相电流I1相等。电流检测电阻7中产生和流过它的电流大小成正比的电压，放大器27将该电压作为电机电流检测信号MC输出到比较器51的负输入端。
因U相线圈11、V相线圈12及W相线圈13为感应性负荷，故驱动晶体管4导通后，在期间T1内，V相电流I2逐渐地增大(参看图7)。因此，电机电流检测信号MC也逐渐升高。当电机电流检测信号MC的电压达到信号TS1(参看图6)的电压后，比较器51就让输出CP变到“L”。于是，RS触发器41复位，让其输出翻转为“L”。因控制信号F1变为“L”，故RS触发器42置位，控制信号F2变为“H”，而移向第2期间T2。
在期间T2这一段时间内，因控制信号F1、F2分别成为“L”、“H”，故通电相切换电路23使驱动晶体管4为非导通，使驱动晶体管6导通。驱动晶体管4一变为非导通状态，V相电流I2的回流电流就经由驱动晶体管3的源、漏极间的二极管3D和驱动晶体管1在流。作为回流电流而流动的V相电流I2逐渐变小(参看图7)。此时，因仅有流过W相线圈13的电流流入电流检测电阻7，故可不受V相线圈12的电流的影响而检测出W相线圈13的电流。
因在期间T2这一段时间内，驱动晶体管1及6导通，故W相线圈13的电流继续增大(参看图7)，流过电流检测电阻7的电流也继续增大。若电机电流检测信号MC的电压增大，增大到从转矩信号产生器30输出的信号TS2的电压以后，比较器52就使输出CP2变为“L”。于是，RS触发器42复位，控制信号F2成为“L”，而移向期间T3的操作。
因在期间T3这一段时间内，控制信号F1、F2皆变为“L”，故通电相切换电路23使驱动晶体管4及6为非导通。
就这样，在控制信号F1为“H”的那一段时间内，驱动晶体管4导通；在控制信号F2为“H”的那一段时间内，驱动晶体管6导通。在控制信号F1、F2分别为“H”、“L”的期间T1，流过V相线圈12的电流被控制在对应于信号TS1的那一个值上；在控制信号F1、F2分别为“L”、“H”的期间T2内，流过W相线圈13的电流被控制在对应于信号TS2的那一个值上。
换句话说，让在期间TU1进行开关操作的2相(V相和W相)的驱动晶体管4，6中在期间TU1电流的大小应该减小的那一相(V相)的驱动晶体管4先导通，然后在让该晶体管不导通的同时，让电流的大小应该增大的那一个相(W相)的驱动晶体管6导通(参考图2)。需提一下，还可以是这样的，先让W相的驱动晶体管6导通，然后在让该晶体管不导通的同时，让V相驱动晶体管4导通。
在控制信号F1，F2皆为“L”的期间T3内，仅有回流电流在线圈11～13中流。作为回流电流而流的V相电流I2和W相电流I3逐渐地减少(参看图7)。基准脉冲PI一被输到逻辑控制电路40中，控制信号F1，F2就又分别变为“H”、“L”，而重复以下同样的过程。
图8为用来说明在期间T1流过电机10的电流流路的图。如图8所示，在期间T1，流过V相线圈12的V相电流I2，自电源依次流到驱动晶体管1、U相线圈11、V相线圈12、驱动晶体管4及电流检测电阻7中。另一方面，流过W相线圈13的W相电流I3为回流电流，依次流过驱动晶体管1、U相线圈11、W相线圈13及二极管5D，为一闭合环。结果是，由电流检测电阻7中所产生的电压仅能检测到V相电流I2。
图9为用来说明在期间T2流过电机10的电流流路的图。如图9所示，在期间T2，流过V相线圈12的V相电流I2为回流电流，依次流过驱动晶体管1、U相线圈11、V相线圈12及二极管3D，且形成为闭合环。另一方面，流过W相线圈13的W相电流I3，则自电源依次流到驱动晶体管1、U相线圈11、W相线圈13、驱动晶体管6及电流检测电阻7中。结果是，由电流检测电阻7中所产生的电压仅能检测出W相电流I3。
