一种电机的换向控制装置、方法和电机
阅读说明：本技术 一种电机的换向控制装置、方法和电机 (Motor commutation control device and method and motor ) 是由 卢宝平 黄秋鸣 李湘 肖胜宇 吴文贤 敖文彬 于 2020-11-12 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种电机的换向控制装置、方法和电机,该装置包括：采样单元,被配置为采样所述电机的转子位置,得到转子位置采样信号；并对所述转子位置采样信号进行转换和信号处理后,得到霍尔模拟电压信号；比较单元,被配置为对所述霍尔模拟电压信号与设定的电压阈值进行比较后,输出霍尔数字信号；控制单元,被配置为根据所述霍尔数字信号识别所述电机的转子位置采样信号,并在识别到的所述电机的转子位置采样信号与所述电机的转子位置实际信号之间的位置偏差符合设定偏差范围的情况下,控制所述电机换向。该方案,通过在接近电机转子的实际位置时进行换向通电,使电机换向电压均匀从而避免电机转速出现波动。(The invention discloses a commutation control device and method of a motor and the motor, the device includes: the sampling unit is configured to sample the rotor position of the motor to obtain a rotor position sampling signal; converting and processing the rotor position sampling signal to obtain a Hall analog voltage signal; the comparison unit is configured to compare the Hall analog voltage signal with a set voltage threshold value and then output a Hall digital signal; and the control unit is configured to identify a rotor position sampling signal of the motor according to the Hall digital signal and control the motor to commutate under the condition that the position deviation between the identified rotor position sampling signal of the motor and the rotor position actual signal of the motor conforms to a set deviation range. According to the scheme, the motor is uniformly commutated and electrified when the motor is close to the actual position of the motor rotor, so that the motor is prevented from fluctuating in rotating speed.)
技术领域
本发明属于电子电路技术领域，具体涉及一种电机的换向控制装置、方法和电机，尤其涉及一种霍尔波形修正的控制电路、具有该控制电路的电机、以及该电机的霍尔波形修正的控制方法。
背景技术
