幅值调整电路和方法、及电动机驱动控制装置和方法制造方法及图纸

在幅值调整电路中，当最高电平的放大信号在信号Ｖ１、Ｖ２和Ｖ３之间切换时，最大值检测电路输出有一定程度变形的最大值信号ＭＡＸ。同时，当最低电平的放大信号在信号Ｖ１、Ｖ２和Ｖ３之间切换时，最小值检测电路输出有一定程度变形的最小值信号ＭＩＮ。这种变形会减小表示ＭＡＸ和ＭＩＮ之间差值的幅值检测信号ＡＭＰ的变化。幅值调整电路基于幅值检测信号ＡＭＰ根据ＡＧＣ放大转子位置信号Ｈ１至Ｈ３，从而保持信号Ｖ１至Ｖ３的幅值恒定，同时还保持正弦波形。电动机驱动控制装置根据信号Ｖ１至Ｖ３驱动电动机。由于这种电路不包括平滑电容器，因此实现了高ＡＧＣ响应性。

【技术实现步骤摘要】
幅值调整电路和方法，及电动机驱动控制装置和方法
本专利技术涉及用于调整多相交流信号幅值的幅值调整电路，及利用该幅值调整电路的电动机驱动控制装置。
技术介绍
本申请基于在日本提交的申请No.2003-177353，其内容在此引入作为参考。按照惯例，无刷直流(DC)电动机广泛用在带式记录器的磁头鼓中及用于旋转盘式记录器的存储介质。一种典型的无刷直流电动机包括成对的三个线圈和三个霍尔元件，它们排列在定子上，彼此相隔120°的旋转角。当转子旋转时，这三个霍尔元件输出彼此之间相位差为120°的三个转子位置信号。这种无刷直流电动机是由根据通过向转子位置信号增加适当相位延迟(例如，30°)产生的参考信号向线圈提供电流的驱动控制装置驱动的。这种驱动控制装置的一种实例在日本专利申请出版物H02-188183中公开。图12是显示驱动控制装置9的原理框图，其中驱动控制装置9代表与本专利技术有关的上述文献公开内容的一部分。在图中，霍尔元件91至93和线圈94至96是由驱动控制装置9驱动的电动机的一部分。霍尔元件91至93从电源90接收功率，并分别输出转子位置信号H1至H3。可变增益放大器21至23分别放大转子位置信号H1至H3并输出信号X1至X3。减法电路31至33分别计算代表信号X1至X3中具有相邻相位的两个信号之间差值的差值信号P1至P3。电流驱动电路41至43分别根据差值信号P1至P3向线圈94至96提供电流。在这种驱动控制装置9中，可变增益放大器21至23的增益是自动控制的(自动增益控制(AGC))，因此不管如霍尔元件特性、温度、电源等因素发生了什么变化，信号X1至X3的幅值都保持恒定。AGC使得即使这些因素发生了变化，也有可能稳定地驱动电动机。为此，绝对值加法电路19将信号X1至X3的绝对值加在一起，输出幅值检测信号Y。根据幅值检测信号Y与由参考电压发生器26产生的参-->考电压之间的比较结果，比较器25向每个可变增益放大器21至23输出增益控制信号。由此，根据该参考电压，信号X1至X3的幅值保持恒定。图13示出了驱动控制装置9中主要信号的波形。图13A示出了众所周知具有正弦波形的转子位置信号H1至H3。由霍尔元件检测到的转子位置信号具有类正弦波形，根据旋转磁场变化。图13B示出了通过将转子位置信号H1至H3的绝对值加在一起获得的信号。这个信号具有脉动波形(在实际电路中观察不到)。转子位置信号H1至H3每一个的幅值都(通过AGC)限制到这个脉动波形的峰值部分，从而产生畸变的梯形信号X1至X3(未示出)。图13C示出了每个都具有通过从一个畸变的梯形波形中减去另一个产生的复杂波形的差值信号P1至P3。因此，根据传统技术的驱动控制装置9将转子位置信号H1至H3调整到恒定的幅值，从而稳定地驱动电动机。但是，驱动控制装置9不能以低噪声和低振荡驱动电动机。电动机噪声和振荡造成相当大的问题，尤其是在如用作AV(音频/视频)设备的磁盘设备等设备中。为了以低噪声和低振荡驱动电动机，为了抑制有害的转矩波动，线圈电流优选地需要根据完全正弦波形平滑地增加和减少。但驱动控制装置9使用从信号X1至X3产生的具有畸变的梯形波形的差值信号P1至P3。这造成有害的转矩波动。例如，如果幅值检测信号Y通过平滑电容器使得除去纹波，则信号X1至X3的幅值可以保持恒定，而不会使转子位置信号H1至H3的正弦波形发生变形。