專利名稱：：無刷電動機(jī)用的驅(qū)動器包含驅(qū)動器和無刷電動機(jī)的系統(tǒng)及驅(qū)動電動機(jī)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種無刷電動機(jī)用的驅(qū)動器；還涉及一種包含驅(qū)動器和無刷電機(jī)的系統(tǒng)，以及涉及一種用以驅(qū)動電機(jī)的方法。
背景技術(shù)：
：無刷電動機(jī)用的驅(qū)動器通常包含一個半橋電路，用于電動機(jī)的每個線圈，所述半橋電路包含第一和第二開關(guān)元件。所述開關(guān)元件通常由體二極管所橋接，所述體二極管固有地存在于所述開關(guān)元件中，或者刻意地提供于本設(shè)計中。這些體二極管使得電流在假定各開關(guān)元件之間公共節(jié)點(diǎn)處的電壓超過較高供電電壓值或者低于較低供電電壓值情況下能夠?qū)ā０凑者@種方式，保護(hù)各開關(guān)元件免受因過壓情況所致的損害。在電動機(jī)運(yùn)行期間，線圈中產(chǎn)生反電動勢(back-EMF)脈沖。由于這種效應(yīng)，在與不供能線圈耦接的公共節(jié)點(diǎn)處，可能會發(fā)生超過所述較低或較高供電電壓值的電壓。這會導(dǎo)致能量的損失。此外，雖然所述體二極管保護(hù)開關(guān)元件避免發(fā)生過壓，但仍有以下危險，這就是由體二極管中電流的耗散所產(chǎn)生的熱量而導(dǎo)致開關(guān)元件的損壞。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種無刷電動機(jī)用的驅(qū)動器，一種包含驅(qū)動器和無刷電動機(jī)的系統(tǒng)，以及提供一種驅(qū)動無刷電動機(jī)用的方法；其中，在與不供能線圈耦接的公共節(jié)點(diǎn)處發(fā)生所述電壓的電壓范圍被減小。按照本發(fā)明，由權(quán)利要求1所述驅(qū)動器和權(quán)利要求8所述系統(tǒng)以及權(quán)利要求9所述的方法實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的。權(quán)利要求l的驅(qū)動器特別適用于無刷直流電動機(jī)，其中，每個線圈的第一端與驅(qū)動器的對應(yīng)輸出端耦接，并且，各線圈的第二端共同耦接成星形節(jié)點(diǎn)。所述驅(qū)動器按照一種轉(zhuǎn)換方式給所述電動機(jī)供能，也即所述驅(qū)動器假設(shè)一個換向狀態(tài)的循環(huán)次序。在接續(xù)的各換向狀態(tài)之間變換時，驅(qū)動器改變給各線圈供能的方式，使磁通量的取向改變，從而引起電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。所述驅(qū)動器可以自主地執(zhí)行所述轉(zhuǎn)換方式，譬如以預(yù)定頻率或以從零逐漸增大到預(yù)定值的頻率步入每個下一換向狀態(tài)。作為一種可供選擇的方式，可以在譬如使用像霍爾傳感器(Hallsensor)這樣的位置傳感器，或者使用電動機(jī)的反電動勢零點(diǎn)交叉的同時，使所述轉(zhuǎn)換方式的執(zhí)行與電機(jī)的轉(zhuǎn)動相關(guān)聯(lián)。在第一換向狀態(tài)期間，山于第一輸出端處給出的供電信號等于第一平均電壓值，而第二輸出端處給出的供電信號具有中間平均電壓值，即第一和第四平均電壓值之間的值，所以星形節(jié)點(diǎn)處的電壓相對地接近第一平均電壓。在第二換向狀態(tài)期間，由于第一輸出端處給出的供電信號具有中間平均電壓值，而第二輸出端處給出的供電信號等于第四平均電壓，所以星形節(jié)點(diǎn)處的電壓相對地接近第四平均值。雖然第一和第二輸出端之間的電壓差可以保持不變，但在從第一換向狀態(tài)到第二換向狀態(tài)的轉(zhuǎn)換過程下，星形節(jié)點(diǎn)處的電壓改變。在權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)中，在第一換向狀態(tài)中，第三線圈的第一和第二端之間電勢差的極性與第四和第一平均電壓之間差值的極性相同。在第二換向狀態(tài)中，第三線圈的第一和第二端之間電勢差的極性與第四和第一平均電壓之間差值的極性相反。