随着科学技术发展，如今家电产品对控制电路的要求越来越高。家用电机在处理霍尔信号时，一般是采用数字采样。但采用数字采样时，由于其霍尔跳变沿会出现较大延迟，使识别的转子位置信号会跟实际信号出现较大偏移，从而使电机换向电压误触发，导致换向电压出现不均，电机转速出现波动。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种电机的换向控制装置、方法和电机，以解决电器设备的电机在处理霍尔信号时，采用数字采样识别到的转子位置信号与实际信号出现较大偏移而使电机换向电压误触发，从而导致电机换向电压不均而使电机转速出现波动的问题，达到通过在接近电机转子的实际位置时进行换向通电，使电机换向电压均匀从而避免电机转速出现波动的效果。
本发明提供一种电机的换向控制装置，包括：采样单元、比较单元和控制单元；其中，所述采样单元，被配置为采样所述电机的转子位置，得到转子位置采样信号；并对所述转子位置采样信号进行转换和信号处理后，得到霍尔模拟电压信号；所述比较单元，被配置为对所述霍尔模拟电压信号与设定的电压阈值进行比较后，输出霍尔数字信号；所述控制单元，被配置为根据所述霍尔数字信号识别所述电机的转子位置采样信号，并在识别到的所述电机的转子位置采样信号与所述电机的转子位置实际信号之间的位置偏差符合设定偏差范围的情况下，控制所述电机换向。
在一些实施方式中，所述采样单元，包括：位置采集模块、霍尔模块和信号处理模块；其中，所述采样单元，采样所述电机的转子位置，得到转子位置采样信号，包括：所述位置采集模块，被配置为采样所述电机的转子位置，得到转子位置采样信号；所述采样单元，对所述转子位置采样信号进行转换和分压处理后，得到霍尔模拟电压信号，包括：所述霍尔模块，被配置为对所述转子位置采样信号进行转换，得到初始霍尔模拟电压信号；所述信号处理模块，被配置为对所述初始霍尔模拟电压信号进行信号处理，得到所述霍尔模拟电压信号。
在一些实施方式中，所述信号处理模块，包括：上拉模块和限流模块；其中，所述信号处理模块，对所述初始霍尔模拟电压信号进行信号处理，得到所述霍尔模拟电压信号，包括：所述上拉模块，被配置为将所述初始霍尔模拟电压信号进行抬高处理，得到第一霍尔模拟电压信号；所述限流模块，被配置为对所述第一霍尔模拟电压信号进行限流处理，得到第二霍尔模拟电压信号，作为所述霍尔模拟电压信号。
在一些实施方式中，所述采样单元，还包括：第一滤波模块和第二滤波模块中的至少之一；其中，所述第一滤波模块，被配置为对所述霍尔模块的供电电源提供的电源电压进行滤波后再输入至所述霍尔模块；所述第二滤波模块，被配置为对所述第二霍尔模拟电压信号进行滤波处理。
在一些实施方式中，所述比较单元，包括：比较模块和分压模块；其中，所述比较单元，对所述霍尔模拟电压信号与设定的电压阈值进行比较后，输出霍尔数字信号，包括：所述分压模块，被配置为提供设定的电压阈值，并输入至所述比较模块的反相输入端；所述比较模块，被配置为对所述霍尔模拟电压信号与设定的电压阈值进行比较和转换后，输出霍尔数字信号；其中，所述霍尔数字信号，包括：第一设定电平的霍尔数字信号或第二设定电平的霍尔数字信号；所述比较模块，对所述霍尔模拟电压信号与设定的电压阈值进行比较，包括：若所述霍尔模拟电压信号高于设定的电压阈值，则输出第一设定电平的霍尔数字信号；若所述霍尔模拟电压信号低于设定的电压阈值，则输出第二设定电平的霍尔数字信号。
在一些实施方式中，所述比较单元，还包括：第三滤波模块和第四滤波模块中的至少之一；其中，所述第三滤波模块，被配置为对所述比较模块的供电电源提供的电源电压进行滤波后再输入至所述比较模块；所述第四滤波模块，被配置为对所述霍尔数字信号进行滤波后再输入至所述控制单元。
与上述装置相匹配，本发明再一方面提供一种电机，包括：以上所述的电机的换向控制装置。
