JP2009273357A - 電気モータを制御するための集積回路 - Google Patents

電気モータを制御するための集積回路 Download PDF

Info

Publication number
JP2009273357A
JP2009273357A JP2009112525A JP2009112525A JP2009273357A JP 2009273357 A JP2009273357 A JP 2009273357A JP 2009112525 A JP2009112525 A JP 2009112525A JP 2009112525 A JP2009112525 A JP 2009112525A JP 2009273357 A JP2009273357 A JP 2009273357A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
integrated circuit
magnetic field
microcontroller
electric motor
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2009112525A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5679638B2 (ja
Inventor
Joerg Franke
フランケ,ヨルク
Klaus Heberle
ヘベルレ,クラウス
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Micronas GmbH
Original Assignee
TDK Micronas GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TDK Micronas GmbH filed Critical TDK Micronas GmbH
Publication of JP2009273357A publication Critical patent/JP2009273357A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5679638B2 publication Critical patent/JP5679638B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14Electronic commutators
    • H02P6/16Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/17Circuit arrangements for detecting position and for generating speed information
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K29/00Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices
    • H02K29/06Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices
    • H02K29/08Motors or generators having non-mechanical commutating devices, e.g. discharge tubes or semiconductor devices with position sensing devices using magnetic effect devices, e.g. Hall-plates, magneto-resistors
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S388/00Electricity: motor control systems
    • Y10S388/907Specific control circuit element or device
    • Y10S388/9075Computer or microprocessor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
  • Brushless Motors (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)

Abstract

【課題】コスト的に好ましくて丈夫な、僅かな寸法を有する電気的な駆動装置を可能にする、集積回路を提供する。
【解決手段】巻線を有する一次部分と、エアギャップを介してその一次部分と協働する永久磁気の二次部分とを有する電気モータ4を制御するための集積回路1は、半導体基板を有しており、その中にマイクロコントローラ2及び/又は電気モータ4の巻線を制御するための前置増幅器3が統合されている。永久磁気の二次部分の位置を検出するために、半導体基板内に少なくとも2つの磁場センサが、その測定軸を互いに対して交差するように配置して統合されている。
【選択図】図1