按照這種方式，由權(quán)利要求l所述的驅(qū)動器獲得的效果補(bǔ)償非供能線圈中所產(chǎn)生的反電動勢電壓，以致出現(xiàn)在與第三輸出端耦接的非供能線圈的端部處的電壓平均達(dá)到很小的過電壓，于是降低甚至消除通過體二極管導(dǎo)電。第一和第二供電信號當(dāng)中的每一個都可以是脈沖寬度調(diào)制信號，該信號的電壓在比如0這樣相對較低值與比如V(伏特)這樣的相對較高6值之間變化。譬如，在第一換向狀態(tài)中，第一供電信號具有相對較高值V，占空因數(shù)為90%，第二供電信號具有的這個值占空因數(shù)為50%，而在第二換向狀態(tài)中，第一和第二供電信號分別具有占空因數(shù)50和10%。在權(quán)利要求2所述的實(shí)施例中，在換向狀態(tài)期間，第一和第二供電信號當(dāng)中之一具有恒定供電電壓。這種實(shí)施例是有利的，因?yàn)樵诿總€狀態(tài)期間只需要提供給一個輸出，以切換信號。按照這種方式，切換損失減小。另外，按照這種方式，在星形節(jié)點(diǎn)處可以產(chǎn)生用于補(bǔ)償反電動勢電壓的最強(qiáng)補(bǔ)償電壓。在權(quán)利要求3的實(shí)施例中，所述驅(qū)動器具有換向狀態(tài)，其中，它為電動機(jī)的多于兩個線圈供能，譬如在三相電動機(jī)的情況下，它為每個線圈供能。這種實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于，它允許定子通量的更漸進(jìn)旋轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致可聽噪聲降低。利用權(quán)利要求4的實(shí)施例能夠進(jìn)一步降低。在第三換向狀態(tài)的第一子狀態(tài)的結(jié)尾處，當(dāng)?shù)谝惠敵龆撕团c它耦接的線圈處的平均電壓之間沒有差值時，流過與第一輸出端耦接的線圈的電流減小至O。因此，向第一輸出端高阻抗?fàn)顟B(tài)的過渡是平滑的?？梢园醇夹g(shù)熟練人員所公知的方式，作為電機(jī)轉(zhuǎn)速的函數(shù)來計算反電動勢電壓的幅值。然而，對于這樣的計算，需要相對較為大量的硬件和/或軟件。權(quán)利要求5的實(shí)施例提出一種替換，用以減小可聽噪聲并且需要較少的額外硬件或軟件。在這樣的實(shí)施例中，在第三換向狀態(tài)的第一子狀態(tài)下，供電信號是以非互補(bǔ)方式被脈沖寬度調(diào)制的。也就是說，第一輸出端的阻抗在相對較低和相對較高的值之間交替，其中，在阻抗具有相對較低值的時間間隔期間，給出的供電信號具有第一平均電壓，而在第三換向狀態(tài)的第一子狀態(tài)期間，輸出阻抗具有相對較高值的時間區(qū)段逐漸增大到100%。以下結(jié)合附圖更加詳細(xì)地描述本發(fā)明的這些以及其他各個方面。其中圖l以示意的方式示出一種驅(qū)動器和與之耦接的無刷電動機(jī)，其中本發(fā)明是適用的，圖2表示由本發(fā)明驅(qū)動器的一種實(shí)施例給出的輸出信號；圖3更為詳細(xì)地示出所述驅(qū)動器；圖4表示由本發(fā)明驅(qū)動器的第二實(shí)施例給出的輸出信號；圖5表示由本發(fā)明驅(qū)動器的第三實(shí)施例給出的輸出信號；圖6表示由本發(fā)明驅(qū)動器的第四實(shí)施例給出的輸出信號；圖7表示由本發(fā)明驅(qū)動器的第五實(shí)施例給出的輸出信號；圖8表示由本發(fā)明驅(qū)動器的第六實(shí)施例給出的輸出信號；圖9更為詳細(xì)地顯示所述驅(qū)動器的控制器。具體實(shí)施例方式圖1示意性地示出無刷電動機(jī)M用的驅(qū)動器，它包含至少三個輸出端0u、0v、0*，用來給該電動機(jī)的線圈供電。所述各線圈提供引起轉(zhuǎn)子(未明確示出)轉(zhuǎn)動用的旋轉(zhuǎn)磁場。在運(yùn)行期間，該驅(qū)動器假定一個周期性序列地?fù)Q向的狀態(tài)CS1、CS2…，其中，在它的各輸出端提供供電信號。是驅(qū)動器在第一輸出端0u、第二輸出端0v和第三輸出端0w處分別提供第一供電信號Su、第二供電信號Sv和第三供電信號Sw。如圖2所示，按照本發(fā)明的驅(qū)動器，它具有第一換向狀態(tài)CS1，在第一換向狀態(tài)CS1期間，第一供電信號Su具有恒定的電壓Vdd。相應(yīng)地，第一平均電壓V1也具有這個值，即VhVdd。