PWM信号测量装置、电机驱动控制装置、PWM信号测量方法及电机驱动控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术能够实现大频率范围的PWM信号的测量。PWM信号测量装置(20)包括：捕获方式的第1占空比测量部(24)，其测量PWM信号(Sc)的频率(f)及占空比；电压测量部(23)，其测量通过平滑电路(13)将所述PWM信号平滑后的平滑电压(Vad)；平滑方式的第2占空比测量部(25)，其基于所述平滑电压的电压测量值(Vadm)，测量所述PWM信号的占空比；以及测量方式选择部(26)，其基于频率的测量值及平滑电压的测量值，选择所述捕获方式与所述平滑方式中的任一种。述捕获方式与所述平滑方式中的任一种。述捕获方式与所述平滑方式中的任一种。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】PWM信号测量装置、电机驱动控制装置、PWM信号测量方法及电机驱动控制方法


[0001]本专利技术涉及PWM信号测量装置、电机驱动控制装置、PWM信号测量方法、及电机驱动控制方法，尤其涉及用于测量PWM信号的占空(duty)比的PWM信号测量装置。

技术介绍

[0002]已知有一种电机驱动控制装置，其根据从上位装置输入的速度指令信号，来控制电机的旋转速度。例如，已知在风扇电机等中，作为速度指令信号，常用的是通过脉宽调变(PWM：Pulse Width Modulation)而具有对应于电机目标旋转速度的占空比的信号(以下简称为“PWM信号”)。
[0003]在电机驱动控制装置中，例如以若从上位装置被输入PWM信号作为速度指令信号，则测量该PWM信号的占空比，并基于测量出的占空比算出目标旋转速度，而使电机按照目标旋转速度旋转的方式控制电机。
[0004]以往，作为用于测量PWM信号的占空比的技术，已知有捕获方式及平滑方式。
[0005]捕获方式如下：基于测量对象的PWM信号(脉冲)的边沿的变化，使用频率比PWM信号高的时钟，来测量PWM信号的周期、PWM信号为高电平的高电平期间、以及PWM信号为低电平的低电平期间(参考专利文献1)。
[0006]平滑方式如下：通过以低通滤波器(平滑电路)测量将测量对象的PWM信号平滑后的电压，而测量出PWM信号的占空比(参考专利文献2)。(现有技术文献)(专利文献)
[0007]专利文献1：JP特开2010
‑
283908号公报；专利文献2：JP特开2016
‑
226263号公报。