但是，当电动机的转速低时，如刚启动电动机之后或即将停止电动机之前，纹波频率只有10Hz甚至比10Hz还要低。需要一个10μF至100μF的大平滑电容器来获得低到足以除去这种纹波的截止频率。对这种大电容器进行充电所需的时间引起AGC响应性的下降。一种众所周知的AGC电路检测可变增益放大器的输出信号，并根据通过利用平滑电容器平滑检测到的信号所获得的控制电压控制可变增益放大器的增益。另外，在这种情况下，当电动机的转速低时，如刚启动电动机之后或即将停止电动机之前，控制信号中的纹波引起可变增益放大器输出的变形，有这种变形就不可能稳定地驱动电动机。需要一个10μF至100μF的大平滑电容器来除去低电动机转速时的这种纹波。但-->是，使用大平滑电容器导致当电动机转速改变或当检测到的信号变化时响应性的下降。因此，还是不可能在电动机转速低的时候既减少信号变形，同时又维持高AGC响应性。
技术实现思路
考虑到上述问题，本专利技术的目标是提供当电动机转速低时既防止信号变形同时又维持高AGC响应性的幅值调整电路和方法，及利用该幅值调整电路和方法的电动机驱动控制装置和方法。所述目标可以由用于将多相交流信号多个相中每一相的信号都调整到恒定幅值并输出经过调整的信号的幅值调整电路实现，该电路包括：与多个相一一对应的可变增益放大器，每个可变增益放大器都可操作利用由控制信号控制的增益放大对应相位的信号并输出放大信号；最大值检测单元，可操作根据从可变增益放大器输出的放大信号中具有最高电平的那一个放大信号输出最大值信号；最小值检测单元，可操作根据放大信号中具有最低电平的那一个放大信号输出最小值信号；及控制信号发生单元，可操作向每个可变增益放大器输出用于当最大值信号和最小值信号之间的差值大于预定参考值时减小增益的控制信号，及用于当该差值不大于预定参考值时增大增益的控制信号。根据这种结构，最大值信号和最小值信号之间的差值是作为与所述多相中每相信号幅值成正比的DC控制信号来检测的，并控制每个可变增益放大器的增益以保持该控制信号的电平恒定。在实际的电路中，当最高电平的放大信号在放大信号之间切换时，最大值信号有一定程度的变形，当最低电平的放大信号在放大信号之间切换时，最小值信号有一定程度的变形。这种变形会减小最大值信号和最小值信号之间差值的变化。由此，输出到可变增益放大器的控制信号的变化减小了。这使得可变增益放大器产生几乎没有变形的放大信号。由于这种幅值调整电路不包括平滑电容器，因此保持了高AGC响应性。在此，最大值检测单元可以包括：恒流源；与多个相一一对应的NPN晶体管，每个NPN晶体管都具有输入从对应相位可变增益放大器输出的放大信号的基极，及通过独立电阻连接到恒流源的发射极，其中最大值检测单元从恒流源和对应于NPN晶体管的电阻之间的连接点输出最大值信号，最小值检测单元包括：恒流源；与多个相一一对应的PNP晶体管，-->每个PNP晶体管都具有输入从对应相位可变增益放大器输出的放大信号的基极，及通过独立电阻连接到恒流源的发射极，最小值检测单元从恒流源和对应于PNP晶体管的电阻之间的连接点输出最小值信号。根据这种结构，最大值信号和最小值信号的变形可以利用电阻来控制。因此，根据可变增益放大器的放大信号，通过采用具有最佳电阻值的电阻，可变增益放大器放大信号的变形可以最小化。在此，最大值检测单元可以包括：恒流源；与多个相一一对应的N沟道MOSFET，每个N沟道MOSFET都具有输入从对应相位可变增益放大器输出的放大信号的栅极，及连接到恒流源的源极，其中最大值检测单元从恒流源和N沟道MOSFET源极之间的连接点输出最大值信号，最小值检测单元包括：恒流源；与多个相一一对应的P沟道MOSFET，每个P沟道MOSFET都具有输入从对应相位可变增益放大器输出的放大信号的栅极，及连接到恒流源的源极，最小值检测单本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于将多相交流信号的多个相中每一相的信号都调整到恒定幅值，并输出该经过调整的信号的幅值调整电路，包括：与所述多个相一一对应的可变增益放大器，每个可变增益放大器都可操作地利用由一个控制信号控制的增益放大一个对应相的信号并输出放大信号； 