[发明专利]实时无传感器马达控制驱动系统

说明书

本发明提供一种实时无传感器马达控制驱动系统，该控制驱动系统主要包括三相逆变模块、反电动势侦测模块、角度偏移模块、切换模块及低压转高压驱动模块，反电动势侦测能应用于具切换点的反电动势型态马达来侦测马达转动位置，再传给角度落后偏移电路得到驱动电路需要的换向点，同时间将频率转换成电压信号来表示速度，同步反应当下马达转动的速度做马达速度控制。

技术领域

本发明涉及一种实时无传感器马达控制驱动系统，更具体地，涉及一种不需要位置传感器和速度感测装置，亦不使用微处理器(MCU)进行算法运算，或者计算机软件监测做中断运算，实时电路运算实现无传感器马达驱动的控制系统。

背景技术

通常，无刷DC电机（三相马达BLDC、PMSM或PMAC）具有简单的结构和高的效率，并且被广泛地用于工业。典型地，通过将电流施加到线圈所形成的电枢(armature )被用作三相马达的电机定子，以及是通过重复的N极和S极所形成的永磁体并且被用作转子。

为了使无刷DC电机连续地旋转，必须形成无刷DC电机的连续旋转磁场，并且由于定子通量与转子的永磁体的磁场同步地旋转，因此可能需要转子的位置信息。换句话说，为了形成连续旋转的磁场，流向电枢的线圈的每个相的电流的换流必须在适当的时间执行，并且要求转子的位置被准确地识别以用于适当的换流。这里，换流表示改变电机定子线圈的电流方向以允许转子旋转。

为了无刷DC电机的平顺的操作，转子的位置与相电流换流时间必须精准地匹配，并且为此，需要被配置为检测转子的位置的设备。一般地，针对转子位置的检测，可以使用位置检测传感器，诸如霍尔传感器、分解器( resolver )组件和编码器。

然而，最近由于制造成本增加和驱动电路变得复杂，因此使用可以在没有用于转子位置的检测的传感器的情况下驱动电机的无传感器方法。

用于驱动无刷DC电机的方法包括在电机旋转时提取在每个相的定子线圈中产生的反电动势(EMF)，并且通过使用相反(phase back)EMF的过零点来估计转子的位置信息和每个相电流换流时间。

常用的方式，需要额外的硬件微控制器（Micro Control Unit，MCU）或单芯片系统（System on a Chip，SoC）数字逻辑，电阻器，电容器，二极管…等算法复杂，实现比较困难。而使用 MCU或SoC数字逻辑资源进行数学运算来控制电动机驱动器，需要MCU或SoC数字逻辑来估计反电动势位置，如此将会使系统作动速度慢，且有延迟和不准确的问题。

另，使用MCU或SoC数字逻辑来估算Speed的值，也将会使系统速度慢，有延迟和不准确的问题。如果要又好的应用效果，需要高速MCU或SoC数字逻辑以实现更好的性能，也将会增加成本。

发明内容

本发明的目的，在于提出一种不需要位置传感器和速度感测装置，亦不使用微处理器(MCU)进行算法运算，或者计算机软件监测做中断运算，实时电路运算实现无传感器马达驱动的控制系统。

本发明的另一目的，在于提出一种实时无传感器马达控制驱动系统，无需使用微处理器(MCU)或SoC数字逻辑和位置传感器/速度传感器等组件，即可较低的实施成本实现驱动控制。

本发明的另一目的，在于提出一种实时无传感器马达控制驱动系统，可以整合于一单芯片，单芯片解决方案，方便用户直接整合于电路板(PCB)应用，用户轻松的达到速度控制的目的。