JP2015527050A

JP2015527050A - Electronic circuit and method for automatically adjusting the phase of a drive signal applied to an electric motor according to zero current detected in the winding of the electric motor and for detecting zero current

Info

Publication number: JP2015527050A
Application number: JP2015529838A
Authority: JP
Inventors: レイノルズ，ティモシー; ジン，チェンギ
Original assignee: アレグロ・マイクロシステムズ・エルエルシー
Priority date: 2012-08-30
Filing date: 2013-08-13
Publication date: 2015-09-10
Anticipated expiration: 2033-08-13
Also published as: KR102139948B1; KR102159616B1; CN107565857A; JP6429777B2; CN104756395A; KR20200010600A; WO2014035658A3; WO2014035658A2; KR20150048845A; TWI500253B; TW201429149A; CN104756395B; CN107565857B

Abstract

モータ制御回路および関連する技術が、異なるモータ速度で、またモータが加速し減速するとき、モータ巻線のゼロ電流と電動モータの回転基準位置とを同一の相対的な位相で維持するようにモータ駆動の位相を調整することができる。モータ制御回路および関連する技術が、モータ巻線を駆動するために使用されるハーフブリッジ回路の逆電流を検出することによってモータ巻線の電流のゼロクロスを検出する。The motor control circuit and associated technology maintain the motor winding zero current and the electric motor rotation reference position in the same relative phase at different motor speeds and when the motor accelerates and decelerates. The driving phase can be adjusted. The motor control circuit and related techniques detect the zero crossing of the motor winding current by detecting the reverse current of the half-bridge circuit used to drive the motor winding.

Description

本発明は、一般に電動モータ制御回路に関し、より詳細には、電動モータに印加された駆動信号の位相の自動調整を提供することができ、電動モータの巻線のゼロ電流を検出することができる、電動モータ制御回路に関する。 The present invention relates generally to electric motor control circuits, and more particularly, can provide automatic adjustment of the phase of a drive signal applied to an electric motor and can detect the zero current in the winding of the electric motor. The present invention relates to an electric motor control circuit.

ブラシレス直流（ＢＬＤＣ）電動モータを制御および駆動するための回路が知られている。いくつかの構成では、この回路が電動モータを駆動する駆動信号の位相進みを与え、この位相進みは、電動モータの回転速度に関係し、または測定したモータの総電流に関係する。ただし、こうした回路は、位相進みと回転速度との１つの関係性または少数の関係性のみを提供することができる。加えて、外部構成部品およびモータ制御集積回路（ＩＣ）のピンは、電動モータごとの、または電動モータの用途ごとのパラメータを設定する必要があり得る。 Circuits for controlling and driving brushless direct current (BLDC) electric motors are known. In some configurations, this circuit provides a phase advance in the drive signal that drives the electric motor, which is related to the rotational speed of the electric motor or to the measured total motor current. However, such circuits can provide only one relationship or a small number of relationships between phase advance and rotational speed. In addition, external components and motor control integrated circuit (IC) pins may need to set parameters for each electric motor or for each application of the electric motor.

いくつかの知られた電動モータ駆動回路は、２００９年９月１５日発行の米国特許第７，５９０，３３４号、２０１０年６月２９日発行の米国特許第７，７４７，１４６号、および２０１１年１０月１２日出願の米国特許出願第１３／２７１，７２３号において記載され、これらは全て参照によりその全体が本明細書に組み込まれ、本発明の譲受人に譲渡される。 Some known electric motor drive circuits are disclosed in US Pat. No. 7,590,334 issued September 15, 2009, US Pat. No. 7,747,146 issued June 29, 2010, and 2011. No. 13 / 271,723 filed Oct. 12, 2010, all of which are hereby incorporated by reference in their entirety and assigned to the assignee of the present invention.

ＢＬＤＣ電動モータは、異なる用途で使用されるとき速度に対して異なる効率挙動を示すことがある。たとえば、同一のＢＬＤＣ電動モータが、異なる用途で異なるファンブレード構成を用いて使用されることがある。異なるタイプのＢＬＤＣ電動モータが、速度に対して異なる効率挙動を示すこともある。 BLDC electric motors may exhibit different efficiency behaviors with respect to speed when used in different applications. For example, the same BLDC electric motor may be used with different fan blade configurations in different applications. Different types of BLDC electric motors may exhibit different efficiency behaviors with respect to speed.

モータのノイズ、震動および効率は、種々の特性に影響される。１つのこうした特性は、モータの回転位置に対するモータ巻線に現れる電流の位相である。特にモータ速度が増大または減少するとき、電流の位相が、モータの基準回転位置に対してそれぞれ遅れるまたは進むことがある。高速のモータ速度では、モータ巻線の電流は、モータの基準位置に対して遅れる傾向があり得る。 Motor noise, vibration and efficiency are affected by various characteristics. One such characteristic is the phase of the current that appears in the motor winding relative to the rotational position of the motor. Especially when the motor speed increases or decreases, the phase of the current may be delayed or advanced with respect to the reference rotational position of the motor, respectively. At high motor speeds, the motor winding current can tend to lag behind the reference position of the motor.

上記の観点から、モータ巻線電流とモータ回転位置との検出した位相差に従って決定される自動位相調整を有する電動モータ駆動信号を生成することができる、電動モータ制御回路および関連する方法を提供することが望まれるはずである。 In view of the above, there is provided an electric motor control circuit and related method capable of generating an electric motor drive signal having an automatic phase adjustment determined according to a detected phase difference between the motor winding current and the motor rotational position. It should be desirable.

上記の観点から、たとえば電流のゼロクロスを検出することによって、モータ巻線の電流の位相を検出することができる、電動モータ制御回路および関連する方法を提供することも望まれるはずである。 In view of the above, it would also be desirable to provide an electric motor control circuit and associated method that can detect the phase of the motor winding current, for example, by detecting a zero crossing of the current.

本発明は、モータ巻線電流とモータ回転位置との検出した位相差に従って決定される自動位相調整を有する電動モータ駆動信号を生成することができる、電動モータ制御回路および関連する方法を提供する。 The present invention provides an electric motor control circuit and associated method capable of generating an electric motor drive signal having an automatic phase adjustment determined according to a detected phase difference between the motor winding current and the motor rotational position.

本発明は、たとえば電流のゼロクロスを検出することによって、モータ巻線の電流の位相を検出することができる、電動モータ制御回路および関連する方法も提供する。 The present invention also provides an electric motor control circuit and associated method that can detect the phase of the motor winding current, for example, by detecting a zero crossing of the current.

本発明の一態様によれば、複数のモータ巻線を有する多相モータを駆動する方法が、複数のモータ巻線のうちの少なくとも１つを通る電流のゼロクロスを示す、ゼロ電流信号を生成するステップと、モータの回転角の基準位置を示す、位置基準信号を生成するステップと、位相比較信号を生成するために、ゼロ電流信号の位相を位置基準信号の位相と比較するステップと、それぞれが位相比較信号の値に関係する位相を有する、複数の変調信号を生成するステップと、複数の変調信号に従って、複数のモータ巻線への複数のモータ駆動信号を生成するステップとを含む。 According to one aspect of the present invention, a method of driving a multiphase motor having a plurality of motor windings generates a zero current signal that indicates a zero crossing of current through at least one of the plurality of motor windings. A step of generating a position reference signal indicating a reference position of the rotation angle of the motor, and a step of comparing the phase of the zero current signal with the phase of the position reference signal to generate a phase comparison signal, respectively. Generating a plurality of modulation signals having a phase related to the value of the phase comparison signal; and generating a plurality of motor drive signals to the plurality of motor windings according to the plurality of modulation signals.

いくつかの実施形態では、上記の方法が、以下の１つまたは複数の態様を含むことができる。 In some embodiments, the methods described above can include one or more of the following aspects.

その方法のいくつかの実施形態では、位置基準信号を生成するステップが、モータに近接して配置されたホールセンサを用いてホールセンサ信号を生成するステップを含む。 In some embodiments of the method, generating the position reference signal includes generating a Hall sensor signal using a Hall sensor positioned proximate to the motor.

その方法のいくつかの実施形態では、位置基準信号を生成するステップが、複数のモータ巻線のうちの少なくとも１つに結合された逆起電力モジュールを用いて逆起電力信号を生成するステップを含む。 In some embodiments of the method, generating the position reference signal comprises generating a back electromotive force signal using a back electromotive force module coupled to at least one of the plurality of motor windings. Including.

その方法のいくつかの実施形態では、位置基準信号を生成するステップが、モータが基準位置を実現している状態に最も近い時間窓中で、複数のモータ巻線のうちの少なくとも１つへのモータ駆動信号を停止するステップと、逆起電力信号のゼロクロスによって時間窓中で基準位置を検出するステップとを含む。 In some embodiments of the method, the step of generating the position reference signal is to the at least one of the plurality of motor windings in a time window that is closest to the state in which the motor is realizing the reference position. Stopping the motor drive signal and detecting the reference position in the time window by zero crossing of the back electromotive force signal.

その方法のいくつかの実施形態では、複数の変調信号を生成するステップが、その複数の変調信号のうちの少なくとも１つの形状に対応して、変調の値が格納されるルック・アップ・テーブルを提供するステップと、最小値、最大値、および最小値と最大値との間の複数の値を有する、第１の連続する鋸歯状ランプ信号を生成するステップと、最小値、最大値および最小値と最大値との間の複数の値を有する第２の連続する鋸歯状ランプ信号を生成するために、第１の連続する鋸歯状ランプ信号に、位相比較信号に関係する値を加算するステップであって、第２の連続する鋸歯状ランプ信号の最小値および最大値が、第１の連続する鋸歯状ランプ信号の最小値および最大値から調整時間分の時間のシフトをし、調整時間が位相比較信号に関係する、加算するステップと、複数の変調信号のうちの少なくとも１つを生成するように、ルック・アップ・テーブルの値を順次参照するために調整した連続する鋸歯状ランプ信号を使用するステップと、複数の変調信号のうちの少なくとも１つとの既定の位相関係で少なくとも１つの他の変調信号を生成するステップとを含む。 In some embodiments of the method, generating the plurality of modulation signals includes a look-up table in which modulation values are stored corresponding to at least one shape of the plurality of modulation signals. Providing a first continuous sawtooth ramp signal having a minimum value, a maximum value, and a plurality of values between the minimum value and the maximum value; and a minimum value, a maximum value, and a minimum value Adding a value related to the phase comparison signal to the first continuous sawtooth ramp signal to generate a second continuous sawtooth ramp signal having a plurality of values between and a maximum value. The minimum and maximum values of the second continuous sawtooth ramp signal are shifted in time by an adjustment time from the minimum and maximum values of the first continuous sawtooth ramp signal, and the adjustment time is phased Related to comparison signal Using a continuous sawtooth ramp signal adjusted to sequentially reference values in the look-up table to produce at least one of the plurality of modulation signals; Generating at least one other modulation signal in a predetermined phase relationship with at least one of the plurality of modulation signals.

その方法のいくつかの実施形態では、ゼロ電流信号を生成するステップが、電動モータに結合された複数のハーフブリッジ回路をそれぞれ用いて、複数のモータ駆動信号を生成するステップであって、それぞれのハーフブリッジ回路が、直列結合された第１および第２のトランジスタそれぞれと、高い電源電圧を受信するための電源高電圧ノードそれぞれと、低い電源電圧を受信するための電源低電圧ノードそれぞれと、複数のモータ駆動信号のうちのそれぞれ１つが生成される出力ノードそれぞれとを備える、複数のモータ駆動信号を生成するステップと、複数のハーフブリッジ回路のうちの少なくとも１つの第１または第２のトランジスタのうちの少なくとも１つを通過する逆電流を検出するステップであって、その検出するステップが、高い電源電圧より高い出力ノードで電圧を検出するステップ、または、低い電源電圧より低い出力ノードで電圧を検出するステップのうちの少なくとも１つを含む、逆電流を検出するステップと、逆電流を検出するステップに従って、複数のモータ巻線のうちの少なくとも１つを通る電流のゼロクロスを示すゼロ電流信号を生成するステップとを含む。 In some embodiments of the method, generating the zero current signal includes generating a plurality of motor drive signals, each using a plurality of half-bridge circuits coupled to the electric motor, Each of the half-bridge circuits includes a first and a second transistor coupled in series, a power supply high voltage node for receiving a high power supply voltage, a power supply low voltage node for receiving a low power supply voltage, A plurality of motor drive signals, each of the output nodes from which each one of the plurality of motor drive signals is generated, and at least one first or second transistor of the plurality of half-bridge circuits. Detecting a reverse current passing through at least one of the steps, the detecting step comprising: Detecting a reverse current and detecting a reverse current, including at least one of detecting a voltage at an output node higher than a high power supply voltage or detecting a voltage at an output node lower than a low power supply voltage Generating a zero current signal indicative of a zero crossing of current through at least one of the plurality of motor windings.

その方法のいくつかの実施形態では、逆電流を検出するステップが、第１と第２のトランジスタが両方ともターンオフされる時間にのみ出力ノードで電圧をサンプリングすることによって、逆電力を検出するステップを含む。 In some embodiments of the method, detecting the reverse current comprises detecting the reverse power by sampling the voltage at the output node only during a time when both the first and second transistors are turned off. including.

その方法のいくつかの実施形態では、複数のモータ駆動信号のうちのそれぞれ１つが、複数のパルス幅変調信号をそれぞれ含み、複数のパルス幅変調信号のうちのそれぞれ１つが、高い電源電圧に最も近い定常状態の高値、およびより高い電源電圧より高い過渡の高値を含むハイ（ｈｉｇｈ）状態を有し、複数のパルス幅変調信号のうちのそれぞれ１つが、低い電源電圧に最も近い定常状態の低値、およびより低い電源電圧より低い過渡の低値を含むロー（ｌｏｗ）状態も有する。 In some embodiments of the method, each one of the plurality of motor drive signals includes a plurality of pulse width modulation signals, respectively, and each one of the plurality of pulse width modulation signals is most suitable for the high power supply voltage. A high state that includes a near steady state high value and a high transient value that is higher than a higher power supply voltage, each one of the plurality of pulse width modulated signals closest to the low power supply voltage. It also has a low state that includes a value and a low value of transient below the lower supply voltage.

本発明の別の態様によれば、複数のモータ巻線を有する多相モータを駆動するための電子回路が、複数のモータ巻線のうちの少なくとも１つを通る電流のゼロクロスを示すゼロ電流信号を生成するように構成された電流測定モジュールを含む。電子回路は、モータの回転角の基準位置を示す位置基準信号を生成するように構成された位置測定モジュールも含む。電子回路は、位相比較信号を生成するために、ゼロ電流信号の位相を位置基準信号の位相と比較するように構成され、それぞれが位相比較信号の値に関係する位相を有する、複数の変調信号を生成するように構成された変調信号生成モジュールも含む。電子回路は、複数の変調信号に従って、複数のモータ巻線への複数のモータ駆動信号を生成するように構成された駆動回路も含む。 In accordance with another aspect of the present invention, an electronic circuit for driving a multi-phase motor having a plurality of motor windings exhibits a zero current signal indicative of a zero crossing of current through at least one of the plurality of motor windings. A current measurement module configured to generate The electronic circuit also includes a position measurement module configured to generate a position reference signal indicative of a reference position of the rotation angle of the motor. The electronic circuit is configured to compare the phase of the zero current signal with the phase of the position reference signal to generate a phase comparison signal, each of the plurality of modulation signals having a phase related to the value of the phase comparison signal Also included is a modulated signal generation module configured to generate. The electronic circuit also includes a drive circuit configured to generate a plurality of motor drive signals to the plurality of motor windings according to the plurality of modulation signals.

いくつかの実施形態では、上記の電子回路が、以下の１つまたは複数の態様を含むことができる。 In some embodiments, the electronic circuit described above can include one or more of the following aspects.

電子回路のいくつかの実施形態では、位置測定モジュールが、モータに近接して配置されたホールセンサによって生成されたホール信号に従って、位置信号を生成するようにさらに構成される。 In some embodiments of the electronic circuit, the position measurement module is further configured to generate a position signal in accordance with a Hall signal generated by a Hall sensor disposed proximate to the motor.

電子回路のいくつかの実施形態では、位置測定モジュールが、モータ巻線に生成される逆起電力信号に従って、位置信号を生成するようにさらに構成される。 In some embodiments of the electronic circuit, the position measurement module is further configured to generate a position signal in accordance with the back electromotive force signal generated in the motor winding.

電子回路のいくつかの実施形態では、位置基準信号を生成するステップが、モータが基準位置を実現している状態に最も近い時間窓中で、複数のモータ巻線のうちの少なくとも１つへのモータ駆動信号を停止するステップと、逆起電力信号のゼロクロスによって時間窓中で基準位置を検出するステップとを含む。 In some embodiments of the electronic circuit, the step of generating the position reference signal is to the at least one of the plurality of motor windings in the time window closest to the state in which the motor is realizing the reference position. Stopping the motor drive signal and detecting the reference position in the time window by zero crossing of the back electromotive force signal.