最大值检测单元，可操作根据从所述可变增益放大器输出的放大信号中具有最高电平的那个放大信号输出最大值信号；最小值检测单元，可操作根据所述放大信号中具有最低电平的那个放大信号输出最小值信号；及控制信号发生单元，可操作向每 个可变增益放大器输出用于当所述最大值信号与最小值信号之间的差值大于预定参考值时减小增益的控制信号及当该差值不大于预定参考值时增大增益的控制信号。

【技术特征摘要】
JP 2003-6-20 177353/031、用于将多相交流信号的多个相中每一相的信号都调整到恒定幅值，并输出该经过调整的信号的幅值调整电路，包括：与所述多个相一一对应的可变增益放大器，每个可变增益放大器都可操作地利用由一个控制信号控制的增益放大一个对应相的信号并输出放大信号；最大值检测单元，可操作根据从所述可变增益放大器输出的放大信号中具有最高电平的那个放大信号输出最大值信号；最小值检测单元，可操作根据所述放大信号中具有最低电平的那个放大信号输出最小值信号；及控制信号发生单元，可操作向每个可变增益放大器输出用于当所述最大值信号与最小值信号之间的差值大于预定参考值时减小增益的控制信号及当该差值不大于预定参考值时增大增益的控制信号。2、如权利要求1所述的幅值调整电路，其中所述最大值检测单元包括：恒流源；及与所述多个相一一对应的NPN晶体管，每个NPN晶体管都具有输入从对应相可变增益放大器输出的放大信号的基极，及通过一个独立电阻连接到所述恒流源的发射极，所述最大值检测单元从所述恒流源和对应于所述NPN晶体管的电阻之间的连接点输出所述最大值信号，所述最小值检测单元包括：恒流源；及与所述多个相一一对应的PNP晶体管，每个PNP晶体管都具有输入从对应相可变增益放大器输出的放大信号的基极，及通过一个独立电阻连接到所述恒流源的发射极，且所述最小值检测单元从所述恒流源和对应于所述PNP晶体管的电阻之间的连接点输出所述最小值信号。3、如权利要求1所述的幅值调整电路，其中所述最大值检测单元包括：恒流源；及与所述多个相一一对应的N沟道MOSFET，每个N沟道MOSFET都具有输入从对应相可变增益放大器输出的放大信号的栅极，及连接到所述恒流源的源极，所述最大值检测单元从所述恒流源和N沟道MOSFET源极之间的连接点输出所述最大值信号，所述最小值检测单元包括：恒流源；及与多个相一一对应的P沟道MOSFET，每个P沟道MOSFET都具有输入从对应相可变增益放大器输出的放大信号的栅极，及连接到所述恒流源的源极，且所述最小值检测单元从所述恒流源和所述P沟道MOSFET源极之间的连接点输出所述最小值信号。4、用于将多相交流信号多个相中每一相的信号都调整到恒定幅值，并输出该经过调整的信号的幅值调整电路，包括：与所述多个相一一对应的可变增益放大器，每个可变增益放大器都可操作利用由一个控制信号控制的增益放大对应相的信号并输出放大信号；与所述多个相一一对应的平方单元，每个平方单元都可操作对从对应相可变增益放大器输出的放大信号求平方并输出平方后的信号；加法单元，可操作计算从所述平方单元输出的平方信号之和并输出该和，作为平方和信号；及控制信号发生单元，可操作向每个可变增益放大器输出用于当所述平方和信号大于预定参考值时减小增益的控制信号，及用于当该平方和信号不大于预定参考值时增大增益的控制信号。5、用于根据指示转子位置的霍尔信号驱动包括对应于多个相的线圈的无刷电动机的电动机驱动控制装置，包括：如权利要求1至4任何一项所述的幅值调整电路，可操作将每个霍尔信号都调整到恒定的幅值，并输出该经过调整的信号；及参考信号发生单元，可操作根据所述经过调整的信号产生参考信号，其中该参考信号显示提供给对应于多个相中每一相的...

【专利技术属性】
技术研发人员：衣川宏树，冈本龙镇，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]