在第一換向狀態(tài)期間，第二供電信號Sv的值在時間區(qū)段O.2期間的相對較高值Vdd和時間區(qū)段0.8期間的相對較低值Vss之間以較高的頻率交替變換。因此，第二供電信號具有第二平均電壓V2^0.2*Vdd+0.8Wss。所述驅(qū)動器具有繼第一換向狀態(tài)CSl之后的第二換向狀態(tài)CS2。在第二換向狀態(tài)CS2期間，第一供電信號Su在時間區(qū)段O.8期間的相對較高值Vdd和時間區(qū)段0.2期間的相對較低值Vss之間以較高的頻率交替變換。因此，在第二換向狀態(tài)期間，第一供電信號Su具有第三平均電壓V3，這個值等于O.8*Vdd+0.2*Vss。在第二換向狀態(tài)期間，第二供電信號Sv保持在電壓Vss。因此，第二換向狀態(tài)期間，第二供電電壓Sv的第四平均電壓V4等于Vss。第二和第三平均電壓的值介于第一和第四平均電壓中間。具體地說，第二和第三平均電壓V2、V3低于第一平均電壓V1，而第四平均電壓V4低于第二和第三平均電壓V2、V3。在前兩個換向狀態(tài)期間，第三輸出端(Vf呆持為高阻抗，這是由帶有符號w的水平線指示的。在第一換向狀態(tài)CS1期間，星形節(jié)點(diǎn)處的共態(tài)信號是-VS二(Vl+V2)/2二(Vdd+0.2*Vdd+0.8*Vss)/2=0.6*Vdd+0.4*Vss。在第二換向狀態(tài)CS2期間，共態(tài)信號是VS二(V3+V4)/2二(0.8*Vdd+0.2*Vss+Vss)/2=0.4*Vdd+0.6*Vss。星形節(jié)點(diǎn)處的平均電壓值VS示于圖2的底部。因此，在第一換向狀態(tài)CS1期間，反電動勢脈沖具有較大的負(fù)限界(margin)VA=0.6*Vdd+0.4*Vss-Vss=0.6*Vdd-0.6*Vss，而在第二換向狀態(tài)CS2期間，反電動勢脈沖具有較大的正限界VA=Vdd-(0.4Vdd+0.6Vss)二0.6Vdd-0.6Vss。在用這種驅(qū)動器驅(qū)動電動機(jī)時，可以實(shí)現(xiàn)下述有優(yōu)點(diǎn)和效果。由于在第一換向狀態(tài)CSl期間未接地的線圈中的反電動勢脈沖是負(fù)的，即與驅(qū)動器耦接的線圈的端部與星形節(jié)點(diǎn)之間的電壓差值的極性是負(fù)的。現(xiàn)在這個負(fù)的反電動勢電壓可以比一旦星形節(jié)點(diǎn)處電壓為1/2(Vdd+Vss)情況下的幅值高。同樣地，在第二換向狀態(tài)CS2下，當(dāng)反電動勢脈沖的極性是正的時，給出較大的正限界。由于這種較大的正限界，不供能線圈的端部處的反電動勢信號不?；蛘吒静磺?jǐn)_邊界Vss和Vdd，從而防止或者至少是減小錯誤的電流。雖然顯示的是每個換向狀態(tài)內(nèi)供電信號的交變數(shù)目相對較少，但實(shí)際上是各信號將有較高的交變頻率。譬如，供電信號可能會以高于20kHz的脈沖寬度調(diào)制(P麵)頻率交變，而換向頻率至少低一個數(shù)量級。與電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度有關(guān)，兩個供能線圈中引起的反電動勢電壓影響星形節(jié)點(diǎn)的平均電壓VS。在三相電動機(jī)的情況下，這兩個反電動勢電壓關(guān)于不接地線圈的反電動勢電壓具有+27i/3和-27u/3的相差。這些反電動勢電壓之和恰與不接地線圈中的反電動勢電壓反相。凈效果(neteffect)是由反電動勢電壓引起的、與驅(qū)動器耦接的不接地線圈端部處電壓的總變化是不接地線圈自身引起的反電動勢電壓的3/2。對驅(qū)動器的影響與假若如此引起的反電動勢電壓完全由不接地繞組引起這種情況中影響是相同的。因此，這樣的效應(yīng)不與本發(fā)明的解釋有關(guān)。因此，為清晰起見，圖2中不未顯示這個效應(yīng)。雖然為了清晰起見，參照三相驅(qū)動器示出本發(fā)明的原理，但本發(fā)明同樣適用于用來驅(qū)動多相電動機(jī)的驅(qū)動器。然而應(yīng)該注意，三相無刷電動機(jī)被最廣使用。圖3示意性地示出驅(qū)動器的第一實(shí)施例。這種驅(qū)動器具有橋接電路，該橋接電路對于輸出端Ou、0v、0w當(dāng)中的每一個分別有一對開關(guān)元件TU1，TU2;TV1，TV2;TW1，TW2。所述開關(guān)元件比如是CMOS或雙極晶體管，每一個都具有主電流通路(漏極-源極、集電極-發(fā)射極)和控制電極(柵極、基極)。每個開關(guān)元件由續(xù)流二極管DU1，DU2，DV1,DV2，DW1,DW2所橋接。