图10为用来说明在期间T3流过电机10的电流流路的图。如图10所示，在期间T3，流过V相线圈12的V相电流I2为回流电流，流经顺序和图9所示一样，且为闭合环。另一方面，流过W相线圈13的W相电流I3也为回流电流，和图8一样环状地流。因此，电流检测电阻7中无电流流过。如上所述，各相输出电路中的驱动晶体管导通而流动的驱动电流、经由各相输出电路中的二极管而流动的回流电流交替着流过线圈11～13。
其次，说明图1所示的电机驱动装置在图2所示的期间TU2的工作情况。如图2所示，该期间TU2为一设U相电流I1为大小基本一定的吸入电流的期间。因在期间TU2，U相电流I1为唯一的吸入电流，故通电相切换电路23让驱动晶体管2继续处于导通状态。因V相电流I2和W相电流I3为喷出电流，而有必要改变它的大小，故通电相切换电路23让驱动晶体管3、5进行开关操作。在期间TU2内，当控制信号F1为“H”时，通电相切换电路23让驱动晶体管3导通；当控制信号F2为“H”时，则让驱动晶体管5导通。驱动晶体管1、4、6为非导通状态。
若控制信号F1、F2分别变为“H”、“L”，通电相切换电路23让驱动晶体管3导通，让驱动晶体管5不导通；若控制信号F1、F2分别变为“L”、“H”，它则让驱动晶体管3不导通，让驱动晶体管5导通。若控制信号F1、F2皆成为“L”，则让驱动晶体管3、5皆不导通。
结果，在期间TU2，U相电流I1、V相电流I2及W相电流I3的流向和在期间TU1的流向相反。其它地方皆和期间TU1一样，故不再详述。
图1中的电机驱动装置在期间TV1、TW1的工作情况，除以下几点和期间TU1不一样以外，其它地方都一样。换句话说，在设V相电流I2为大小基本一定的喷出电流的期间TV1，通电相切换电路23让驱动晶体管3继续处于导通状态，来代替让驱动晶体管1处于导通状态。而且，通电相切换电路23还让驱动晶体管6、2分别代替驱动晶体管4、6进行开关操作。让驱动晶体管1、4、5处于非导通状态。
在设W相电流I3为大小基本一定的喷出电流的期间TW1，通电相切换电路23让驱动晶体管5代替驱动晶体管1而继续处于导通状态。而且，通电相切换电路23还让驱动晶体管2、4分别代替驱动晶体管4、6进行开关操作。让驱动晶体管1、3、6处于非导通状态。
图1中的电机驱动装置在期间TV2、TW2的工作情况，除以下几点和期间TU2不一样以外，其它地方都一样。换句话说，在设V相电流I2为大小基本一定的吸入电流的期间TV2，通电相切换电路23让驱动晶体管4代替驱动晶体管2继续处于导通状态。而且，通电相切换电路23还让驱动晶体管5、1分别代替驱动晶体管3、5进行开关操作。让驱动晶体管2、3、6处于非导通状态。
在设W相电流I3为大小基本一定的吸入电流的期间TW2，通电相切换电路23让驱动晶体管6代替驱动晶体管2继续处于导通状态。而且，通电相切换电路23还让驱动晶体管1、3分别代替驱动晶体管3、5进行开关操作。让驱动晶体管2、4、5处于非导通状态。
还有，以上举例说明的是，以和电机10的电角360°被6等分后所对应的期间为单位进行控制的情况，不仅如此，也可将它12等分而在更短的期间内切换通电相。
也有这样的时候，即在基准脉冲PI的一个周期内没有完成所有的相电流的PWM控制，换句话说，在进行开关操作的驱动晶体管没有全部成为非导通的时候，输入了基准脉冲PI。这一现象在基准脉冲PI的重复频率的设定不合适的情况下发生。因此，最好是这样构成逻辑控制电路40，即若输入了基准脉冲PI，先让进行开关操作的驱动晶体管都不导通以后，再开始开关操作。于是，可使喷出电流(shoot-through current)不流过串联的驱动晶体管。
如上所述，根据本实施例中的电机驱动装置，因为可控制电机10的相电流I1～I3，而使其电流波形近似为振幅和图2所示的转矩指令电压TI相对应的梯形。故通电相切换时相电流的变化比较平缓。
还有，在对3相电流进行PWM控制的情况下，通常需要3个电流检测电阻。但是，本实施例中的电机驱动装置，却可利用一个电流检测电阻来控制3相电流，故可进行使相电流间的大小无偏差的PWM控制。因所需的电流检测电阻的数量很少，故可使装置的规模变小。