電子回路のいくつかの実施形態では、変調信号生成モジュールが、複数の変調信号のうちの少なくとも１つの形状に対応して、変調の値が格納されるルック・アップ・テーブルと、最小値、最大値および最小値と最大値との間の複数の値を有する、第１の連続する鋸歯状ランプ信号を生成するように構成された、鋸歯状生成器と、ゼロ電流信号を表す信号を受信するように結合され、位置基準信号を表す信号を受信するように結合され、位相比較信号を表す信号を生成するように構成された、タイミング／位相エラー検出器と、最小値、最大値および最小値と最大値との間の複数の値を有する第２の連続する鋸歯状ランプ信号を生成するために、第１の連続する鋸歯状ランプ信号に、位相比較信号に関係する値を加算するように構成された合計モジュールとを備え、第２の連続する鋸歯状ランプ信号の最小値および最大値が、第１の連続する鋸歯状ランプ信号の最小値および最大値から調整時間分の時間のシフトをし、調整時間が位相比較信号に関係し、調整した連続する鋸歯状ランプ信号が、複数の変調信号のうちの少なくとも１つを生成するようにルック・アップ・テーブルの値を順次参照するために使用され、複数の変調信号のうちの少なくとも１つとの既定の位相関係で少なくとも１つの他の変調信号を生成するためにも使用される。 In some embodiments of the electronic circuit, the modulation signal generation module includes a look-up table that stores modulation values corresponding to at least one shape of the plurality of modulation signals, a minimum value, and a maximum value. A sawtooth generator configured to generate a first continuous sawtooth ramp signal having a value and a plurality of values between a minimum value and a maximum value, and a signal representing a zero current signal And a timing / phase error detector, coupled to receive a signal representative of the position reference signal and configured to generate a signal representative of the phase comparison signal, and a minimum, maximum and minimum value A value related to the phase comparison signal is added to the first continuous sawtooth ramp signal to generate a second continuous sawtooth ramp signal having a plurality of values between and a maximum value. Configured The minimum and maximum values of the second continuous sawtooth ramp signal are shifted in time by an adjustment time from the minimum and maximum values of the first continuous sawtooth ramp signal, and the adjustment time Is related to the phase comparison signal, and the adjusted continuous sawtooth ramp signal is used to sequentially reference the values in the look-up table to generate at least one of the plurality of modulation signals, Is also used to generate at least one other modulation signal in a predetermined phase relationship with at least one of the other modulation signals.

いくつかの実施形態では、電動モータに結合され複数のモータ駆動信号を生成するように構成された、複数のハーフブリッジ回路であって、それぞれのハーフブリッジ回路が、直列結合された第１および第２のトランジスタそれぞれと、高い電源電圧を受信するための電源高電圧ノードそれぞれと、低い電源電圧を受信するための低電源電圧ノードそれぞれと、複数のモータ駆動信号のうちのそれぞれ１つが生成される出力ノードそれぞれとを備える、複数のハーフブリッジ回路と、高い電源電圧より高い出力ノードの電圧、または低い電源電圧より低い出力ノードの電圧のうちの少なくとも１つを検出することによって、複数のハーフブリッジ回路のうちの少なくとも１つの第１のトランジスタまたは第２のトランジスタのうちの少なくとも１つを通過する逆電流を示す少なくとも１つのコンパレータ出力信号をそれぞれ生成するように構成された、少なくとも１つのコンパレータと、少なくとも１つのコンパレータ出力信号に従って、複数のモータ巻線のうちの少なくとも１つを通る電流のゼロクロスを示すゼロ電流信号を生成するように構成された、プロセッサとを、電子回路がさらに備える。 In some embodiments, a plurality of half bridge circuits coupled to an electric motor and configured to generate a plurality of motor drive signals, each half bridge circuit being coupled in series. Each of the two transistors, each of a power supply high voltage node for receiving a high power supply voltage, each of a low power supply voltage node for receiving a low power supply voltage, and each one of a plurality of motor drive signals are generated. A plurality of half-bridge circuits each comprising an output node and detecting at least one of a voltage at an output node higher than a high power supply voltage or a voltage at an output node lower than a low power supply voltage. At least one of the first transistor or the second transistor of the circuit; At least one comparator, each configured to generate at least one comparator output signal indicative of a reverse current passing through the one, and at least one of the plurality of motor windings according to the at least one comparator output signal The electronic circuit further comprises a processor configured to generate a zero current signal indicative of a zero crossing of the current through.

電子回路のいくつかの実施形態では、検出するステップが、第１と第２のトランジスタが両方ともターンオフされる時間にのみ出力ノードで電圧をサンプリングすることによって、逆電流を検出するステップを含む。 In some embodiments of the electronic circuit, the detecting step includes detecting the reverse current by sampling the voltage at the output node only at a time when both the first and second transistors are turned off.

電子回路のいくつかの実施形態では、複数のモータ駆動信号のうちのそれぞれ１つが、複数のパルス幅変調信号それぞれを含み、複数のパルス幅変調信号のうちのそれぞれ１つが、高い電源電圧に最も近い定常状態の高値、およびより高い電源電圧より高い過渡の高値を含むハイ状態を有し、複数のパルス幅変調信号のうちのそれぞれ１つが、低い電源電圧に最も近い定常状態の低値、およびより低い電源電圧より低い過渡の低値を含むロー状態も有する。 In some embodiments of the electronic circuit, each one of the plurality of motor drive signals includes each of the plurality of pulse width modulation signals, and each one of the plurality of pulse width modulation signals is most suitable for the high power supply voltage. A steady state high value that includes a near steady state high value and a high transient value that is higher than a higher power supply voltage, each one of the plurality of pulse width modulated signals being closest to the low power supply voltage, and It also has a low state that includes a low transient value below a lower supply voltage.

本発明の別の態様によれば、複数のモータ巻線を有する多相モータを駆動する方法が、電動モータに結合されたハーフブリッジ回路を用いてモータ駆動信号を生成するステップを含む。ハーフブリッジ回路が、直列結合された第１および第２のトランジスタと、高い電源電圧を受信するための電源高電圧ノードと、低い電源電圧を受信するための電源低電圧ノードと、モータ駆動信号が生成される出力ノードとを含む。その方法が、前記第１のトランジスタまたは前記第２のトランジスタのうちの少なくとも１つを通過する逆電流を検出するステップも含む。その検出するステップが、高い電源電圧より高い出力ノードで電圧を検出するステップ、または、低い電源電圧より低い出力ノードで電圧を検出するステップのうちの少なくとも１つを含む。その方法は、逆電流を検出するステップに従って複数のモータ巻線のうちの少なくとも１つを通る電流のゼロクロスを示すゼロ電流信号を生成するステップも含む。 According to another aspect of the invention, a method of driving a multi-phase motor having a plurality of motor windings includes generating a motor drive signal using a half-bridge circuit coupled to the electric motor. A half-bridge circuit includes first and second transistors coupled in series, a power supply high voltage node for receiving a high power supply voltage, a power supply low voltage node for receiving a low power supply voltage, and a motor drive signal Output node to be generated. The method also includes detecting a reverse current passing through at least one of the first transistor or the second transistor. The detecting step includes at least one of detecting a voltage at an output node higher than a high power supply voltage, or detecting a voltage at an output node lower than a low power supply voltage. The method also includes generating a zero current signal indicative of a zero crossing of current through at least one of the plurality of motor windings according to the step of detecting reverse current.

その方法のいくつかの実施形態では、モータ駆動信号が、複数のパルス幅変調信号を含み、複数のパルス幅変調信号のうちのそれぞれ１つが、高い電源電圧に最も近い定常状態の高値、およびより高い電源電圧より高い過渡の高値を含むハイ状態を有し、複数のパルス幅変調信号のうちのそれぞれ１つが、低い電源電圧に最も近い定常状態の低値、およびより低い電源電圧より低い過渡の低値を含むロー状態も有する。 In some embodiments of the method, the motor drive signal includes a plurality of pulse width modulation signals, each one of the plurality of pulse width modulation signals being a steady state high value closest to the high power supply voltage, and more A high state that includes a high value of a transient that is higher than a high supply voltage, each one of the plurality of pulse width modulated signals being a steady state low value that is closest to the low supply voltage, and a transient value that is lower than the lower supply voltage. It also has a low state that includes a low value.

いくつかの実施形態では、その方法が、モータの回転角の基準位置を示す位置基準信号を生成するステップと、位相比較信号を生成するためにゼロ電流信号の位相を位置基準信号の位相と比較するステップと、それぞれが位相比較信号の値に関係する位相を有する複数の変調信号を生成するステップと、複数の変調信号に従って複数のモータ巻線への複数のモータ駆動信号を生成するステップとを含む。 In some embodiments, the method generates a position reference signal indicative of a reference position of the rotation angle of the motor, and compares the phase of the zero current signal with the phase of the position reference signal to generate a phase comparison signal. Generating a plurality of modulation signals each having a phase related to the value of the phase comparison signal, and generating a plurality of motor drive signals to a plurality of motor windings according to the plurality of modulation signals. Including.

その方法のいくつかの実施形態では、複数の変調信号を生成するステップが、その複数の変調信号のうちの少なくとも１つの形状に対応して、変調の値が格納されるルック・アップ・テーブルを提供するステップと、最小値、最大値および最小値と最大値との間の複数の値を有する、第１の連続する鋸歯状ランプ信号を生成するステップと、最小値、最大値および最小値と最大値との間の複数の値を有する第２の連続する鋸歯状ランプ信号を生成するために、第１の連続する鋸歯状ランプ信号に、位相比較信号に関係する値を加算するステップであって、第２の連続する鋸歯状ランプ信号の最小値および最大値が、第１の連続する鋸歯状ランプ信号の最小値および最大値から調整時間分の時間のシフトをし、調整時間が位相比較信号に関係する、加算するステップと、複数の変調信号のうちの少なくとも１つを生成するようにルック・アップ・テーブルの値を順次参照するために、調整した連続する鋸歯状ランプ信号を使用するステップと、複数の変調信号のうちの少なくとも１つとの既定の位相関係で少なくとも１つの他の変調信号を生成するステップであって、それぞれの変調信号が、複数のパルス幅変調（ＰＷＭ）信号のうちの１つにそれぞれ関係する、生成するステップとを含む。 In some embodiments of the method, generating the plurality of modulation signals includes a look-up table in which modulation values are stored corresponding to at least one shape of the plurality of modulation signals. Providing a first continuous sawtooth ramp signal having a minimum value, a maximum value, and a plurality of values between the minimum value and the maximum value, and a minimum value, a maximum value, and a minimum value; Adding a value related to the phase comparison signal to the first continuous sawtooth ramp signal to generate a second continuous sawtooth ramp signal having a plurality of values between the maximum values. The minimum and maximum values of the second continuous sawtooth ramp signal are shifted by the adjustment time from the minimum and maximum values of the first continuous sawtooth ramp signal, and the adjustment time is compared in phase. Related to signal Using the adjusted continuous sawtooth ramp signal to sequentially reference the values of the look-up table to generate at least one of the plurality of modulation signals; Generating at least one other modulation signal in a predetermined phase relationship with at least one of the plurality of modulation signals, each modulation signal being one of a plurality of pulse width modulation (PWM) signals. Each of which is related to a generating step.

本発明の別の態様によれば、複数のモータ巻線を有する多相モータを駆動するための電子回路が、モータ駆動信号を生成するための電動モータに結合されたハーフブリッジ回路を含む。ハーフブリッジ回路が、直列結合された第１および第２のトランジスタと、高い電源電圧を受信するための電源高電圧ノードと、低い電源電圧を受信するための低電源電圧ノードと、モータ駆動信号が生成される出力ノードとを含む。高い電源電圧より高い出力ノードの電圧、または、低い電源電圧より低い出力ノードの電圧のうちの少なくとも１つを検出することによって、第１または第２のトランジスタのうちの少なくとも１つを通過する逆電流を示す少なくとも１つのコンパレータ出力信号をそれぞれ生成するように構成された少なくとも１つのコンパレータも、電子回路がさらに含む。少なくとも１つのコンパレータ出力信号に従って、複数のモータ巻線のうちの少なくとも１つを通る電流のゼロクロスを示すゼロ電流信号を生成するように構成されたプロセッサも、電子回路がさらに含む。 According to another aspect of the invention, an electronic circuit for driving a multi-phase motor having a plurality of motor windings includes a half bridge circuit coupled to an electric motor for generating a motor drive signal. A half-bridge circuit includes first and second transistors coupled in series, a power supply high voltage node for receiving a high power supply voltage, a low power supply voltage node for receiving a low power supply voltage, and a motor drive signal Output node to be generated. An inverse that passes through at least one of the first or second transistors by detecting at least one of a voltage at the output node higher than the high power supply voltage or a voltage at the output node lower than the low power supply voltage. The electronic circuit further includes at least one comparator configured to each generate at least one comparator output signal indicative of the current. The electronic circuit further includes a processor configured to generate a zero current signal indicative of a zero crossing of current through at least one of the plurality of motor windings in accordance with the at least one comparator output signal.

電子回路のいくつかの実施形態では、モータ駆動信号が、複数のパルス幅変調信号を含み、複数のパルス幅変調信号のうちのそれぞれ１つが、高い電源電圧に最も近い定常状態の高値、およびより高い電源電圧より高い過渡の高値を含むハイ状態を有し、複数のパルス幅変調信号のうちのそれぞれ１つが、低い電源電圧に最も近い定常状態の低値、およびより低い電源電圧より低い過渡の低値を含むロー状態も有する。 In some embodiments of the electronic circuit, the motor drive signal includes a plurality of pulse width modulation signals, each one of the plurality of pulse width modulation signals being a steady state high value closest to the high power supply voltage, and more A high state that includes a high value of a transient that is higher than a high supply voltage, each one of the plurality of pulse width modulated signals being a steady state low value that is closest to the low supply voltage, and a transient value that is lower than the lower supply voltage. It also has a low state that includes a low value.

いくつかの実施形態では、電子回路が、モータの回転角の基準位置を示す位置基準信号を生成するように構成された位置測定モジュールと、位相比較信号を生成するために、ゼロ電流信号の位相を位置基準信号の位相と比較するように構成され、それぞれが位相比較信号の値に関係する位相を有する複数の変調信号を生成するように構成された変調信号生成モジュールとをさらに含む。 In some embodiments, the electronic circuit includes a position measurement module configured to generate a position reference signal indicative of a reference position of the rotation angle of the motor, and a phase of the zero current signal to generate a phase comparison signal. And a modulation signal generation module configured to generate a plurality of modulation signals each having a phase related to a value of the phase comparison signal.

電子回路のいくつかの実施形態では、位置測定モジュールが、モータに近接して配置されたホールセンサによって生成されたホール信号に従って位置信号を生成するようにさらに構成される。 In some embodiments of the electronic circuit, the position measurement module is further configured to generate a position signal in accordance with a Hall signal generated by a Hall sensor disposed proximate to the motor.

電子回路のいくつかの実施形態では、位置測定モジュールが、モータ巻線に生成される逆起電力信号に従って位置信号を生成するようにさらに構成される。 In some embodiments of the electronic circuit, the position measurement module is further configured to generate a position signal in accordance with the back electromotive force signal generated in the motor winding.

電子回路のいくつかの実施形態では、電子回路が、モータが基準位置を実現している状態に最も近い時間窓中で、複数のモータ巻線のうちの少なくとも１つへのモータ駆動信号を停止するように構成され、位置測定モジュールが、時間窓中で基準位置を示す位置基準信号を生成するように構成される。 In some embodiments of the electronic circuit, the electronic circuit stops the motor drive signal to at least one of the plurality of motor windings in the time window closest to the state in which the motor achieves the reference position. And the position measurement module is configured to generate a position reference signal indicative of the reference position in the time window.