如果一對開關(guān)元件的公共節(jié)點(diǎn)處電壓超出較高的供電電壓Vdd或較低的供電電壓Vss，所述續(xù)流二極管使電流得以能夠傳導(dǎo)。這會保護(hù)開關(guān)元件，但也會導(dǎo)致錯誤電流的傳導(dǎo)，以及隨之而來的功率耗散。每對開關(guān)元件串聯(lián)布置在用來提供第一供電電壓Vdd的供電線與用來提供第二供電電壓Vss的供電線之間。每一對中的開關(guān)元件的導(dǎo)電通路具有形成各自輸出端的公共節(jié)點(diǎn)0u、0v、0"開關(guān)元件的控制電極與控制電路CTRL耦接，所述控制電路CTRL提供控制信號Uupper，Ulower，Vupper，Vlower，Wu卯er,Wlower。應(yīng)用參照表l的控制信號可以得到信號Su、Sv。其中值l、o分別指示以導(dǎo)電和非導(dǎo)電模式來強(qiáng)制對應(yīng)開關(guān)元件。值p、Pi分別指示具有占空因數(shù)P和具有占空因數(shù)Pi-l-P的脈沖寬度調(diào)制信號。表l:換向表的兩個后續(xù)換向狀態(tài)<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table><formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>其余狀態(tài)CS3-CS12可以通過下述轉(zhuǎn)移規(guī)則從這個基本表得到(Uupper(CSi+2)，Ulower(CSi+2))=<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>比如根據(jù)電動機(jī)的物理模型，控制電路可以具有對于換向頻率的固定設(shè)置。作為選擇的方式，控制電路可以具有用以處理有關(guān)電動機(jī)狀態(tài)的傳感器信息，比如與電動機(jī)的位置和速度有關(guān)的傳感器信息的模塊?？刂齐娐房闪硗獍绢I(lǐng)域公知的任何其他電路，如換向控制、速度控制、功率控制、轉(zhuǎn)矩控制?？刂破骺墒褂脕碜愿鞣N傳感器比如使用霍爾元件、使用反電動勢檢測器的位置傳感器，，又比如使用傳感電阻的電流傳感器的輸入信號。由于在本發(fā)明的驅(qū)動器中非供能繞組的自由端處的反電動勢電壓有限制，所以通過續(xù)流二極管中傳導(dǎo)的電流，以及其中隨之而來的功率耗散都受到局限。在上述實(shí)施例中，在第一換向狀態(tài)CS1下，第一供電信號Su具有等于第一供電電壓Vdd的實(shí)質(zhì)為恒定的電壓，第二供電信號Sv具有在第一供電電壓Vdd與第二供電電壓Vss之間交替變換的電壓。在第二換向狀態(tài)CS2期間，第二供電信號Sv具有等于第二供電電壓Vss的實(shí)質(zhì)為恒定的電壓，第一供電信號Su具有在第一供電電壓Vdd與第二供電電壓Vss之間交替變換的電壓。圖4顯示本發(fā)明的又實(shí)施例，其中在第二換向狀態(tài)CS2的最后部分CS2B期間，第三輸出端Ow提供具有第五平均供電電壓的第三供電信號Sw。具體地說，第三供電信號S^以較高的頻率在時間區(qū)段0.8期間的相對高值Vdd與時間區(qū)段0.2期間的相對低值Vss之間交替變換。因此，其平均電壓是V5^0.8Vdd+0.2Vss。由于允許所有三個電流供能，比起同時只執(zhí)行兩個線圈的情況來，磁通量的變化更為漸進(jìn)。通過修正表3的換向表，可以得到圖4中顯示的供電信號。只顯示前3個換向狀態(tài)。剩余狀態(tài)可通過對上面提到的轉(zhuǎn)移規(guī)則的改進(jìn)來確定，其中<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>據(jù)此改進(jìn)用于v和w的規(guī)則。在這一實(shí)施例中，電動機(jī)線圈放電期間(比如從換向狀態(tài)CS2向CS3的過渡期間)出現(xiàn)的回掃脈沖仍然很快。這一過渡是完全可聽得見的。表3:第二實(shí)施例驅(qū)動器的前四個換向狀態(tài)<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>圖5顯示進(jìn)一步改進(jìn)的驅(qū)動電動機(jī)的方式，其中實(shí)現(xiàn)實(shí)質(zhì)上更為漸進(jìn)的電動機(jī)線圈的放電。