Description

本発明は、半導体基板を有し、その中にマイクロコントローラ及び/又は電気モータの巻線を制御するための前置増幅器が統合されている、巻線を備えた一次側とそれに対して移動可能な、エアギャップを介してそれと協働する永久磁気の二次側とを有する電気モータを制御するための集積回路に関する。
第1の半導体チップに集積されたこの種の回路は、米国アリゾナのメーカーFreescale(登録商標)Semiconductor, Inc.の型式名称908E625において入手することができる。この回路は、半導体基板を有しており、その中にマイクロコントローラが統合されており、そのマイクロコントローラは、プログラミング可能な不揮発性メモリ、タイミング発生器、通信インタフェース、アナログ−デジタル変換器及びシリアル/パラレルインタフェースを有している。第1の半導体チップは、第2の半導体チップとともにプラスチックハウジング内に配置されており、その第2の半導体チップ内には、電気モータの3相の巻線を制御するための3つのハーフブリッジのための前置増幅器と出力段トランジスタが統合されている。電気的に接触させるために、プラスチックハウジングに端子接点が設けられており、その端子接点がボンドワイヤを介して半導体チップの接続箇所と接続されている。3つの接続接点が、3つのハーフブリッジと接続されている。これらの接続接点に、電気モータの一次部分に配置された巻線の3つの位相端子が接続されている。第4の接続接点は、巻線のスターポイントと接続されている。電気モータは、3つのホールセンサを有しており、それらホールセンサは、一次側に120°の間隔で配置されており、かつホールセンサのそばを列をなして通り過ぎる、二次部分の極の磁場を検出する。ホールセンサの測定信号出力は、それぞれそれらに対応づけられた、第1の半導体チップの接続接点と接続されている。マイクロコントローラによって、ホールセンサ測定信号を用いて、一次部分に対する二次部分のそれぞれの位置が求められて、その位置に従って巻線が前置増幅器とハーフブリッジを介して駆動され、それによって一次部分と二次部分との間に相対運動が発生される。しかし、半導体チップを有する電気的な駆動装置は、まだ比較的複雑であり、かつ高価である。
従って、本発明の課題は、コスト的に好ましくて丈夫な、僅かな寸法を有する電気的な駆動装置を可能にする、集積回路を提供することである。
この課題は、永久磁気の二次部分の位置を検出するために、半導体基板内に少なくとも2つの磁場センサがその測定軸を互いに対して交差するように配置して統合されていることによって、解決される。
それによって好ましいやり方で、磁場センサはその位置を互いに対して正確に位置決めされ、かつ電気モータを形成する場合に組立て及び配線の手間が著しく簡略化される。更に、集積回路によって、丈夫でコンパクトな駆動装置が可能になる。磁場センサは、ホールセンサ、磁気抵抗センサ又はジャイアント磁気抵抗センサとすることができる。
本発明の好ましい形態において、磁場センサは、垂直又は斜方向のホールセンサである。その場合に磁場センサの測定軸は、好ましくは互いに対して直角に配置されている。
少なくとも1つの磁場センサが、垂直又は斜方向のホールセンサであって、他の磁場センサが水平のホールセンサであると、効果的である。その場合に磁場センサは、異なる方向づけで電気モータに位置決めすることができ、そのことが更にコンパクトな電気的駆動装置を可能にする。
本発明の他の好ましい形態において、少なくとも1つの磁場センサに隣接して、半導体基板の上及び/又はその中に、永久磁気の二次部分の磁束を偏向させる偏向手段が設けられている。偏向手段は、磁気的に導通する層を有することができ、それが磁束を他の方向へ偏向させる。それによって、同一及び/又は互いに対して平行に延びる平面内に配置されているホールセンサによって、互いに対して交差しかつ特に直角に延びる方向に、例えばx−、y−及びz−方向に、配置された磁場を測定することが可能である。
本発明の目的にかなった実施形態において、マイクロコントローラは、電気モータのための位置制御器、速度制御器及び/又はトルク制御器を有している。その場合に制御器は、好ましくは、然るべき駆動プログラムを介してソフトウェア的にマイクロコントローラ内で実現される。駆動プログラムは、不揮発性メモリに格納することができる。その場合に、集積回路と電気モータから形成された電気的駆動装置は、更にコンパクトな寸法を可能にする。プログラムメモリを然るべくプログラミングすることによって、集積回路を簡単な方法で様々な電気モータに適合させることができる。