(第2个实施例)
图11为本发明的第2个实施例所涉及的电机驱动装置的方框图。用通电期间控制部200来代替通电期间控制部100，即构成图11所示的电机驱动装置。其它构成元素皆和上述第1个实施例中的一样，故用相同的符号来表示它们，且省略说明。
通电期间控制部200，包括：转矩信号产生电路230、三角波产生器60、错误放大器71及72、比较器75及76、带偏置的限制电路80。
图12为显示带偏置的限制电路80的结构例的电路图。带偏置的限制电路80，包括：运算放大器81及偏置设定电压源82。电压源82，接在带偏置的限制电路80的一个输入端和运算放大器81的一个正输入端之间。运算放大器81的另一个正输入端成为带偏置的限制电路80的另一个输入端。输入给带偏置的限制电路80的一个输入信号原样作为削峰大小信号SU输出。运算放大器81输出削峰大小信号SL。
图13为一组显示图11中的电机驱动装置的相电流及通电期间控制部200的信号的曲线。图13将图2、图4中的t＝t1附近进行了放大。参考图11及图13，说明通电期间控制部200的工作情况及流过电机10中的电流。
转矩信号产生电路230，和转矩信号产生电路30一样，根据转矩指令信号产生两个不同相的转矩信号，并将它们分别输出到错误放大器71及72。错误放大器71及72具有对放大器27输出的信号进行抽样/保持的功能，例如，对电流流过电流检测电阻7的期间就要结束时的放大器27的输出值进行抽样/保持。错误放大器71及72对分别输入的不同相的转矩信号与放大器27的输出间之差进行放大，并将它输出到带偏置的限制电路80中。
带偏置的限制电路80，根据错误放大器71及72的输出将第1削峰大小信号SU和第2削峰大小信号SL分别输出给比较器75及76。削峰大小信号SU为一随转矩指令信号TI增大而变小的信号；削峰大小信号SL为一随转矩指令信号TI增大而变大的信号。
三角波发生器60，产生图13所示的周期基本一定的三角波SA，并将它输出给比较器75及76。当三角波SA比削峰大小信号SU大的时候，比较器75输出“H”，其他时候比较器75则将“L”作为开关操作控制信号F2输出到通电相切换电路23中。当削峰大小信号SL大于三角波SA时，比较器76输出“H”，其他时候比较器75则将“L”作为开关操作控制信号F1输出到通电相切换电路23中。
为使削峰大小信号SU总是大于削峰大小信号SL，带偏置的限制电路80就在二者之间设上偏置，限制大小再将它输出。因此，可使由比较器75、76分别输出的控制信号F2、F1成为“H”的期间不重叠。因此，和第1个实施例一样，多个相电流不会同时在电流检测电阻7中流。
这样以来，本实施例中的电机驱动装置，就可使通电相切换时的相电流的变化比较平缓，且可用一个电流检测电阻控制3相电流。
(第3个实施例)
在以上的实施例中，说明了为使相电流的波形成为梯形而驱动3相电机的情况。相电流的波形不一定都要是梯形，也可为正弦波或者其他波形。本发明不仅在驱动3相电机时适用，在驱动4相以上的偶数相电机时也适用。下面，说明相电流的波形为非梯形时的情况。
图14示出了为使相电流成为正弦波而驱动3相电机时，每一个相的输出电流波形。为使其进行这样的操作，只要使图1中的转矩信号产生电路30的输出为正弦波代替图4所示的锯齿波即可。换句话说，以正弦波的相位0～60°这一区间的波形重复出现的信号为信号TS2，以正弦波的相位120～180°这一区间的波形重复出现的信号为信号TS1即可。
在这种情况下，例如W相电流的大小等于和它的相位相差120°的其他两个相电流(U相电流及V相电流)之和，W相电流的方向和其他两相电流的方向相反。
图15示出了为使相电流成为正弦波而驱动4相电机时，每一个相的输出电流波形。进行4相驱动时，驱动晶体管及电机的每一个相的线圈是按下述方法进行连接的，未图示。