電子回路のいくつかの実施形態では、変調信号生成モジュールが、複数の変調信号のうちの少なくとも１つの形状に対応して変調の値が格納されるルック・アップ・テーブルと、最小値、最大値および最小値と最大値との間の複数の値を有する、第１の連続する鋸歯状ランプ信号を生成するように構成された、鋸歯状生成器と、ゼロ電流信号を表す信号を受信するように結合され、位置基準信号を表す信号を受信するように結合され、位相比較信号を表す信号を生成するように構成された、タイミング／位相エラー検出器と、最小値、最大値および最小値と最大値との間の複数の値を有する第２の連続する鋸歯状ランプ信号を生成するために、第１の連続する鋸歯状ランプ信号に、位相比較信号に関係する値を加算するように構成された合計モジュールとを備え、第２の連続する鋸歯状ランプ信号の最小値および最大値が、第１の連続する鋸歯状ランプ信号の最小値および最大値から調整時間分の時間のシフトをし、調整時間が位相比較信号に関係し、調整した連続する鋸歯状ランプ信号が、複数の変調信号のうちの少なくとも１つを生成するようにルック・アップ・テーブルの値を順次参照するために使用され、複数の変調信号のうちの少なくとも１つとの既定の位相関係で少なくとも１つの他の変調信号を生成するためにも使用され、それぞれの変調信号が、複数のパルス幅変調（ＰＷＭ）信号のうちの１つにそれぞれ関係する。 In some embodiments of the electronic circuit, the modulation signal generation module includes a look-up table in which modulation values are stored corresponding to at least one shape of the plurality of modulation signals, and a minimum value and a maximum value. And a sawtooth generator configured to generate a first continuous sawtooth ramp signal having a plurality of values between a minimum value and a maximum value, and receiving a signal representative of a zero current signal A timing / phase error detector coupled to receive a signal representative of the position reference signal and configured to generate a signal representative of the phase comparison signal; and a minimum value, a maximum value, and a minimum value Configured to add a value related to the phase comparison signal to the first continuous sawtooth ramp signal to generate a second continuous sawtooth ramp signal having a plurality of values between the maximum values. Total The minimum and maximum values of the second continuous sawtooth ramp signal are shifted in time by an adjustment time from the minimum and maximum values of the first continuous sawtooth ramp signal, and the adjustment time Is related to the phase comparison signal, and the adjusted continuous sawtooth ramp signal is used to sequentially reference the values in the look-up table to generate at least one of the plurality of modulation signals, Is also used to generate at least one other modulation signal in a predetermined phase relationship with at least one of the modulation signals, each modulation signal being one of a plurality of pulse width modulation (PWM) signals. Related to each.

前述の本発明の特徴ならびに本発明それ自体は、以下の図面の詳細な説明からより十分に理解されるであろう。 The foregoing features of the invention, as well as the invention itself, will be more fully understood from the following detailed description of the drawings, in which:

変調信号生成モジュールを有し、電流測定モジュールを有する例示的なモータ制御回路のブロック図である。2 is a block diagram of an exemplary motor control circuit having a modulation signal generation module and having a current measurement module. FIG. 特に、モータ制御回路がモータに正弦波駆動を提供するために使用されるときの図１の例示的なモータ制御回路に関連する種々の波形を示すグラフである。2 is a graph illustrating various waveforms associated with the exemplary motor control circuit of FIG. 1, particularly when the motor control circuit is used to provide a sinusoidal drive to the motor. 特に、モータ制御回路がモータに正弦波駆動を提供するために使用されるときの図１の例示的なモータ制御回路に関連する種々の波形を示し、また電流信号と位置基準信号との位相差を示す別のグラフである。In particular, the various waveforms associated with the exemplary motor control circuit of FIG. 1 when the motor control circuit is used to provide a sinusoidal drive to the motor, and the phase difference between the current signal and the position reference signal are shown. It is another graph which shows. 図１の例示的なモータ制御回路の変調信号生成モジュールとして使用され得る例示的な変調信号生成モジュールのブロック図である。2 is a block diagram of an exemplary modulation signal generation module that may be used as the modulation signal generation module of the exemplary motor control circuit of FIG. 図５は、図１の例示的なモータ制御回路の例示的なハーフブリッジ出力段を示し、また動作の異なる位相のモータ巻線電流の方向を示すブロック図である。図５Ａは、図１の例示的なモータ制御回路の例示的なハーフブリッジ出力段を示し、また動作の異なる位相のモータ巻線電流の方向を示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram illustrating an exemplary half-bridge output stage of the exemplary motor control circuit of FIG. 1 and illustrating the direction of motor winding currents in different phases of operation. FIG. 5A is a block diagram illustrating an exemplary half-bridge output stage of the exemplary motor control circuit of FIG. 1 and illustrating the direction of motor winding current at different phases of operation. モータ巻線に関連する波形、特に、正弦波電流、モータ巻線の正弦波駆動に関連する変調波形、および変調波形に従ってモータを駆動するパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing waveforms associated with motor windings, in particular, sine wave current, modulation waveforms associated with sine wave drive of motor windings, and pulse width modulation (PWM) signals that drive the motor according to the modulation waveforms. 図６のＰＷＭ信号の正および負の状態の詳細を示す挿絵である。It is an illustration which shows the detail of the positive and negative state of the PWM signal of FIG. 電動モータに印加されたＰＷＭ駆動信号を示し、またＰＷＭ駆動信号に関連する正弦波電流示すグラフである。It is a graph which shows the PWM drive signal applied to the electric motor, and also shows the sine wave current relevant to a PWM drive signal. 変調信号生成モジュールを有し、ゼロ電流検出モジュールとして電流測定モジュールを有する別の例示的なモータ制御回路のブロック図である。FIG. 6 is a block diagram of another exemplary motor control circuit having a modulation signal generation module and having a current measurement module as a zero current detection module. 特にモータへの台形波駆動が使用されるとき、その波形からモータ巻線のゼロ電流が検出され得るような、種々の波形を示すグラフである。6 is a graph showing various waveforms such that when a trapezoidal wave drive to the motor is used, the zero current of the motor winding can be detected from the waveform.

本発明について説明する前に、いくつか導入として概念および技術を説明する。本明細書で使用する、用語「変調波形（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｗａｖｅｆｏｒｍ）」は、包絡線または別の信号の特徴的な機能、たとえばパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を説明するために使用される。 Before describing the present invention, some concepts and techniques will be described as an introduction. As used herein, the term “modulation waveform” is used to describe a characteristic function of an envelope or another signal, such as a pulse width modulation (PWM) signal.

図１を参照すると、例示的モータ制御回路１０２が電動モータ１０４に結合される。 With reference to FIG. 1, an exemplary motor control circuit 102 is coupled to an electric motor 104.

モータ１０４は、３つの巻線１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃを含むように示され、各巻線がそれぞれ等価回路として示されることが多いこの３つの巻線は、レジスタと直列また逆起電力源と直列のインダクタを有する。たとえば、巻線Ａ、１０４ａは、レジスタ１３１と直列かつ逆起電力源ＶＡ、１３６と直列のインダクタ１３０を含むように示される。逆起電力源ＶＡ、１３６の電圧は、電流が関連する巻線に流れているとき直接の観察は可能でないが、関連する巻線を通る電流がゼロのときは直接の観察が可能である。 The motor 104 is shown to include three windings 104a, 104b, 104c, each of which is often shown as an equivalent circuit, which is in series with a resistor or in series with a back electromotive force source. Has an inductor. For example, winding A, 104a is shown to include an inductor 130 in series with resistor 131 and in series with back electromotive force source VA, 136. The voltage of the back electromotive force source VA, 136 is not directly observable when current is flowing through the associated winding, but is directly observable when the current through the associated winding is zero.

通常、モータ巻線をわたる、たとえば、巻線Ａ、１４０ａをわたる電圧は、次の式によって決定される。
ＶｏｕｔＡ−Ｖｃｏｍｍｏｎ＝ＶＡ＋ＩＲ＋ＬｄＩ／ｄｔ
式中、
ＶｏｕｔＡ＝巻線Ａの１つの端部の観察可能な電圧
Ｖｃｏｍｍｏｎ＝巻線１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃの接合点の電圧
Ｒ＝レジスタ１３１の抵抗
Ｌ＝インダクタ１３０のインダクタンス
Ｉ＝巻線を通る電流
ＶＡ＝逆起電力電圧
したがって、巻線１０４ａを通る電流がゼロの場合、ＶｏｕｔＡ＝ＶＡであり、これは観察可能な電圧であることが分かるであろう。 Usually, the voltage across the motor winding, for example, winding A, 140a, is determined by the following equation:
VoutA−Vcommon = VA + IR + LdI / dt
Where
VoutA = observable voltage at one end of winding A Vcommon = voltage at junction of windings 104a, 104b, 104c R = resistance of resistor 131 = inductance of inductor 130 I = current through winding VA = Thus, it can be seen that when the current through winding 104a is zero, VoutA = VA, which is an observable voltage.

モータ制御回路１０２は、モータ制御回路１０２の外側から、外部要求速度信号（ｅｘｔｅｒｎａｌｓｐｅｅｄｄｅｍａｎｄｓｉｇｎａｌ）１０６を受信するように結合された要求速度生成器（ｓｐｅｅｄｄｅｍａｎｄｇｅｎｅｒａｔｏｒ）１０７を含む。外部要求速度信号１０６は、種々のフォーマットのうちの１つでなされ得る。通常、外部要求速度信号１０６は、モータ制御回路１０２の外側からリクエストされるモータ１０４の速度を示す。 The motor control circuit 102 includes a speed demand generator 107 coupled to receive an external speed demand signal 106 from outside the motor control circuit 102. The external request rate signal 106 can be in one of a variety of formats. Usually, the external request speed signal 106 indicates the speed of the motor 104 requested from outside the motor control circuit 102.

要求速度生成器１０７は、要求速度信号１０７ａを生成するように構成される。パルス幅変調（ＰＷＭ）生成器１０８は、要求速度信号１０７ａを受信するように結合され、ＰＷＭ信号１０８ａを生成するように構成され、そのＰＷＭ信号の最大デューティサイクルは、要求速度信号１０７ａによって制御される。ＰＷＭ生成器１０８は、変調信号生成モジュール１４６から、変調波形１４６ａ、１４６ｂ、１４６ｃを受信するようにも結合される。ＰＷＭ信号１０８ａは、変調波形１４６ａ、１４６ｂ、１４６ｃに従って、変調特性（すなわち、相関時変デューティサイクル）を用いて生成される。変調波形および関連するＰＷＭ信号について、図６に併せて以下でより十分に説明する。 Requested speed generator 107 is configured to generate requested speed signal 107a. A pulse width modulation (PWM) generator 108 is coupled to receive the required speed signal 107a and is configured to generate the PWM signal 108a, the maximum duty cycle of the PWM signal being controlled by the required speed signal 107a. The The PWM generator 108 is also coupled to receive modulation waveforms 146a, 146b, 146c from the modulation signal generation module 146. The PWM signal 108a is generated using modulation characteristics (ie, a correlated time-varying duty cycle) according to the modulation waveforms 146a, 146b, 146c. The modulation waveforms and associated PWM signals are described more fully below in conjunction with FIG.

モータ制御回路１０２は、ＰＷＭ信号１０８を受信するように結合され、３つのハーフブリッジ回路１１２／１１４、１１６／１１８、１２０／１２２として配列された６つのトランジスタ１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２を駆動するために、ＰＷＭゲート駆動信号１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅ、１１０ｆを生成するように構成された、ゲート駆動回路１１０も含む。６つのトランジスタ１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２は、ノード１０２ｄ、１０２ｃ、１０２ｂでそれぞれ、３つのモータ駆動信号ＶｏｕｔＡ、ＶｏｕｔＢ、ＶｏｕｔＣ、それぞれ１２４、１２６、１２８を供給するように飽和状態で動作する。 The motor control circuit 102 is coupled to receive the PWM signal 108 and has six transistors 112, 114, 116, 118, 120, arranged as three half-bridge circuits 112/114, 116/118, 120/122. Also included is a gate drive circuit 110 configured to generate PWM gate drive signals 110a, 110b, 110c, 110d, 110e, 110f to drive 122. Six transistors 112, 114, 116, 118, 120, 122 are saturated to provide three motor drive signals VoutA, VoutB, VoutC, respectively 124, 126, 128 at nodes 102d, 102c, 102b, respectively. Operate.

モータ制御回路１０２は、位置測定モジュール１４２も含むことができ、位置測定モジュール１４２は、逆起電力信号（複数可）を受信するように結合され得る（たとえば、モータ巻線１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃが駆動されない、また巻線電流がそれぞれゼロである時間に、直接観察可能な逆起電力信号を含む、モータ駆動信号１２４、１２６、１２８のうちの１つまたは複数を受信するように結合され得る）か、ホール素子（図示せず）からのホール素子信号を受信するように結合され得る。位置測定モジュール１４２は、モータ１０４の回転基準位置を示す位置基準信号１４２ａを生成するように構成される。 The motor control circuit 102 may also include a position measurement module 142, which may be coupled to receive the back electromotive force signal (s) (eg, the motor windings 104a, 104b, 104c are May be coupled to receive one or more of the motor drive signals 124, 126, 128, including the directly observable back electromotive force signal, at times that are not driven and the winding currents are each zero. Or it can be coupled to receive a Hall element signal from a Hall element (not shown). The position measurement module 142 is configured to generate a position reference signal 142 a indicating the rotation reference position of the motor 104.

モータ制御回路１０２は、モータ駆動信号１２４、１２６、１２８のうちの１つを受信するように結合され得る電流測定モジュール１４４も含むことができる。電流測定モジュール１４４は、モータ巻線のうちの１つまたは複数を通る電流のゼロクロスを示すゼロ電流信号１４４ａを生成するように構成される。例示的な電流測定モジュールについては、図８に併せて以下でさらに詳細に説明する。 The motor control circuit 102 can also include a current measurement module 144 that can be coupled to receive one of the motor drive signals 124, 126, 128. The current measurement module 144 is configured to generate a zero current signal 144a that indicates a zero crossing of the current through one or more of the motor windings. An exemplary current measurement module is described in further detail below in conjunction with FIG.

変調信号生成モジュール１４６は、位置基準信号１４２ａおよびゼロ電流信号１４４ａを受信するように結合される。変調信号生成モジュール１４６は、位置基準信号１４２ａとゼロ電流信号１４４ａとの位相差に従って、変調波形１４６ａ、１４６ｂ、１４６ｃの位相を変化させるように構成される。例示的な変調信号生成モジュール１４６については、図４に併せて以下で説明する。 Modulation signal generation module 146 is coupled to receive position reference signal 142a and zero current signal 144a. The modulation signal generation module 146 is configured to change the phase of the modulation waveforms 146a, 146b, 146c according to the phase difference between the position reference signal 142a and the zero current signal 144a. An exemplary modulation signal generation module 146 is described below in conjunction with FIG.

モータ制御回路１０２は、ノード１０２ａで、モータ電圧ＶＭＯＴまたは簡単にＶＭ、を受信するように結合され、このモータ電圧は、上位のトランジスタ１１２、１１６、１２０がターンオンする時間中にトランジスタ１１２、１１６、１２０を通じてモータに供給され得る。トランジスタ１１２、１１６、１２０がターンオンし、モータ１０４に電流を供給中のとき、これらのトランジスタを通じて小さい電圧降下（たとえば０．１ボルト）があり得ることが理解されよう。 The motor control circuit 102 is coupled at node 102a to receive the motor voltage VMOT or simply VM, which is connected to the transistors 112, 116, 120 during the time that the upper transistors 112, 116, 120 are turned on. 120 may be supplied to the motor. It will be appreciated that when transistors 112, 116, 120 are turned on and are supplying current to motor 104, there may be a small voltage drop (eg, 0.1 volts) through these transistors.

上記の説明のように、モータ制御回路１０２は、モータ１０４の検知した回転位置に関して、駆動信号１２４、１２６、１２８のタイミングすなわち位相を自動的に調整することができる。 As described above, the motor control circuit 102 can automatically adjust the timing or phase of the drive signals 124, 126, 128 with respect to the rotational position detected by the motor 104.

ここで図２を参照すると、グラフ２００、２２０、２４０および２６０は、横軸の目盛りが任意単位の時間単位である。グラフ２００、２２０、２４０は、縦軸の目盛りが任意単位の電圧の単位である。グラフ２６０は、縦軸の目盛りが任意単位の電流の単位である。 Referring now to FIG. 2, graphs 200, 220, 240, and 260 are time units with a scale on the horizontal axis. In the graphs 200, 220, and 240, the vertical scale is an arbitrary unit of voltage. In the graph 260, the scale of the vertical axis is a unit of current with an arbitrary unit.

信号２０２は、モータ１０４が回転中であるときの図１のモータ１０４のモータ巻線のうちの１つ（たとえば、巻線Ａ、１０４ａ）の逆起電力信号（すなわち、電圧信号）を表す。逆起電力電圧２０２は、通常正弦波である。 Signal 202 represents the back electromotive force signal (ie, voltage signal) of one of the motor windings (eg, windings A, 104a) of motor 104 of FIG. 1 when motor 104 is rotating. The back electromotive force voltage 202 is usually a sine wave.

図１のモータ制御回路１０２のいくつかの実施形態では、逆起電力信号２０２のゼロクロスが、モータ１０４の基準回転位置を識別するために位置測定モジュール１４２によって使用され得る。時間２０８での逆起電力信号２０２のゼロクロスが、逆起電力信号２０２が生成されるモータ巻線を通過するゼロ電流と同時またはほぼ同時に起こることが望ましい。こうした関係性が、最も効率的なモータ動作をもたらす。 In some embodiments of the motor control circuit 102 of FIG. 1, the zero crossing of the back electromotive force signal 202 can be used by the position measurement module 142 to identify the reference rotational position of the motor 104. Desirably, the zero crossing of the back electromotive force signal 202 at time 208 occurs at or near the same time as the zero current passing through the motor winding from which the back electromotive force signal 202 is generated. This relationship results in the most efficient motor operation.

