專利名稱：無(wú)傳感器的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無(wú)傳感器的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的改進(jìn)。
用于驅(qū)動(dòng)，例如，兩相無(wú)電刷電動(dòng)機(jī)的無(wú)傳感器的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路是眾所周知的。用于驅(qū)動(dòng)兩相無(wú)電刷電動(dòng)機(jī)的這類電路使用諸如霍爾元件之類的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)元件和利用勵(lì)磁線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電壓(反電動(dòng)電壓)對(duì)勵(lì)磁線圈中的驅(qū)動(dòng)電流的傳導(dǎo)(導(dǎo)電)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
這類通用無(wú)傳感器電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路通過(guò)檢測(cè)勵(lì)磁線圈中的感應(yīng)電壓和根據(jù)極性反轉(zhuǎn)的計(jì)時(shí)提供某種延遲量來(lái)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)電的轉(zhuǎn)換。
然后用濾波器濾除在導(dǎo)電轉(zhuǎn)換時(shí)刻產(chǎn)生的尖峰電壓(回掃電壓fly-back)。
此外，若在勵(lì)磁線圈中導(dǎo)電之后電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子未被直接起動(dòng)，則意為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子已處于靜止位置(稱之為基準(zhǔn)位置)，若在某一時(shí)間周期內(nèi)未檢測(cè)到勵(lì)磁線圈的感應(yīng)電壓，則產(chǎn)生一起動(dòng)脈沖并強(qiáng)迫轉(zhuǎn)換導(dǎo)電模式(pattern)。
關(guān)于對(duì)極性反轉(zhuǎn)進(jìn)行計(jì)時(shí)方面提供一個(gè)規(guī)定延時(shí)，提供用于去除尖峰電壓的濾波器，以及產(chǎn)生起動(dòng)脈沖的這些方法可被分為模擬法和數(shù)字法。
模擬法電路利用RC時(shí)間常數(shù)實(shí)行相位延遲，去除尖峰電壓和產(chǎn)生起動(dòng)脈沖。另一方面，用于數(shù)字法的電路，幾乎全用微處理器。
由于微處理器的成本緣故由規(guī)模大電路系統(tǒng)中是可能使用數(shù)字法的，但在小規(guī)模電路應(yīng)用中不可行。因此采用模似法，而不是數(shù)字法，更為普通。
不過(guò)，在摸似法中，必須對(duì)RC時(shí)間常數(shù)電路的每個(gè)元件均要以最適宜方式設(shè)定時(shí)間常數(shù)，但這證明是困難的，因?yàn)槊總€(gè)元件的時(shí)間常數(shù)之間會(huì)有干擾。此外還需要大量的電阻和電容，這意味著需要大量的零部件。
由于本發(fā)明是為解決上述諸問(wèn)題而提出的，故本發(fā)明的目的是提供一種無(wú)傳感器的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，該電路與用模似法構(gòu)成的電路相比，外部零件數(shù)較少，成本被降低以及對(duì)勵(lì)磁線圈進(jìn)行最合適的驅(qū)動(dòng)電流轉(zhuǎn)換而與電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)。
因此，一種無(wú)傳感器電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路包括用于根據(jù)勵(lì)磁線圈感應(yīng)電壓檢測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)中轉(zhuǎn)子的基準(zhǔn)位置的檢測(cè)電路，用于利用檢測(cè)電路輸出信號(hào)產(chǎn)生微分脈沖的微分脈沖產(chǎn)生電路，能產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖，具有相位比較器用以在時(shí)鐘脈沖已被分頻后將微分脈沖同時(shí)鐘脈沖加以比較的鎖相環(huán)電路，一個(gè)起動(dòng)脈沖發(fā)生器，用以對(duì)時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)并當(dāng