[发明专利]无传感器的电动机驱动电路

说明书

本发明涉及无传感器的电动机驱动电路的改进。

用于驱动，例如，两相无电刷电动机的无传感器的电动机驱动电路是众所周知的。用于驱动两相无电刷电动机的这类电路使用诸如霍尔元件之类的旋转检测元件和利用励磁线圈中产生的感应电压(反电动电压)对励磁线圈中的驱动电流的传导(导电)进行转换。

这类通用无传感器电动机驱动电路通过检测励磁线圈中的感应电压和根据极性反转的计时提供某种延迟量来实现导电的转换。

然后用滤波器滤除在导电转换时刻产生的尖峰电压(回扫电压fly-back)。

此外，若在励磁线圈中导电之后电动机转子未被直接起动，则意为电动机转子已处于静止位置(称之为基准位置)，若在某一时间周期内未检测到励磁线圈的感应电压，则产生一起动脉冲并强迫转换导电模式(pattern)。

关于对极性反转进行计时方面提供一个规定延时，提供用于去除尖峰电压的滤波器，以及产生起动脉冲的这些方法可被分为模拟法和数字法。

模拟法电路利用RC时间常数实行相位延迟，去除尖峰电压和产生起动脉冲。另一方面，用于数字法的电路，几乎全用微处理器。

由于微处理器的成本缘故由规模大电路系统中是可能使用数字法的，但在小规模电路应用中不可行。因此采用模似法，而不是数字法，更为普通。

不过，在摸似法中，必须对RC时间常数电路的每个元件均要以最适宜方式设定时间常数，但这证明是困难的，因为每个元件的时间常数之间会有干扰。此外还需要大量的电阻和电容，这意味着需要大量的零部件。

由于本发明是为解决上述诸问题而提出的，故本发明的目的是提供一种无传感器的电动机驱动电路，该电路与用模似法构成的电路相比，外部零件数较少，成本被降低以及对励磁线圈进行最合适的驱动电流转换而与电动机的转速无关。

因此，一种无传感器电动机驱动电路包括用于根据励磁线圈感应电压检测转动中转子的基准位置的检测电路，用于利用检测电路输出信号产生微分脉冲的微分脉冲产生电路，能产生时钟脉冲，具有相位比较器用以在时钟脉冲已被分频后将微分脉冲同时钟脉冲加以比较的锁相环电路，一个起动脉冲发生器，用以对时钟脉冲进行计数并当予定计数时段内不产生微分脉冲时产生起动脉冲，一个闩锁电路，用以产生一延迟脉冲——该脉冲从转子的基准位置起通过对时钟脉冲进行计数或利用起动脉冲延迟了一个规定量，一个发生电路用于根据延迟脉冲为励磁线圈产生导电转换信号以及一个驱动电路用以依据导电转换信号造成励磁线圈中的导电。

该无传感器电动机驱动电路也可进一步配置一掩蔽信号发生器，用以通过对时钟周期的计数产生一个抑制导电转换期间所产生的模仿脉冲(imitation pulse)的周期。

PLL电路响应转子的转速控制闩锁延迟电路的延迟量和掩蔽信号发生器的模仿脉冲抑制周期。

本发明的电动机可为用于旋转一种旋转磁头装置的旋转鼓的两相双向无传感器电动机。

本发明的电动机也可为用于旋转光盘的两相双向无传感器电动机。

按照这一结构，检测器3基于励磁线圈1和2的感应电压检测转子R的在基准位置。

当转子R旋转时，在线圈中感生交变电流电压。然而，基准位置即是当交变电流电压为零伏时的转子R的位置。

当励磁线圈1或2任一个导电时，磁力施加在转子R上，转子R将旋转。当转子R旋转时，反电势电压6S-2和6S-4在检测器3处测出。

微分脉冲发生器7利用来自检测器3的输出信号3S-1和3S-2产生微分脉冲7S。能产生时钟信号8S的PLL电路8的相位比较器40将微分脉冲7S同时钟信号8S的分频型式的脉冲8P相比较。

闩锁延迟电路9产生延迟脉冲9S，该脉冲通过时钟8S的计数周期从转子R的基准位置起延迟了一个规定量。电路6和12基于延迟脉冲9S对励磁线圈1和2产生导电转换信号13S-1于13S-4，于是励磁线圈1和2被迫转换至下一导电模式。

在以上过程中，当转子R由于导电而旋转时，若转子R已经在磁力作用下处于该位置(中性位置)——予期的停止位置，则转子R便处于基准位置。则即使励磁线圈1和2中导电，转子R也不运动从而不产生感应电压。在此情况下，触发脉冲发生器10在一规定计数周期内未出现微分脉冲7S时，计8S的时钟周期数并产生触发脉冲10S。然后闩锁延迟电路9基于该触发脉冲10S产生延迟脉冲9S。于是电路6和12产生导电转换信号13S-1至13S-4，励磁线圈1和2被迫转换至下一导电模式。