与上述电机相匹配，本发明再一方面提供一种电机的换向控制方法，包括：采样所述电机的转子位置，得到转子位置采样信号；并对所述转子位置采样信号进行转换和信号处理后，得到霍尔模拟电压信号；对所述霍尔模拟电压信号与设定的电压阈值进行比较后，输出霍尔数字信号；通过控制单元，根据所述霍尔数字信号识别所述电机的转子位置采样信号，并在识别到的所述电机的转子位置采样信号与所述电机的转子位置实际信号之间的位置偏差符合设定偏差范围的情况下，控制所述电机换向。
在一些实施方式中，对所述转子位置采样信号进行转换和分压处理后，得到霍尔模拟电压信号，包括：通过霍尔模块，对所述转子位置采样信号进行转换，得到初始霍尔模拟电压信号；对所述初始霍尔模拟电压信号进行信号处理，得到所述霍尔模拟电压信号。
在一些实施方式中，对所述初始霍尔模拟电压信号进行信号处理，得到所述霍尔模拟电压信号，包括：将所述初始霍尔模拟电压信号进行抬高处理，得到第一霍尔模拟电压信号；对所述第一霍尔模拟电压信号进行限流处理，得到第二霍尔模拟电压信号，作为所述霍尔模拟电压信号。
在一些实施方式中，还包括：对所述霍尔模块的供电电源提供的电源电压进行滤波后再输入至所述霍尔模块；对所述第二霍尔模拟电压信号进行滤波处理。
在一些实施方式中，对所述霍尔模拟电压信号与设定的电压阈值进行比较后，输出霍尔数字信号，包括：提供设定的电压阈值，并输入至比较模块的反相输入端；通过比较模块，对所述霍尔模拟电压信号与设定的电压阈值进行比较和转换后，输出霍尔数字信号；其中，所述霍尔数字信号，包括：第一设定电平的霍尔数字信号或第二设定电平的霍尔数字信号；对所述霍尔模拟电压信号与设定的电压阈值进行比较，包括：若所述霍尔模拟电压信号高于设定的电压阈值，则输出第一设定电平的霍尔数字信号；若所述霍尔模拟电压信号低于设定的电压阈值，则输出第二设定电平的霍尔数字信号。
在一些实施方式中，还包括：对所述比较模块的供电电源提供的电源电压进行滤波后再输入至所述比较模块；对所述霍尔数字信号进行滤波后再输入至所述控制单元。
由此，本发明的方案，通过一个霍尔电路实时检测电机实际转子位置，再将其转换到的霍尔模拟电压信号输入到一个比较器电路，经过该比较电路对输入的霍尔模拟信号进行修正，再将修正后的霍尔数字信号直接输入到芯片(即电机控制器的主控芯片)，使芯片(即电机控制器的主控芯片)识别的位置传感器信号接近于实际转子位置信号，通过在接近电机转子的实际位置时进行换向通电，使电机换向电压均匀从而避免电机转速出现波动。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的电机的换向控制装置的一实施例的结构示意图；
图2为一种霍尔波形修正的逻辑电路的一实施例的结构示意图；
图3为一种霍尔波形修正的控制电路的一实施例的结构示意图；
图4为位置传感器波形、霍尔信号波形、比较器输出霍尔信号波形的波形示意图；
图5为本发明的电机的换向控制方法的一实施例的流程示意图；
图6为本发明的方法中对所述转子位置采样信号进行转换和分压处理的一实施例的流程示意图；
图7为本发明的方法中对所述初始霍尔模拟电压信号进行信号处理的一实施例的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据本发明的实施例，提供了一种电机的换向控制装置。参见图1所示本发明的装置的一实施例的结构示意图。该电机的换向控制装置可以包括：采样单元、比较单元和控制单元(如主控芯片)。
其中，所述采样单元，被配置为采样所述电机的转子位置，得到转子位置采样信号；并对所述转子位置采样信号进行转换和信号处理后，得到霍尔模拟电压信号。
在一些实施方式中，所述采样单元，包括：位置采集模块(如位置传感器)、霍尔模块(如霍尔传感器)和信号处理模块(如电阻R6和电阻R50)。
其中，所述采样单元，采样所述电机的转子位置，得到转子位置采样信号，包括：所述位置采集模块，被配置为采样所述电机的转子位置，得到转子位置采样信号。