技术实现思路

(专利技术要解决的问题)
[0008]在以往的电机驱动控制装置中，是根据应用电机时使用的PWM信号(速度指令信号)的频率(周期)，来确定采用捕获方式还是平滑方式。
[0009]以往，在采用捕获方式时，为了确保PWM信号的占空比的测量精度，需要在规格书中限制PWM信号的可使用频率范围，或者牺牲占空比接近0％及接近100％时电机的旋转速度的线性度。此外，在采用平滑方式时，为了确保PWM信号的占空比的测量精度，需要针对每个所用PWM信号的频率对应范围，而调整低通滤波器(平滑电路)的时间常数。
[0010]如上所述，在以往的电机驱动控制装置中，当速度指令信号(PWM信号)的频率范围因电机应用等而不同时，需要设计出用于根据每个应用的速度指令信号的频率范围来测量速度指令信号的占空比的合适的电路，这就导致了电机驱动控制装置的设计周期较长，且制造成本增加。
[0011]本专利技术是鉴于上述问题研究而成的，其目的是实现大频率范围的PWM信号的测量。(用于解决问题的方案)
[0012]本专利技术的代表性实施方式涉及的PWM信号测量装置具有：捕获方式的第1占空比测量部，其通过测量用时钟来测量基于PWM信号的边沿的期间，并基于所述期间的测量值来测量所述PWM信号的频率及占空比；电压测量部，其测量通过平滑电路将所述PWM信号平滑后的平滑电压；平滑方式的第2占空比测量部，其基于所述平滑电压的测量值来测量所述PWM信号的占空比；以及测量方式选择部，其基于所述PWM信号的频率的测量值与所述平滑电压的测量值，选择所述捕获方式与所述平滑方式中的任一种作为用于测量所述PWM信号的占空比的测量方式。(专利技术效果)
[0013]根据本专利技术涉及的PWM信号测量装置，能够实现大频率范围的PWM信号的测量。
附图说明
[0014]图1是表示包括实施方式1涉及的电机驱动控制装置的电机单元100的构成的框图。图2A是表示PWM输入电路及平滑电路的电路构成示例的图。图2B是表示PWM输入电路及平滑电路的另一电路构成示例的图。图3A是表示图2A所示的PWM输入电路及平滑电路的信号的一个示例的时序图。图3B是表示图2B所示的PWM输入电路及平滑电路的信号的一个示例的时序图。图4是实施方式1涉及的电机驱动控制装置的控制部的功能框图。图5A是表示利用捕获方式的PWM信号的占空比测量方法概要的图。图5B是表示利用捕获方式测量占空比约为0％的PWM信号时的概要的图。图6A是表示利用平滑方式的高频率(短周期)PWM信号的占空比测量方法概要的图。图6B是表示利用平滑方式的低频率(长周期)PWM信号的占空比测量方法概要的图。图7是表示PWM信号的平滑电压Vad的电压测量值Vadm与PWM信号的占空比的关系的图。图8是用于说明实施方式1涉及的电机驱动控制装置中的电压测量值Vadm与PWM信号的占空比的对应关系信息的图。图9是用于说明利用实施方式1涉及的电机驱动控制装置的PWM信号的占空比的测量方式的选择方法的图。图10是表示利用实施方式1涉及的电机驱动控制装置的占空比测量方法的流程的流程图。图11A是表示利用实施方式1涉及的电机驱动控制装置的测量方式选择处理(步骤S8)的流程的流程图。图11B是表示利用实施方式1涉及的电机驱动控制装置的测量方式选择处理(步骤S8)的流程的流程图。图12是实施方式2涉及的电机驱动控制装置的控制部的功能框图。
图13是用于说明实施方式2涉及的电机驱动控制装置中的电压测量值Vadm与PWM信号的占空比的对应关系信息的图。图14是用于说明利用实施方式2涉及的电机驱动控制装置的PWM信号的占空比的测量方式的选择方法的图。图15A是表示利用实施方式2涉及的电机驱动控制装置的测量方式选择处理(步骤S8)的流程的流程图。图15B是表示利用实施方式2涉及的电机驱动控制装置的测量方式选择处理(步骤S8)的流程的流程图。
具体实施方式
[0015]1.实施方式的概要首先，对本申请公开的专利技术的代表性实施方式进行概要说明。另外，在以下说明中，作为一个示例，对附图上与专利技术的组成部分对应的参考标记加上括号进行记载。
[0016]〔1〕本专利技术的代表性实施方式涉及的PWM信号测量装置(20、20A)具有：捕获方式的第1占空比测量部(24)，其通过测量用时钟(Clk)来测量基于PWM信号(PWM信号Sc)的边沿的期间，并基于所述期间的测量值来测量所述PWM信号的频率(f)及占空比；电压测量部(23)，其测量通过平滑电路(13)将所述PWM信号平滑后的平滑电压(Vad)；平滑方式的第2占空比测量部(25)，其基于所述平滑电压的电压测量值(Vadm)来测量所述PWM信号的占空比；以及测量方式选择部(26、26A)，其基于所述PWM信号的频率的测量值及所述平滑电压的测量值，选择所述捕获方式与所述平滑方式中的任一种作为用于测量所述PWM信号的占空比的测量方式。