)予定計(jì)數(shù)時(shí)段內(nèi)不產(chǎn)生微分脈沖時(shí)產(chǎn)生起動(dòng)脈沖，一個(gè)閂鎖電路，用以產(chǎn)生一延遲脈沖——該脈沖從轉(zhuǎn)子的基準(zhǔn)位置起通過(guò)對(duì)時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)或利用起動(dòng)脈沖延遲了一個(gè)規(guī)定量，一個(gè)發(fā)生電路用于根據(jù)延遲脈沖為勵(lì)磁線圈產(chǎn)生導(dǎo)電轉(zhuǎn)換信號(hào)以及一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路用以依據(jù)導(dǎo)電轉(zhuǎn)換信號(hào)造成勵(lì)磁線圈中的導(dǎo)電。
該無(wú)傳感器電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路也可進(jìn)一步配置一掩蔽信號(hào)發(fā)生器，用以通過(guò)對(duì)時(shí)鐘周期的計(jì)數(shù)產(chǎn)生一個(gè)抑制導(dǎo)電轉(zhuǎn)換期間所產(chǎn)生的模仿脈沖(imitation pulse)的周期。
PLL電路響應(yīng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速控制閂鎖延遲電路的延遲量和掩蔽信號(hào)發(fā)生器的模仿脈沖抑制周期。
本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)可為用于旋轉(zhuǎn)一種旋轉(zhuǎn)磁頭裝置的旋轉(zhuǎn)鼓的兩相雙向無(wú)傳感器電動(dòng)機(jī)。
本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)也可為用于旋轉(zhuǎn)光盤的兩相雙向無(wú)傳感器電動(dòng)機(jī)。
按照這一結(jié)構(gòu)，檢測(cè)器3基于勵(lì)磁線圈1和2的感應(yīng)電壓檢測(cè)轉(zhuǎn)子R的在基準(zhǔn)位置。
當(dāng)轉(zhuǎn)子R旋轉(zhuǎn)時(shí)，在線圈中感生交交電流電壓。然而，基準(zhǔn)位置即是當(dāng)交變電流電壓為零伏時(shí)的轉(zhuǎn)子R的位置。
當(dāng)勵(lì)磁線圈1或2任一個(gè)導(dǎo)電時(shí)，磁力施加在轉(zhuǎn)子R上，轉(zhuǎn)子R將旋轉(zhuǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)子R旋轉(zhuǎn)時(shí)，反電勢(shì)電壓6S-2和6S-4在檢測(cè)器3處測(cè)出。
微分脈沖發(fā)生器7利用來(lái)自檢測(cè)器3的輸出信號(hào)3S-1和3S-2產(chǎn)生微分脈沖7S。能產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)8S的PLL電路8的相位比較器40將微分脈沖7S同時(shí)鐘信號(hào)8S的分頻型式的脈沖8P相比較。
閂鎖延遲電路9產(chǎn)生延遲脈沖9S，該脈沖通過(guò)時(shí)鐘8S的計(jì)數(shù)周期從轉(zhuǎn)子R的基準(zhǔn)位置起延遲了一個(gè)規(guī)定量。電路6和12基于延遲脈沖9S對(duì)勵(lì)磁線圈1和2產(chǎn)生導(dǎo)電轉(zhuǎn)換信號(hào)13S-1于13S-4，于是勵(lì)磁線圈1和2被迫轉(zhuǎn)換至下一導(dǎo)電模式。
在以上過(guò)程中，當(dāng)轉(zhuǎn)子R由于導(dǎo)電而旋轉(zhuǎn)時(shí)，若轉(zhuǎn)子R已經(jīng)在磁力作用下處于該位置(中性位置)——予期的停止位置，則轉(zhuǎn)子R便處于基準(zhǔn)位置。則即使勵(lì)磁線圈1和2中導(dǎo)電，轉(zhuǎn)子R也不運(yùn)動(dòng)從而不產(chǎn)生感應(yīng)電壓。在此情況下，觸發(fā)脈沖發(fā)生器10在一規(guī)定計(jì)數(shù)周期內(nèi)未出現(xiàn)微分脈沖7S時(shí)，計(jì)8S的時(shí)鐘周期數(shù)并產(chǎn)生觸發(fā)脈沖10S。然后閂鎖延遲電路9基于該觸發(fā)脈沖10S產(chǎn)生延遲脈沖9S。于是電路6和12產(chǎn)生導(dǎo)電轉(zhuǎn)換信號(hào)13S-1至l3S-4，勵(lì)磁線圈1和2被迫轉(zhuǎn)換至下一導(dǎo)電模式。
對(duì)掩蔽信號(hào)發(fā)生器11而言，產(chǎn)生由時(shí)鐘脈沖8S的周期計(jì)數(shù)的用于抑制在導(dǎo)電轉(zhuǎn)換期間所產(chǎn)生的模仿脈沖的周期T是可取的。
