出力端子電圧より角度信号(出力電圧の極性)を生成する動作を考えます。
駆動時出力端子電圧(出力端子とGND間の電圧)は3通りのケースがあります。
1.駆動時
出力端子電圧とGND間の電圧は出力電圧とバイアス電圧が加算されているが、PWM制御により出力電圧とバイアス電圧が変化します。
出力端子電圧の波形例は以下の通りです。
2.非駆動で回転時
出力端子間電圧が発生していますが、出力端子電圧はインバータの各スイッチがオンしてないため電圧は不定となりますが、出力端子とGND間に抵抗を接続すると、出力端子間電圧が抵抗に印加され出力端子電圧が決まります。
出力端子電圧の波形例は以下の通りです。(雑音が重畳しています。)
3.非駆動停止時
出力端子間電圧がゼロなので、出力端子電圧はゼロです。
1.、2.から、駆動の有無、バイアス電圧に影響されない角度信号を生成します。
生成された角度信号例は以下の通りです。
PWM駆動のOFF期間の信号がキャンセルされず、重畳していますのでマイコンで信号処理する必要があります。
当然、非駆動時はPWM駆動のOFF期間の信号の重畳はありません。
3.からは角度信号は生成できません。
角度信号(出力電圧の極性)の生成
いろんな方法が考えられますが、3つの出力端子電圧の差を用いて角度信号を生成します。
・出力端子電圧は出力電圧とバイアス電圧が加算されている。
・3つの出力端子は巻線で繋がっているため、各出力端子のバイアス電圧は同一である。
・出力電圧の合計はゼロである。
以上より、出力端子電圧の2倍より、他の2つの出力端子電圧を引き、バイアス電圧を打ち消して出力電圧を求めます。
出力端子U電圧x2-出力端子V電圧-出力端子W電圧
=(出力電圧U+バイアス)x2-(出力電圧V+バイアス)-(出力電圧V+バイアス)
=出力電圧Ux3-(出力電圧U+出力電圧V+出力電圧W)
=出力電圧x3
出力電圧は交流信号ですので、GNDを中心に上下しますので、この信号をコンパレータでゼロと比較すると角度信号(出力電圧の極性)が得られます。
この場合GNDより低い電圧範囲でコンパレータが動作する必要があります。
回路例
コンパレータの入力端子の極性と抵抗の重み付けで減算、2倍を設定しています。
上記の角度信号は、この回路で得られたものです。