[发明专利]产生不同相二进制信号的方法和设备及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于可编程部件来产生具有相位差的二进制信号的方法和设备。 

背景技术

相移电路用在信号处理和功率电子这两个电子学中的许多应用中。一般来说，电路被设计为在给定的频率产生给定的相位差。对于另一个相位角或另一个频率，则必须要修改该电路。 

在文献US 6744296中描述的电路和方法改变了这种情况，因为相位偏移角可以与频率独立地由电压来连续调节。 

但是，部分用于上述电路的模拟部件不能保证产生特定的应用中所需要的非常精确的相位差。 

特别是在汽车应用的情况，诸如电子点火或者无刷电动机/发电机(generator)的控制。 

因此，例如文献US 4788957提出了通过使用由计算机形成的相位差电路和自动点火检测器来改进用于控制内燃机的点火点的设备。 

尽管全数字方法与模拟方法相比，在实施的灵活性和成本方面很有利，然而使得全数字方法在本领域中难以普及的一个障碍是跟随信号的快速变化所需的巨大的计算能力。 

多处理器微控制器部件在市场上出现了，如果它们被适当编程的话，则可以免去这个限制。 

文献US 5317248明确地公开了一种对Motorola的MC68332微控制器进行编程以便产生控制脉冲的方式，该控制脉冲被脉宽调制，以用于多相电机。 

MC68332微控制器也具有中央处理单元或CPU(CPU是中央处理单元“Central Processing Unit”的英文首字母缩写)、专用于临时事件的计算单元或者TPU(TPU是时间处理器单元“Time Processor Unit”的英文首字母缩写)。TPU具有可编程延迟电路(本领域技术人员公知为英文术语“定时器(timer)”)和可编程脉宽调制模块，该模块被称为PWM模块(PWM是脉宽调制“Pulse Width Modulation”的英文首字母缩写)。 

TPU产生同步信号和中心位于此信号的边沿的脉冲。 

在文献US5317248中描述的算法划定了转变次数和抖动的界限，但是所用的方法却似乎仅可应用于所产生的信号仅相对于来自于感测电机的转子的位置的单个传感器的单个同步信号是不同相的情况。 

但是，公知多相电机最好对于每一相都包括一个位置传感器，以便快速检测转子的速度变化。 

发明内容

因此本发明的目的是通过提供一种产生相对于一组同步二进制信号中的至少一个同步二进制信号的不同相二进制信号的方法来填补此项空白。该控制相位偏移角是连续可变的，并且该同步信号具有相同的可变周期。 

其中同步二进制信号是从三相电机的转子的位置处的三个传感器产生的同步二进制信号，该方法是这种类型的，其包括通过至少根据该控制相位差角、至少由该同步二进制信号的同步沿即上升沿或下降沿来计算至少一个电平切换延迟，从而产生不同相信号的上升沿和下降沿。 

根据本发明的该方法的出色之处在于：从该同步沿当中选择至少一个参考沿以使得该水平切换延迟最小。 

优选地，该不同相信号数和该同步信号数等于预定相数。该同步信号有利地具有0.5的占空比，并且彼此之间是不同相的，相差为度数等于360°除以该相数的额定相位差角。因此根据本发明的方法的附加特性包括测量两个连续同步沿之间的时间间隔，这两个连续同步沿中一个是上升沿，一个下降沿。 

对于同步二进制信号中的当前同步二进制信号计算电平切换延迟，以便产生相关的当前不同相二进制信号的相应沿，优选地通过下面等式来计算： 

其中： 

-ΔTpn是先前测量的时间间隔； 

是以度数表示的控制相位角； 

是当前同步二进制信号的初始相位角相位差 的初始沿和从同步信号中选择出的参考同步二进制信号的参考相位角 的参考沿之间的相位差 其以度数表示； 

-Np等于相数的两倍。 

利用了如下事实获得了有益效果：两个连续同步沿之间的时间间隔的沿间(inter-edge)值是由借助与该同步二进制信号相关的可编程测量延迟电路的计数而产生的，该可编程测量延迟电路具有预定的测量增量频率。 

在这种情况下，对于同步二进制信号当中的当前同步二进制信号计算电平切换延迟的当前值，以便产生相关的当前不同相二进制信号的相应沿，优选地通过下面的等式来计算： 

其中：