人們還希望PLL電路8隨著轉(zhuǎn)子R的轉(zhuǎn)速，去控制閂鎖延遲電路9的延遲量和掩蔽信號(hào)發(fā)生器11的模仿脈沖抑制周期T。


圖1是表示本發(fā)明第一實(shí)施例的無(wú)傳感器電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的方塊示意圖2是表示圖1無(wú)傳感器電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的各信號(hào)時(shí)序的時(shí)序圖；圖3是表示圖1之PLL電路結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)例的視圖；圖4是表示單一驅(qū)動(dòng)電路的導(dǎo)電波形實(shí)例和導(dǎo)電轉(zhuǎn)換時(shí)刻的反饋電壓和零交叉點(diǎn)的實(shí)例的視圖；以及圖5是表示圖2解碼器的邏輯電路導(dǎo)電碼視圖；圖6是表示用于圖1無(wú)傳感器電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的解碼器的邏輯電路視圖；圖7是表示本發(fā)明第二實(shí)施例的解碼器邏輯電路的導(dǎo)電碼視圖。
以下根據(jù)諸附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的諸最佳實(shí)施例。
以下描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一個(gè)具體適宜的實(shí)例。因此，附帶有各種技術(shù)上可取的限制，但本發(fā)明的范圍決不局限于這方面，特別不局限于下列說(shuō)明中所列舉的要點(diǎn)方面。
圖1是表示用于本發(fā)明第一最佳實(shí)施例的無(wú)傳感器電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的視圖，其數(shù)碼2表示兩相雙向勵(lì)磁型無(wú)傳感器電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置。
在圖1中，兩相雙向無(wú)傳感器電動(dòng)機(jī)(此后稱其為無(wú)傳感器電動(dòng)機(jī)120是由無(wú)傳感器電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器100驅(qū)動(dòng)的。
該無(wú)傳感器電動(dòng)機(jī)120可用于旋轉(zhuǎn)例如磁帶錄相機(jī)(VTR)等所用旋轉(zhuǎn)磁頭裝置的磁鼓，或用作光盤設(shè)備中用于旋轉(zhuǎn)光盤的電動(dòng)機(jī)。
該無(wú)傳感器電動(dòng)機(jī)120具有兩個(gè)驅(qū)動(dòng)線圈(此后稱為勵(lì)磁線圈)1和2以及一個(gè)轉(zhuǎn)子R。轉(zhuǎn)子R有北極N和南極S。感應(yīng)電壓6S-1和感應(yīng)電壓(反-電動(dòng)電壓)6S-2是從勵(lì)磁線圈1得來(lái)，同時(shí)感應(yīng)電壓6S-3和感應(yīng)電壓(反電動(dòng)電壓)6S-4是從勵(lì)磁線圈2得來(lái)。
圖1的無(wú)傳感器電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器是由以下諸元件構(gòu)成。
由于轉(zhuǎn)子R的旋轉(zhuǎn)而由兩相勵(lì)磁線圈1或勵(lì)磁線圈2所產(chǎn)生的反電動(dòng)電壓6S-2和6S—4是由檢測(cè)器3取得以及轉(zhuǎn)子R的基準(zhǔn)位置是根據(jù)該檢測(cè)器3的輸出檢測(cè)的。
當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，在兩線圈中感應(yīng)出交流電壓，但當(dāng)該交流電壓變?yōu)榱惴鼤r(shí)，轉(zhuǎn)子R的基準(zhǔn)位置便是轉(zhuǎn)子R的該位置。
在這些反電動(dòng)電壓6S-2和6S-4的基礎(chǔ)上，檢測(cè)器3將比較器信號(hào)3S-1和比較器信號(hào)3S-2送至選擇器4和微分脈沖發(fā)生器7。該選擇器4通過(guò)開(kāi)關(guān)5和解碼器12被連到驅(qū)動(dòng)器6。
圖1的微分脈沖發(fā)生器是一種微分脈沖產(chǎn)生裝置，當(dāng)比較器信號(hào)3S-1和3S-2之任一個(gè)反轉(zhuǎn)時(shí)，便產(chǎn)生單一微分脈沖7S(例如，如圖2中由箭頭F1和F2所指的)。即，每當(dāng)兩相勵(lì)磁線圈1和2的反電動(dòng)電壓6S-2和6S-4的任一個(gè)通過(guò)零時(shí)，便產(chǎn)生一個(gè)微分脈沖7S。于是該微分脈沖7S被輸入至鎖相環(huán)(此后稱為PLL)電路8，閂鎖延遲電路9，觸發(fā)脈沖發(fā)生器10，掩蔽信號(hào)發(fā)生器11和延遲電路14。