マイクロコントローラが、磁場センサの測定信号出力と接続された入力を有する場合、マイクロコントローラが、磁場センサの数に相当する数の、互いに位相シフトされた、好ましくはサイン形状の信号を発生させるように形成されている場合、及びマイクロコントローラが、この信号の位相位置を調節するために、データメモリを有し、その中にそれぞれ各磁場センサのために少なくとも1つの測定信号値を、信号の位相位置のための値に対応づけるサンプリング箇所が格納されている場合が、効果的である。データメモリに格納されているサンプリング箇所を用いて、特に、組立て誤差及び/又は製造誤差により、回転する永久磁気の極がホールセンサの延び平面の交線に対して偏心して配置されることによってもたらされる測定エラーを、補償することが可能である。サンプリング箇所は、データメモリの揮発性領域内に、それぞれ各磁場センサのための基準測定値と位相位置のための少なくとも1つの値とからなる値の組合せの型式で、格納することができる。しかしまた、サンプリング箇所が、特性曲線及び/又はマップの型式で、例えば数学的な関数として、データメモリに格納されることが可能であって、その関数のためにマイクロコントローラのためのプログラムの型式の計算規則と場合によっては係数が格納されている。
本発明の好ましい形態において、集積回路は、磁場センサのための調節可能な校正手段を有しており、その場合にマイクロコントローラが基準値メモリを有し、その中に測定信号のための基準値が格納されており、その場合にマイクロコントローラは駆動モードと校正モードへ移行可能であって、その場合に校正モードにおいて電気モータは、マイクロコントローラによって、基準値に対応づけられた少なくとも1つの基準位置へ移動可能であって、かつその場合に校正モードにおいて校正手段がマイクロコントローラと次のように、即ち磁場センサの測定信号出力に現れる測定信号が実質的に基準値と一致するように、制御接続されている。その場合に集積回路は、例えば寸法及び/又は永久磁気の二次部分の磁化における誤差のような、電気モータの製造誤差を補償するために、電気モータに取り付けた後に、現場で校正することができる。校正によって、更に、集積回路の製造誤差を補償することができる。場合によっては更に、老化による、及び/又は環境条件の変化によってもたらされる電気モータ及び/又は集積回路の変化を補償するために、電気モータの駆動の間、例えば予め定められた時間間隔で、かつ/又はマイクロコントローラへ伝達された外部の指令を用いて、校正を繰り返すことが可能である。場合によっては校正する際に、蓋然性チェックを実施することができ、その蓋然性チェックにおいて校正手段は、校正手段によって求められた調節値が蓋然的である場合にだけ、調節することができる。集積回路を形成する際に、場合によっては、集積回路内の誤差を補償するために、半導体工場内で校正手段の予備調節を行うことができる。
校正手段は、好ましくは、磁場センサの感度及び/又は磁場センサの測定信号のオフセットを調節する手段を有している。それによって磁場センサの測定信号は、高い精度で調整することができる。
基準値メモリ内に様々な外乱値、特に温度値、のための基準値が格納されている場合、集積回路が、外乱測定値を検出するための少なくとも1つのセンサを有している場合、及びセンサが基準値メモリ及び/又はマイクロコントローラと次のように、即ち校正モードにおいて磁場センサの測定信号が、該当する外乱測定値に対応づけられた基準値によって校正可能であるように、接続されている場合が、効果的である。それによって、集積回路及び/又は電気モータに作用する物理的外乱の変化によってもたらされる、磁場センサの出力信号内の測定誤差を回避し、或いは少なくとも減少させることができる。
本発明に基づく集積回路は、好ましくは、電気モータを有する電気的な駆動装置の一部であって、その電気モータは、巻線を備えた一次部分と、エアギャップを介してその一次部分と協働する、一次部分に対して回転軸を中心に回動可能な、永久磁気の二次部分とを有しており、その場合に集積回路のチップ平面が、二次部分の回転軸に対して交差しかつ好ましくは垂直に配置されている。この場合において、集積回路は、好ましくは電気モータの端面に配置されている。電気モータは、特に、ブラシレスの直流モータ、ブラシを有する直流モータ、交流モータないし三相交流モータ或いはステッピングモータであることができる。
第1のホールセンサが第1の平面内に延び、第2のホールセンサがそれに対して交差する方向に延びる第2の平面内に延びている場合、及び回転軸がホールセンサの平面の交線又は交線の真っ直ぐな延長内に配置されている場合が、効果的である。その場合に集積回路の半導体基板は、好ましくは中央に、かつそのチップ平面を電気モータの回転軸に対して垂直にして配置されている。
本発明の他の目的に合った実施形態において、第1のホールセンサは第1の平面内に延び、第2のホールセンサはそれに対して交差する方向に延びる平面内に延びており、その場合に回転軸は、ホールセンサの延び平面の交線又は交線の真っ直ぐな延長に対して平行に配置されている。従って、集積回路を含む構成部材は、電気モータの回転軸の側方隣りに配置することができる。従って、回転軸上に電気的な部品を配置する必要がないので、そこにある組込み空間を駆動軸のために利用することができる。
本発明に基づく集積回路は、また、電気モータを有する電気的な駆動装置の一部であることができ、その電気モータは、巻線を備えた一次部分と、エアギャップを介してその一次部分と協働する、一次部分に対して回転軸を中心に回動可能な、永久磁気の二次部分とを有しており、その場合に集積回路はそのチップ平面を二次部分の回転軸に対して平行にして配置されている。その場合に集積回路は、特に電気モータの外周面に配置することができ、それによって集積回路と電気モータとを有する電気的な駆動装置の短い組立て形状が可能になる。
