[发明专利]一种无刷电机的控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于无刷电机控制领域，特别涉及有关电机及应用的外部参数变化时，用无需额外光罩的可编程芯片实现低成本灵活可靠的电机控制方法及装置，具体而言在于低成本实现有关电机及应用的外部参数设置并将电机控制算法分割为可编程应用处理与不可编程控制处理，以提高同一电机控制芯片的应用范围，既增加针对具体应用的灵活性又保持核心控制算法的可靠性。

背景技术

随着电力电子技术、微电子技术的发展以及材料技术的进步，电机系统正向系统高性能、控制数字化、机电一体化等方向发展。新出现的高级电机控制理论，如无刷无传感器算法、矢量技术及模糊控制等得到了迅速的发展，并借助于越来越广泛应用的高性能电机控制驱动芯片得以实现。

传统的电机控制使用处理能力强大但功能相对单一的专用集成电路ASIC或功能更为灵活的可编程处理器(如MCU和DSP)。ASIC由于受到芯片引脚数量限制致使可接收的应用相关参数配置有限，难以应对大量不同应用的差异化需求。可编程处理器通过使用内部昂贵的可编程存储器(如FLASH)具备了灵活的处理能力，但是由于昂贵的可编程存储器以及多芯片封装或额外光罩导致的附加制造费用使得其成本较高。因此需要一种即具有ASIC强大处理能力又具备类似可编程处理器灵活性的低成本电机控制产品来满足日益苛刻的市场需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于根据有关电机及应用的外部参数设置，据此低成本实现这些外部参数的可编程固化，并将电机控制算法分割为可编程应用处理与不可编程控制处理，既增加针对具体应用的灵活性又保持核心控制算法的可靠性。

本发明提供一种无刷电机的控制装置，所述装置包括：电机及应用参数的可编程电路，被配置为一种固化的电机控制参数；电机控制中的可编程处理器，被配置为电机的一种应用处理器，与所述电机控制参数相关联；电机控制中的不可编程处理器，被配置为电机的控制算法处理器，与所述电机控制参数不直接关联；

所述可编程处理器分别与电机及应用参数的可编程电路和不可编程处理器相连接。

进一步地，所述电路及处理器在低成本高压互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺生产的同一个芯片上集成实现。

进一步地，所述电机及应用参数的可编程电路由单个与CMOS工艺兼容的多次可编程(MTP)记忆单元来实现。

进一步地，所述电机及应用参数的可编程电路由多个与CMOS工艺兼容的单次可编程(OTP)记忆单元来实现。

进一步地，所述电机的可编程应用处理器，根据外部电机及应用参数设置，提供灵活的优化控制电路配置，实现无刷电机的外围控制。

进一步地，所述电机的不可编程应用处理器，始终保持固化的算法，按照可编程应用处理的配置提供可靠的优化电路，实现无刷电机的核心驱动控制。

进一步地，本发明还提供一种使用所述的装置的无刷电机的控制方法，检测有关电机及应用的外部参数设置，将其低成本固化于芯片内，并将电机控制实现分割为可编程应用处理与不可编程控制处理。

进一步地，所述可编程应用处理根据有关电机及应用的外部参数设置，由灵活的电机控制优化算法表征。

进一步地，所述不可编程控制处理，由可靠的电机控制固化固定算法表征。

进一步地，所述不可编程控制处理，由可靠的电机控制固化可重构算法表征。

无刷电机的机械结构及电器气参数针对不同的应用会有较大的差异性，通过低成本方式将电机机械和电气参数可编程固化在芯片内部，进而由可编程应用处理对不同电机的机械和电气参数进行处理，提供配置数据实现特定电机的优化控制；无刷电机的基本工作原理及底层控制算法相对一致，对高可靠性及平稳工作要求较高，不可编程控制处理按照配置数据通过组合其内部电路控制模块高效可靠地完成具体电机控制处理。以上所述的无刷电机双控制器结构解决了处理能力与功能灵活性之间的矛盾需求，在高压互补金属氧化物半导体工艺生产的同一个芯片上集成，无需额外光罩地兼容了的单次或多次可编程记忆单元，获得了低成本的实现。

本发明的有益效果是电机控制在有关电机及应用的参数变化时，可编程应用处理器能够根据外部参数设置，提供灵活的优化电路配置数据，实现无刷电机的外围控制；同时，不可编程应用处理器能够保持固化的算法，提供可靠的优化底层控制电路，实现无刷电机的核心驱动控制。本发明对外部参数编程及双处理器的物理实现，能够完全兼容高压互补金属氧化物半导体工艺，以保证芯片低成本生产。本发明可以广泛应用于多种无刷电机的同一芯片控制。

附图说明