モータ制御回路１０２のいくつかの実施形態では、モータ１０４の回転位置を検出するために、逆起電力信号が使用されない。代わりに、ホール素子が、モータ１０４の周囲に位置され、ホール素子信号２２２、２２４、２２６がモータ１０４が回転するときに生成される。この信号２２２、２２４、２２６が、モータ１０４の回転位置を表すことが明らかであろう。特質上、ホール素子信号２２２、２２４、２２６の遷移部のいずれも逆起電力信号２０２のゼロクロスと整合しないことが分かるであろう。それでも、時間２０８は、ホール素子信号２２２、２２４、２２６によって、この信号の２２２、２２４、２２６の特定の遷移部の中間、たとえば半分として識別され得る。 In some embodiments of the motor control circuit 102, the back electromotive force signal is not used to detect the rotational position of the motor 104. Instead, Hall elements are located around the motor 104 and Hall element signals 222, 224, 226 are generated when the motor 104 rotates. It will be apparent that the signals 222, 224, 226 represent the rotational position of the motor 104. It will be appreciated that by nature, none of the transitions of the Hall element signals 222, 224, 226 match the zero crossing of the back electromotive force signal 202. Nevertheless, time 208 may be identified by Hall element signals 222, 224, 226 as intermediate, eg, half, of a particular transition portion of 222, 224, 226 of this signal.

信号２４２、２４４、２４６は、上述の図１の変調波形１４６ａ、１４６ｂ、１４６ｃを表す。変調波形２４２、２４４、２４６は、モータ１０４を駆動するためのＰＷＭ信号を生成するために使用される。変調波形２４２、２４４、２４６とＰＷＭ信号との通信については、図６に併せて以下でより十分に説明する。 Signals 242, 244, 246 represent the modulation waveforms 146a, 146b, 146c of FIG. 1 described above. The modulation waveforms 242, 244 and 246 are used to generate a PWM signal for driving the motor 104. The communication between the modulation waveforms 242, 244, 246 and the PWM signal will be described more fully below in conjunction with FIG.

変調波形２４２は、図１の巻線Ａ、１０４ａに関連し、通常、その巻線と関連する逆起電力信号２０２と整合することが認識されよう。他の変調波形２４４、２４６は、図１のモータ１０４の他の巻線Ｂ、巻線Ｃそれぞれ１０４ｂ、１０４ｃに関連する。 It will be appreciated that the modulation waveform 242 is associated with winding A, 104a in FIG. 1 and is typically consistent with the back electromotive force signal 202 associated with that winding. Other modulation waveforms 244, 246 are associated with the other winding B, winding C 104b, 104c, respectively, of the motor 104 of FIG.

信号２６２、２６４、２６６は、図１のモータの巻線Ａ、巻線Ｂ、巻線Ｃそれぞれ１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃに現れる電流を表す。モータ巻線の実際の電流信号は、信号２６２、２６４、２６６で示すものより複雑となり得ることが理解されよう。ただし、電流信号２６２、２６４、２６６は、３つのモータ巻線を通る、時間に対する平均電流を表す。モータ巻線Ａ、１０４ａの電流２６２が、通常逆起電力信号２０２と同位相であることが理解されよう。ただし、図３と併せて以下でより十分に説明するが、電流信号２６２と関連する逆起電力信号２０２との位相差がある可能性がある。 Signals 262, 264, and 266 represent currents appearing at 104a, 104b, and 104c, respectively, of winding A, winding B, and winding C of the motor of FIG. It will be appreciated that the actual current signal of the motor windings can be more complex than that indicated by signals 262, 264, 266. However, current signals 262, 264, 266 represent the average current over time through the three motor windings. It will be appreciated that the current 262 in the motor windings A, 104a is normally in phase with the back electromotive force signal 202. However, as described more fully below in conjunction with FIG. 3, there may be a phase difference between the current signal 262 and the associated back electromotive force signal 202.

モータ１０４の電気的回転は、６つの状態、または時間間隔、２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄ、２０１ｅ、２０１ｆに分割され得る。 The electrical rotation of the motor 104 can be divided into six states, or time intervals, 201a, 201b, 201c, 201d, 201e, 201f.

ここで図３を参照すると、グラフ３００は、横軸の目盛りが任意単位の時間の単位である。グラフ３００は、縦軸の目盛りも任意単位の電圧および電流の単位である。グラフ３２０は、横軸の目盛りが任意単位の時間の単位である。グラフ３２０も、目盛りが任意単位の電圧の単位である縦軸を含む。 Referring now to FIG. 3, in the graph 300, the horizontal scale is an arbitrary unit of time. In the graph 300, the scale of the vertical axis is also a unit of voltage and current in arbitrary units. In the graph 320, the horizontal scale is an arbitrary unit of time. The graph 320 also includes a vertical axis whose scale is an arbitrary unit of voltage.

信号３０４は、図１の巻線Ａ、１０４ａの電流信号を表す。したがって、信号３０４は、図２の信号２６２に対応する。信号３０２は、図１の巻線Ａ、１０４ａの逆起電力信号１３６を表す。したがって、信号３０２は、図２の信号２０２に対応する。信号３０２、３０４のゼロクロスが明らかであろう。時間差３０８は、逆起電力信号３０２のゼロクロスと電流信号３０４のゼロクロスとの時間差を示す。したがって、時間差３０８は、回転位置基準（すなわち、逆起電力信号３０２のゼロクロス）と関連するモータ巻線を通過するゼロ電流との時間差を表す。 Signal 304 represents the current signal of windings A, 104a in FIG. Therefore, signal 304 corresponds to signal 262 in FIG. Signal 302 represents the back electromotive force signal 136 of windings A, 104a of FIG. Therefore, the signal 302 corresponds to the signal 202 of FIG. The zero crossing of the signals 302, 304 will be apparent. A time difference 308 indicates a time difference between the zero cross of the back electromotive force signal 302 and the zero cross of the current signal 304. Thus, the time difference 308 represents the time difference between the rotational position reference (ie, the zero crossing of the back EMF signal 302) and the associated zero current through the motor winding.

信号３０６は、モータ１０４が回転速度を加速中、またはモータ１０４が高速で回転中の時間間隔の間の図１の巻線Ａ、１０４ａの電流信号を表す。相対的に位相がシフトしたことが分かるであろう。電流信号３０６のゼロクロスは、逆起電力信号３０２のゼロクロスに対して遅延する。逆起電力信号３０２のゼロクロスは、モータ１０４の基準回転位置を示す。電流信号３０６のゼロクロスは、モータ巻線Ａ、１０４ａを通るゼロ電流を表す。ゼロクロスは時間および位相が一致することが望ましい。時間が一致しないとモータのノイズおよび震動が増加し、モータの効率が低下することになる。 Signal 306 represents the current signal in windings A, 104a of FIG. 1 during the time interval during which motor 104 is accelerating its rotational speed or motor 104 is rotating at high speed. It can be seen that the phase has shifted relatively. The zero crossing of the current signal 306 is delayed with respect to the zero crossing of the back electromotive force signal 302. The zero cross of the back electromotive force signal 302 indicates the reference rotational position of the motor 104. The zero cross of current signal 306 represents zero current through motor windings A, 104a. The zero crossing is preferably time and phase matched. If the times do not match, motor noise and vibration will increase and motor efficiency will decrease.

変調波形３２２は、図２の変調波形２４２と同一または類似のものである。したがって、モータが加速中または速く回転中のとき、電流信号３０６は、変調波形３２２に対して遅延することが分かるであろう。電流信号３０６のゼロクロスが、モータ１０４の回転基準位置を示す、逆起電力信号３０２のゼロクロスと同時に起こるまたはほぼ同時に起こるように、電流信号３０６を進めるために、変調波形３２２を進める（すなわち、変調波形３２２を左へ動かす）ことが望ましい。 The modulation waveform 322 is the same as or similar to the modulation waveform 242 of FIG. Thus, it will be appreciated that the current signal 306 is delayed with respect to the modulation waveform 322 when the motor is accelerating or rotating fast. Advance the modulation waveform 322 to advance the current signal 306 so that the zero cross of the current signal 306 occurs at or near the same time as the zero cross of the back electromotive force signal 302, which indicates the rotational reference position of the motor 104. It is desirable to move waveform 322 to the left).

通常、図１の変調信号生成モジュール１４６は、逆起電力信号３０２および電流信号３０４、３０６が表すところの、受信した回転位置基準信号１４２ａおよびゼロ電流信号１４４ａに従って、様々な変調波形１４６ａ、１４６ｂ、１４６ｃを進めるか遅延させることができる。 In general, the modulation signal generation module 146 of FIG. 1 performs various modulation waveforms 146a, 146b, according to the received rotational position reference signal 142a and zero current signal 144a, as represented by the back electromotive force signal 302 and the current signals 304, 306. 146c can be advanced or delayed.

図２および図３と併せて上記で説明したものなど従来型の正弦波モータ駆動信号に関しては、図１に併せて上記で説明した理由で、モータ巻線１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃのうちのそれぞれ１つが常に駆動されているので、逆起電力信号３０２のゼロクロスを観察および検出をすることが容易にできるわけではない。逆起電力信号を観察するためには、モータ巻線への駆動信号を少なくとも瞬間的に停止する必要がある。したがって、いくつかの実施形態では、正弦波モータ駆動信号構成を用いて、モータ１０４の巻線１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃのうちの少なくとも１つへの正弦波駆動信号が、逆起電力信号のゼロクロスを観察するために小さい時間窓の間停止され得る。この目標のために、図１のモータ制御回路１０２では、制御信号１４２ｂが、位置測定モジュール１４２によってゲートドライバ１１０に供給される。 For conventional sinusoidal motor drive signals, such as those described above in conjunction with FIGS. 2 and 3, one of each of the motor windings 104a, 104b, 104c for the reasons described above in conjunction with FIG. Since one is always driven, it is not easy to observe and detect the zero crossing of the back electromotive force signal 302. In order to observe the back electromotive force signal, it is necessary to stop the drive signal to the motor winding at least instantaneously. Thus, in some embodiments, using a sinusoidal motor drive signal configuration, a sinusoidal drive signal to at least one of the windings 104a, 104b, 104c of the motor 104 causes a zero crossing of the back EMF signal. It can be stopped for a small time window to observe. To this end, in the motor control circuit 102 of FIG. 1, the control signal 142 b is supplied to the gate driver 110 by the position measurement module 142.

ここで図４を参照すると、変調信号生成モジュール４０２が、図１の変調信号生成モジュール１４６として使用され得る。 Referring now to FIG. 4, the modulation signal generation module 402 may be used as the modulation signal generation module 146 of FIG.

変調信号生成モジュール４０２は、検出した位置基準信号４１４および検出したゼロ電流信号４１８を受信するように結合される。検出した位置基準信号４１４は、図１の位置基準信号１４２ａと同一または類似のものとすることができる。検出したゼロ電流信号４１８は、図１のゼロ電流信号１４４ａと同一または類似のものとすることができる。 The modulation signal generation module 402 is coupled to receive the detected position reference signal 414 and the detected zero current signal 418. The detected position reference signal 414 may be the same as or similar to the position reference signal 142a of FIG. The detected zero current signal 418 may be the same as or similar to the zero current signal 144a of FIG.

上記の説明のように、検出した位置基準信号４１４は、巻線への正弦波駆動が停止される間の短い時間間隔を使用することによって、正弦波駆動波形を使用して逆起電力信号のゼロクロスに併せて生成され得る。他の実施形態では、検出した位置基準信号４１４が、図Ａのモータ１０４の周囲に配置されたホール素子および関連するホール素子信号に併せて生成され得る。 As described above, the detected position reference signal 414 uses a sinusoidal drive waveform to reduce the back electromotive force signal by using a short time interval while the sinusoidal drive to the winding is stopped. Can be generated in conjunction with zero crossing. In other embodiments, the detected position reference signal 414 may be generated in conjunction with the Hall elements disposed around the motor 104 of FIG. A and associated Hall element signals.

変調信号生成モジュール４０２は、固定高周波数を有するシステムクロック信号４１６を受信するようにも結合される。 The modulation signal generation module 402 is also coupled to receive a system clock signal 416 having a fixed high frequency.

いわゆる、「シータランプ生成器」４０４が、検出した位置基準信号４１４およびシステムクロック信号４１６を受信するように結合される。シータランプ生成器４０４は、未調整シータ信号４０４ａを生成するように構成され、未調整シータ信号４０４ａは、定期的に終端の値（ｔｅｒｍｉｎａｌｖａｌｕｅ）に達しゼロにリセットするランプ信号を表す一連の値からなるデジタル信号とすることができる。ランプ信号のリセット時間は、検出した位置基準信号４１４が示す位置基準に関して固定され（すなわち、モータ１０４の固定された回転位置）る。 A so-called “theta ramp generator” 404 is coupled to receive the detected position reference signal 414 and the system clock signal 416. Theta ramp generator 404 is configured to generate an unadjusted theta signal 404a, which is a series of values representing a ramp signal that periodically reaches a terminal value and resets to zero. It can be made into the digital signal which consists of. The reset time of the ramp signal is fixed with respect to the position reference indicated by the detected position reference signal 414 (that is, the fixed rotational position of the motor 104).

動作中、シータランプ生成器４０４が、システムクロック遷移部の数をカウントすることによって測定され、検出した位置基準信号４１４によって識別された位置基準間の時間間隔を識別することができる。言い換えれば、シータランプ生成器４０４が、１つの電気的回転によりモータ１０４が回転するのにかかる時間（すなわち、システムクロック信号４１６の遷移部の数）を識別することができる。シータランプ生成器４０４は、システムクロック４１６の遷移部の識別した数を、固定のスカラ量たとえば２５６で除すことができる。したがって、モータの電気的な回転運動は２５６の部分に分割され得る。したがって、クロック信号４０２が、モータの１つの電気的回転運動中たとえば２５６の遷移部を実現する周波数を有することができる。クロック信号４０２は、未調整のシータ信号４０４ａのランプ値がインクリメントされ、未調整のシータ信号４０４ａ内に出力される速度を生成するために、シータランプ生成器４０４によって生成され使用され得る。したがって、「未調整の」シータ信号４０４ａのランプ信号のゼロへのリセットは、モータの電気的回転運動につき１回実現され、たとえばランプでの２５６ステップとすることができることが理解されよう。 In operation, the theta ramp generator 404 can be identified by counting the number of system clock transitions and identifying the time interval between position references identified by the detected position reference signal 414. In other words, the theta ramp generator 404 can identify the time it takes for the motor 104 to rotate with one electrical rotation (ie, the number of transitions in the system clock signal 416). Theta ramp generator 404 can divide the identified number of transitions of system clock 416 by a fixed scalar quantity, eg, 256. Thus, the electrical rotational movement of the motor can be divided into 256 parts. Thus, the clock signal 402 can have a frequency that achieves, for example, 256 transitions during one electrical rotational movement of the motor. The clock signal 402 may be generated and used by the theta ramp generator 404 to generate a rate at which the ramp value of the unadjusted theta signal 404a is incremented and output in the unadjusted theta signal 404a. Thus, it will be appreciated that the reset of the “unadjusted” theta signal 404a to zero of the ramp signal can be accomplished once per electrical rotary motion of the motor, for example, 256 steps at the ramp.

タイミング／位相エラー検出器４１０は、検出したゼロ電流信号４１８を受信するように結合され、検出した位置基準信号４１４を受信するように結合され、クロック信号４０２を受信するように結合される。 The timing / phase error detector 410 is coupled to receive the detected zero current signal 418, is coupled to receive the detected position reference signal 414, and is coupled to receive the clock signal 402.

タイミング／位相エラー検出器４１０は、検出した位置基準信号４１４によって識別された位置基準と、検出したゼロ電流信号４１８によって識別されたゼロ電流クロスとの時間差（すなわち、位相差）を識別するように構成される
再び簡単に図３を参照すると、言い換えれば、タイミング／位相エラー検出器４１０は、電流信号３０４または３０６のゼロクロスと逆起電力信号３０２のゼロクロスとの時間差を識別するように動作可能である。 The timing / phase error detector 410 is adapted to identify the time difference (ie, phase difference) between the position reference identified by the detected position reference signal 414 and the zero current cross identified by the detected zero current signal 418. Referring again briefly to FIG. 3, in other words, the timing / phase error detector 410 is operable to identify the time difference between the zero crossing of the current signal 304 or 306 and the zero crossing of the back-EMF signal 302. is there.