换句话说，和图1所示的由驱动晶体管1、2及二极管1D、2D构成的电路一样，电机驱动装置包括4个半桥电路，上方驱动晶体管和下方驱动晶体管串联，每一个驱动晶体管的漏极和源极间连接着二极管的电路(半桥电路)。这4个半桥电路分分别对应于每一个相且相互并联。每一个半桥电路的一端一起接在电源VCC上，另一端一起接在电流检测电阻上。电流检测电阻的另一端接地。每一个半桥的上方驱动晶体管和下方驱动晶体管的连接点接在所对应的相的线圈的一端。每一个线圈的另一端相互连接在一起。
为让相电流如图15那样工作，使图1的转矩信号产生电路30的输出成为正弦波，来代替图4所示的锯齿波即可。换句话说，以正弦波的相位0～90°这一区间的波形重复出现的信号为信号TS2，以正弦波的相位90～180°这一区间的波形重复出现的信号为信号TS1即可。
在驱动偶数相电机的情况下，因为对电流方向不同、电流大小大致相等的两个相(相位相差180°的相)而言，将一个相的上方驱动晶体管和另一个相的下方驱动晶体管组成一组，同时进行驱动即可。所以实际上进行和驱动相数为其一半的电机一样的控制即可。换句话说，可用相位相差90°的正弦波作每一个相电流的目标值的2相正弦波驱动来让4相电机工作。
和图6的期间T1、T2一样，在图15中的期间T41，让U相上方驱动晶体管和W相下方驱动晶体管同时导通的期间、和让V相下方驱动晶体管和X相上方驱动晶体管同时导通的期间交替着出现。
在让U相上方驱动晶体管和W相下方驱动晶体管导通的那一期间，流过这些驱动晶体管、U相线圈及W相线圈的电流流过电流检测电阻。此时，V相电流及X相电流作为回流电流在流。因为电流检测电阻中只有U相电流(W相电流)在流，故可检测出U相电流，可进行反馈控制而使U相及W相电流达到目标值。
还有，在让V相下方驱动晶体管及X相上方驱动晶体管导通的那一期间内，流过这些驱动晶体管、V相线圈及X相线圈的电流流过电流检测电阻。此时，U相电流及W相电流作为回流电流在流。因为电流检测电阻中只有V相电流(X相电流)在流，故可检测出V相电流，可进行反馈控制而使V相及X相电流达到目标值。这样使应该检测的相电流流过电流检测电阻的期间不和其他相电流流过电流检测电阻的期间重叠。
同样，在期间T42，设了让U相上方驱动晶体管和W相下方驱动晶体管同时导通的期间、和让V相上方驱动晶体管和X相下方驱动晶体管同时导通的期间。在期间T43，设了让U相下方驱动晶体管和W相上方驱动晶体管同时导通的期间、和让V相上方驱动晶体管和X相下方驱动晶体管同时导通的期间。在期间T44，设了让U相下方驱动晶体管和W相上方驱动晶体管同时导通的期间、和让V相下方驱动晶体管和X相上方驱动晶体管同时导通的期间。结果，可驱动4相的电机而让相电流成为正弦波。
图16示出了为使相电流成为正弦波而驱动6相电机时，每一个相的输出电流波形。进行6相驱动时，驱动晶体管及电机的每一个相的线圈是按下述方法进行连接的，未图示。
换句话说，电机驱动装置包括6个半桥电路，这6个半桥电路分别对应于各相且相互并联。每一个半桥电路的一端一起接在电源VCC上，另一端则一起接在电流检测电阻上。电流检测电阻的另一端接地。每一个半桥电路的上方驱动晶体管和下方驱动晶体管的连接点接在所对应的相的线圈的一端，每一个线圈的另一端相互连接在一起。
为让相电流如图16那样工作，使图1的转矩信号产生电路30的输出为正弦波来代替图4所示的锯齿波即可。换句话说，使用正弦波的相位0°～60°、60°～120°或者120°～180°这些区间的波形重复出现的信号即可。
因6相电机和4相电机一样为偶数相，所以在驱动6相电机的时候是这样的，对电流方向不同、电流大小大致相等的两个相而言，将一个相的上方驱动晶体管和另一个相的下方驱动晶体管组成一组，同时进行驱动即可。因此，实际上进行和驱动相数为其一半的电机一样的控制即可。换句话说，可用相位相差60°的正弦波作每一个相电流的目标值的2相正弦波驱动来让6相电机工作。