所述采样单元，对所述转子位置采样信号进行转换和分压处理后，得到霍尔模拟电压信号，包括：
所述霍尔模块，被配置为对所述转子位置采样信号进行转换，得到初始霍尔模拟电压信号。
所述信号处理模块，被配置为对所述初始霍尔模拟电压信号进行信号处理，得到所述霍尔模拟电压信号。
在一些实施方式中，所述信号处理模块，包括：上拉模块(如电阻R6)和限流模块(如电阻R50)。
其中，所述信号处理模块，对所述初始霍尔模拟电压信号进行信号处理，得到所述霍尔模拟电压信号，包括：
所述上拉模块，被配置为将所述初始霍尔模拟电压信号进行抬高处理，得到第一霍尔模拟电压信号。
所述限流模块，被配置为对所述第一霍尔模拟电压信号进行限流处理，得到第二霍尔模拟电压信号，作为所述霍尔模拟电压信号。
在一些实施方式中，所述采样单元，还包括：第一滤波模块和第二滤波模块中的至少之一(如滤波电容C22和滤波电容C24中的至少之一)。
其中，所述第一滤波模块，被配置为对所述霍尔模块的供电电源提供的电源电压进行滤波后再输入至所述霍尔模块。
所述第二滤波模块，被配置为对所述第二霍尔模拟电压信号进行滤波处理。
具体地，在霍尔电路中，5V电压经过滤波电容C22滤波后对该霍尔IC(即霍尔传感器HU)进行供电，霍尔IC将检测到的电机转子位置信号经过内部转换后输出霍尔模拟电压信号，再经过上拉电阻R6来抬高该霍尔模拟电压信号，最后经过限流电阻R50进行限流同时经过滤波电容C24进行滤波后输入到下一个比较电路中。
所述比较单元，被配置为对所述霍尔模拟电压信号与设定的电压阈值进行比较后，输出霍尔数字信号。其中，设定的电压阈值，可以是阈值电压VT。霍尔数字信号，可以是霍尔数字信号波形。
所述控制单元，被配置为根据所述霍尔数字信号识别所述电机的转子位置采样信号，并在识别到的所述电机的转子位置采样信号与所述电机的转子位置实际信号之间的位置偏差符合设定偏差范围的情况下，控制所述电机换向。
由此，通过一个霍尔电路实时检测电机实际转子位置，再将其转换到的霍尔模拟电压信号输入到一个比较器电路，经过该比较电路对输入的霍尔模拟信号进行修正，再将修正后的霍尔数字信号直接输入到芯片(即电机控制器的主控芯片)，使芯片(即电机控制器的主控芯片)识别的位置传感器信号接近于实际转子位置信号，来实现换向电压均匀，避免电机出现转速波动。
在一些实施方式中，所述比较单元，包括：比较模块和分压模块。其中，比较模块，如比较器、运算放大器等。所述比较模块的同相输入端，输入所述霍尔霍尔模拟电压信号。所述比较模块的反相输入端，输入设定的所述电压阈值。
其中，所述比较单元，对所述霍尔模拟电压信号与设定的电压阈值进行比较后，输出霍尔数字信号，包括：
所述分压模块，被配置为提供设定的电压阈值，并输入至所述比较模块的反相输入端。
所述比较模块，被配置为对所述霍尔模拟电压信号与设定的电压阈值进行比较和转换后，输出霍尔数字信号。其中，所述霍尔数字信号，包括：第一设定电平的霍尔数字信号或第二设定电平的霍尔数字信号。所述比较模块，对所述霍尔模拟电压信号与设定的电压阈值进行比较，包括：若所述霍尔模拟电压信号高于设定的电压阈值，则输出第一设定电平的霍尔数字信号(如高电平的霍尔数字信号)；若所述霍尔模拟电压信号低于设定的电压阈值，则输出第二设定电平的霍尔数字信号(如低电平的霍尔数字信号)。
具体地，电机运行时，通过位置传感器实时检测电机实际转子位置，在经过霍尔电路将其转换为霍尔模拟电压信号；再将该霍尔模拟电压信号输入到比较器中，此时将该霍尔模拟电压信号与比较器电路设定的阈值电压值进行判定，可设定霍尔波形电压信号为同相输入，若霍尔波形电压信号高于比较器阈值电压，比较器输出端为高电平；若霍尔波形电压信号低于比较器阈值电压，则比较器输出端为低电平。