図４を参照すると、タイミング／位相エラー検出器４１０は、エラー信号４１０ａを生成するように構成され、いくつかの実施形態では、このエラー信号は、識別された時間（すなわち位相）差を表すデジタル値とすることができる。 Referring to FIG. 4, the timing / phase error detector 410 is configured to generate an error signal 410a, which in some embodiments is a digital representing the identified time (ie, phase) difference. Can be a value.

比例積分微分器（ＰＩＤ）、または他の実施形態では比例積分器（ＰＩ）が、エラー信号４１０ａを受信するように結合され、基本的には、調整信号４１２ａを生成するためにエラー信号４１０ａをフィルタにかけるように構成され得る。いくつかの実施形態では、調整信号４１２ａが、タイミング／位相エラー検出器４１０によって識別された時間差に比例するデジタル値とすることができる。 A proportional integral differentiator (PID), or in other embodiments a proportional integrator (PI), is coupled to receive the error signal 410a, essentially using the error signal 410a to generate the adjustment signal 412a. Can be configured to filter. In some embodiments, the adjustment signal 412a can be a digital value proportional to the time difference identified by the timing / phase error detector 410.

合計モジュール４０６は、未調整のシータ信号４０４ａ（すなわち、固定位相でのリセットランプ信号を表すデジタル値のシーケンシャルセット）を受信するように結合され、調整信号４１２ａを受信するように結合され、シータ信号４０６ａを生成するように構成される。 Summing module 406 is coupled to receive an unadjusted theta signal 404a (ie, a sequential set of digital values representing a reset ramp signal at a fixed phase) and is coupled to receive an adjusted signal 412a, theta signal 406a is configured to be generated.

動作中、シータ信号４０６ａは、未調整のシータ信号４０４ａのようなリセットランプ信号であるが、この信号のため、ランプ信号のリセット時間が、調整信号４１２ａの値に従って、時間的な移動がなされ、すなわち位相が調整されることが理解されるべきである。 In operation, theta signal 406a is a reset ramp signal, such as unadjusted theta signal 404a, but because of this signal, the reset time of the ramp signal is shifted in time according to the value of adjustment signal 412a, That is, it should be understood that the phase is adjusted.

変調プロファイルルック・アップ・テーブルおよびプロセッサ４０８は、シータ信号４０６ａを受信するように結合される。変調プロファイルルック・アップ・テーブルおよびプロセッサ４０８は、１つまたは複数の変調プロファイルたとえば図２の変調プロファイル２４２を表す値をその中に格納するように構成される。 The modulation profile look-up table and processor 408 are coupled to receive the theta signal 406a. The modulation profile look-up table and processor 408 is configured to store therein one or more modulation profiles, eg, values representing the modulation profile 242 of FIG.

動作中、シータ信号４０６ａは、変調プロファイルルック・アップ・テーブルおよびプロセッサ４０８内に格納された変調信号の値の間でシーケンス処理を行うために使用される。シータ信号４０６ａのリセット部が表す、シータ信号４０６ａの位相は、検出した位置基準信号４１４内の識別された位置基準と検出したゼロ電流信号４１８内の識別されたモータ巻線の電流のゼロクロスとの時間差に従って、調整可能である。したがって、変調プロファイルルック・アップ・テーブルおよびプロセッサ４０８によって生成された変調信号４０８ａの位相、すなわちタイミングは、調整可能である。 In operation, theta signal 406a is used to sequence between the modulation profile look-up table and the value of the modulation signal stored in processor 408. The phase of the theta signal 406a, represented by the reset portion of the theta signal 406a, is the difference between the identified position reference in the detected position reference signal 414 and the zero crossing of the identified motor winding current in the detected zero current signal 418. Adjustable according to the time difference. Accordingly, the phase, i.e. timing, of the modulation profile look-up table and the modulation signal 408a generated by the processor 408 can be adjusted.

変調プロファイルルック・アップ・テーブルおよびプロセッサ４０８のプロセッサ部は、他の固定位相での他の変調プロファイル４０８ｂ、４０８ｃ、たとえば図２の変調プロファイル２４４、２４６を自動的に生成することができ、これらの変調プロファイルは、変調プロファイル４０８ａ、たとえば図２の変調プロファイル２４２に相対的な固定位相とすることができる。 The modulation profile look-up table and the processor portion of the processor 408 can automatically generate other modulation profiles 408b, 408c at other fixed phases, such as the modulation profiles 244, 246 of FIG. The modulation profile may be a fixed phase relative to the modulation profile 408a, eg, the modulation profile 242 of FIG.

モータ巻線を通る電流を検出するための例示的な回路および方法について、図５〜図８に併せて以下で説明する。ただし、モータ巻線を通過するゼロ電流を検出するために他の方法が使用され得ることが理解されるべきである。 Exemplary circuits and methods for detecting current through motor windings are described below in conjunction with FIGS. However, it should be understood that other methods may be used to detect zero current passing through the motor windings.

ここで図５を参照すると、３つのハーフブリッジ回路５０２、５０４、５０６が、図１の３つのハーフブリッジ回路１１２／１１４、１１６／１１８、１２０／１２２に対応し、３つのモータ巻線を駆動することを示す。ハーフブリッジ回路５０２を通りモータ巻線のうちの１つを通る電流を、番号（１）、（２）および（３）で識別される点線（ｄａｓｈｅｄｌｉｎｅ）で示す。電流１、電流２および電流３は、モータ巻線の電流信号が正極性である間すなわち図２の電流信号２６２の正部分の間のハーフブリッジ回路５０２を通る別々の時間の電流を示す。電流１は、上位のＦＥＴがオンであるときを示し、電流３は、下位のＦＥＴオンであるときを示し、電流２は、両方のＦＥＴがターンオフされるときを示す。電流２は、下位のＦＥＴの内在するダイオードを通過し、したがって、電圧ＶｏｕｔＡ（図１の信号１２４参照）が、ハーフブリッジ５０２の２つのＦＥＴがターンオフされるとき始まるグランドより約０．７ボルト低い電圧を実現し、下位のＦＥＴがターンオンするときグランド電圧に戻ることが理解されよう。したがって、グランドより低くなりグランドに戻る電圧ＶｏｕｔＡを検出することによって、ハーフブリッジ回路５０２を通り関連するモータ巻線を通る実際のゼロ電流が識別され得ることが理解されよう。 Referring now to FIG. 5, three half-bridge circuits 502, 504, 506 correspond to the three half-bridge circuits 112/114, 116/118, 120/122 of FIG. 1 and drive three motor windings. Indicates to do. The current through one half of the motor winding through the half-bridge circuit 502 is indicated by a dashed line identified by numbers (1), (2) and (3). Current 1, current 2 and current 3 represent currents at different times through the half-bridge circuit 502 while the motor winding current signal is positive, ie during the positive portion of the current signal 262 of FIG. Current 1 indicates when the upper FET is on, current 3 indicates when the lower FET is on, and current 2 indicates when both FETs are turned off. Current 2 passes through the underlying diode of the lower FET, so the voltage VoutA (see signal 124 in FIG. 1) is approximately 0.7 volts below ground starting when the two FETs of half bridge 502 are turned off. It will be appreciated that the voltage is realized and returns to ground voltage when the lower FET is turned on. Thus, it will be appreciated that by detecting the voltage VoutA below ground and back to ground, the actual zero current through the half bridge circuit 502 and through the associated motor winding can be identified.

ここで図５Ａを参照すると、図５と同様の素子が同様の参照記号で示され、ハーフブリッジ回路５０２を通りモータ巻線のうちの１つを通る電流を、番号（１）、（２）および（３）で識別される点線で再び示す。電流１、電流２および電流３は、モータ巻線の電流信号が負極性である間、すなわち図２の電流信号２６２の負部分の間、ハーフブリッジ回路５０２を通る別々の時間の電流を示す。電流１は、上位のＦＥＴがオンであるときを示し、電流３は、下位のＦＥＴオンであるときを示し、電流２は、両方のＦＥＴがターンオフされるときを示す。電流２は、上位のＦＥＴの内在するダイオードを通過し、したがって、電圧ＶｏｕｔＡが、ハーフブリッジ５０２の２つのＦＥＴがターンオフされるとき始まる電圧ＶＭより約０．７ボルト高い電圧を実現し、上位のＦＥＴがターンオンするとき電圧ＶＭに戻ることが理解されよう。したがって、電圧ＶＭより高くなり電圧ＶＭに戻る電圧ＶｏｕｔＡを検出することによって、ハーフブリッジ回路５０２を通り関連するモータ巻線を通る実際のゼロ電流が識別され得ることが理解されよう。 Referring now to FIG. 5A, elements similar to those in FIG. 5 are indicated with similar reference symbols, and currents passing through one of the motor windings through the half-bridge circuit 502 are numbered (1), (2). And again shown by the dotted line identified in (3). Current 1, current 2 and current 3 represent currents at different times through the half-bridge circuit 502 while the motor winding current signal is negative, ie, during the negative portion of the current signal 262 of FIG. Current 1 indicates when the upper FET is on, current 3 indicates when the lower FET is on, and current 2 indicates when both FETs are turned off. Current 2 passes through the internal diode of the upper FET, so that the voltage VoutA achieves a voltage approximately 0.7 volts higher than the voltage VM that begins when the two FETs of the half bridge 502 are turned off. It will be appreciated that the voltage returns to voltage VM when the FET is turned on. Thus, it will be appreciated that by detecting the voltage VoutA above the voltage VM and returning to the voltage VM, the actual zero current through the half bridge circuit 502 and through the associated motor winding can be identified.

ここで図６を参照すると、グラフ６００は、横軸の目盛りが任意単位の時間の単位であり、縦軸の目盛りが任意単位の電流の単位である。グラフ６２０は、横軸の目盛りが任意単位の時間の単位であり、縦軸の目盛りが任意単位の電圧の単位である。グラフ６４０は、横軸の目盛りが任意単位の時間の単位であり、縦軸の目盛りが任意単位の電圧の単位である。 Referring now to FIG. 6, in the graph 600, the horizontal scale is an arbitrary unit of time, and the vertical scale is an arbitrary unit of current. In the graph 620, the scale on the horizontal axis is a unit of time in arbitrary units, and the scale on the vertical axis is a unit of voltage in arbitrary units. In the graph 640, the scale on the horizontal axis is a unit of time in arbitrary units, and the scale on the vertical axis is a unit of voltage in arbitrary units.

信号６０２は、正弦波駆動信号が使用されるときのモータ巻線Ａの電流信号を表す。電流信号６０２は、図２の電流信号２６２と同一または類似のものとすることができる。上記の説明のように、ＰＷＭ駆動信号が使用されるとき、電流信号６０２は、より複雑に現れることがあるが、信号６０２は、通常巻線Ａを通る平均電流を表す。電流信号は、時間６０６、６０８でゼロクロスがある。 Signal 602 represents the current signal in motor winding A when a sinusoidal drive signal is used. The current signal 602 can be the same as or similar to the current signal 262 of FIG. As described above, when a PWM drive signal is used, the current signal 602 may appear more complex, but the signal 602 represents the average current through the normal winding A. The current signal has a zero cross at times 606 and 608.

変調信号６２２は、図２の変調信号２４２と同一または類似のものとすることができる。変調信号６２２は、６つの時間間隔または位相を有し、そのうちの４つを６０４ａ、６０４ｂ、６０４ｃ、６０４ｄと示す。 The modulation signal 622 may be the same as or similar to the modulation signal 242 of FIG. Modulated signal 622 has six time intervals or phases, four of which are designated 604a, 604b, 604c, and 604d.

ＰＷＭ信号６４２は、変調波形６２２に従って生成され、変調波形６２２の値に従って、変調波形６２２のピーク６２２ａ、６２２ｂの時間に高いデューティサイクル６４２ａ、６４２ｂの時間を有し、変調波形６２２の他の部分の時間に低いデューティサイクルの時間を有することができる。ＰＷＭ信号６４２は、正弦波駆動のために、図１のモータ１０４のモータ巻線Ａ、１０４ａに実際に印加される信号とすることができる。 The PWM signal 642 is generated according to the modulation waveform 622 and has a high duty cycle 642a, 642b time at the peak 622a, 622b time of the modulation waveform 622 according to the value of the modulation waveform 622, The time can have a low duty cycle time. The PWM signal 642 can be a signal that is actually applied to the motor windings A and 104a of the motor 104 of FIG.

ここで図７を参照すると、ＰＷＭパルス７０２、７０２’は、図６の電流信号６０２の負極性部分中のＰＷＭパルス６４２を示す。ＰＷＭパルス７０４は、図６の電流信号６０２の正極性部分中のＰＷＭパルス６４２を示す。 Referring now to FIG. 7, PWM pulses 702, 702 'represent PWM pulses 642 in the negative polarity portion of current signal 602 of FIG. The PWM pulse 704 shows the PWM pulse 642 in the positive polarity part of the current signal 602 in FIG.

ＰＷＭパルス７０２、７０２’は、立上り部または過渡部７０２ｂ、７０２ｃ、７０２ｂ’、７０２ｃ’および定常状態部７０２ａ、７０２ａ’を有する。図５および図５Ａに併せた上記の検討によれば、ハーフブリッジの両方のトランジスタたとえばＦＥＴが、ターンオフされるとき、関連するモータ巻線に現れる電圧ＶｏｕｔＡは、モータ巻線の電流の極性すなわち電流信号６０２の極性に応じて、一時的にモータ電圧ＶＭより高くまたはグランドより低くなることが理解されよう。ＰＷＭ信号７０２、７０４、７０２’のそれぞれの主要な遷移部が、両方のＦＥＴがターンオフされる、でなければ両方のＦＥＴが同時にターンオンするかもしれない間、短い時間間隔分先行して、モータ電圧ＶＭとグランドの間で短絡することになることも理解されよう。したがって、２つのＦＥＴがターンオフされるとき、過渡信号部７０２ｂ、７０２ｃ、７０４ｂ、７０４ｃ、７０２ｂ’、７０２ｃ’が、結果として生じる。過渡信号部７０２ｂ、７０２ｃ、７０４ｂ、７０４ｃ、７０２ｂ’、７０２ｃ’は、短い時間間隔たとえば約５００ナノ秒間生じ得る。 The PWM pulses 702, 702 'have rising or transient portions 702b, 702c, 702b', 702c 'and steady state portions 702a, 702a'. According to the above discussion in conjunction with FIGS. 5 and 5A, when both half-bridge transistors, eg, FETs, are turned off, the voltage VoutA appearing in the associated motor winding is determined by the polarity of the motor winding current or current. It will be appreciated that depending on the polarity of the signal 602, it will temporarily be above the motor voltage VM or below ground. Each major transition of the PWM signal 702, 704, 702 'is preceded by a short time interval while both FETs are turned off, otherwise both FETs may be turned on simultaneously, and the motor voltage It will also be appreciated that there will be a short circuit between VM and ground. Thus, when the two FETs are turned off, transient signal portions 702b, 702c, 704b, 704c, 702b ', 702c' result. The transient signal portions 702b, 702c, 704b, 704c, 702b ', 702c' can occur for a short time interval, eg, about 500 nanoseconds.

過渡電圧信号部７０２ｂ、７０２ｃ、７０４ｂ、７０４ｃ、７０２ｂ’、７０２ｃ’の方向は、電流信号６０２のゼロクロスがそれぞれ生じるのと同時、すなわち時間６０６、６０８に、方向を変化させることが明らかであろう。したがって、過渡信号部７０２ｂ、７０２ｃ、７０４ｂ、７０４ｃ、７０２ｂ’、７０２ｃ’の方向の変化の検出が、関連するモータ巻線のゼロ電流を識別するために使用され得る。 It will be apparent that the direction of the transient voltage signal portions 702b, 702c, 704b, 704c, 702b ′, 702c ′ changes direction at the same time that the zero crossing of the current signal 602 occurs, ie, at times 606, 608, respectively. . Thus, detection of a change in direction of the transient signal portions 702b, 702c, 704b, 704c, 702b ', 702c' can be used to identify the associated motor winding zero current.

ここで図７Ａを参照すると、グラフ７２０は、横軸の目盛りが任意単位の時間の単位であり、縦軸の目盛りは任意単位の電圧の単位である。グラフ７４０は、横軸の目盛りが任意単位の時間の単位であり、縦軸の目盛りは任意単位の電流の単位である。 Referring now to FIG. 7A, in the graph 720, the horizontal scale is an arbitrary unit of time, and the vertical scale is an arbitrary unit of voltage. In the graph 740, the horizontal scale is an arbitrary unit of time, and the vertical scale is an arbitrary unit of current.

信号７２２は、図６のＰＷＭ信号６４２を表すが、図７の過渡部７０２ｂ、７０２ｃ、７０４ｃ、７０４ｄ、７０２ｂ’、７０２ｃ’と同様の過渡信号部を示す。信号７４２は、図６の電流信号６０２と同一または類似のものとすることができる。 Signal 722 represents the PWM signal 642 of FIG. 6, but shows a transient signal portion similar to the transient portions 702b, 702c, 704c, 704d, 702b ', 702c' of FIG. Signal 742 may be the same as or similar to current signal 602 of FIG.