在图16的期间T61，依次设了让U相上方驱动晶体管和X相下方驱动晶体管同时导通的期间、让V相下方驱动晶体管和Y相上方驱动晶体管同时导通的期间及让W相下方驱动晶体管和Z相上方驱动晶体管同时导通的期间。
在让U相上方驱动晶体管和X相下方驱动晶体管导通的那一期间，流过这些驱动晶体管、U相线圈及X相线圈的电流流过电流检测电阻。此时，U相电流及X相电流以外的电流作为回流电流在流。因为电流检测电阻中只有U相电流(X相电流)在流，故可检测出U相电流，可进行反馈控制而使U相及X相电流达到目标值。
还有，在让V相下方驱动晶体管及Y相上方驱动晶体管导通的期间内，流过这些驱动晶体管、V相线圈及Y相线圈的电流流过电流检测电阻。此时，V相及Y相电流以外的电流作为回流电流在流，电流检测电阻中只有V相电流(Y相电流)在流，故可检测出V相电流，可进行反馈控制而使V相及Y相电流达到目标值。
同样，在让W相下方驱动晶体管及Z相上方驱动晶体管期间同时导通的期间内，可进行反馈控制而使W相及Z相电流达到目标值。这样使应该检测的相电流流过电流检测电阻的期间不和其他相电流流过电流检测电阻的期间重叠。
同样，在期间T62，依次设了让U相上方驱动晶体管和X相下方驱动晶体管同时导通的期间、让V相上方驱动晶体管和Y相下方驱动晶体管同时导通的期间及让W相下方驱动晶体管和Z相上方驱动晶体管同时导通的期间。
在期间T63，依次设了让U相上方驱动晶体管和X相下方驱动晶体管同时导通的期间、让V相上方驱动晶体管和Y相下方驱动晶体管同时导通的期间及让W相上方驱动晶体管和Z相下方驱动晶体管同时导通的期间。以下，在期间T64～T66，也同样是对使其导通的晶体管进行切换。结果是，可驱动6相电机而使相电流成为正弦波。
在驱动6相电机的情况下，也可如下所述切换使之导通的晶体管。换句话说，在图16的期间T62，让U相上方驱动晶体管和X相下方驱动晶体管同时导通。在这一期间，让W相下方驱动晶体管和Z相上方驱动晶体管同时导通的期间和让Y相下方驱动晶体管和V相上方驱动晶体管同时导通的期间重复出现。
在期间T63，让V相上方驱动晶体管和Y相下方驱动晶体管同时导通。在这一期间，让X相下方驱动晶体管和U相上方驱动晶体管同时导通的期间和让Z相下方驱动晶体管和W相上方驱动晶体管同时导通的期间重复出现。
同样，在期间T64，让W相上方驱动晶体管和Z相下方驱动晶体管同时导通。在这一期间，让Y相下方驱动晶体管和V相上方驱动晶体管同时导通的期间和让U相下方驱动晶体管和X相上方驱动晶体管同时导通的期间重复出现。在期间T65、T66，也同样对使之导通的驱动晶体管进行切换。
图17示出了为使相电流成为正弦波而驱动8相电机时，每一个相的输出电流波形。进行8相驱动时，驱动晶体管及电机的每一个相的线圈是按下述方法进行连接的，未图示。
换句话说，电机驱动装置包括8个半桥电路，这8个半桥电路分别对应于各相且相互并联。每一个半桥电路的一端一起接在电源VCC上，另一端则一起接在电流检测电阻上。电流检测电阻的另一端接地。每一个半桥电路的上方驱动晶体管和下方驱动晶体管的连接点接在所对应的相的线圈的一端。每一个线圈的另一端相互连接在一起。
为让相电流如图17那样工作，使图1的转矩信号产生电路30的输出为正弦波来代替图4所示的锯齿波即可。换句话说，使用正弦波的相位0°～45°、45°～90°、90°～135°或者135°～180°这些区间的波形重复出现的信号即可。
因8相电机和4相电机一样为偶数相，所以在驱动8相电机的时候是这样的，对电流方向不同、电流大小大致相等的两个相而言，将一个相的上方驱动晶体管和另一个相的下方驱动晶体管组成一组，同时进行驱动即可。因此，实际上进行和驱动相数为其一半的电机一样的控制即可。换句话说，可用相位相差45°的正弦波作每一个相电流的目标值的4相正弦波驱动来让6相电机工作。