在山圖5所/j;'的實(shí)施例'l'，驅(qū)動器具有第三換向狀態(tài)CS3，該第三換向狀態(tài)CS3具有第一和第二子狀態(tài)CS3A、CS3B，其中，所述第二子狀態(tài)CS3B接在所述第一子狀態(tài)CS3A之后。在第一子狀態(tài)CS3A下，第一輸出端Ou給出具有交變電壓的供電信號Su，該供電信號Su的占空因數(shù)在第一子狀態(tài)CS3A期間從值(P)變化到值(Pd)，所述值P等于其在第二換向狀態(tài)的值，而在所述值Pd時，輸出端Ou處的平均電壓等于星形節(jié)點(diǎn)處的電壓加上與第一輸出端耦接之線圈中產(chǎn)生的反電動勢電壓，而且在第二子狀態(tài)CS3B期間，第一輸出端Ou保持為高阻抗。表4示出適于獲得圖5供電信號的部分換向表?？梢钥吹剑谧訝顟B(tài)CS3A下，上部晶體管和下部晶體管的脈沖寬同樣地，子狀態(tài)CS1A、度調(diào)制占空因數(shù)如何分別從f尸)CS5A、CS7A、CS9A和CS11A示出根據(jù)上面限定的轉(zhuǎn)移規(guī)則的占空因數(shù)變化。表4:第三實(shí)施例驅(qū)動器的前四個換向狀態(tài)<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>圖6示出本發(fā)明驅(qū)動器第四個實(shí)施例的工作情況。在驅(qū)動器的本:施例中，第三換向狀態(tài)CS3A也有第一和第二子狀態(tài)。然而，本實(shí)施例中，在所述第一子狀態(tài)下，所述第一輸出端的阻抗在相對較低與相對較高的值之間交替變換。在所述阻抗具有相對較低值的時間間隔期間給出具有第一供電電壓Vdd的供電信號Su。在所述第一子狀態(tài)CS3A期間，輸出端Ou的阻抗具有相對較高值的時間區(qū)段逐漸增加到10096。在所述第二子狀態(tài)CS3B期間，所述第一輸出端(V(呆持為高阻抗，有如參照圖5描述的實(shí)施例的情況那樣。用相對簡單的硬件可以得到所述第一供電信號Su。表5顯示適于獲得圖6供電信號的換向表。表5:第四實(shí)施例驅(qū)動器的前四個換向狀態(tài)<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>雖然不算嚴(yán)格，但在對線圈供能的瞬間也能存在可聽的噪聲。同樣是為了降低對于可聽噪聲的這種貢獻(xiàn)，通過提供有如圖7中所示的供電信號可以對線圈逐漸充電。表6顯示適于獲得圖7供電信號的換向表。表6:第五實(shí)施例驅(qū)動器的前四個換向狀態(tài)<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>在所述換向狀態(tài)CS2B下，利用占空因數(shù)得到對于線圈W的供電^號。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>恰好足夠補(bǔ)償線圈w中所產(chǎn)生的反電動勢電壓。然后占空因數(shù)逐漸修改到它的最終值<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>以致通過線圈W中的電流可以逐漸增大，而不引起可聽的噪聲。線圈中所產(chǎn)生的反電動勢電壓可由技術(shù)人員確定為電動機(jī)速度的函數(shù)。然而這需要相對較大數(shù)量的硬件。在一種優(yōu)選實(shí)施例中，在線圈中產(chǎn)生的反電動勢電壓具有零點(diǎn)交叉的時刻，開始線圈的占空因數(shù)的直線上升。對于線圈W而言，零點(diǎn)交叉出現(xiàn)在從換向狀態(tài)CS1向換向狀態(tài)CS2的過渡期間。因此，占空因數(shù)的直線上升在此時刻開始，具有值Pu二P/2和Pui4-P/2。這可見于如下所述在狀態(tài)CS2A下供電信號Su的平均電壓是Vu=P*Vdd+(l-P)*Vss，對于供電信號Sv而言，Sv=Vss，因此星形節(jié)點(diǎn)處電壓VsVs=l/2P*(Vdd-Vss)+Vss因此，如果對于線圈W而言，Pu二P/2，則Vw二P/2.Vdd+(l-P/2)Vss二l/2P.(Vdd-Vss)+Vss這被示意性地示于圖8中。