圖1的PLL電路8是用于根據(jù)微分脈沖7S產(chǎn)生，例如圖2所示的十六倍時(shí)鐘脈沖信號(hào)8S。PLL電路8輸出圖2所示與微分脈沖7S同步的時(shí)鐘脈沖8S。
圖3是該P(yáng)LL電路8的一個(gè)實(shí)例結(jié)構(gòu)的視圖。
相位比較器40將來(lái)自微分脈沖發(fā)生器7的微分脈沖7S取作輸入。相位比較器40通過(guò)低通濾波器(此后稱為L(zhǎng)PF)42連接到壓控振蕩器(此后稱為VCO)。相位比較器40將對(duì)由VCO44輸出的時(shí)鐘脈沖信號(hào)8S進(jìn)行分頻得到的脈沖8P(參見(jiàn)圖2)同從微分脈沖發(fā)生器7輸出的微分脈沖7S(參見(jiàn)圖2)加以比較，然后輸出圖3的輸出信號(hào)40a。
圖3的VCO44通過(guò)1/N分頻器46連接到相位比較器40。該1/N分頻器將來(lái)自VCO44的時(shí)鐘脈沖信號(hào)8S進(jìn)行1/N分頻并將脈沖8p供至相位比較器40。
輸出信號(hào)40a的頻率分量低于一固定頻率的那部分通過(guò)低通濾波器42。VCO44受低通濾波器42的輸出42a的控制，對(duì)應(yīng)于該輸出42a的頻率的時(shí)鐘脈沖信號(hào)8S便產(chǎn)生。
這樣，VCO44產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖信號(hào)8S——該信號(hào)頻率是，例如，來(lái)自微分脈沖發(fā)生器7的微分脈沖7S的16倍頻。在此期間，若低通濾波器42的輸出42a的電壓為高電平，則輸出高頻時(shí)鐘脈沖信號(hào)8S，若輸出42a的電壓為低，則輸出低頻時(shí)鐘脈沖信號(hào)8S。
此外，圖1所示閂鎖延遲電路9(閂鎖電路)具有一內(nèi)部計(jì)數(shù)器，用于對(duì)時(shí)鐘脈沖信號(hào)8S進(jìn)行計(jì)數(shù)并產(chǎn)生，例如，一個(gè)將來(lái)自微分脈沖發(fā)生器7的微分脈沖7S延遲3時(shí)鐘周期的閂鎖延遲脈沖9S。該閂鎖延遲脈沖9S是從轉(zhuǎn)子R的基準(zhǔn)位置起延遲了一規(guī)定量的脈沖。
圖1中的掩蔽信號(hào)發(fā)生器11被如此安排以使從微分脈沖7S被接通起直到閂鎖延遲脈沖9S已通過(guò)并已經(jīng)過(guò)一個(gè)規(guī)定時(shí)鐘數(shù)周期止掩蔽信號(hào)11S均被接通。就圖4中所示那種U-相(對(duì)兩相來(lái)說(shuō)，一個(gè)取U相，另一個(gè)取V相)勵(lì)磁線圈1的勵(lì)磁波形而言，該掩蔽信號(hào)發(fā)生器11是為避免由于流過(guò)線圈1的電流的轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生的電壓尖峰的零交叉點(diǎn)ZC1的那種信號(hào)被輸入到圖1中的選擇器4的邏輯電路。該零交叉點(diǎn)ZC1的信號(hào)是一個(gè)其產(chǎn)生不取決于無(wú)傳感器電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)的信號(hào)。掩蔽信號(hào)發(fā)生器11的模仿脈沖抑制周期T是用于抑制在勵(lì)磁線圈1和2之間的導(dǎo)電轉(zhuǎn)換期間所產(chǎn)生的模仿脈沖(圖4所示尖峰電壓)的一個(gè)周期。
圖1所示觸發(fā)脈沖發(fā)生器10對(duì)來(lái)自PLL電路8的時(shí)鐘脈沖信號(hào)8S進(jìn)行計(jì)數(shù)并若在時(shí)鐘的予定數(shù)周期內(nèi)未產(chǎn)生微分脈沖7S時(shí)，產(chǎn)生觸發(fā)脈沖10S，以替代微分脈沖7S。
觸發(fā)脈沖10S在閂鎖延遲電路9和掩蔽信號(hào)發(fā)生器11基于該觸發(fā)脈沖10S而以象產(chǎn)生微分脈沖7S時(shí)的相同方式操作情況下，驅(qū)動(dòng)閂鎖延遲電路9和掩蔽信號(hào)發(fā)生器11。
延遲電路14根據(jù)來(lái)自微分脈沖發(fā)生器7的微分脈沖7S和來(lái)自PLL電路8的時(shí)鐘脈沖信號(hào)8S將圖1所示延遲信號(hào)14S輸出至解碼器12。
該延遲信號(hào)14S為圖5所示勵(lì)磁線圈1和2的導(dǎo)電轉(zhuǎn)換信號(hào)13S-1至13S-4建立一重疊周期TOR。這樣，在繼續(xù)接通的一相(勵(lì)磁線圈1或2)和將要斷開(kāi)的另一相(勵(lì)磁線圈2或1)之間存在一個(gè)延遲以致實(shí)現(xiàn)該重疊導(dǎo)電。