時間ｔ１〜ｔ９は、過渡信号部中に生じる。図５および図５Ａに併せた上記の検討から、モータ巻線を駆動する、関連するハーフブリッジ回路の両方のＦＥＴがターンオフされるとき、過渡信号部が生じることが明らかであろう。 Times t1 to t9 occur in the transient signal part. From the above discussion in conjunction with FIGS. 5 and 5A, it will be apparent that a transient signal portion occurs when both FETs of the associated half-bridge circuit driving the motor winding are turned off.

図５、図５Ａおよび図７に併せて上記で説明した理由で、時間ｔ６で、過渡信号部が、電流信号７４２のゼロクロスと同時にまたはほぼ同時に向きを変化させる。したがって、過渡信号部の向きの変化が、モータ巻線のゼロ電流クロスを検出するために使用され得る。特に、時間ｔ１〜ｔ５で過渡信号部が、モータ電圧ＶＭより高く上がる。反対に、時間ｔ６〜ｔ９で過渡信号部は、グランドより低くなる。過渡信号部の別の変化または向き（図示せず）は、電流信号７４２の次のゼロクロスで生じ、次のゼロクロスを検出するためにも使用され得る。 For the reasons described above in conjunction with FIGS. 5, 5A and 7, at time t 6, the transient signal portion changes direction at or near the same time as the zero crossing of the current signal 742. Thus, the change in orientation of the transient signal can be used to detect a zero current cross in the motor winding. In particular, the transient signal portion rises higher than the motor voltage VM at times t1 to t5. On the contrary, the transient signal part becomes lower than the ground at time t6 to t9. Another change or orientation (not shown) of the transient signal portion occurs at the next zero cross of the current signal 742 and can also be used to detect the next zero cross.

いくつかの実施形態では、回路（たとえば、図８の下部に示すコンパレータ８０８、８１０を参照）が、時間ｔ１〜ｔ９でまたはその付近でのみ、またそれ以降の他の類似の時間で、信号過渡部を検出するために信号ＶｏｕｔＡ７２２をサンプリングするように動作可能であり得る。両方のＦＥＴが、時間ｔ１〜ｔ９およびそれ以降の類似の時間で一時的にターンオフされるので、それらの時間を知ることができる。他の実施形態では、信号７２２が、過渡信号部を検出するために連続してサンプリングされ得る。 In some embodiments, the circuit (see, for example, comparators 808, 810 shown at the bottom of FIG. 8) has signal transients only at or near times t1-t9 and at other similar times thereafter. May be operable to sample signal VoutA 722 to detect the part. Both FETs are temporarily turned off at times t1-t9 and similar times thereafter so that they can be known. In other embodiments, the signal 722 may be sampled continuously to detect the transient signal portion.

いくつかの実施形態では、過渡信号部の向きの変化が、２つのコンパレータを用いて検出され得る。電流信号７４２の両方のゼロクロスが検出され得る。ただし、他の実施形態では、１つのコンパレータが、高く上がるか低く下がるかどちらかの過渡信号部の存在または不在を検出するために使用され得る。さらに、電流信号７４２の両方のゼロクロスは、１つのコンパレータを用いて検出され得る。 In some embodiments, a change in the orientation of the transient signal portion can be detected using two comparators. Both zero crossings of the current signal 742 can be detected. However, in other embodiments, a single comparator can be used to detect the presence or absence of a transient signal portion that either goes up or down. Further, both zero crossings of the current signal 742 can be detected using a single comparator.

ここで図８を参照すると、図１と同様の素子が同様の参照記号で示され、ゼロ電流検出モジュール８０２が、図１の電流測定モジュール１４４と同一または類似のものとすることができる。 Referring now to FIG. 8, elements similar to those of FIG. 1 are indicated with similar reference symbols, and the zero current detection module 802 may be the same as or similar to the current measurement module 144 of FIG.

ゼロ電流検出モジュール８０２は、選択可能スイッチ８０４を介して３つのモータ巻線に結合された第１のコンパレータ８０８を含むことができる。ゼロ電流検出モジュール８０２は、選択可能スイッチ８０６を介して３つのモータ巻線に結合された第２のコンパレータ８１０も含むことができる。第１のコンパレータ８０８は、モータ電圧ＶＭと等しいまたは近い基準電圧を受信するように結合され得る。第２のコンパレータ８１０は、グランドと等しいまたは近い基準電圧を受信するように結合され得る。 The zero current detection module 802 can include a first comparator 808 coupled to three motor windings via a selectable switch 804. The zero current detection module 802 can also include a second comparator 810 that is coupled to the three motor windings via a selectable switch 806. The first comparator 808 may be coupled to receive a reference voltage that is equal to or near the motor voltage VM. The second comparator 810 may be coupled to receive a reference voltage that is equal to or near ground.

第１のコンパレータ８０８は、モータ電圧より高くなる選択したモータ巻線の電圧を表す出力信号８０８ａを生成するように構成される。第２のコンパレータ８１０は、グランドより低くなる選択したモータ巻線の電圧を示す出力信号８１０ａを生成するように構成される。したがって、動作中、第１のコンパレータ８０８は、正弦波モータ駆動に関連する図７のＰＷＭ信号の正の過渡信号部７０２ｂ、７０２ｃ、７０２ｂ’、７０２ｃ’を検出するように動作可能である。同様に、動作中、第２のコンパレータ８１０は、正弦波モータ駆動に関連する図７のＰＷＭ信号の負の過渡信号部７０４ｂ、７０４ｃを検出するように動作可能である。上記の説明のように、これらの信号部のエッジは、関連するモータ巻線のゼロ電流クロスを識別するために使用され得る。 The first comparator 808 is configured to generate an output signal 808a representing the voltage of the selected motor winding that is higher than the motor voltage. The second comparator 810 is configured to generate an output signal 810a indicative of the voltage of the selected motor winding that is below ground. Accordingly, during operation, the first comparator 808 is operable to detect the positive transient signal portions 702b, 702c, 702b ', 702c' of the PWM signal of FIG. 7 associated with sinusoidal motor drive. Similarly, during operation, the second comparator 810 is operable to detect the negative transient signal portions 704b, 704c of the PWM signal of FIG. 7 associated with sinusoidal motor drive. As described above, these signal edges can be used to identify the zero current cross of the associated motor winding.

ゼロ電流検出モジュール８０２は、出力信号８０８ａ、８１０ａを受信するように結合され、出力信号８０８ａ、８１０ａのうちの選択した１つを表す信号８１２ａを生成し出力するように構成された、マルチプレクサ８１２も含むことができる。 The zero current detection module 802 is also coupled to receive the output signals 808a, 810a and is also configured to generate and output a signal 812a representing a selected one of the output signals 808a, 810a. Can be included.

マルチプレクサ８１２は、変調信号生成モジュール１４６から制御信号１４６ｄを受信するように結合され得る。スイッチ８０４、８０６は、変調信号生成モジュール１４６から他の制御信号（図示せず）を受信するように結合され得る。 Multiplexer 812 may be coupled to receive control signal 146d from modulated signal generation module 146. The switches 804, 806 may be coupled to receive other control signals (not shown) from the modulation signal generation module 146.

変調信号生成モジュール１４６は、モータ巻線のうちの１つまたは複数のゼロ電流クロスを識別するために種々のタイプの論理を使用することができる。たとえば、図７および図７Ａに併せた上記の検討によれば、ＰＷＭ正弦波モータ駆動信号の場合、出力信号８０８ａ、８１０ａは、ＰＷＭ信号６４２の過渡信号部７０２ｂ、７０２ｃ、７０４ｂ、７０４ｃ、７０２ｂ’、７０２ｃ’の方向の変化を識別するために使用され得る。基本的には、過渡信号部の特定の方向の検出がなされるたびに、マルチプレクサ８１２が他のコンパレータを調べるために切り替えることができる。 The modulation signal generation module 146 can use various types of logic to identify one or more zero current crossings of the motor windings. For example, according to the above discussion in conjunction with FIG. 7 and FIG. 7A, in the case of a PWM sine wave motor drive signal, the output signals 808a, 810a are the transient signal portions 702b, 702c, 704b, 704c, 702b ′ of the PWM signal 642. , 702c ′. Basically, whenever a particular direction of the transient signal is detected, the multiplexer 812 can switch to look at other comparators.

いくつかの実施形態では、コンパレータ８０８、８１０に信号を供給するために、スイッチが使用されず、１つのモータ巻線のみが使用される。いくつかの実施形態では、１つのコンパレータのみが使用され、マルチプレクサ８１２は必要ない。モータ巻線の電圧が、モータ電圧ＶＭより高くおよび／またはグランドより低くなるときを検出する、上記で説明した技術を使用することによって、モータ巻線を通る電流のゼロクロスを識別するために、種々の異なるタイプの論理が、変調信号生成モジュール１４６によって使用され得る。 In some embodiments, no switches are used and only one motor winding is used to provide signals to the comparators 808, 810. In some embodiments, only one comparator is used and the multiplexer 812 is not required. In order to identify the zero crossing of the current through the motor winding by using the techniques described above that detect when the voltage on the motor winding is higher than the motor voltage VM and / or lower than ground. Different types of logic may be used by the modulation signal generation module 146.

ここで図９を参照すると、グラフ９００は、横軸の目盛りが任意単位の時間の単位である。縦軸の目盛りが任意単位の電流の単位である。グラフ９００は、縦軸の目盛りも任意単位の電流の単位である。グラフ９２０は、横軸の目盛りが任意単位の時間の単位である。グラフ９２０は、縦軸の目盛りも任意単位の電圧の単位である。 Referring now to FIG. 9, in the graph 900, the horizontal scale is an arbitrary unit of time. The scale on the vertical axis is an arbitrary unit of current. In the graph 900, the scale of the vertical axis is also a unit of current in an arbitrary unit. In the graph 920, the scale of the horizontal axis is an arbitrary unit of time. In the graph 920, the vertical scale is also an arbitrary unit of voltage.

信号９０４は、上記で説明した正弦波モータ駆動信号に対して、台形波モータ駆動を表す。信号９０４は、モータ巻線の台形波電流信号を表す。 Signal 904 represents trapezoidal wave motor drive relative to the sine wave motor drive signal described above. Signal 904 represents a trapezoidal current signal of the motor winding.

電圧波形９２２は、１００％のモータ駆動のためにモータ巻線に印加された実際の電圧を表すことが理解されよう。１００％のモータ駆動に対して、信号９２２が、１００％のデューティサイクルを用いてＶＭの電圧（モータ電圧）を実現し、他の時間にゼロとなる。１００％より少ない異なる台形波モータ駆動（図示せず）に対しては、１００％駆動信号９２２が、ＶＭの電圧を実現する時間間隔中に、異なる台形波モータドライブが、１００％より少ない異なるモータ駆動に従って、デューティサイクルをもつパルス幅変調を有するパルス幅変調信号を供給する。 It will be appreciated that the voltage waveform 922 represents the actual voltage applied to the motor winding for 100% motor drive. For 100% motor drive, signal 922 achieves a VM voltage (motor voltage) with a 100% duty cycle and is zero at other times. For different trapezoidal wave motor drives (not shown) less than 100%, different trapezoidal motor drives have less than 100% different motors during the time interval when the 100% drive signal 922 achieves a voltage of VM. A pulse width modulated signal having a pulse width modulation with a duty cycle is provided according to the drive.

モータの電気的回転の時間は、６つの状態に分かれることができ、その状態のうちの４つ９０２ａ、９０２ｂ、９０２ｃ、９０２ｄのみを示す。他の２つの状態中の信号は、明らかであろう。モータ巻線のうちのそれぞれ１つは、モータ駆動信号９２２と同様だが、位相をシフトした、位相のうちの異なる１つで始まるようなモータ駆動信号を受信する。 The electrical rotation time of the motor can be divided into six states, only four of which are shown 902a, 902b, 902c, 902d. The signal in the other two states will be apparent. Each one of the motor windings receives a motor drive signal that is similar to the motor drive signal 922, but shifted in phase and starting at a different one of the phases.

台形波駆動を用いて、モータ巻線に印加された駆動信号は、第１の位相９０２ａ中でゼロであり、第４の位相９０２ｄ中でもゼロである。したがって、第１の位相９０２ａおよび第４の位相９０２ｄ中に、電流信号９０４が、信号部９０４ａと信号部９０４ｂ中のゼロ電流を実現する。ゼロ電流は、モータ巻線の誘導的挙動のために第１の位相９０２ａおよび第４の位相９０２ｄの開始時にすぐには実現されない。図１に併せて上記で説明した理由で、巻線に印加された駆動電圧がゼロであり、電流減衰がゼロであるとき、巻線をわたる逆起電力電圧が直接観察可能となる。 Using trapezoidal drive, the drive signal applied to the motor winding is zero during the first phase 902a and zero during the fourth phase 902d. Thus, during the first phase 902a and the fourth phase 902d, the current signal 904 implements a zero current in the signal portion 904a and the signal portion 904b. Zero current is not immediately realized at the beginning of the first phase 902a and the fourth phase 902d due to the inductive behavior of the motor windings. For the reason described above in conjunction with FIG. 1, when the drive voltage applied to the winding is zero and the current decay is zero, the back electromotive force voltage across the winding can be directly observed.

図５および図５Ａに併せて上記でより十分に説明した理由で、信号部９２２ａ中で、モータ巻線の信号９２２が、ＶＭ＋Ｖｄの電圧を実現し、信号部９２２ｄ中で、信号９２２が、−Ｖｄの電圧を実現する。信号部９０４ａ、９０４ｄ中でゼロ電流を検出する例示的な方法について、図５および図５Ａに併せて上記で説明した。この目標のために、信号９２２の部分９２２ａ、９２２ｄが、図５、図５Ａおよび図８に併せて上記で説明したものなどの回路および技術を使用して、ゼロ巻線電流を検出するために使用され得る。 For reasons explained more fully above in conjunction with FIGS. 5 and 5A, the motor winding signal 922 achieves a voltage of VM + Vd in the signal portion 922a, and in the signal portion 922d, the signal 922 is − A voltage of Vd is realized. An exemplary method for detecting zero current in signal portions 904a, 904d has been described above in conjunction with FIGS. 5 and 5A. To this end, portions 922a, 922d of signal 922 are used to detect zero winding current using circuitry and techniques such as those described above in conjunction with FIGS. 5, 5A and 8. Can be used.

第１の位相９０２ａおよび第４の位相９０４ｄの一部の間、特に、電圧信号９２２の点線部分９２２ｂ、９２２ｅ中、逆起電力電圧が直接観察可能である。電圧信号９２２の部分９２２ｂ、９２２ｅ中、また部分９２２ａ、９２２ｄ中も、関連するモータに駆動信号が全く印加されない。上記の説明のように、モータ巻線の誘導的挙動により、モータ巻線を通る電流が駆動信号９２２の部分９２２ｂ、９２２ｅ中のみでゼロ電流を実現することになる。 The back electromotive force voltage is directly observable during a portion of the first phase 902a and the fourth phase 904d, particularly during the dotted portions 922b, 922e of the voltage signal 922. During the portions 922b and 922e of the voltage signal 922 and also during the portions 922a and 922d, no drive signal is applied to the associated motor. As described above, due to the inductive behavior of the motor windings, the current through the motor windings achieves zero current only in the portions 922b, 922e of the drive signal 922.

上記の検討から、台形波駆動を用いて、また６つの駆動状態を使用して、それぞれのモータ巻線が駆動されてない実質的な時間間隔があり、たとえば、モータ巻線は、モータの電気的回転の６分の１（すなわち６０度）を共に占有する信号部９２２ａ、９２２ｂに関連する時間間隔中、また、モータの電気的回転の別の６分の１（すなわち６０度）を共に占有する信号部９２２ｄ、９２２ｅに関連する時間間隔中に駆動されてない。モータ巻線を通る電流は、過渡信号部９２２ａ、９２２ｄの端部で、すなわち信号部９２２ｂ、９２２ｅ中にゼロになる。信号部９２２ｂ、９２２ｅ中、逆起電力電圧が直接観察可能である。したがって、モータ巻線が連続的に駆動される上記で説明した正弦波駆動と違って、６つの状態の台形波駆動構成を用いると、端部がゼロ巻線電流を示すような過渡信号部９２２ａ、９２２ｄを検出するため、または、モータ回転位置を示す信号部９２２ｂ、９２２ｅ中にゼロ電流を検出するために、モータ駆動が巻線に全く印加されない間、時間窓を別個に生成する必要がない。 From the above discussion, there is a substantial time interval in which each motor winding is not driven, using trapezoidal wave drive and using six drive states, for example, the motor winding is the motor electrical During the time interval associated with the signal portions 922a, 922b that together occupy one-sixth of the general rotation (ie 60 degrees) and also occupy another one-sixth of the motor's electrical rotation (ie 60 degrees) Is not driven during the time interval associated with signal portions 922d, 922e. The current through the motor winding is zero at the ends of the transient signal portions 922a, 922d, i.e. during the signal portions 922b, 922e. In the signal portions 922b and 922e, the back electromotive force voltage can be directly observed. Thus, unlike the sine wave drive described above, where the motor windings are driven continuously, using a six state trapezoidal wave drive configuration, the transient signal portion 922a whose end indicates zero winding current. , 922d, or to detect zero current in the signal portion 922b, 922e indicating the motor rotational position, there is no need to separately generate a time window while no motor drive is applied to the windings .