在一些实施方式中，所述比较单元，还包括：第三滤波模块和第四滤波模块中的至少之一(如滤波电容C5和滤波电容C26中的至少之一)。
其中，所述第三滤波模块，被配置为对所述比较模块的供电电源提供的电源电压进行滤波后再输入至所述比较模块。
所述第四滤波模块，被配置为对所述霍尔数字信号进行滤波后再输入至所述控制单元。
具体地，在比较电路中，一个比较器的同相输入端输入的霍尔模拟电压信号。分压电阻R7和分压电阻R8构成一个分压电路得出该比较器的阈值电压VT，再从反相输入端输入到该比较器。该比较器通过将同相输入端输入的霍尔模拟电压信号和反相输入端输入的阈值电压VT经过判定比较，再经过内部转换输出霍尔数字信号波形，最后经过滤波电容C26进行滤波后，直接输入到芯片(即电机控制器的主控芯片)中。
这样，将比较器输出后的霍尔数字信号波形直接输入到芯片(即电机控制器的主控芯片)，由于输入芯片(即电机控制器的主控芯片)的霍尔信号波形是经过比较器修正后的数字信号，芯片(即电机控制器的主控芯片)可以直接快速识别位置传感器信号，使芯片(即电机控制器的主控芯片)识别和检测霍尔波形电压时间缩短，使芯片(即电机控制器的主控芯片)识别的位置传感器信号接近于实际转子位置信号，从而实现换向电压均匀，避免电机出现转速波动。
经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过实时检测电机实际转子位置，再将其转换到的霍尔模拟电压信号进行修正，再将修正后的霍尔数字信号直接输入到芯片(即电机控制器的主控芯片)，使芯片(即电机控制器的主控芯片)识别的位置传感器信号接近于实际转子位置信号，通过在接近电机转子的实际位置时进行换向通电，使电机换向电压均匀从而避免电机转速出现波动。
根据本发明的实施例，还提供了对应于电机的换向控制装置的一种电机。该电机可以包括：以上所述的电机的换向控制装置。
相关方案中，家用电机在处理霍尔信号时，一般是采用数字采样：芯片(即电机控制器的主控芯片)识别输入的霍尔波形电压信号，根据芯片(即电机控制器的主控芯片)内部检测到的电压值，与芯片(即电机控制器的主控芯片)高低电平的设定值进行比较，如果检测到的电压值大于芯片(即电机控制器的主控芯片)设定的高电平值，则芯片(即电机控制器的主控芯片)输出高电平；当检测到的电压值小于芯片(即电机控制器的主控芯片)设定的低电平值，则芯片(即电机控制器的主控芯片)输出低电平。当0V＜低电平值＜高电平值＜VDD(VDD为芯片(即电机控制器的主控芯片)供电电压)时，则芯片(即电机控制器的主控芯片)识别位置传感器信号。但是由于芯片(即电机控制器的主控芯片)识别的位置传感器信号会跟实际转子位置信号出现较大偏移，高低电平的相位会有较大差异，从而使换向电压误触发，导致换向电压出现不均，电机转速出现波动。
可见，在电机运行过程中，当采用数字采样时，由于其霍尔跳变沿会出现较大延迟，使芯片(即电机控制器的主控芯片)识别的位置传感器信号会跟实际的信号出现较大偏移，高低电平的相位会有较大差异，从而使换向电压误触发，导致换向电压出现不均，电机转速出现波动。
在一些实施方式中，本发明的方案，提供一种霍尔波形修正的控制电路，通过一个霍尔波形修正控制电路，可实现在接近于转子实际位置时进行换向通电，避免霍尔跳变沿存在较大延迟导致换向电压误触发，从而实现换向电压均匀，消除电机转速波动。
下面结合图2至图4所示的例子，对本发明的方案的具体实现过程进行示例性说明。
图2为一种霍尔波形修正的逻辑电路的一实施例的结构示意图。如图2所示，霍尔波形修正的逻辑电路，包括：霍尔电路、比较电路和芯片(即电机控制器的主控芯片)，霍尔电路连接至比较电路，比较电路输出的霍尔数字信号输入芯片(即电机控制器的主控芯片)。