在图17的期间T81，依次设了让U相上方驱动晶体管和Y相下方驱动晶体管同时导通的期间、让V相下方驱动晶体管和Z相上方驱动晶体管同时导通的期间、让W相下方驱动晶体管和A相上方驱动晶体管同时导通的期间及让X相下方驱动晶体管及B相上方驱动晶体管同时导通的期间。
在让U相上方驱动晶体管和Y相下方驱动晶体管导通的那一期间，流过这些驱动晶体管、U相线圈及Y相线圈的电流流过电流检测电阻。此时，U相及Y相电流以外的电流作为回流电流在流。电流检测电阻中只有U相电流(Y相电流)在流，故可检测出U相电流，可进行反馈控制而使U相及Y相电流达到目标值。
还有，在让V相下方驱动晶体管及Z相上方驱动晶体管导通的期间内，流过这些驱动晶体管、V相线圈及Z相线圈的电流流过电流检测电阻。此时，V相及Z相电流以外的电流作为回流电流在流。因为电流检测电阻中只有V相电流(Z相电流)在流，故可检测出V相电流，可进行反馈控制而使V相及Z相电流达到目标值。
同样，在让W相下方驱动晶体管及A相上方驱动晶体管同时导通的期间内，可进行反馈控制而使W相及A相电流达到目标值。在让X相下方驱动晶体管及B相上方驱动晶体管同时导通的期间内，可进行反馈控制而使X相及B相电流达到目标值。这样使应该检测的相电流流过电流检测电阻的期间不和其他相电流流过电流检测电阻的期间重叠。
同样，在期间T82，依次设了让U相上方驱动晶体管和Y相下方驱动晶体管同时导通的期间、让V相上方驱动晶体管和Z相下方驱动晶体管同时导通的期间、让W相下方驱动晶体管和A相上方驱动晶体管同时导通的期间及让X相下方驱动晶体管和B相上方驱动晶体管同时导通的期间。以下，在期间T83～T88，也同样是对使其导通的晶体管进行切换。结果是，可驱动8相电机而使相电流成为正弦波。
还有，在驱动10相以上的偶数相电机的情况下，也能做出同样的说明。
需提一下，在第3个实施例中，既可进行如第1个实施例中所说明的电流控制，又可进行如第2个实施例中所说明的进行三角波削峰的PWM控制。
在以上实施例中，对包括二极管1D～6D的电机驱动装置进行了说明，不仅如此，也可以用寄生二极管代替驱动晶体管1～6中的每一个驱动晶体管。换句话说，从结构上看，驱动晶体管1～6所在的位置可被二极管占据。
还有，驱动晶体管1～6也可为n型MOS管以外的晶体管。
还有，以上说明的是，在下方驱动晶体管2、4、6的源极及“地”之间设上电流检测电阻7的情况，不仅如此，还可在电源VCC和上方驱动晶体管1、3、5的漏极之间设上电流检测电阻。
还有，以上说明的是，电机的结线为Y结线的情况，不仅如此，电机的结线也可为Δ结线。
还有，以上说明的是，3相电流的相位按从U相、V相到W相由早到晚的顺序进行的情况，不仅如此，为让电机逆转，也可按从W相、V相到U相由早到晚的顺序进行。
还有，以上说明的是用霍尔元件检测位置的情况，但并非一定要用霍尔元件。例如，也可分别给U相、V相及W相中的每一个相设一CR过滤电路来过滤PWM驱动电流中的高频成分，并比较每一相下的过滤输出和电机中的线圈的基准电位(换句话说，Y结线的3个线圈的连接点的电位)这样来检测电机中的转子的位置。但是，考虑到PWM驱动电流中的高频成分会造成误操作，还是用霍尔元件比较有利。
还有，让构成半桥且串联的驱动晶体管中，导通驱动晶体管以外的另一个驱动晶体管同步且使其反相，而可能进行同步整流驱动。
还有，不用传感器也能驱动电机。换句话说，设一在相电流的方向切换的零交叉点前后让那一相驱动晶体管不导通，那一相的相电流为0的掩盖(mask)期间，在该期间内，检测到反电动势(counter electromotiveforce)，得到转子位置信号。通过施加转矩指令信号而使掩盖期间前后的该相电流为0，而防止相电流在移向掩盖期间时急剧地变化，在无传感器的电机中也能实现低振动、低噪音的驱动。
