[发明专利]无刷电机的相位控制电路、无刷电机及无刷电机的相位控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及无刷电机。

背景技术

以往，使用电机作为各种装置和产品的驱动源。例如在打印机、复印机等办公设备、各种家电产品、汽车及电动自行车等车辆的助力动力源用途中被采用。特别是作为动作频率高的可动部件的驱动源，基于耐久性和电噪声的考虑，有时使用无刷电机。

在高输出的无刷电机中，有所要求的最大转矩增大、感应电压增大的倾向。因此，低转矩区域的电机转速容易不足。因而为加大低转矩区域的电机转速，例如需要减小感应电压。并且，为扩展高输出的无刷电机的输出范围，需要控制无刷电机的相位，转子的位置检测就变得重要。即，需要无刷电机以某种方法检测转子的旋转位置，并控制流向线圈的电流的相位。

为此，已研究出一种具备检测磁体转子旋转位置的多个霍尔元件、和基于从霍尔元件输出的检测信号的输出定时(timing)来对励磁线圈供给驱动电流的驱动控制电路的无刷直流电机(参照专利文献1)。

[在先技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]日本实开平2-146996号公报

发明内容

〔发明所要解决的课题〕

上述的无刷直流电机考虑到转子高速旋转时产生的相位控制的延迟而在一组(三个)低速用霍尔元件之外另外具备一组(三个)高速用霍尔元件，当磁体转子达到一定旋转速度以上的高速时，从低速用霍尔元件切换到高速用霍尔元件来使驱动控制电路动作。因此，就需要两组霍尔元件，会导致部件个数的増加和配置空间的増大。

本发明是鉴于这样的状况而研发的，其目的在于提供一种以简易的结构实现扩展输出范围的相位控制的技术。

〔用于解决课题的手段〕

为解决上述课题，本发明一个方案的无刷电机的相位控制电路包括：信号输出部，根据转子中配置的磁体的旋转所引起的磁场的变化，输出相位不同的M个信号；控制信号生成部，基于至少M个信号生成2种以上的相位控制信号组，该相位控制信号组用于控制要供给N相(N为2以上的整数)线圈的各相的彼此相位不同的驱动电压；驱动部，基于相位控制信号组，将驱动电压供给N相线圈的各相。控制信号生成部被构成为能生成：第1相位控制信号组，在无刷电机的第1驱动模式下控制要供给N相线圈的各相的驱动电压；以及相对于第1相位控制信号组、相位相差预定相位α度(α>0)的第2相位控制信号组，在无刷电机的第2驱动模式下控制要供给N相线圈的各相的驱动电压。

通过该方案，能基于M个信号生成多个相位控制信号组，故可以不对应于各相位控制信号组地设置不同的信号输出部。即，可以不针对无刷电机的每种驱动模式都设置对应的信号输出部。

信号输出部可以具有P个(P＝M/2)霍尔元件；霍尔元件可以被构成为分别输出与磁场的变化相应的第1波形、和将该第1波形的极性反相了的第2波形。由此，信号输出部能输出比霍尔元件数量多的波形，能减少霍尔元件的数量。

控制信号生成部可以生成要供给三相线圈的各相的、彼此相位相差电角度120度的3个相位控制信号。信号输出部可以具有3个霍尔元件。

控制信号生成部可以包括：比较电路，将从信号输出部输出的多个信号与预定的阈值进行比较，生成具有预定的脉冲宽度的彼此相位不同的多个比较输出；生成电路，基于比较输出的脉冲的上升和下降的一者的定时生成第1相位控制信号组，基于比较输出的脉冲的上升和下降的另一者的定时生成第2相位控制信号组。由此，能根据相同的比较输出生成2种相位控制信号组。

控制信号生成部可以包括：比较电路，将从信号输出部输出的多个信号与预定的阈值进行比较，生成具有预定的脉冲宽度的彼此相位不同的多个比较输出；生成电路，基于比较输出的脉冲的上升和下降的一者的定时生成第1相位控制信号组；延迟电路，生成相对于第1相位控制信号组延迟了预定相位α度(α>0)的第2相位控制信号组。由此，能够根据相同比较输出生成2种相位控制信号组。

预定相位α度可以是电角度0度<α度<240度(但α＝60、120、180除外)，脉冲宽度可以是电角度60度<60度+α度<300度(但α＝60、120、180除外)。由此，能进行用于驱动无刷电机的转子位置检测。

从信号输出部输出的信号的波形可以是从波形的上升至达到阈值的电角度在40度以下、优选在30度以下。由此，转子的位置检测的精度提。