在图2所示的例子中，通过一个霍尔电路实时检测电机实际转子位置，再将其转换到的霍尔模拟电压信号输入到一个比较器电路，经过该比较电路对输入的霍尔模拟信号进行修正，再将修正后的霍尔数字信号直接输入到芯片(即电机控制器的主控芯片)，使芯片(即电机控制器的主控芯片)识别的位置传感器信号接近于实际转子位置信号，来实现换向电压均匀，避免电机出现转速波动。
相关方案中，数字采样一般是：霍尔电路输出的霍尔模拟电压信号直接输入到芯片(即电机控制器的主控芯片)，此时芯片(即电机控制器的主控芯片)还需要进行AD转换且得出的信号高低电平的相位会有较大差异。而本发明的方案中，霍尔电路输出的霍尔模拟电压信号经过比较电路(如比较器电路)后输出霍尔数字信号，芯片(即电机控制器的主控芯片)可以直接快速识别位置传感器信号，且芯片(即电机控制器的主控芯片)识别的位置传感器信号接近于实际转子位置信号。
例如：霍尔电路输出的霍尔模拟电压信号经过比较电路后输出霍尔数字信号，相当于电机相位。
图3为一种霍尔波形修正的控制电路的一实施例的结构示意图。如图3所示，该霍尔波形修正控制电路，包括：一个霍尔电路和一个比较电路。霍尔电路，包括：位置传感器(如霍尔传感器HU)，滤波电容C22、滤波电容C24，上拉电阻R6和限流电阻R50。比较电路，包括：比较器，分压电阻R8、分压电阻R9，滤波电容C5、滤波电容C26。
在霍尔电路中，5V电压经过滤波电容C22滤波后对该霍尔IC(即霍尔传感器HU)进行供电，霍尔IC将检测到的电机转子位置信号经过内部转换后输出霍尔模拟电压信号，再经过上拉电阻R6来抬高该霍尔模拟电压信号，最后经过限流电阻R50进行限流同时经过滤波电容C24进行滤波后输入到下一个比较电路中。
在比较电路中，一个比较器的同相输入端输入的霍尔模拟电压信号。分压电阻R7和分压电阻R8构成一个分压电路得出该比较器的阈值电压VT，再从反相输入端输入到该比较器。该比较器通过将同相输入端输入的霍尔模拟电压信号和反相输入端输入的阈值电压VT经过判定比较，再输出霍尔数字信号波形，最后经过滤波电容C26进行滤波后，直接输入到芯片(即电机控制器的主控芯片)中。
在图3所示的例子中，霍尔IC的1脚为供电电压输入，2脚接地GND，3脚输出；5V电压经过滤波电容C22滤波后输入1脚对该霍尔IC进行供电，霍尔IC的2脚直接接地，霍尔IC将检测到的电机转子位置信号经过内部转换后从霍尔IC的3脚输出得到的霍尔模拟电压信号，再经过上拉电阻R6来抬高该霍尔模拟电压，最后经过限流电阻R50同时经过滤波电容C24进行滤波后输入到下一个比较电路中；该比较电路包括：一个比较器同相输入端输入的霍尔模拟电压信号，分压电阻R7和分压电阻R8构成一个分压电路得出该比较器阈值电压VT再从反相输入端输入到该比较器，该比较器通过将同相输入端输入的霍尔模拟电压信号和反相输入端输入的阈值电压VT经过判定比较，再经过内部转换输出霍尔数字信号波形，最后经过滤波电容C26滤波后，直接输入到芯片(即电机控制器的主控芯片)中。
在图3所示的例子中，上述霍尔波形修正的控制电路中，可以用运放来替代该比较器，使输入芯片(即电机控制器的主控芯片)的霍尔信号波形进行修正。
图4为位置传感器波形、霍尔信号波形、比较器输出霍尔信号波形的波形示意图。图4可以显示位置传感器波形、霍尔信号波形、比较器输出霍尔信号波形的波形示意图及芯片(即电机控制器的主控芯片)识别的位置传感器信号波形示意图。
在图4所示的例子中，波形VT为比较器输出霍尔信号波形，波形VTH为芯片(即电机控制器的主控芯片)识别的位置传感器信号。VT为比较器识别高低电平的判断阀值电平，VDD为供电电压，VIH为芯片(即电机控制器的主控芯片)识别高电平的判断阀值电平，VIL为芯片(即电机控制器的主控芯片)识别低电平的判断阀值电平。
在本发明的方案中，霍尔波形修正控制电路的工作过程，可以参见以下示例性说明：