还有，以上说明的是使用一个检测电阻的情况，在电机为多相的情况下，所使用的检测电阻可增到两个以上。换句话说，若以8相电机为例的话，则可使用两个检测电阻，将4个相的驱动晶体管一起接到一个检测电阻上，将剩下的相的驱动晶体管一起接到另一个检测电阻上。于是，就没有必须在利用一个电流检测电阻的相和利用另一个检测电阻的相之间产生相互的回流期间那样的制约了，故可使PWM控制的最大导通期间增大。

Claims (9)

1、一种电机驱动方法，为包括多个具有串联的上方开关元件和下方开关元件的输出电路、与上述多个输出电路串联且在它和上述多个输出电路之间有一个共同的连接点并用以检测供到上述多个输出电路中的电流的电流检测电阻，将电流从上述输出电路的每一个输出电路中的上方开关元件和下方开关元件的连接点供到电机的电机驱动装置的电机驱动方法，其中：
包括：
求出与上述电机中的转子的位置相对应的位置信号的步骤，
根据上述位置信号选择上述多个输出电路中之任意一个输出电路中的一个开关元件并让它在规定电角所对应的期间内导通的步骤，以及
在使之导通的上述开关元件为上方开关元件的情况下，让上述多个输出电路中剩下的几个输出电路中的下方开关元件进行开关操作，而在使之导通的上述开关元件为下方开关元件的情况下，让上述多个输出电路中剩下的几个输出电路中的上方开关元件进行开关操作的步骤；
所述使开关元件进行开关操作的步骤是这样的一个步骤，即根据所输入的转矩指令信号及上述电流检测电阻中所产生的电压控制所述开关操作，以做到：在上述规定电角所对应的期间被分割为多个期间后的的每一个期间内，存在着让使其进行开关操作的开关元件中的一个开关元件导通的第1期间、及让与在上述第1期间导通的一个元件不同的开关元件导通的第2期间。
2、根据权利要求第1项所述的电机驱动方法，其中：
在上述使开关元件进行开关操作的步骤中，若输入基准脉冲，则上述第1期间开始；若上述电流检测电阻中所产生的电压达到目标信号，则上述第1期间结束。
3、根据权利要求第2项所述的电机驱动方法，其中：
在上述使开关元件进行开关操作的步骤中，若输入上述基准脉冲，则让进行所述开关操作的开关元件全都非导通以后再让上述第1期间开始。
4、一种电机驱动方法，为包括4个以上的偶数个具有串联的上方开关元件和下方开关元件的输出电路、与上述4个以上的偶数个输出电路串联且在它和上述4个以上的偶数个输出电路之间有一个共同的连接点并用以检测供到上述4个以上的偶数个输出电路中的电流的电流检测电阻，将电流从上述输出电路的每一个输出电路中的上方开关元件和下方开关元件的连接点供到电机的电机驱动装置的电机驱动方法，其中：
包括：
求出与上述电机中的转子的位置相对应的位置信号的步骤，
根据上述位置信号选择上述多个输出电路中之任意一个输出电路中的一个开关元件，当上述选出的开关元件为上方驱动元件的时候，让对应于其相位与上述选出的开关元件所对应的相的相位相差180°的那一相的输出电路中的下方开关元件与所述选出的开关元件之组在规定电角所对应的期间内导通；而当上述选出的开关元件为下方驱动元件的时候，让对应于其相位与上述选出的开关元件所对应的相的相位相差180°的那一相的输出电路中的上方开关元件与所述选出的开关元件之组在规定电角所对应的期间内导通的步骤，以及
在上述选出的开关元件为上方开关元件的情况下，让上述多个输出电路中剩下的几个输出电路中的下方开关元件中的每一个下方开关元件和对应于其相位与这些下方开关元件中的每一个下方开关元件的相的相位相差180°的那一相的输出电路中的上方开关元件之组中的每一组进行开关操作，在上述选出的开关元件为下方开关元件的情况下，让上述多个输出电路中剩下的几个输出电路中的上方开关元件中的每一个上方开关元件和对应于其相位与这些上方开关元件中的每一个上方开关元件的相的相位相差180°的那一相的输出电路中的下方开关元件之组中的每一组进行开关操作的步骤；