具體地說(shuō)，導(dǎo)電轉(zhuǎn)換信號(hào)13S-2(B)變成接通，在下一跟隨的導(dǎo)電轉(zhuǎn)換信號(hào)13S-3(C)接通和導(dǎo)電轉(zhuǎn)換信號(hào)13S-2(B)繼續(xù)接通時(shí)，取導(dǎo)電轉(zhuǎn)換信號(hào)13-S(C)和延遲信號(hào)14S的邏輯乘積。于是若延遲信號(hào)14S達(dá)到斷開(kāi)，則導(dǎo)電轉(zhuǎn)換信號(hào)13S-2(B)同時(shí)變成斷開(kāi)。在此期間，導(dǎo)電轉(zhuǎn)換信號(hào)13S-2(B)和導(dǎo)電轉(zhuǎn)換信號(hào)13S-3(C)重疊和導(dǎo)通。
在重疊周期TOR中所包含的各相的導(dǎo)電角EA，例如，為135°。該導(dǎo)電重疊是為當(dāng)起動(dòng)轉(zhuǎn)子R時(shí)加速或減速時(shí)獲得增大的轉(zhuǎn)矩。于是，當(dāng)轉(zhuǎn)子R已達(dá)到旋轉(zhuǎn)的規(guī)定轉(zhuǎn)數(shù)時(shí)，延遲信號(hào)14S便停止供給解碼器12，重疊導(dǎo)電被停止而且被轉(zhuǎn)換成通常的90°導(dǎo)電角。
轉(zhuǎn)換時(shí)，延遲信號(hào)14S(E)被接通一段規(guī)定的時(shí)間周期。例如，延遲信號(hào)14S(E)是從感應(yīng)電壓的零交叉點(diǎn)被延遲(理想地成45°)并輸出。該理想情況是若閂鎖延遲信號(hào)9S比閂鎖輸出快了延遲信號(hào)14S持續(xù)時(shí)間的一半。
例如，在CD-ROM等中，為增大轉(zhuǎn)矩從而可減少存取時(shí)間便利用了這種導(dǎo)電重疊。
下面描述用于勵(lì)磁線圈1和2的驅(qū)動(dòng)電流的導(dǎo)通數(shù)據(jù)流。
當(dāng)掩蔽信號(hào)發(fā)生器11的掩蔽信號(hào)11S被斷開(kāi)時(shí)，輸入至圖1選擇器4的比較器信號(hào)3S-1和3S-2直接通過(guò)選擇器4。當(dāng)接通掩蔽信號(hào)11s時(shí)，則在正好掩蔽信號(hào)11S變成導(dǎo)通以前，所述數(shù)據(jù)被閂鎖和作為選擇數(shù)據(jù)信號(hào)4S-1和4S-2輸出至開(kāi)關(guān)5。
選擇數(shù)據(jù)信號(hào)4S-1和4S-2在開(kāi)關(guān)5處被閂鎖延遲脈沖9S閂鎖，即，選擇數(shù)據(jù)信號(hào)4S-1和4S-2例如在微分脈沖7之后三個(gè)時(shí)鐘周期被閂鎖。
圖6中的轉(zhuǎn)換輸出5S-1(對(duì)應(yīng)于U-相)和5S-2(對(duì)應(yīng)于V相)是基于解碼器12的邏輯電路根據(jù)導(dǎo)電碼而被解碼并送至圖1的驅(qū)動(dòng)器6作為導(dǎo)電轉(zhuǎn)換信號(hào)13S-1至13S-4。
于是圖1的驅(qū)動(dòng)器6利用附圖中未示的晶體管轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)圖5所示的那種相位轉(zhuǎn)換并使圖1的勵(lì)磁線圈1和2導(dǎo)電。
這樣，用于使勵(lì)磁線圈1和2導(dǎo)電的數(shù)據(jù)流可在取從PLL電路8產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖信號(hào)8s作為基準(zhǔn)的一個(gè)無(wú)傳感器電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器100范圍內(nèi)得到控制。
下面將描述圖1無(wú)傳感器電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100的操作。
(1)當(dāng)導(dǎo)電期間，轉(zhuǎn)子R旋轉(zhuǎn)時(shí)。
當(dāng)就無(wú)傳感器電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器100而言存在導(dǎo)電和圖1的轉(zhuǎn)子正在旋轉(zhuǎn)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電流流過(guò)兩個(gè)勵(lì)磁線圈1和2的一個(gè)或另一個(gè)。若勵(lì)磁線圈1或2的一個(gè)或另一個(gè)導(dǎo)電，則轉(zhuǎn)子R將被，例如，若它正在導(dǎo)電的勵(lì)磁線圈1的磁力所吸引，而且轉(zhuǎn)子R將輕微旋轉(zhuǎn)。在這樣做的過(guò)程中，檢測(cè)器3將如前所述地檢測(cè)勵(lì)磁線圈1的感應(yīng)電壓。作為反電動(dòng)電壓6S-2和6S-4的波形的一個(gè)實(shí)例示于圖2中。
然后圖1的檢測(cè)器3檢測(cè)這些反電動(dòng)電壓6S-2和6S-4并輸出比較器信號(hào)3S-1和3S-2。于是微分脈沖發(fā)生器7基于這些比較器信號(hào)而產(chǎn)生圖2的微分脈沖7S。然后該微分脈沖7S被加到PLL電路8，閂鎖電路9，觸發(fā)脈沖發(fā)生器10，掩蔽信號(hào)發(fā)生器11和延遲電路14。于是選擇器4產(chǎn)生選擇器數(shù)據(jù)信號(hào)4S-1和4S-2。