电机运行时，通过位置传感器实时检测电机实际转子位置，在经过霍尔电路将其转换为霍尔模拟电压信号；再将该霍尔模拟电压信号输入到比较器中，此时将该霍尔模拟电压信号与比较器电路设定的阈值电压值进行判定，可设定霍尔波形电压信号为同相输入，若霍尔波形电压信号高于比较器阈值电压，比较器输出端为高电平；若霍尔波形电压信号低于或等于比较器阈值电压，则比较器输出端为低电平。其中比较器阈值电压VT可设定为比较器最低识别高低电平时对应的阀值电压，现设定该比较器阀值电压为10mv(由图4所示的波形VT可得出将该比较器阀值电压设定为10mv时，比较器输出霍尔信号波形接近于位置传感器波形，高低电平相位差异很小；而波形VTH为芯片(即电机控制器的主控芯片)识别的位置传感器信号，由于芯片(即电机控制器的主控芯片)供电电压VDD为5V，芯片(即电机控制器的主控芯片)识别高电平的判断阀值电平VIH为2V，芯片(即电机控制器的主控芯片)识别低电平的判断阀值电平VIL为0.75V，可明显看出芯片(即电机控制器的主控芯片)识别的位置传感器信号会跟实际转子位置信号出现较大偏移，使得出的高低电平相位差异很大)。最后将比较器输出后的霍尔数字信号波形直接输入到芯片(即电机控制器的主控芯片)，由于输入芯片(即电机控制器的主控芯片)的霍尔信号波形是经过比较器修正后的数字信号，芯片(即电机控制器的主控芯片)可以直接快速识别位置传感器信号，使芯片(即电机控制器的主控芯片)识别和检测霍尔波形电压时间缩短，使芯片(即电机控制器的主控芯片)识别的位置传感器信号接近于实际转子位置信号，从而实现换向电压均匀，避免电机出现转速波动。位置传感器就是霍尔传感器，霍尔电路将传感器检测信号输出。
由于本实施例的电机所实现的处理及功能基本相应于前述图1所示的装置的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
经大量的试验验证，采用本发明的技术方案，通过一个霍尔波形修正控制电路，可实现在接近于转子实际位置时进行换向通电，避免霍尔跳变沿存在较大延迟导致换向电压误触发，从而实现换向电压均匀，消除电机转速波动，可以提升电机运行的可靠性与稳定性。
根据本发明的实施例，还提供了对应于电机的一种电机的换向控制方法，如图5所示本发明的方法的一实施例的流程示意图。该电机的换向控制方法可以包括：步骤S110至步骤S130。
在步骤S110处，通过采样单元，采样所述电机的转子位置，得到转子位置采样信号；并对所述转子位置采样信号进行转换和信号处理后，得到霍尔模拟电压信号。
在一些实施方式中，可以结合图6所示本发明的方法中对所述转子位置采样信号进行转换和分压处理的一实施例流程示意图，进一步说明步骤S110中对所述转子位置采样信号进行转换和分压处理的具体过程，可以包括：步骤S210和步骤S220。
步骤S210，通过霍尔模块，对所述转子位置采样信号进行转换，得到初始霍尔模拟电压信号。
步骤S220，对所述初始霍尔模拟电压信号进行信号处理，得到所述霍尔模拟电压信号。
在一些实施方式中，可以结合图7所示本发明的方法中对所述初始霍尔模拟电压信号进行信号处理的一实施例流程示意图，进一步说明步骤S220中对所述初始霍尔模拟电压信号进行信号处理，得到所述霍尔模拟电压信号的具体过程，可以包括：步骤S310和步骤S320。
步骤S310，将所述初始霍尔模拟电压信号进行抬高处理，得到第一霍尔模拟电压信号。
步骤S320，对所述第一霍尔模拟电压信号进行限流处理，得到第二霍尔模拟电压信号，作为所述霍尔模拟电压信号。
在一些实施方式中，还包括：对所述霍尔模块的供电电源提供的电源电压进行滤波后再输入至所述霍尔模块。
在一些实施方式中，还包括：对所述第二霍尔模拟电压信号进行滤波处理。
具体地，在霍尔电路中，5V电压经过滤波电容C22滤波后对该霍尔IC(即霍尔传感器HU)进行供电，霍尔IC将检测到的电机转子位置信号经过内部转换后输出霍尔模拟电压信号，再经过上拉电阻R6来抬高该霍尔模拟电压信号，最后经过限流电阻R50进行限流同时经过滤波电容C24进行滤波后输入到下一个比较电路中。