[0017]〔2〕在上述〔1〕所述的PWM信号测量装置(20、20A)中，也可为，对每个以与所述PWM信号的频率相关的阈值(f_HP、f_AP、f_LP)及与将所述PWM信号平滑后的电压相关的阈值(VL_AP、VL_HP、VH_HP、VH_AP、VL_AP2、VL_HP2、VH_HP2、VH_AP2)划分的多个划分区域(A、B、C1、C2、D1、D2、E1、E2、F1、F2、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种PWM信号测量装置，其特征在于，具有：捕获方式的第1占空比测量部，其通过测量用时钟测量被输入的PWM信号的基于边沿的期间，并基于所述期间的测量值测量所述PWM信号的频率及占空比；电压测量部，其测量通过平滑电路将所述PWM信号平滑后的平滑电压；平滑方式的第2占空比测量部，其基于所述平滑电压的电压测量值测量所述PWM信号的占空比；以及测量方式选择部，其基于所述PWM信号的频率的测量值与所述平滑电压的测量值，选择所述捕获方式与所述平滑方式中的任一种作为用于测量所述PWM信号的占空比的测量方式。2.根据权利要求1所述的PWM信号测量装置，其中，利用与所述PWM信号的频率相关的阈值以及与将所述PWM信号平滑后的电压相关的阈值划分多个划分区域，按照所述多个划分区域分配所述捕获方式与所述平滑方式中的至少一种作为所述测量方式，所述测量方式选择部基于所述平滑电压的测量值及所述PWM信号的频率的测量值确定所述划分区域，并选择分配给所确定的所述划分区域的所述测量方式。3.根据权利要求2所述的PWM信号测量装置，其中，与所述PWM信号的频率相关的阈值包括：上限频率，其用于规定可通过所述捕获方式测量占空比的所述PWM信号的频率上限；下限频率，其用于规定可通过所述捕获方式测量占空比的所述PWM信号的频率下限；及可平滑化频率，其在所述上限频率与所述下限频率之间，并用于规定可通过所述平滑方式测量占空比的所述PWM信号的频率，当所述PWM信号的频率的测量值为所述可平滑化频率以下时，所述测量方式选择部选择所述捕获方式，当所述PWM信号的频率的测量值高于所述可平滑化频率时，所述测量方式选择部选择所述捕获方式或所述平滑方式。4.根据权利要求3所述的PWM信号测量装置，其中，与将所述PWM信号平滑后的电压相关的阈值包括：第1低占空侧电压，其具有与所述测量用时钟的一个周期相当的一个电平期间，并且对应于频率为所述可平滑化频率的脉冲的占空比；及第1高占空侧电压，其具有与所述测量用时钟的一个周期相当的另一个电平期间，并且对应于频率为所述可平滑化频率的脉冲的占空比；当所述平滑电压的测量值存在于由所述第1低占空侧电压、所述上限频率、及所述下限频率包围的划分区域时，或者所述平滑电压的测量值存在于由所述第1高占空侧电压、所述上限频率、及所述下限频率包围的划分区域时，所述测量方式选择部选择预先设置的固定占空比。5.根据权利要求4所述的PWM信号测量装置，其中，与将所述PWM信号平滑后的电压相关的阈值包括：第2低占空侧电压，其具有与所述测量用时钟的一个周期相当的一个电平期间，并且对应于频率为所述上限频率的脉冲的占空比；及第2高占空侧电压，其具有与所述测量用时钟的一个周期相当的另一个电平期间，并且对应于频率为所述上限频率的脉冲的占空比，所述多个划分区域包括第1划分区域及第2划分区域，所述第1划分区域由第1边界线、所述第1低占空侧电压、及所述上限频率包围，所述第2划分区域由第2边界线、所述第1高占
空侧电压、及所述上限频率包围，其中，所述第1边界线连接所述可平滑化频率中的所述第1低占空侧电压与所述上限频率中的所述第2低占空侧电压，所述第2边界线连接所述可平滑化频率中的所述第1高占空侧电压与所述上限频率中的所述第2高占空侧电压，当通过所述平滑电压的测量值与所述频率的测量值确定的确定点存在于所述第1划分区域内时，或者所述确定点存在于所述第2划分区域内时，所述测量方式选择部选择所述平滑方式。6.根据权利要求5所述的PWM信号测量装置，其中，所述多个划分区域还包括如下规定的划分区域，其由第1边界线、第2边界线、所述可平滑化频率及所述上限频率包围，所述第1边界线连接所述可平滑化频率中的所述第1低占空侧电压与所述上限频率中的所述第2低占空侧电压，所述第2边界线连接所述可平滑化频率中的所述第1高占空侧电压与所述上限频率中的所述第2高占空侧电压，当所述确定点存在于所述规定的划分区域内时，所述测量方式选择部选择所述捕获方式。7.根据权利要求5所述的PWM信号测量装置，其中，所述多个划分区域还包括第3划分区域及第4划分区域，所述第3划分区域由所述第1边界线、所述第2低占空侧电压、及所述可平滑化频率包围，所述第4划分区域由所述第2边界线、所述第2高占空侧电压、及所述可平滑化频率包围，所述测量方式选择部在...

【专利技术属性】
技术研发人员：土方英俊，民辻敏泰，
申请(专利权)人：美蓓亚三美株式会社，
类型：发明
国别省市：