表7顯示適于獲得圖8供電信號的換向表7:第六實(shí)施例驅(qū)動器的前四個換向狀態(tài)狀態(tài)CS1CS2CS3CS4子狀態(tài)CS1ACS1BCS2ACS2BCS3ACS3BCS4ACS4BUupper11PPP...Pd00Pui..Pi00PiPiPi..O00Pu..PVupperPiPi0000PiPi15<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>可以適應(yīng)地實(shí)現(xiàn)直線下降時間或直線上升時間，比如，直下降或直線上升時間可以對應(yīng)于比如15。的電相變持續(xù)時間，這里對應(yīng)子狀態(tài)的持續(xù)時間。在這種情況下，需要通過考慮(電)速度來計算所述直線上升/下降時間(反電動勢的零點(diǎn)交叉之間的時間)?；蛘咦鳛檫x擇，可以實(shí)現(xiàn)固定的直線上升/下降時間，比如27欠P麗周期。這會方便中間P麗占空因數(shù)值計算的實(shí)施。需要一種反向換向方式來主動地制動P麗控制的電動機(jī)，按照這種反向換向方式，與正向驅(qū)動方式相比，驅(qū)動信號被倒向。在有如圖3所示的橋式驅(qū)動器的情況下，可由每個半橋內(nèi)的或者跨越整個半橋中的任何一個的交換(sw鄰)得到驅(qū)動信號的倒向。在第一種情況下，半橋X的上開關(guān)元件和下開關(guān)元件的控制信號Xupper、Xlower互相交換。即(X叩per，Xlower)反二(Xlower，X,er)正，其中X二U，V，W。R3在第二種情況下，兩個橋X、Y的下開關(guān)元件Xlower、Ylower的控制信號交換，兩個橋X、Y的上開關(guān)元件X叩per、Yupper的控制信號交換。艮卩(Xlower，Xupper)反=(Ylower，Yupper)正R4當(dāng)采用反向換向方式時，應(yīng)該考慮到電動機(jī)仍在正向運(yùn)動，并且伴生的反電動勢電壓與正向模式中相同。因此，為了實(shí)現(xiàn)在非供能線圈中星形節(jié)點(diǎn)的極性仍然補(bǔ)償反電動勢電壓的極性，只有第二種交換方式是可能的。因此，應(yīng)該采用第二種轉(zhuǎn)換規(guī)則R4。使用轉(zhuǎn)移規(guī)則R1、R2，下面的表8中示出描述完整換向循環(huán)的表。表8:使用逆向換向方式制動正向旋轉(zhuǎn)電動機(jī)<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>需要注意，有時還要主動提及的是并一定要控制短路制動。在反向驅(qū)動模式下，所產(chǎn)生的反電動勢電壓也被倒向。相應(yīng)地，可以通過橋的上半部分與下半部分控制信號的交換來得到反向驅(qū)動的換向表。表9中示出對應(yīng)于整個換向的表。<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>對于這些驅(qū)動模式中的每一種，驅(qū)動器實(shí)際上可以具有單獨(dú)的換向表，即正向驅(qū)動電動機(jī)時，制動正在沿正向驅(qū)動的電動機(jī)，當(dāng)反向驅(qū)動電動機(jī)時，制動正在沿反向驅(qū)動的電動機(jī)。或者作為選擇，也可能有這樣的電路，不去轉(zhuǎn)換一個原始的表，比如正向驅(qū)動的換向表。在又一種實(shí)施例中，驅(qū)動器還利用轉(zhuǎn)移規(guī)則R1、R2，從比如表l這種基本表來計算整個換向表?？梢园匆环N近似如正向驅(qū)動電動機(jī)的方式，比如強(qiáng)迫允許兩個以上線圈，以及實(shí)現(xiàn)直線上升和直線下降的周期加強(qiáng)上述換向表7、8、9的電動機(jī)。圖9表示圖3所示本發(fā)明驅(qū)動器所用控制器CTRL的實(shí)施例。這種控制器包含控制信號發(fā)生器CSGu、CSGv和CSG"用于生成控制信號U叩per、Ulower、Vupper、Vlower和W叩per、Wlower。這些控制信號發(fā)生器輪流地由換向單元CU控制。換向單元CU對于每個即將生成的信號都包含查詢表，該査詢表對于每個換向狀態(tài)都包含信號說明序列。所述說明對應(yīng)用于以上諸表的說明。也即為回應(yīng)具有值0或1的中間控制信號Cuu，控制信號發(fā)生器CSGu生成信號U叩per，所述信號Uupper以導(dǎo)電或非導(dǎo)電模式加載于與其耦合的開關(guān)元件。為回應(yīng)具有值P(Pi)的中間控制信號Cuu，控制信號發(fā)生器CSGu生成脈沖寬度調(diào)制信號Uupper，所述信號Uupper使用脈沖寬度模式控制器P麗U、PWMV、PW麗，利用占空因數(shù)P(Pi)，交替地以導(dǎo)電模式和非導(dǎo)電模式來加載于與其耦合的開關(guān)元件。