[发明专利]半导体设备、电机驱动系统及其控制方法

说明书

本公开涉及半导体设备、电机驱动系统及其控制方法。该半导体设备包括：电流检测电路，被配置为通过驱动电路的驱动来检测流过三相电机的电流；以及控制器，其被配置为基于检测到的电流来控制驱动电路。控制器被配置为在三相电机静止时控制通电模式，以使得检波电流从驱动电路顺序地流向三相电机的每个相位，从而从由电流检测电路检测到的所述检波电流中获得第一相间电流差、第二相间电流差和第三相间电流差，其中的每个是在彼此相反的方向上流动的检波电流之间的差异，基于第一、第二和第三相间电流差之间的幅值关系来确定通电模式。

相关申请的交叉引用

2022年1月21日申请的日本专利申请第2022-008009号的包括说明书、附图以及说明书摘要的公开内容通过引用全部并入本文。

技术领域

本发明涉及半导体设备、电机驱动系统及其控制方法。

背景技术

与包括检测转子的位置的霍尔传感器在内的配备有传感器的电机相比，从小型化和低成本的观点来看，已经开发了不包括霍尔传感器的无传感器电机。

在驱动无传感器三相无刷直流(DC)电机的驱动系统中，检测通过转子的旋转在非通电相的定子线圈中产生的反电动势(BEMF)来估计电机的磁极对相对于定子线圈的相对位置。驱动系统通过基于转子的估计位置向三相定子线圈施加驱动电流(或驱动电压)来旋转地驱动电机。

以下列出了公开的技术。

[专利文献1]日本专利第4684763号

在无传感器电机的情况下，在电机静止的状态下不产生反电动势，并且因此无法根据反电动势检测转子的位置。作为现有技术，例如，在专利文献1中公开了在电机静止时检测转子的位置的静止位置检测电路。

发明内容

近年来，电机不仅被用于从静止状态以低扭矩旋转的风扇等负载，而且被用于需要高扭矩以开始旋转的诸如动力工具(电动工具)之类的负载。因此，需要一种能够以更高扭矩驱动电机的电机驱动技术。

根据本说明书和附图的描述，本发明的其他目的和新颖特性将显而易见。

根据一个实施例，一种半导体设备通过驱动电路的驱动来检测流过三相电机的电流，并且基于检测到的电流来控制驱动电路。三相电机具有第一相、第二相和第三相。当三相电机静止时，半导体设备控制通电模式以使得检波电流从驱动电路顺序地流向第一相和第二相之间的第一相间、第二相和第三相之间的第二相间、以及第三相和第一相之间的第三间相。半导体设备从检测到的检波电流中获得第一相间电流差、第二相间电流差和第三相间电流差，其中的每个相间电流差是针对第一相间、第二相间和第三相间中的每个的在彼此相反的方向上流动的检波电流之间的差异。该半导体设备基于第一相间电流差、第二相间电流差和第三相间电流差之间的幅值关系来确定在三相电机的初始驱动中使用的通电模式。

根据一个实施例，可以用更高的扭矩来驱动电机。

附图说明

图1是图示了根据实施例的半导体设备的概况的配置图。

图2是图示了根据第一实施例的电机驱动系统的配置示例的配置图。

图3是用于描述根据第一实施例的无刷DC电机的通电模式的图。

图4A是图示了根据第一实施例的无刷DC电机的定子线圈的磁极与转子的磁极之间的位置关系的示意图。

图4B是图示了根据第一实施例的无刷DC电机的定子线圈的磁极与转子的磁极之间的位置关系的示意图。

图4C是图示了根据第一实施例的无刷DC电机的定子线圈的磁极与转子的磁极之间的位置关系的示意图。

图5是用于描述第一实施例的无刷DC电机的驱动控制的概况的电流波形图。