于是圖1的PLL電路8產(chǎn)生最低頻率的時(shí)鐘脈沖信號(hào)8S，該時(shí)鐘脈沖信號(hào)8S被加到閂鎖延遲電路9，驅(qū)動(dòng)脈沖發(fā)生器10，掩蔽信號(hào)發(fā)生器11和延遲電路14。
閂鎖延遲電路9和掩蔽信號(hào)發(fā)生器11基于該微分脈沖7S工作同時(shí)閂鎖延遲電路9產(chǎn)生閂鎖延遲脈沖9S。在開(kāi)關(guān)電路5，該閂鎖延遲脈沖9S將選擇器數(shù)據(jù)信號(hào)4S-1和4S-2閂鎖一個(gè)規(guī)定的時(shí)鐘周期數(shù)，例如在微分脈沖7之后的3個(gè)時(shí)鐘周期。開(kāi)關(guān)電路5的輸出因而由于選擇數(shù)據(jù)信號(hào)4S-1和4S-2被迫轉(zhuǎn)換成下一相位。
該轉(zhuǎn)換輸出5S-1和5S-2由于該閂鎖延遲脈沖9S被迫轉(zhuǎn)換至下一相位的結(jié)果是導(dǎo)電轉(zhuǎn)換信號(hào)13S-1至13S-4通過(guò)解碼器12被加到驅(qū)動(dòng)器6，勵(lì)磁線圈1和2導(dǎo)電和轉(zhuǎn)子R旋轉(zhuǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)子R開(kāi)始旋轉(zhuǎn)時(shí)，上述系列操作被重復(fù)而且轉(zhuǎn)子R的旋轉(zhuǎn)加速。與此同時(shí)，圖2中所示感應(yīng)電壓通過(guò)零交叉點(diǎn)ZC的速度增大而圖2中所示微分脈沖7S的產(chǎn)生之間的間距變得較短。
(2)當(dāng)由導(dǎo)電引起的旋轉(zhuǎn)并未開(kāi)始，轉(zhuǎn)子R在導(dǎo)電時(shí)已處?kù)o止位置。
若，在勵(lì)磁線圈1和2導(dǎo)電后希望轉(zhuǎn)子R暫時(shí)被吸引并已處在靜止位置，則轉(zhuǎn)子R不動(dòng)，與此同時(shí)，不產(chǎn)生感應(yīng)電壓6S-1和6S-3以及反電動(dòng)電壓6S-2和6S-4。
甚至當(dāng)導(dǎo)電時(shí)轉(zhuǎn)子R也不動(dòng)時(shí)，圖1中的PLL電路8仍產(chǎn)生最低頻率下的時(shí)鐘脈沖信號(hào)8S。于是該時(shí)鐘脈沖8S被加到閂鎖延遲電路9，驅(qū)動(dòng)脈沖發(fā)生器10，掩蔽信號(hào)發(fā)生器11和延遲電路14。
觸發(fā)脈沖發(fā)生器10接收和對(duì)該時(shí)鐘脈沖信號(hào)8S計(jì)數(shù)，并當(dāng)該計(jì)數(shù)達(dá)到予定數(shù)時(shí)產(chǎn)生觸發(fā)脈沖10S，以取代微分脈沖7S。然后該觸發(fā)脈沖10S被加到閂鎖延遲電路9和掩蔽信號(hào)發(fā)生器11。
閂鎖延遲電路9和掩蔽信號(hào)發(fā)生器10基于該觸發(fā)脈沖10S而被驅(qū)動(dòng)，閂鎖延遲電路產(chǎn)生閂鎖延遲脈沖9S。該閂鎖延遲脈沖9S于是在開(kāi)關(guān)電路5閂鎖選擇數(shù)據(jù)信號(hào)4S-1和4S-2。開(kāi)關(guān)電路5的輸出便通過(guò)選擇數(shù)據(jù)信號(hào)4S-1和4S-2而被迫轉(zhuǎn)換至下一相位。
通過(guò)該閂鎖延遲脈沖9S使轉(zhuǎn)換輸出5S-1和5S-2被迫轉(zhuǎn)換至下一相位的結(jié)果是導(dǎo)電轉(zhuǎn)換信號(hào)13S-1至13S-4通過(guò)解碼器12被加至驅(qū)動(dòng)器6，勵(lì)磁線圈1和2導(dǎo)通和轉(zhuǎn)子R旋轉(zhuǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)子R開(kāi)始旋轉(zhuǎn)時(shí)，上述系列操作被重復(fù)并加速轉(zhuǎn)子R的旋轉(zhuǎn)。與此同時(shí)，圖2中所示感應(yīng)電壓通過(guò)零變叉點(diǎn)ZC的速度增大，而且圖2所示微分脈沖7S的產(chǎn)生之間的間隔變得較短。
就上述本發(fā)明的實(shí)施例而言，當(dāng)與傳統(tǒng)模擬驅(qū)動(dòng)電路相比時(shí)，由于外部附件數(shù)減少，可能降低成本，同時(shí)安裝步驟的數(shù)量可能減少。
此外，在本發(fā)明的該實(shí)施例中，由于對(duì)每個(gè)勵(lì)磁線圈相位采用大于90°的導(dǎo)電角而實(shí)現(xiàn)了重疊導(dǎo)通故可獲得例如30％的轉(zhuǎn)矩的增大以獲得例如在起動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)矩的必要增大，因此本發(fā)明的這一實(shí)施例最適于CD-ROMs(只讀存儲(chǔ)器小型盤(compact disk))等。然而，節(jié)能方面的應(yīng)用也許也是可能的，因?yàn)楫?dāng)轉(zhuǎn)子以增大的轉(zhuǎn)矩在恒定速度下旋轉(zhuǎn)時(shí)，本發(fā)明的該實(shí)施例幾乎不受轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)的影響。