本明細書で引用された全ての文献は、その全体が、参照により本明細書に組み込まれる。 All documents cited herein are hereby incorporated by reference in their entirety.

本特許の主題である、様々な概念、構造および技術を例証するのに役立つ、好ましい実施形態について説明してきたが、これらの概念、構造および技術を組み込む他の実施形態が使用されてもよいことが、ここで当業者には明らかとなるであろう。したがって、本特許の範囲は説明した実施形態に限定されるべきではなく、むしろ以下の特許請求の範囲の趣旨および範囲によってのみ限定されるべきであることが提示される。 Although preferred embodiments have been described which serve to illustrate the various concepts, structures and techniques that are the subject of this patent, other embodiments incorporating these concepts, structures and techniques may be used. Will be apparent to those skilled in the art. Therefore, it is suggested that the scope of the patent should not be limited to the described embodiments, but rather should be limited only by the spirit and scope of the following claims.

Claims

複数のモータ巻線のうちの少なくとも１つを通る電流のゼロクロスを示す、ゼロ電流信号を生成するステップと、
モータの回転角の基準位置を示す、位置基準信号を生成するステップと、
位相比較信号を生成するために、前記ゼロ電流信号の位相を前記位置基準信号の位相と比較するステップと、
それぞれが前記位相比較信号の値に関係する位相を有する、複数の変調信号を生成するステップと、
前記複数の変調信号に従って、前記複数のモータ巻線への複数のモータ駆動信号を生成するステップとを含む、前記複数のモータ巻線を有する多相モータを駆動する方法。 Generating a zero current signal indicative of a zero crossing of current through at least one of the plurality of motor windings;
Generating a position reference signal indicating a reference position of the rotation angle of the motor;
Comparing the phase of the zero current signal with the phase of the position reference signal to generate a phase comparison signal;
Generating a plurality of modulated signals, each having a phase related to the value of the phase comparison signal;
Generating a plurality of motor drive signals to the plurality of motor windings in accordance with the plurality of modulation signals, and driving the multiphase motor having the plurality of motor windings.

前記位置基準信号を前記生成するステップが、
前記モータに近接して配置されたホールセンサを用いてホールセンサ信号を生成するステップを含む、請求項１に記載の方法。 The step of generating the position reference signal comprises:
The method of claim 1, comprising generating a Hall sensor signal using a Hall sensor positioned proximate to the motor.

前記位置基準信号を前記生成するステップが、
前記複数のモータ巻線のうちの少なくとも１つに結合された逆起電力モジュールを用いて逆起電力信号を生成するステップを含む、請求項１に記載の方法。 The step of generating the position reference signal comprises:
The method of claim 1, comprising generating a back electromotive force signal using a back electromotive force module coupled to at least one of the plurality of motor windings.

前記位置基準信号を前記生成するステップが、
前記モータが前記基準位置を実現している状態に最も近い時間窓中で、前記複数のモータ巻線のうちの少なくとも１つへのモータ駆動信号を停止するステップと、
逆起電力信号のゼロクロスによって前記時間窓中で前記基準位置を検出するステップとを含む、請求項１に記載の方法。 The step of generating the position reference signal comprises:
Stopping a motor drive signal to at least one of the plurality of motor windings in a time window closest to a state in which the motor achieves the reference position;
Detecting the reference position in the time window by a zero cross of a back electromotive force signal.

前記複数の変調信号を前記生成するステップが、
前記複数の変調信号のうちの少なくとも１つの形状に対応して、変調の値が格納されるルック・アップ・テーブルを提供するステップと、
最小値、最大値、および前記最小値と最大値との間の複数の値を有する、第１の連続する鋸歯状ランプ信号を生成するステップと、
前記最小値、前記最大値および前記最小値と最大値との間の前記複数の値を有する第２の連続する鋸歯状ランプ信号を生成するために、前記第１の連続する鋸歯状ランプ信号に、前記位相比較信号に関係する値を加算するステップであって、前記第２の連続する鋸歯状ランプ信号の前記最小値および最大値が、前記第１の連続する鋸歯状ランプ信号の前記最小値および最大値から調整時間分の時間のシフトをし、前記調整時間が前記位相比較信号に関係する、加算するステップと、
前記複数の変調信号のうちの前記少なくとも１つを生成するように、前記ルック・アップ・テーブルの値を順次参照するために前記調整した連続する鋸歯状ランプ信号を使用するステップと、
前記複数の変調信号のうちの前記少なくとも１つとの既定の位相関係で少なくとも１つの他の変調信号を生成するステップとを含む、請求項１に記載の方法。 Generating the plurality of modulated signals comprises:
Providing a look-up table in which modulation values are stored corresponding to the shape of at least one of the plurality of modulation signals;
Generating a first continuous sawtooth ramp signal having a minimum value, a maximum value, and a plurality of values between the minimum and maximum values;
To generate the second continuous sawtooth ramp signal having the minimum value, the maximum value, and the plurality of values between the minimum value and the maximum value, the first continuous sawtooth ramp signal. Adding a value related to the phase comparison signal, wherein the minimum value and the maximum value of the second continuous sawtooth ramp signal are the minimum value of the first continuous sawtooth ramp signal. Shifting the time for the adjustment time from the maximum value, and adding the adjustment time related to the phase comparison signal;
Using the adjusted continuous sawtooth ramp signal to sequentially reference values in the look-up table to generate the at least one of the plurality of modulation signals;
Generating at least one other modulation signal in a predetermined phase relationship with the at least one of the plurality of modulation signals.

前記ゼロ電流信号を前記生成するステップが、
前記電動モータに結合された複数のハーフブリッジ回路をそれぞれ用いて、前記複数のモータ駆動信号を生成するステップであって、それぞれのハーフブリッジ回路が、
直列結合された第１および第２のトランジスタそれぞれと、
高い電源電圧を受信するための電源高電圧ノードそれぞれと、
低い電源電圧を受信するための電源低電圧ノードそれぞれと、
前記複数のモータ駆動信号のうちのそれぞれ１つが生成されるそれぞれの出力ノードとを備える、複数のモータ駆動信号を生成するステップと、
前記複数のハーフブリッジ回路のうちの少なくとも１つの前記第１または前記第２のトランジスタのうちの少なくとも１つを通過する逆電流を検出するステップであって、前記検出するステップが、
前記高い電源電圧より高い前記出力ノードで電圧を検出するステップ、または
前記低い電源電圧より低い前記出力ノードで電圧を検出するステップのうちの少なくとも１つを含む、逆電流を検出するステップと、
前記逆電流を前記検出するステップに従って、前記複数のモータ巻線のうちの少なくとも１つを通る電流のゼロクロスを示すゼロ電流信号を生成するステップとを含む、請求項１に記載の方法。 Generating the zero current signal comprises:
Using each of a plurality of half-bridge circuits coupled to the electric motor to generate the plurality of motor drive signals, each half-bridge circuit,
Each of the first and second transistors coupled in series;
Each power supply high voltage node for receiving a high power supply voltage,
Each power supply low voltage node to receive a low power supply voltage,
Generating a plurality of motor drive signals comprising respective output nodes each generating one of the plurality of motor drive signals;
Detecting a reverse current passing through at least one of the first or second transistors of at least one of the plurality of half-bridge circuits, the detecting step comprising:
Detecting a reverse current comprising at least one of: detecting a voltage at the output node higher than the high power supply voltage; or detecting a voltage at the output node lower than the low power supply voltage;
Generating a zero current signal indicative of a zero crossing of current through at least one of the plurality of motor windings according to the step of detecting the reverse current.

前記逆電流を前記検出するステップが、
前記第１と第２のトランジスタが両方ともターンオフされる時間にのみ前記出力ノードで電圧をサンプリングすることによって、前記逆電流を検出するステップを含む、請求項６に記載の方法。 The step of detecting the reverse current comprises:
7. The method of claim 6, comprising detecting the reverse current by sampling a voltage at the output node only during a time when both the first and second transistors are turned off.

前記複数のモータ駆動信号のうちのそれぞれ１つが、
複数のパルス幅変調信号をそれぞれ含み、前記複数のパルス幅変調信号のうちのそれぞれ１つが、前記高い電源電圧に最も近い定常状態の高値、および前記より高い電源電圧より高い過渡の高値を含むハイ（ｈｉｇｈ）状態を有し、前記複数のパルス幅変調信号のうちのそれぞれ１つが、前記低い電源電圧に最も近い定常状態の低値、および前記より低い電源電圧より低い過渡の低値を含むロー（ｌｏｗ）状態も有する、請求項１に記載の方法。 Each one of the plurality of motor drive signals is
Each including a plurality of pulse width modulation signals, each one of the plurality of pulse width modulation signals being a high that includes a steady state high value closest to the high power supply voltage and a transient high value that is higher than the higher power supply voltage. A low state in which each of the plurality of pulse width modulated signals has a high state and includes a low steady state value closest to the low power supply voltage and a low transient value lower than the lower power supply voltage. The method of claim 1, also having a (low) state.

複数のモータ巻線のうちの少なくとも１つを通る電流のゼロクロスを示すゼロ電流信号を生成するように構成された電流測定モジュールと、
モータの回転角の基準位置を示す位置基準信号を生成するように構成された位置測定モジュールと、
位相比較信号を生成するために、前記ゼロ電流信号の位相を前記位置基準信号の位相と比較するように構成され、それぞれが前記位相比較信号の値に関係する位相を有する、複数の変調信号を生成するように構成された、変調信号生成モジュールと、
前記複数の変調信号に従って、前記複数のモータ巻線への複数のモータ駆動信号を生成するように構成された駆動回路とを含む、前記複数のモータ巻線を有する多相モータを駆動するための電子回路。 A current measurement module configured to generate a zero current signal indicative of a zero crossing of current through at least one of the plurality of motor windings;
A position measurement module configured to generate a position reference signal indicating a reference position of a rotation angle of the motor;
In order to generate a phase comparison signal, a plurality of modulated signals are configured to compare the phase of the zero current signal with the phase of the position reference signal, each having a phase related to the value of the phase comparison signal. A modulated signal generation module configured to generate;
A drive circuit configured to generate a plurality of motor drive signals to the plurality of motor windings in accordance with the plurality of modulation signals, for driving the multiphase motor having the plurality of motor windings. Electronic circuit.

前記位置測定モジュールが、前記モータに近接して配置されたホールセンサによって生成されたホール信号に従って、前記位置信号を生成するようにさらに構成される、請求項９に記載の電子回路。 The electronic circuit of claim 9, wherein the position measurement module is further configured to generate the position signal in accordance with a Hall signal generated by a Hall sensor disposed proximate to the motor.

前記位置測定モジュールが、モータ巻線に生成される逆起電力信号に従って、前記位置信号を生成するようにさらに構成される、請求項９に記載の電子回路。 The electronic circuit of claim 9, wherein the position measurement module is further configured to generate the position signal in accordance with a back electromotive force signal generated in a motor winding.

前記位置基準信号を前記生成するステップが、前記モータが前記基準位置を実現している状態に最も近い時間窓中で、前記複数のモータ巻線のうちの前記少なくとも１つへのモータ駆動信号を停止するステップと、
逆起電力信号のゼロクロスによって前記時間窓中で前記基準位置を検出するステップとを含む、請求項９に記載の方法。 The step of generating the position reference signal includes generating a motor drive signal to the at least one of the plurality of motor windings in a time window closest to a state where the motor realizes the reference position. A step to stop,
Detecting the reference position in the time window by a zero cross of a back electromotive force signal.

前記変調信号生成モジュールが、
前記複数の変調信号のうちの少なくとも１つの形状に対応して、変調の値が格納されるルック・アップ・テーブルと、
最小値、最大値および前記最小値と最大値との間の複数の値を有する、第１の連続する鋸歯状ランプ信号を生成するように構成された、鋸歯状生成器と、
前記ゼロ電流信号を表す信号を受信するように結合され、前記位置基準信号を表す信号を受信するように結合され、前記位相比較信号を表す信号を生成するように構成された、タイミング／位相エラー検出器と、
前記最小値、前記最大値および前記最小値と最大値との間の前記複数の値を有する第２の連続する鋸歯状ランプ信号を生成するために、前記第１の連続する鋸歯状ランプ信号に、前記位相比較信号に関係する値を加算するように構成された合計モジュールとを備え、前記第２の連続する鋸歯状ランプ信号の前記最小値および最大値が、前記第１の連続する鋸歯状ランプ信号の前記最小値および最大値から調整時間分の時間のシフトをし、前記調整時間が前記位相比較信号に関係し、前記調整した連続する鋸歯状ランプ信号が、前記複数の変調信号のうちの前記少なくとも１つを生成するように前記ルック・アップ・テーブルの値を順次参照するために使用され、前記複数の変調信号のうちの前記少なくとも１つとの既定の位相関係で少なくとも１つの他の変調信号を生成するためにも使用される、請求項９に記載の電子回路。 The modulation signal generation module is
A look-up table in which modulation values are stored corresponding to at least one shape of the plurality of modulation signals;
A sawtooth generator configured to generate a first continuous sawtooth ramp signal having a minimum value, a maximum value, and a plurality of values between the minimum and maximum values;
Timing / phase error coupled to receive a signal representative of the zero current signal, coupled to receive a signal representative of the position reference signal, and configured to generate a signal representative of the phase comparison signal A detector;
To generate the second continuous sawtooth ramp signal having the minimum value, the maximum value, and the plurality of values between the minimum value and the maximum value, the first continuous sawtooth ramp signal. A summing module configured to add a value related to the phase comparison signal, wherein the minimum and maximum values of the second continuous sawtooth ramp signal are the first continuous sawtooth Shifting the time by an adjustment time from the minimum value and the maximum value of the ramp signal, the adjustment time is related to the phase comparison signal, and the adjusted continuous sawtooth ramp signal is included in the plurality of modulation signals. Used to sequentially look up the values of the look-up table to generate the at least one of the at least one of the plurality of modulation signals and at least in a predetermined phase relationship with the at least one of the plurality of modulation signals Also used to generate one other modulation signal, the electronic circuit according to claim 9.

前記電動モータに結合され前記複数のモータ駆動信号を生成するように構成された、複数のハーフブリッジ回路であって、それぞれのハーフブリッジ回路が、
直列結合された第１および第２のトランジスタそれぞれと、
高い電源電圧を受信するための電源高電圧ノードそれぞれと、
低い電源電圧を受信するための電源低電圧ノードそれぞれと、
前記複数のモータ駆動信号のうちのそれぞれ１つが生成される出力ノードそれぞれとを備える、複数のハーフブリッジ回路と、
高い電源電圧より高い出力ノードの電圧、または、
低い電源電圧より低い出力ノードの電圧
のうちの少なくとも１つを検出することによって、前記複数のハーフブリッジ回路のうちの少なくとも１つの前記第１のトランジスタまたは前記第２のトランジスタのうちの少なくとも１つを通過する逆電流を示す少なくとも１つのコンパレータ出力信号をそれぞれ生成するように構成された、少なくとも１つのコンパレータと、
前記少なくとも１つのコンパレータ出力信号に従って、前記複数のモータ巻線のうちの前記少なくとも１つを通る前記電流の前記ゼロクロスを示す前記ゼロ電流信号を生成するように構成された、プロセッサとを、さらに備える、請求項９に記載の電子回路。 A plurality of half-bridge circuits coupled to the electric motor and configured to generate the plurality of motor drive signals, each half-bridge circuit,
Each of the first and second transistors coupled in series;
Each power supply high voltage node for receiving a high power supply voltage,
Each power supply low voltage node to receive a low power supply voltage,
A plurality of half-bridge circuits comprising output nodes each generating one of the plurality of motor drive signals;
Output node voltage higher than the high supply voltage, or
Detecting at least one of a voltage at an output node lower than a low power supply voltage by at least one of the first transistor or the second transistor of at least one of the plurality of half-bridge circuits. At least one comparator configured to each generate at least one comparator output signal indicative of a reverse current passing through
And a processor configured to generate the zero current signal indicative of the zero crossing of the current through the at least one of the plurality of motor windings in accordance with the at least one comparator output signal. The electronic circuit according to claim 9.