本発明の目的に合った形態において、永久磁気の一次部分は、一次部分と二次部分の間の相対運動の運動方向に互いに対して変位した、複数の第1の永久磁気の極を有しており、その場合に一次部分は磁気ホィールと駆動結合されており、その磁気ホィールは、周方向に互いに変位した第2の永久磁気の極を有し、その極が磁場センサと磁気的に協働する。その場合に、一次部分に対する二次部分の位置を定めるための測定精度は、実質的に、磁気ホィールの極の数によって定められる。この数は、必要な場合には、電気モータの永久磁気の極の数より大きく或いは小さく選択することができる。
本発明の他の好ましい形態において、一次部分は歯車と駆動結合されており、その歯車は、磁石の磁束内に、磁束が歯車と磁場センサを通して延びるように、配置されている。その場合に歯は、好ましくは磁場センサへ向けられている。
更に述べておくが、少なくとも2つの磁場センサの測定信号から、差信号を形成することができる。これは、例えば、磁場センサが適切に直列に接続されることによって、達成することができる。それによって測定は、例えば磁場を発生する永久磁石からの磁場センサの距離の偏差のような、外乱に対して、より鈍感になる。
以下、図面を用いて本発明の実施例を詳細に説明する。
電気モータを制御するための集積回路のブロック回路図を示しており、その場合に集積回路は出力段を介して電気モータの巻線及び他の外部の電気的な構成部材と接続されている。 集積回路の第1の実施例とそれに配置された磁気ホィールとを有する、第1の測定装置を示している。 集積回路の構成部分であるホールセンサの出力信号のグラフ表示であって、その場合に横軸上にモータ軸の回転角度αが記入され、縦軸上には測定信号Sx、Syが記入されている。 集積回路の第2の実施例とそれに配置された磁気ホィールとを有する、第2の測定装置を示している。 集積回路の第3の実施例とそれに配置された磁気ホィールとを有する、第3の測定装置を示している。
図1に全体を符号1で示す集積回路は、モノリシックな半導体基板を有し、その中にマイクロコントローラ2と電気モータ4の巻線を制御するための前置増幅器3が集積されている。集積回路1は、CMOSプロセスを用いて形成されており、ユニポーラ、バイポーラ及びパッシブな構成部材を有することができる。
電気モータ4は、ブラシレスの直流モータとして形成されており、それが、巻線が配置されている一次部分と永久磁気の二次部分とを有しており、その二次部分は一次部分に回転軸5を中心に回動可能に軸承されている。二次部分は、その外周面に一連の永久磁気の極を有しており、それらの極は周方向に互いに変位されており、かつエアギャップを介して巻線と協働する。しかし、電気モータ4の他の形態も考えられる。即ち、電気モータ4は、アウターロータ又はディスクロータとして形成することもできる。
図1に明らかなように、マイクロコントローラ2は、マイクロプロセッサ6とそれに接続されたメモリ7とを有しており、そのメモリ内にマイクロプロセッサ6のための駆動プログラムとデータが格納されている。メモリ7は、揮発性のメモリ領域と不揮発性の、プログラミング可能なメモリ領域とを有している。マイクロコントローラ2は、更に、システムクロックを発生させるための発振器8を有している。更に、マイクロコントローラ2は、シリアルのインタフェース9を有しており、そのインタフェースが第1の電気的な端子10を介してバス11と接続されている。
更に図1に明らかなように、集積回路1は、第2の電気的な端子12を有しており、それを介して前置増幅器3が出力段の入力と接続されている。出力段は、パワートランジスタを備えた複数のハーフブリッジ13を有しており、それが電気モータ4の巻線端子及び分路14と接続されている。電気モータ4の巻線電流を測定するために、分路14が抵抗を介して集積回路1の第3の電気的端子15と接続されており、その端子は第1の測定増幅器16へ通じており、その測定増幅器の出力が、半導体基板内に統合されたアナログ−デジタル変換器17の第1の入力と接続されている。
巻線端子は、更に、集積回路1の第3の電気的端子12と接続されており、それが、半導体基板内に集積された保護回路18に接続されている。保護回路18は、前置増幅器3と次のように、即ちハーフブリッジ13の許容できない駆動状態においてハーフブリッジトランジスタの駆動信号が阻止されるように、協働する。更に、集積回路1はデジタル入力19、20を有しており、それがマイクロプロセッサ6及びアナログ−デジタル変換器17と接続されている。
一次部分に対する永久磁気の二次部分の位置を検出するために、集積回路1が一次部分に配置されている。集積回路1の半導体基板内に、その測定軸が互いに直交して配置されている、2つの磁場センサが統合されており、それら磁場センサは、ホールセンサ21、22a、22bとして形成されている。ホールセンサ21、22a、22bは、回転軸5を中心に回転可能に軸承された円形磁石23の磁場内に配置されており、その円形磁石は、電気モータ4の二次部分と駆動結合されたモータ軸24上に配置されている。