查詢表Tuu、Tul……由狀態(tài)機(jī)STM尋址。所述狀態(tài)機(jī)為查詢表提供循環(huán)變化的尋址。在所示實(shí)施例中，對于上述每一種驅(qū)動模式而言，查詢表都包含這樣說明序列。譬如，表Tuu包含表2、8、9和10第一行的數(shù)據(jù)。每個表有四個輸出，對于每種驅(qū)動模式各一個。選擇單元Muu選擇那些輸出中的一個，來給控制信號發(fā)生器提供中間控制信號Cuu。所述選擇裝置由模式選擇器MS控制。狀態(tài)機(jī)以最簡單的形式，以預(yù)先限定的的頻率或從零逐漸增加到預(yù)先限定的值的頻率循環(huán)地為查詢表尋址。在更詳細(xì)闡述的實(shí)施例中，狀態(tài)機(jī)STM由主控制器MCTR所控制。所述主控制器MTCR可以是特定應(yīng)用的裝置，但也可以是以適宜的程序編程的多用途的處理器。主控制器MCTR可以接收各種輸入信號SIl、……、SIn，例如用戶輸入和來自比如位置傳感器、速度傳感器、電流傳感器等傳感器的輸入信號。應(yīng)予說明的是，本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于這里描述的各實(shí)施例。所述系統(tǒng)的各部分可以硬件、軟件或它們的結(jié)合予以實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的保護(hù)范圍都不受權(quán)利要求中的參考數(shù)字局限。單詞"包括"并不排斥權(quán)利要求中提到的以外的部分。元件之前的單詞"a(n)"并不排斥多個那樣的元件。本發(fā)明的裝置形成部分可以專用硬件的形式或以程序多用途處理器的形式予以實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明寓于每個新特點(diǎn)或這些特點(diǎn)的結(jié)合。權(quán)利要求1.一種無刷電動機(jī)用的驅(qū)動器(DR)，包括至少三個輸出端(OU，OV，OW)，用于給所述電動機(jī)的線圈(U，V，W)供電；所述驅(qū)動器(DR)的第一和第二輸出端(OU，OV)分別用于提供第一和第二供電信號(SU，SV)，其中，在第一換向狀態(tài)(CS1)期間，所述第一和所述第二供電信號(SU，SV)分別具有第一和第二平均電壓(V1，V2)，而在接著第一換向狀態(tài)(CS1)之后的第二換向狀態(tài)(CS2)期間，所述第一和所述第二供電信號(SU，SV)分別具有第三和第四平均電壓(V3，V4)；所述第二和所述第三平均電壓(V2，V3)具有介于所述第一平均電壓(V1)和所述第四平均電壓(V4)之間的值。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動器，其中，在所述第一換向狀態(tài)(CS1)中，所述第一供電信號(Su)具有實(shí)質(zhì)為恒定的電壓，等于所述第一平均電壓(V1)，所述第二供電信號(Sv)的瞬時電壓在所述第一平均電壓(V1)與所述第四平均電壓(V4)之間交替變換；而在所述第二換向狀態(tài)(CS2)期間，所述第二供電信號(V2)具有實(shí)質(zhì)為恒定的電壓，等于所述第四平均電壓(V4)，所述第一供電信號(Su)的瞬時電壓在所述第一平均電壓(VI)與所述第四平均電壓(V4)之間交替變換。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的驅(qū)動器，其中，在所述第二換向狀態(tài)(CS2)的最后一部分(CS2B)期間，所述第三輸出端(0》提供具有第五平均供電電壓的第三供電信號(SO。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的驅(qū)動器，其中，所述驅(qū)動器具有第三換向狀態(tài)(CS3)，該第三換向狀態(tài)(CS3)具有第一和第二子狀態(tài)(CS3A,CS3B)，所述第二子狀態(tài)(CS3B)接在所述第一子狀態(tài)(CS3A)之后；在所述第一子狀態(tài)(CS3A)下，所述第一輸出端(OJ提供具有交變電壓的供電信號(S》，Su具有占空因數(shù)(Pd)，在所述第一子狀態(tài)(CS3A)期間，該占空因數(shù)從值(P)變化到另一值，所述值(P)等于它在第二換向狀態(tài)中的值，而在所述另一值時，輸出端處的平均電壓等于星形節(jié)點(diǎn)處的電壓加上與所述第一輸出端(Ou)耦接之線圈中所產(chǎn)生的反電動勢電壓，并且，在所述第二子狀態(tài)(CS3B)期間，所述第一輸出端(Ou)保持在高阻抗。