前記検出するステップが、
前記第１と第２のトランジスタが両方ともターンオフされる時間にのみ前記出力ノードで電圧をサンプリングすることによって、前記逆電流を検出するステップを含む、請求項１４に記載の電子回路。 The step of detecting comprises:
15. The electronic circuit of claim 14, comprising detecting the reverse current by sampling a voltage at the output node only during a time when both the first and second transistors are turned off.

前記複数のモータ駆動信号のうちのそれぞれ１つが、
複数のパルス幅変調信号をそれぞれ含み、前記複数のパルス幅変調信号のうちのそれぞれ１つが、前記高い電源電圧に最も近い定常状態の高値、および前記より高い電源電圧より高い過渡の高値を含むハイ状態を有し、前記複数のパルス幅変調信号のうちのそれぞれ１つが、前記低い電源電圧に最も近い定常状態の低値、および前記より低い電源電圧より低い過渡の低値を含むロー状態も有する、請求項９に記載の電子回路。 Each one of the plurality of motor drive signals is
Each including a plurality of pulse width modulation signals, each one of the plurality of pulse width modulation signals being a high that includes a steady state high value closest to the high power supply voltage and a transient high value that is higher than the higher power supply voltage. And a low state in which each one of the plurality of pulse width modulated signals includes a steady state low value closest to the low power supply voltage and a transient low value lower than the lower power supply voltage. The electronic circuit according to claim 9.

複数のモータ巻線を有する多相モータを駆動する方法が、
電動モータに結合されたハーフブリッジ回路を用いてモータ駆動信号を生成するステップであって、前記ハーフブリッジ回路が、
直列結合された第１および第２のトランジスタと、
高い電源電圧を受信するための電源高電圧ノードと、
低い電源電圧を受信するための電源低電圧ノードと、
前記モータ駆動信号が生成される出力ノードとを備える、生成するステップと、
前記第１のトランジスタまたは前記第２のトランジスタのうちの少なくとも１つを通過する逆電流を検出するステップであって、前記検出するステップが、
前記高い電源電圧より高い前記出力ノードで電圧を検出するステップ、または、
前記低い電源電圧より低い前記出力ノードで電圧を検出するステップのうちの少なくとも１つを含む、逆電流を検出するステップと、
前記逆電流を前記検出するステップに従って、前記複数のモータ巻線のうちの少なくとも１つを通る電流のゼロクロスを示すゼロ電流信号を生成するステップとを含む、多相モータを駆動する方法。 A method of driving a multi-phase motor having a plurality of motor windings,
Generating a motor drive signal using a half bridge circuit coupled to an electric motor, the half bridge circuit comprising:
First and second transistors coupled in series;
A power supply high voltage node for receiving a high power supply voltage;
A power supply low voltage node for receiving a low power supply voltage;
Generating, comprising: an output node from which the motor drive signal is generated;
Detecting a reverse current passing through at least one of the first transistor or the second transistor, the detecting step comprising:
Detecting a voltage at the output node that is higher than the high power supply voltage, or
Detecting a reverse current comprising at least one of detecting a voltage at the output node below the low power supply voltage;
Generating a zero current signal indicative of a zero crossing of current through at least one of the plurality of motor windings in accordance with the step of detecting the reverse current.

前記逆電流を前記検出するステップが、
前記第１と第２のトランジスタが両方ともターンオフされる時間にのみ前記出力ノードで電圧をサンプリングすることによって、前記逆電力を検出するステップを含む、請求項１７に記載の方法。 The step of detecting the reverse current comprises:
18. The method of claim 17, comprising detecting the reverse power by sampling a voltage at the output node only during a time when both the first and second transistors are turned off.

前記モータ駆動信号が、
複数のパルス幅変調信号を含み、前記複数のパルス幅変調信号のうちのそれぞれ１つが、前記高い電源電圧に最も近い定常状態の高値、および前記より高い電源電圧より高い過渡の高値を含むハイ状態を有し、前記複数のパルス幅変調信号のうちのそれぞれ１つが、前記低い電源電圧に最も近い定常状態の低値、および前記より低い電源電圧より低い過渡の低値を含むロー状態も有する、請求項１７に記載の方法。 The motor drive signal is
A high state including a plurality of pulse width modulation signals, each one of the plurality of pulse width modulation signals including a steady state high value closest to the high power supply voltage and a transient high value higher than the higher power supply voltage And each one of the plurality of pulse width modulated signals also has a low state including a steady state low value closest to the low power supply voltage and a transient low value lower than the lower power supply voltage. The method of claim 17.

モータの回転角の基準位置を示す位置基準信号を生成するステップと、
位相比較信号を生成するために前記ゼロ電流信号の位相を前記位置基準信号の位相と比較するステップと、
それぞれが前記位相比較信号の値に関係する位相を有する複数の変調信号を生成するステップと、
前記複数の変調信号に従って、前記複数のモータ巻線への複数のモータ駆動信号を生成するステップとを含む、請求項１７に記載の方法。 Generating a position reference signal indicating a reference position of the rotation angle of the motor;
Comparing the phase of the zero current signal with the phase of the position reference signal to generate a phase comparison signal;
Generating a plurality of modulated signals each having a phase related to the value of the phase comparison signal;
And generating a plurality of motor drive signals for the plurality of motor windings in accordance with the plurality of modulation signals.

前記位置基準信号を前記生成するステップが、
前記モータに近接して配置されたホールセンサを用いてホールセンサ信号を生成するステップを含む、請求項２０に記載の方法。 The step of generating the position reference signal comprises:
21. The method of claim 20, comprising generating a hall sensor signal using a hall sensor located proximate to the motor.

前記位置基準信号を前記生成するステップが、
前記複数のモータ巻線のうちの少なくとも１つに結合された逆起電力モジュールを用いて逆起電力信号を生成するステップを含む、請求項２０に記載の方法。 The step of generating the position reference signal comprises:
21. The method of claim 20, comprising generating a back electromotive force signal using a back electromotive force module coupled to at least one of the plurality of motor windings.

前記位置基準信号を前記生成するステップが、
前記モータが前記基準位置を実現している状態に最も近い時間窓中で、前記複数のモータ巻線のうちの前記少なくとも１つへのモータ駆動信号を停止するステップと、
逆起電力信号のゼロクロスによって前記時間窓中で前記基準位置を検出するステップとを含む、請求項２０に記載の方法。 The step of generating the position reference signal comprises:
Stopping a motor drive signal to the at least one of the plurality of motor windings in a time window closest to a state in which the motor achieves the reference position;
And detecting the reference position in the time window by a zero cross of a back electromotive force signal.

前記複数の変調信号を前記生成するステップが、
前記複数の変調信号のうちの少なくとも１つの形状に対応して、変調の値が格納されるルック・アップ・テーブルを提供するステップと、
最小値、最大値および前記最小値と最大値との間の複数の値を有する、第１の連続する鋸歯状ランプ信号を生成するステップと、
前記最小値、前記最大値および前記最小値と最大値との間の前記複数の値を有する第２の連続する鋸歯状ランプ信号を生成するために、前記第１の連続する鋸歯状ランプ信号に、前記位相比較信号に関係する値を加算するステップであって、前記第２の連続する鋸歯状ランプ信号の前記最小値および最大値が、前記第１の連続する鋸歯状ランプ信号の前記最小値および最大値から調整時間分の時間のシフトをし、前記調整時間が前記位相比較信号に関係する、加算するステップと、
前記複数の変調信号のうちの前記少なくとも１つを生成するように前記ルック・アップ・テーブルの値を順次参照するために、前記調整した連続する鋸歯状ランプ信号を使用するステップと、
前記複数の変調信号のうちの前記少なくとも１つとの既定の位相関係で少なくとも１つの他の変調信号を生成するステップであって、それぞれの変調信号が、前記複数のパルス幅変調（ＰＷＭ）信号のうちの１つにそれぞれ関係する、生成するステップとを含む、請求項２０に記載の方法。 Generating the plurality of modulated signals comprises:
Providing a look-up table in which modulation values are stored corresponding to the shape of at least one of the plurality of modulation signals;
Generating a first continuous sawtooth ramp signal having a minimum value, a maximum value, and a plurality of values between the minimum and maximum values;
To generate the second continuous sawtooth ramp signal having the minimum value, the maximum value, and the plurality of values between the minimum value and the maximum value, the first continuous sawtooth ramp signal. Adding a value related to the phase comparison signal, wherein the minimum value and the maximum value of the second continuous sawtooth ramp signal are the minimum value of the first continuous sawtooth ramp signal. Shifting the time for the adjustment time from the maximum value, and adding the adjustment time related to the phase comparison signal;
Using the adjusted continuous sawtooth ramp signal to sequentially reference values in the look-up table to generate the at least one of the plurality of modulation signals;
Generating at least one other modulation signal in a predetermined phase relationship with the at least one of the plurality of modulation signals, each modulation signal comprising a plurality of pulse width modulation (PWM) signals; 21. The method of claim 20, comprising generating, each associated with one of them.

モータ駆動信号を生成するための電動モータに結合されたハーフブリッジ回路であって、前記ハーフブリッジ回路が、
直列結合された第１および第２のトランジスタと、
高い電源電圧を受信するための電源高電圧ノードと、
低い電源電圧を受信するための電源低電圧ノードと、
前記モータ駆動信号が生成される出力ノードとを備える、ハーフブリッジ回路と、
前記高い電源電圧より高い前記出力ノードの電圧、または、
前記低い電源電圧より低い前記出力ノードの電圧
のうちの少なくとも１つを検出することによって、前記第１のトランジスタまたは前記第２のトランジスタのうちの少なくとも１つを通過する逆電流を示す少なくとも１つのコンパレータ出力信号をそれぞれ生成するように構成された、少なくとも１つのコンパレータと、
前記少なくとも１つのコンパレータ出力信号に従って、前記複数のモータ巻線のうちの少なくとも１つを通る電流のゼロクロスを示すゼロ電流信号を生成するように構成されたプロセッサとを備える、前記複数のモータ巻線を有する多相モータを駆動するための電子回路。 A half bridge circuit coupled to an electric motor for generating a motor drive signal, wherein the half bridge circuit is
First and second transistors coupled in series;
A power supply high voltage node for receiving a high power supply voltage;
A power supply low voltage node for receiving a low power supply voltage;
A half bridge circuit comprising an output node from which the motor drive signal is generated;
The output node voltage higher than the high power supply voltage, or
At least one indicative of a reverse current passing through at least one of the first transistor or the second transistor by detecting at least one of the output node voltages below the low power supply voltage At least one comparator configured to each generate a comparator output signal;
The plurality of motor windings comprising: a processor configured to generate a zero current signal indicative of a zero crossing of a current through at least one of the plurality of motor windings according to the at least one comparator output signal. An electronic circuit for driving a multiphase motor having

前記検出するステップが、
前記第１と第２のトランジスタが両方ともターンオフされる時間にのみ前記出力ノードで電圧をサンプリングすることによって、前記逆電流を検出するステップを含む、請求項２５に記載の電子回路。 The step of detecting comprises:
26. The electronic circuit of claim 25, comprising detecting the reverse current by sampling a voltage at the output node only during a time when both the first and second transistors are turned off.

前記モータ駆動信号が、
複数のパルス幅変調信号を含み、前記複数のパルス幅変調信号のうちのそれぞれ１つが、前記高い電源電圧に最も近い定常状態の高値、および前記より高い電源電圧より高い過渡の高値を含むハイ状態を有し、前記複数のパルス幅変調信号のうちのそれぞれ１つが、前記低い電源電圧に最も近い定常状態の低値、および前記より低い電源電圧より低い過渡の低値を含むロー状態も有する、請求項２５に記載の電子回路。 The motor drive signal is
A high state including a plurality of pulse width modulation signals, each one of the plurality of pulse width modulation signals including a steady state high value closest to the high power supply voltage and a transient high value higher than the higher power supply voltage And each one of the plurality of pulse width modulated signals also has a low state including a steady state low value closest to the low power supply voltage and a transient low value lower than the lower power supply voltage. The electronic circuit according to claim 25.

前記モータの回転角の基準位置を示す位置基準信号を生成するように構成された位置測定モジュールと、
位相比較信号を生成するために、前記ゼロ電流信号の位相を前記位置基準信号の位相と比較するように構成され、それぞれが前記位相比較信号の値に関係する位相を有する複数の変調信号を生成するように構成された変調信号生成モジュールとをさらに含む、請求項２５に記載の電子回路。 A position measurement module configured to generate a position reference signal indicating a reference position of a rotation angle of the motor;
To generate a phase comparison signal, the phase of the zero current signal is configured to be compared with the phase of the position reference signal, and each generates a plurality of modulation signals each having a phase related to the value of the phase comparison signal 26. The electronic circuit of claim 25, further comprising a modulation signal generation module configured to:

前記位置測定モジュールが、前記モータに近接して配置されたホールセンサによって生成されたホール信号に従って、前記位置信号を生成するようにさらに構成される、請求項２８に記載の電子回路。 30. The electronic circuit of claim 28, wherein the position measurement module is further configured to generate the position signal in accordance with a Hall signal generated by a Hall sensor disposed proximate to the motor.

前記位置測定モジュールが、モータ巻線に生成される逆起電力信号に従って前記位置信号を生成するようにさらに構成される、請求項２８に記載の電子回路。 30. The electronic circuit of claim 28, wherein the position measurement module is further configured to generate the position signal in accordance with a back electromotive force signal generated on a motor winding.

前記電子回路が、前記モータが前記基準位置を実現している状態に最も近い時間窓中で、前記複数のモータ巻線のうちの前記少なくとも１つへのモータ駆動信号を停止するように構成され、前記位置測定モジュールが、前記時間窓中で前記基準位置を示す前記位置基準信号を生成するように構成される、請求項２８に記載の電子回路。 The electronic circuit is configured to stop a motor drive signal to the at least one of the plurality of motor windings in a time window closest to a state in which the motor achieves the reference position. 30. The electronic circuit of claim 28, wherein the position measurement module is configured to generate the position reference signal indicative of the reference position in the time window.

前記変調信号生成モジュールが、
前記複数の変調信号のうちの少なくとも１つの形状に対応して変調の値が格納されるルック・アップ・テーブルと、
最小値、最大値および前記最小値と最大値との間の複数の値を有する、第１の連続する鋸歯状ランプ信号を生成するように構成された、鋸歯状生成器と、
前記ゼロ電流信号を表す信号を受信するように結合され、前記位置基準信号を表す信号を受信するように結合され、前記位相比較信号を表す信号を生成するように構成された、タイミング／位相エラー検出器と、
前記最小値、前記最大値および前記最小値と最大値との間の前記複数の値を有する第２の連続する鋸歯状ランプ信号を生成するために、前記第１の連続する鋸歯状ランプ信号に、前記位相比較信号に関係する値を加算するように構成された合計モジュールとを備え、前記第２の連続する鋸歯状ランプ信号の前記最小値および最大値が、前記第１の連続する鋸歯状ランプ信号の前記最小値および最大値から調整時間分の時間のシフトをし、前記調整時間が前記位相比較信号に関係し、前記調整した連続する鋸歯状ランプ信号が、前記複数の変調信号のうちの前記少なくとも１つを生成するように前記ルック・アップ・テーブルの値を順次参照するために使用され、前記複数の変調信号のうちの前記少なくとも１つとの既定の位相関係で少なくとも１つの他の変調信号を生成するためにも使用され、それぞれの変調信号が、前記複数のパルス幅変調（ＰＷＭ）信号のうちの１つにそれぞれ関係する、請求項２８に記載の電子回路。 The modulation signal generation module is
A look-up table in which a value of modulation is stored corresponding to at least one shape of the plurality of modulation signals;
A sawtooth generator configured to generate a first continuous sawtooth ramp signal having a minimum value, a maximum value, and a plurality of values between the minimum and maximum values;
Timing / phase error coupled to receive a signal representative of the zero current signal, coupled to receive a signal representative of the position reference signal, and configured to generate a signal representative of the phase comparison signal A detector;
To generate the second continuous sawtooth ramp signal having the minimum value, the maximum value, and the plurality of values between the minimum value and the maximum value, the first continuous sawtooth ramp signal. A summing module configured to add a value related to the phase comparison signal, wherein the minimum and maximum values of the second continuous sawtooth ramp signal are the first continuous sawtooth Shifting the time by an adjustment time from the minimum value and the maximum value of the ramp signal, the adjustment time is related to the phase comparison signal, and the adjusted continuous sawtooth ramp signal is included in the plurality of modulation signals. Used to sequentially look up the values of the look-up table to generate the at least one of the at least one of the plurality of modulation signals and at least in a predetermined phase relationship with the at least one of the plurality of modulation signals Also be used to generate one other modulated signals, each modulated signal, respectively associated to one of said plurality of pulse width modulation (PWM) signal, an electronic circuit according to claim 28.