図2に示す実施例において、2つのホールセンサ21、22aは、垂直のホールセンサとして形成されており、その平面25、26aは互いに対して垂直かつ半導体基板のチップ平面に対して垂直に配置されている。はっきりと分かるように、電気モータ4の回転軸5は、この平面25の交線28内に配置されている。ホールセンサ21、22aの測定方向は、それぞれホールセンサ21、22aが延びる平面25、26aに対して直交して延びている。ホールセンサ21、22aの測定信号出力は、第2の測定増幅器27を介してアナログ−デジタル変換器17の第2の入力と接続されている。アナログ−デジタル変換器17の出力は、ホールセンサ21、22aの測定信号21’、22’を処理するためにマイクロコントローラ2と接続されている。
図3には、ホールセンサ21、22aの測定信号21’、22’が、グラフで表示されている。はっきりと分かるように、測定信号21’、22’は、それぞれサイン形状の推移を有しており、かつ測定信号21’、22’は互いに対して90°の位相角度だけ位相シフトされている。測定信号21’、22’とメモリ7内に格納されている、一次部分に対するホールセンサ21、22aの位置のための特性量を用いて、マイクロコントローラ2によって一次部分に対する二次部分の位置がリアルタイムで求められる。そのために、メモリ6内に、マイクロプロセッサ6のための適切な駆動プログラムが格納されている。必要な場合には、駆動プログラムは、電気モータ4の位置、速度及び/又はトルクを制御するためのプログラム部分を有することもできる。トルクの制御は、電気モータ4の巻線電流のための電流測定値に従って行われ、その電流測定値は第3の電気的端子15とアナログ−デジタル変換器17を介してマイクロコントローラ2内へ読み込まれる。
測定信号21’、22’と電気モータ4の位置、速度及び/又はトルクのための目標値に従って、集積回路1の駆動モードにおいて、電気モータ4の巻線が前置増幅器3とハーフブリッジ13によってそれ自体知られたやり方で通電される。
図4に示す実施例において、集積回路1は、実質的に図2のそれに相当する。ただ、垂直の平面25、26aの方向づけが異なる。電気モータの回転軸5は、ホールセンサ21、22aの平面25の交線28内に配置されておらず、それに対して平行に隔たっている。それによって、円形磁石23は、集積回路1の側方隣りに配置することができる。
図5に示す実施例において、集積回路1は、垂直のホールセンサ21と水平のホールセンサ22bを有している。垂直のホールセンサ21の広がり平面25は、半導体基板のチップ平面に対して垂直に延び、水平のホールセンサ22bの広がり平面26bは、平行に延びている。
集積回路1は、そのチップ平面を二次部分の回転軸5に対して平行にして配置されており、かつ回転軸から径方向に隔たっている。円形磁石23の、磁極を有する外表面が、集積回路1のチップ平面へ向けられている。
集積回路1は、図面には詳しく示されていない、調節可能な校正手段を有しており、それを用いてホールセンサ21、22a、22bの感度とその信号のオフセットを調節することができる。校正手段は、マイクロコントローラ2と制御接続されている。校正手段は、例えば測定増幅器27内に統合することができる。
メモリ7内には、様々な駆動温度について、測定信号のための基準値が格納されている。駆動温度を測定するために、集積回路1は、図面には詳しく示されない温度センサを有しており、その温度センサは、温度測定値を読み込むためにマイクロコントローラ2と接続されている。
マイクロコントローラ2は、第1の電気的な接点10へバス11を介して指令を伝達することによって、ノーマルな駆動モードから校正モードへ切り替えることができる。校正モードにおいては、電気モータ4は、マイクロコントローラ2によって、基準値に対応づけられた少なくとも1つの予め定められた基準位置へ移動される。基準位置は、例えばストッパによって予め定めることができ、そのストッパに対して電気モータ4が位置決めされる。
その場合に、温度センサから温度測定値がマイクロコントローラ2内へ読み込まれ、温度値に対応づけられた基準値がメモリ7からマイクロコントローラ2内へ伝達される。
校正手段は、マイクロコントローラ2によって、ホールセンサ21、22a、22bの測定信号出力に現れる出力信号ができるだけ良好に基準値と一致するように、調節される。
マイクロコントローラ2が校正モードからノーマルな駆動モードへ戻された後に、校正手段はその前に行われた調節によって駆動される。
1 集積回路
2 マイクコントローラ
3 前置増幅器
4 電気モータ
5 回転軸
6 マイクプロセッサ
7 メモリ
8 発振器
9 インタフェース
10、12 端子
11 バス
13 ハーフブリッジ
14 分路
15 電気的端子
16,27 測定増幅器
17 変換器
18 保護回路
19、20 デジタル入力
21 ホールセンサ
23 円形磁石
24 モータ軸
25 平面
28 交線