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的驅(qū)動器，其中，所述驅(qū)動器具有第三換向狀態(tài)(CS3)，該第三換向狀態(tài)(CS3)具有第一和第二子狀態(tài)(CS3A，CS3B)，所述第二子狀態(tài)(CS3B)接在所述第一子狀態(tài)(CS3A)之后；在所述第一子狀態(tài)(CS3A)下，第一輸出端(0》的阻抗在相對較低和相對較高的值之間交替變換；在所述阻抗具有相對較低值的時間間隔期間，提供具有第一平均電壓(VI)的供電信號；并且在所述第一子狀態(tài)(CS3A)期間，所述輸出端阻抗具有相對較高值的時間區(qū)段逐漸增大到100%;以及在所述第二子狀態(tài)(CS3B)期間，所述第一輸出端(0u)保持在高阻抗。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動器，其中，所述驅(qū)動器具有橋接電路，所述橋接電路對于所述輸出端(Ou、0v、Ow)當(dāng)中的每一個分別有開關(guān)元件對(TU1，TU2;TV1,TV2;TW1，TW2);所述開關(guān)元件當(dāng)中的每一個都具有主電流通路和控制電極；每對開關(guān)元件被串聯(lián)布置于用來提供第一供電電壓(VDD)的供電線與用來提供第二供電電壓(VSS)的供電線之間；并且每一對開關(guān)元件中的各開關(guān)元件的主電流通路具有與它們各自的輸出端(0u，0v，0》耦接的公共節(jié)點(diǎn)；所述各開關(guān)元件的控制電極耦接于控制電路(CTRL)。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的驅(qū)動器，其中，所述控制電路包括換向電路(CU)，用以確定換向狀態(tài)，還包括脈沖寬度調(diào)制控制電路(P麗U，P麗V，P麗W)，用以控制輸出端((Xi，Ov，0》處交替提供的第一和第四平均電壓。8.—種系統(tǒng)，包括根據(jù)前述權(quán)利要求之一的驅(qū)動器(DR)和與所述驅(qū)動器耦接的無刷直流電動機(jī)，其中，所述電動機(jī)具有第一、第二和第三線圈(U，V，W)，每個線圈都以第一端與所述驅(qū)動器的各輸出端(0u，0v，0w)耦接，并以第二端與公共星形節(jié)點(diǎn)(SN)耦接；在所述系統(tǒng)運(yùn)行期間，在第一換向狀態(tài)(CS1)下，所述第三線圈(W)的第一和第二端之間的電勢差的極性與第四平均電壓(V4)和第一平均電壓(V1)之間的差值的極性相同；在第二換向狀態(tài)(CS2)下，所述第三線圈(W)的第一和第二端之間的電勢差的極性與所述第四和第一電壓之間的差值的極性相反。9.一種驅(qū)動無刷電動機(jī)用的方法，包括提供第一和第二供電信號(Su，Sv)的步驟，其中，所述第一和第二供電信號(Su，Sv)在第一換向狀態(tài)(CS1)期間分別具有第一和第二平均電壓(Vl，V2)，并在該第一換向狀態(tài)(CS1)之后的第二換向狀態(tài)(CS2)期間分別具有第三和第四平均電壓(V3，V4)，所述第二和第三平均電壓(V2，V3)的值介于所述第一平均電壓(V1)和第四平均電壓(V4)中間。全文摘要無刷電動機(jī)用的驅(qū)動器(DR)，包含至少三個輸出端(O_U，O_V，O_W)，用以給該電動機(jī)的線圈(U，V，W)供電。所述驅(qū)動器(DR)的第一和第二輸出端(O_U，O_V)分別用于提供第一和第二供電信號(S_U，S_V)。在第一換向狀態(tài)(CS1)期間，所述第一和第二供電信號(S_U，S_V)分別具有第一和第二平均電壓(V1，V2)。在接著第一換向狀態(tài)(CS1)之后的第二換向狀態(tài)(CS2)期間，所述第一和第二供電信號(S_U，S_V)分別具有第三和第四平均電壓(V3，V4)。所述第二和第三平均電壓(V2，V3)的值介于所述第一平均電壓(V1)和所述第四平均電壓(V4)之間。文檔編號H02P6/00GK101322307SQ200680045107公開日2008年12月10日申請日期2006年11月28日優(yōu)先權(quán)日2005年12月1日發(fā)明者吉安·霍赫扎德申請人:Nxp股份有限公司