當(dāng)將本發(fā)明這一實(shí)施例同傳統(tǒng)模擬驅(qū)動(dòng)電路比較時(shí)，定時(shí)是穩(wěn)定的，時(shí)限方面的改變是用邏輯電路實(shí)現(xiàn)的。所以就安裝而言，使與模式相一致的時(shí)限上的改變可容易地甚至在安裝后進(jìn)行。
就本發(fā)明的該實(shí)施例而言，無(wú)論電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子R的轉(zhuǎn)速如何總能實(shí)現(xiàn)最適宜的驅(qū)動(dòng)電流轉(zhuǎn)換。
此外利用閂鎖延遲電路9可這樣完成相位延遲，以致可在無(wú)傳感器電動(dòng)機(jī)120的極性反轉(zhuǎn)和可轉(zhuǎn)換導(dǎo)電的這一時(shí)限內(nèi)提供延遲。
本發(fā)明的該實(shí)施例還運(yùn)用一掩蔽信號(hào)發(fā)生器11，該發(fā)生器可用于掩蔽，因而防止在勵(lì)磁線圈1和2發(fā)生導(dǎo)電轉(zhuǎn)換時(shí)產(chǎn)生尖峰電壓期間的尖峰。這就消除了由于這些尖峰電壓產(chǎn)生的零交叉點(diǎn)的錯(cuò)誤檢測(cè)。
再者，在勵(lì)磁線圈1和2中導(dǎo)電之后不直接驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子R的情況下，若在某一時(shí)間周期內(nèi)未檢測(cè)到感應(yīng)電壓，則觸發(fā)脈沖發(fā)生器10產(chǎn)生觸發(fā)脈沖10S以替代微分脈沖7S，同時(shí)勵(lì)磁線圈1和2被迫轉(zhuǎn)換至下一導(dǎo)電模式。
所有這些元件是作為在單一無(wú)傳感器電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路100內(nèi)的數(shù)據(jù)電路構(gòu)成的。
下面，本發(fā)明第二實(shí)施例示于圖7中。圖7中的實(shí)施例在解碼器的導(dǎo)電碼方面是不同的。
就圖5實(shí)施例的解碼器邏輯電路的導(dǎo)電碼而言，延遲信號(hào)14S根據(jù)導(dǎo)電轉(zhuǎn)換信號(hào)13S-1至13S-4建立重疊(overlap)周期TOR，并有從一個(gè)相(勵(lì)磁線圈1或2)變成導(dǎo)通直到下一相(勵(lì)磁線圈2或1)變成斷開(kāi)為止的一個(gè)延遲量，以致可實(shí)現(xiàn)重疊導(dǎo)電。
關(guān)于這一點(diǎn)就圖7實(shí)施例中的解碼器邏輯電路的導(dǎo)電碼而言，圖1的延遲電路14不存在，延遲信號(hào)14S未被加到解碼器12，未對(duì)導(dǎo)電轉(zhuǎn)換信號(hào)13S-1至13S-4建立重疊周期TOR。換言之，如圖7所示，導(dǎo)電時(shí)限內(nèi)四個(gè)導(dǎo)電轉(zhuǎn)換信號(hào)13S-1至13S-4是通過(guò)組合轉(zhuǎn)換輸出5S-1和5S-2的數(shù)據(jù)而產(chǎn)生的而未實(shí)現(xiàn)重疊導(dǎo)電。
若借助導(dǎo)電轉(zhuǎn)換信號(hào)13S-1使電流沿圖1勵(lì)磁線圈1的向前方向流動(dòng)，然后通過(guò)導(dǎo)電轉(zhuǎn)換信號(hào)13S-2使電流以相反方向流動(dòng)。此外，若通過(guò)導(dǎo)電轉(zhuǎn)換信號(hào)13S-3使電流在圖1的勵(lì)磁線圈2的向前方向上流動(dòng)，通過(guò)導(dǎo)電轉(zhuǎn)換信號(hào)13S-4使電流在相反方向上流動(dòng)。
本發(fā)明決不局限于上述諸實(shí)施例。
本發(fā)明的無(wú)傳感器電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路不限于二相電動(dòng)機(jī)并也能應(yīng)用于3相無(wú)傳感器電動(dòng)機(jī)。