Claims (15)

  1. 半導体基板を有し、その中にマイクロコントローラ(2)及び/又は電気モータ(4)の巻線を制御するための前置増幅器(3)が統合されている、巻線を備えた一次部分とそれに対して移動可能な、エアギャップを介してそれと協働する永久磁気の二次部分とを有する電気モータ(4)を制御するための集積回路(1)において、
    永久磁気の二次部分の位置を検出するために、半導体基板内に少なくとも2つの磁場センサがその測定軸を互いに対して交差するように配置して統合されていることを特徴とする集積回路。
  2. 磁場センサが、垂直又は斜方向のホールセンサ(21, 22a)であることを特徴とする請求項1記載の集積回路。
  3. 少なくとも1つの磁場センサが、垂直又は斜方向のホールセンサ(21)であって、少なくとも1つの他の磁場センサが、水平のホールセンサ(22b)であることを特徴とする請求項1又は2記載の集積回路。
  4. 少なくとも1つの磁場センサに隣接して、半導体基板の上及び/又はその中に、永久磁気の二次部分の磁束を偏向させる偏向手段が設けられていることを特徴とする請求項1ないし3いずれか1項に記載の集積回路。
  5. マイクロコントローラ(2)が、位置制御器、速度制御器及び/又はトルク制御器を有していることを特徴とする請求項1ないし4いずれか1項に記載の集積回路。
  6. マイクロコントローラ(2)が、磁場センサ(21, 22a, 22b)の測定信号出力と接続された入力を有し、
    マイクロコントローラ(2)が、磁場センサ(21, 22a, 22b)の数に相当する数の互いに位相シフトされた、好ましくはサイン形状の信号を発生させるように形成されており、かつ
    マイクロコントローラ(2)が、この信号の位相位置を調節するためにデータメモリを有しており、その中に、それぞれ各磁場センサ(21, 22a, 22b)のために少なくとも1つの測定信号値を、信号の位相位置のための値に対応づける、サンプリング箇所が格納されていることを特徴とする請求項1ないし5いずれか1項に記載の集積回路。
  7. 集積回路が、磁場センサのための調節可能な校正手段を有しており、
    マイクロコントローラが基準値メモリを有しており、その中に、測定信号のための基準値が格納されており、
    マイクロコントローラが、駆動モードと校正モードに移行可能であって、
    校正モードにおいて、電気モータがマイクロコントローラによって、基準値に対応づけられた少なくとも1つの基準位置へ移動可能であって、かつ
    校正モードにおいて、校正手段がマイクロコントローラと次のように、即ち磁場センサ(21, 22a, 22b)の測定信号出力に現れる測定信号が実質的に基準値と一致するように、制御接続されることを特徴とする請求項1ないし6いずれか1項に記載の集積回路。
  8. 校正手段が、磁場センサの感度及び/又は磁場センサの測定信号のオフセットを調節するための手段を有していることを特徴とする請求項1ないし7いずれか1項に記載の集積回路。
  9. 基準値メモリ内に、様々な外乱値、特に温度値、が格納されており、
    集積回路が、外乱測定値を検出するための少なくとも1つのセンサを有しており、かつ
    センサが基準値メモリ及び/又はマイクロコントローラと次のように、即ち、校正モードにおいて磁場センサ(21, 22a, 22b)の測定信号が、該当する外乱測定値に対応づけられた基準値によって校正可能であるように、接続されていることを特徴とする請求項1ないし8いずれか1項に記載の集積回路。
  10. 請求項1ないし4いずれか1項に記載の集積回路(1)と電気モータ(4)を有する電気的な駆動装置であって、前記電気モータが、巻線を備えた一次部分と、エアギャップを介してその一次部分と協働する、一次部分に対して回転軸を中心に回動可能な永久磁気の二次部分とを有する、前記電気的な駆動装置において、
    集積回路(1)が、そのチップ平面を二次部分の回転軸(5)に対して交差する方向かつ好ましくは垂直にして配置されていることを特徴とする電気的な駆動装置。
  11. 第1のホールセンサ(21)が第1の平面(25)内に、第2のホールセンサ(22a, 22b)がそれに対して交差する方向に延びる第2の平面(26a, 26b)内に延びており、かつ
    回転軸が、ホールセンサ(21, 22a, 22b)の平面(25, 26a, 26b)の交線(28)又は交線(28)の直線的な延長内に配置されていることを特徴とする請求項10記載の電気的な駆動装置。
  12. 第1のホールセンサ(21)が第1の平面(25)内に、第2のホールセンサ(22a, 22b)がそれに対して交差する方向に延びる第2の平面(26a, 26b)内に延びており、かつ
    回転軸(5)が、ホールセンサ(21, 22a, 22b)の平面(21, 26a, 26b)の交線(28)又は交線(28)の直線的な延長に対して平行に配置されていることを特徴とする請求項10記載の電気的な駆動装置。
  13. 請求項1ないし9いずれか1項に記載の集積回路(1)と電気モータ(4)を有する電気的な駆動装置であって、前記電気モータが、巻線を備えた一次部分と、エアギャップを介してその一次部分と協働する、一次部分に対して回転軸を中心に回動可能な永久磁気の二次部分とを有する、前記電気的な駆動装置において、
    集積回路(1)が、そのチップ平面を二次部分の回転軸(5)に対して平行にして配置されていることを特徴とする電気的な駆動装置。
  14. 永久磁気の一次部分が、一次部分と二次部分の間の相対移動の移動方向に互いに変位された、複数の第1の永久磁気の極を有し、かつ
    一次部分が磁気ホィールと駆動結合されており、前記磁気ホィールが周方向に互いに対して変位された第2の永久磁気の極を有し、前記極が磁場センサ(21, 22a, 22b)と磁気的に協働することを特徴とする請求項10ないし13いずれか1項に記載の電気的な駆動装置。
  15. 一次部分が、歯車と駆動結合されており、前記歯車が磁石の磁束内に次のように、即ち磁束が歯車の歯と磁場センサ(21, 22a, 22b)を通って延びるように、配置されていることを特徴とする請求項10ないし14いずれか1項に記載の電気的な駆動装置。
JP2009112525A 2008-05-09 2009-05-07 電気モータを制御するための集積回路 Active JP5679638B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20080008718 EP2117103B1 (de) 2008-05-09 2008-05-09 Integrierte Schaltung zum Ansteuern eines Elektromotors
EP08008718.2 2008-05-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009273357A true JP2009273357A (ja) 2009-11-19
JP5679638B2 JP5679638B2 (ja) 2015-03-04