在步骤S120处，通过比较单元，对所述霍尔模拟电压信号与设定的电压阈值进行比较后，输出霍尔数字信号。其中，设定的电压阈值，可以是阈值电压VT。霍尔数字信号，可以是霍尔数字信号波形。
在步骤S130处，通过控制单元，根据所述霍尔数字信号识别所述电机的转子位置采样信号，并在识别到的所述电机的转子位置采样信号与所述电机的转子位置实际信号之间的位置偏差符合设定偏差范围的情况下，控制所述电机换向。
由此，通过一个霍尔电路实时检测电机实际转子位置，再将其转换到的霍尔模拟电压信号输入到一个比较器电路，经过该比较电路对输入的霍尔模拟信号进行修正，再将修正后的霍尔数字信号直接输入到芯片(即电机控制器的主控芯片)，使芯片(即电机控制器的主控芯片)识别的位置传感器信号接近于实际转子位置信号，来实现换向电压均匀，避免电机出现转速波动。
在一些实施方式中，步骤S120中对所述霍尔模拟电压信号与设定的电压阈值进行比较后，输出霍尔数字信号，包括：提供设定的电压阈值，并输入至比较模块的反相输入端；以及，通过比较模块，对所述霍尔模拟电压信号与设定的电压阈值进行比较和转换后，输出霍尔数字信号。
其中，所述霍尔数字信号，包括：第一设定电平的霍尔数字信号或第二设定电平的霍尔数字信号。对所述霍尔模拟电压信号与设定的电压阈值进行比较，包括：若所述霍尔模拟电压信号高于设定的电压阈值，则输出第一设定电平的霍尔数字信号(如高电平的霍尔数字信号)；若所述霍尔模拟电压信号低于设定的电压阈值，则输出第二设定电平的霍尔数字信号(如低电平的霍尔数字信号)。
具体地，电机运行时，通过位置传感器实时检测电机实际转子位置，在经过霍尔电路将其转换为霍尔模拟电压信号；再将该霍尔模拟电压信号输入到比较器中，此时将该霍尔模拟电压信号与比较器电路设定的阈值电压值进行判定，可设定霍尔波形电压信号为同相输入，若霍尔波形电压信号高于比较器阈值电压，比较器输出端为高电平；若霍尔波形电压信号低于比较器阈值电压，则比较器输出端为低电平。
在一些实施方式中，还包括：对所述比较模块的供电电源提供的电源电压进行滤波后再输入至所述比较模块。
在一些实施方式中，还包括：对所述霍尔数字信号进行滤波后再输入至所述控制单元。
具体地，在比较电路中，一个比较器的同相输入端输入的霍尔模拟电压信号。分压电阻R7和分压电阻R8构成一个分压电路得出该比较器的阈值电压VT，再从反相输入端输入到该比较器。该比较器通过将同相输入端输入的霍尔模拟电压信号和反相输入端输入的阈值电压VT经过判定比较，再经过内部转换输出霍尔数字信号波形，最后经过滤波电容C26进行滤波后，直接输入到芯片(即电机控制器的主控芯片)中。
这样，将比较器输出后的霍尔数字信号波形直接输入到芯片(即电机控制器的主控芯片)，由于输入芯片(即电机控制器的主控芯片)的霍尔信号波形是经过比较器修正后的数字信号，芯片(即电机控制器的主控芯片)可以直接快速识别位置传感器信号，使芯片(即电机控制器的主控芯片)识别和检测霍尔波形电压时间缩短，使芯片(即电机控制器的主控芯片)识别的位置传感器信号接近于实际转子位置信号，从而实现换向电压均匀，避免电机出现转速波动。
由于本实施例的方法所实现的处理及功能基本相应于前述电机的实施例、原理和实例，故本实施例的描述中未详尽之处，可以参见前述实施例中的相关说明，在此不做赘述。
经大量的试验验证，采用本实施例的技术方案，通过霍尔电路输出的霍尔模拟电压信号经过比较电路(如比较器电路)后输出霍尔数字信号，芯片(即电机控制器的主控芯片)可以直接快速识别位置传感器信号，且芯片(即电机控制器的主控芯片)识别的位置传感器信号接近于实际转子位置信号，来实现换向电压均匀，避免电机出现转速波动。
综上，本领域技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。