此外，二相電動(dòng)機(jī)可不僅為無(wú)心電動(dòng)機(jī)或鐵芯型電動(dòng)機(jī)，也可能應(yīng)用于PM型心軸電動(dòng)機(jī)(Spindle motors)或HB(hybrid)型步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)傳感器電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，用以驅(qū)動(dòng)具有轉(zhuǎn)子和用于該轉(zhuǎn)子的多個(gè)勵(lì)磁線圈的電動(dòng)機(jī)，所述電路包括檢測(cè)裝置，用于依據(jù)勵(lì)磁線圈的感應(yīng)電壓檢測(cè)旋轉(zhuǎn)著的轉(zhuǎn)子的基準(zhǔn)位置；微分脈沖發(fā)生裝置，用于利用檢測(cè)裝置輸出信號(hào)產(chǎn)生微分脈沖；能產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖的鎖相環(huán)電路，它具有用于在時(shí)鐘脈沖已被分頻后，將微分脈沖同時(shí)鐘脈沖進(jìn)行比較的相位比較器；觸發(fā)脈沖發(fā)生器，用于對(duì)時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)并當(dāng)在予定計(jì)數(shù)時(shí)限內(nèi)不產(chǎn)生微分脈沖時(shí)產(chǎn)生觸發(fā)脈沖；閂鎖電路，用于通過(guò)對(duì)時(shí)鐘脈沖計(jì)數(shù)或利用觸發(fā)脈沖產(chǎn)生一個(gè)從轉(zhuǎn)子基準(zhǔn)位置起延遲了予定量的延遲脈沖；發(fā)生電路，用于依據(jù)延遲脈沖產(chǎn)生勵(lì)磁線圈的導(dǎo)電轉(zhuǎn)換信號(hào)；以及驅(qū)動(dòng)器電路，用于依據(jù)導(dǎo)電轉(zhuǎn)換信號(hào)造成勵(lì)磁線圈中的導(dǎo)電。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的無(wú)傳感器電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于還配置有一掩蔽信號(hào)發(fā)生器，用于通過(guò)對(duì)時(shí)鐘周期計(jì)數(shù)產(chǎn)生一個(gè)抑制導(dǎo)電轉(zhuǎn)換期間所產(chǎn)生的模仿脈沖的周期。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的無(wú)傳感器電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于PLL電路響應(yīng)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速控制閂鎖延遲電路的延遲量和掩蔽信號(hào)發(fā)生器的模仿脈沖抑制周期。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的無(wú)傳感器電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于電動(dòng)機(jī)是一個(gè)兩相雙向無(wú)傳感器電動(dòng)機(jī)，用于旋轉(zhuǎn)一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁頭裝置的轉(zhuǎn)鼓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的無(wú)傳感器電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于電動(dòng)機(jī)是用于旋轉(zhuǎn)光盤的一個(gè)兩相雙向無(wú)傳感器電動(dòng)機(jī)。
全文摘要
一種無(wú)傳感器電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路，包括檢測(cè)裝置，依據(jù)勵(lì)磁線圈的感應(yīng)電壓檢測(cè)旋轉(zhuǎn)著的轉(zhuǎn)子的基準(zhǔn)位置；微分脈沖發(fā)生裝置，利用檢測(cè)裝置輸出信號(hào)產(chǎn)生微分脈沖；能產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖的鎖相環(huán)電路，它具有用于在時(shí)鐘脈沖已被分頻后，將微分脈沖同時(shí)鐘脈沖比較的相位比較器；觸發(fā)脈沖發(fā)生器，對(duì)時(shí)鐘脈沖計(jì)數(shù)并當(dāng)預(yù)定計(jì)數(shù)時(shí)限內(nèi)不產(chǎn)生微分脈沖時(shí)產(chǎn)生觸發(fā)脈沖；閂鎖電路，產(chǎn)生一個(gè)從轉(zhuǎn)子基準(zhǔn)位置起延遲了預(yù)定量的延遲脈沖；依據(jù)延遲脈沖產(chǎn)生勵(lì)磁線圈的導(dǎo)電轉(zhuǎn)換信號(hào)的發(fā)生電路；和，依據(jù)該轉(zhuǎn)換信號(hào)引起勵(lì)磁線圈導(dǎo)電的驅(qū)動(dòng)器電路。
文檔編號(hào)H02P6/18GK1132960SQ95118108
公開(kāi)日1996年10月9日 申請(qǐng)日期1995年10月17日 優(yōu)先權(quán)日1994年10月17日
發(fā)明者稻垣衡一 申請(qǐng)人:索尼公司