Family

ID=39930491

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009112525A Active JP5679638B2 (ja) 2008-05-09 2009-05-07 電気モータを制御するための集積回路

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8866426B2 (ja)
EP (1) EP2117103B1 (ja)
JP (1) JP5679638B2 (ja)
DE (1) DE502008000945D1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180032350A (ko) * 2016-09-22 2018-03-30 디와이오토 주식회사 수직형 홀 센서가 채용된 전기 모터 장치

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2354769B1 (de) * 2010-02-03 2015-04-01 Micronas GmbH Winkelgeber und Verfahren zur Bestimmung eines Winkels zwischen einer Sensoranordnung und einem Magnetfeld
DE202011002402U1 (de) 2011-02-04 2012-05-07 Dr. Fritz Faulhaber Gmbh & Co. Kg Elektrischer Kleinstmotor
EP2485374B2 (de) 2011-02-04 2017-03-01 Dr. Fritz Faulhaber GmbH & Co. KG Elektrischer Kleinstmotor
DE102012015792B4 (de) 2012-08-07 2017-03-23 Micronas Gmbh Verfahren zur Bestimmung eines Drehwinkels
DE102014004625A1 (de) 2014-03-31 2015-10-01 Micronas Gmbh Sensorvorrichtung
DE102014005247B4 (de) * 2014-04-10 2020-12-10 Tdk-Micronas Gmbh Sensorvorrichtung
JP7094710B2 (ja) * 2018-02-01 2022-07-04 キヤノン株式会社 情報処理装置、その制御方法およびプログラム
US20190377037A1 (en) * 2018-06-12 2019-12-12 National University Of Singapore Method for providing a magnetic rotary sensor enabled by spin-orbit torque and spin current
CN111130274B (zh) * 2018-11-01 2021-09-17 台达电子工业股份有限公司 旋转检测装置及其适用的编码器与马达

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61177198A (ja) * 1985-01-29 1986-08-08 アスガリユーム エス エー 永久磁化した回転子を備えたモータ駆動装置
JPH07194169A (ja) * 1993-11-28 1995-07-28 Papst Motoren Gmbh & Co Kg ブラシレス直流電動機の速度制御方法およびブラシレス直流電動機
US5847523A (en) * 1995-05-25 1998-12-08 Papst-Motoren Gmbh & Co. Kg Method of limiting current in a DC motor and DC motor system for implementing said method
JP2001506368A (ja) * 1997-09-10 2001-05-15 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング センサ装置
WO2008029624A1 (fr) * 2006-09-01 2008-03-13 Daikin Industries, Ltd. Moteur à courant continu sans collecteur, système d'excitation de moteur à courant continu sans collecteur, et système de pompe hydraulique