所述使开关元件进行开关操作的步骤是这样的一个步骤，即根据所输入的转矩指令信号及上述电流检测电阻中所产生的电压控制所述开关操作，以做到：在上述规定电角所对应的期间被分割为多个期间后的每一个期间内，存在着让使其进行开关操作的开关元件组中之1组导通的第1期间、及让与上述1组开关元件不同的开关元件组导通的第2期间。
5、根据权利要求第4项所述的电机驱动方法，其中：
在上述使开关元件进行开关操作的步骤中，若输入基准脉冲上述第1期间开始；若上述电流检测电阻中所产生的电压达到目标信号，上述第1期间结束。
6、根据权利要求第5项所述的电机驱动方法，其中：
在上述使开关元件进行开关操作的步骤中，若输入上述基准脉冲，则让进行所述开关操作的开关元件全都非导通以后再让上述第1期间开始。
7、一种电机驱动方法，为包括多个具有串联的上方开关元件和下方开关元件的输出电路、与上述多个输出电路串联且在它和上述多个输出电路之间有一个共同的连接点并用以检测供到上述多个输出电路中的电流的电流检测电阻，将电流从上述输出电路的每一个输出电路中的上方开关元件和下方开关元件的连接点供到电机的电机驱动装置的电机驱动方法，其中：
上述多个相的电机线圈的相电流同时流动的区间被分割为PWM控制期间，在上述各PWM控制期间进行PWM控制，而具有：为使流过所述开关元件的电流成为流过上方或者下方特定的一个开关元件的电流，到对应于应该流过每一个所述各开关元件的电流值的信号和从上述电流检测电阻得到的信号一致为止，有选择地让所述各开关元件导通的期间及与所述特定的开关元件有关的相以外的相电流为回流状态的期间。
8、一种电机驱动装置，它包括多个具有串联的上方开关元件和下方开关元件的输出电路，从上述输出电路中的每一个输出电路中的上方开关元件和下方开关元件的连接点将电流供给电机，其中：
包括：
与上述多个输出电路串联且在它和上述多个输出电路之间有一个共同的连接点并用以检测供到上述多个输出电路中的电流的电流检测电阻；
输出与上述电机中的转子的位置相对应的位置信号的位置检测部；
通电相切换电路，根据上述位置信号选择上述多个输出电路中之任意一个输出电路中的一个开关元件并让它在规定电角所对应的期间内导通，同时，在使其导通的所述开关元件为上方开关元件的情况下，让上述多个输出电路中剩下的几个输出电路中的下方开关元件进行开关操作；而在使之导通的上述开关元件为下方开关元件的情况下，让上述多个输出电路中剩下的几个输出电路中的上方开关元件进行开关操作；以及
通电期间控制部，根据所输入的转矩指令信号及上述电流检测电阻中所产生的电压，产生控制在所述通电相切换电路的作用下进行的开关操作的开关操作控制信号并将它输出，以做到：在上述规定电角所对应的期间被分割为多个期间后的每一个期间内，存在着让使其进行开关操作的开关元件中的一个开关元件导通的第1期间、及让与上述一个开关元件不同的开关元件导通的第2期间。
9、根据权利要求第8项所述的电机驱动装置，其中：
所述通电期间控制部，包括：
根据上述转矩指令信号及上述位置信号，求得与在上述第1期间内应该流过上述电流检测电阻的电流的目标值相对应的第1目标信号及在上述第2期间应该流过上述电流检测电阻的电流的目标值相对应的第2目标信号并将其输出的转矩信号产生电路，
判断上述电流检测电阻中所产生的电压是否超过了上述第1目标信号并将结果输出的第1比较器，
判断上述电流检测电阻中所产生的电压是否超过了上述第2目标信号并将结果输出的第2比较器，及
根据决定上述开关操作之周期的基准脉冲及上述第1及第2比较器的输出产生上述开关操作控制信号并将它输出的逻辑控制电路；
上述逻辑控制电路产生并输出上述开关操作控制信号，以做到：当上述第1比较器的判断结果表明上述电流检测电阻中所产生的电压超过了上述第1目标信号时，让上述第1期间结束；而当上述第2比较器的判断结果表明上述电流检测电阻中所产生的电压超过了上述第2目标信号时，则让上述第2期间结束。
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