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL158658B (nl) * 1967-09-08 1978-11-15 Philips Nv Hall-element, alsmede collectorloze elektromotor waarin dit hall-element is toegepast.
NL7503046A (nl) * 1975-03-14 1976-09-16 Philips Nv Elektrische machine.
JPS5662092A (en) * 1979-10-24 1981-05-27 Hitachi Ltd Controlling system for inverter of induction motor
NL7908925A (nl) * 1979-12-12 1981-07-16 Philips Nv Electronisch commuterende motor.
JPS5836160A (ja) * 1981-08-26 1983-03-03 Sony Corp 6極4相ブラシレスモ−タ
US4459087A (en) * 1982-06-02 1984-07-10 Aciers Et Outillage Peugeot Fan unit for an internal combustion engine of automobile vehicle
US5619085A (en) * 1989-12-15 1997-04-08 Shramo; Daniel J. Slotless, brushless, large air-gap electric motor
US6392372B1 (en) * 2000-03-31 2002-05-21 Ljm Products, Inc. Brushless DC fan module incorporating integral fan control circuit with a communication port for receiving digital commands to control fan
US6545438B1 (en) * 2000-03-31 2003-04-08 Ljm Products, Inc. Cooling module and related control circuits useful therefor incorporating a communication port for receiving digital command signals to control module
FR2807877B1 (fr) * 2000-04-14 2002-10-31 Meritor Light Vehicle Sys Ltd Connecteur a concentrateur de flux pour moteur electrique
DE10023370A1 (de) * 2000-05-12 2001-11-22 Mulfingen Elektrobau Ebm System zur elektronischen Kommutierung eines bürstenlosen Gleichstrommotors
FR2815189B1 (fr) * 2000-10-06 2003-01-03 Moving Magnet Tech Moto-reducteur electrique sans balai autocommute sur un signal de position absolu
DE10122277A1 (de) * 2001-05-08 2002-11-14 Faulhaber Gmbh & Co Kg Feinmec Winkelgeber
US7511443B2 (en) * 2002-09-26 2009-03-31 Barrett Technology, Inc. Ultra-compact, high-performance motor controller and method of using same
JP4039436B2 (ja) 2004-08-06 2008-01-30 株式会社デンソー 回転角検出装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61177198A (ja) * 1985-01-29 1986-08-08 アスガリユーム エス エー 永久磁化した回転子を備えたモータ駆動装置
JPH07194169A (ja) * 1993-11-28 1995-07-28 Papst Motoren Gmbh & Co Kg ブラシレス直流電動機の速度制御方法およびブラシレス直流電動機
US5847523A (en) * 1995-05-25 1998-12-08 Papst-Motoren Gmbh & Co. Kg Method of limiting current in a DC motor and DC motor system for implementing said method
JP2001506368A (ja) * 1997-09-10 2001-05-15 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング センサ装置
WO2008029624A1 (fr) * 2006-09-01 2008-03-13 Daikin Industries, Ltd. Moteur à courant continu sans collecteur, système d'excitation de moteur à courant continu sans collecteur, et système de pompe hydraulique

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180032350A (ko) * 2016-09-22 2018-03-30 디와이오토 주식회사 수직형 홀 센서가 채용된 전기 모터 장치
KR102085933B1 (ko) 2016-09-22 2020-03-06 디와이오토 주식회사 수직형 홀 센서가 채용된 전기 모터 장치

Also Published As

Publication number Publication date
JP5679638B2 (ja) 2015-03-04
EP2117103A1 (de) 2009-11-11
US8866426B2 (en) 2014-10-21
EP2117103B1 (de) 2010-07-14
DE502008000945D1 (de) 2010-08-26
US20090278531A1 (en) 2009-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5679638B2 (ja) 電気モータを制御するための集積回路
EP2932286B1 (en) Circuits and methods for processing signals generated by a circular vertical hall (cvh) sensing element in the presence of a multi-pole magnet
US7965004B2 (en) Electric motor
TW201629436A (zh) 編碼器及旋轉角度位置算出方法
US10663319B2 (en) Sensor device for determining the position of the rotor of an electrical machine and control device for an electric motor
CN102498367B (zh) 换向式电驱动装置和用于控制换向式电动机的方法
US10971981B2 (en) Position sensor and method for generating a sensor output signal
EP3385679A1 (en) Redundant fault detection device and method
US20140197766A1 (en) Electronically commutated electric motor comprising rotor position detection with interference field compensation
JP6578499B1 (ja) 汎用型ロータリーエンコーダ及びそれを用いたサーボモータ
CN114301239B (zh) 电机控制用磁传感器系统
JP2008506122A (ja) 集積磁気抵抗速度および方向センサ
JP2021025840A (ja) 汎用型ロータリーエンコーダ
TWI688751B (zh) 編碼器
KR20170045996A (ko) 모터 제어 장치 및 모터 제어 방법
JP2020134505A (ja) 汎用型ロータリーエンコーダ
JP2022090180A (ja) 磁気センサ
US20030041437A1 (en) System and method for assembling a multisensor device
TW202137678A (zh) 轉子定位馬達及其偵測方法
CN113424433A (zh) 校准电动机器的方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110530

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130423

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130625

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20130917

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131219

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20131219

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20140122

A912 Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20140214

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20141030

A602 Written permission of extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602

Effective date: 20141105

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20141119

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150106

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5679638

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250