CN101345509B

CN101345509B - 驱动装置及驱动方法

Info

Publication number: CN101345509B
Application number: CN2007101284284A
Authority: CN
Inventors: 许齐麟; 萧恩煦; 李孟训
Original assignee: Princeton Technology Corp
Current assignee: Princeton Technology Corp
Priority date: 2007-07-10
Filing date: 2007-07-10
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2027-07-10
Also published as: CN101345509A

Abstract

本发明提供一种驱动装置及驱动方法，特别涉及一种驱动装置，用以控制一马达进行转动，驱动装置包括一输入模块、一比较模块以及一处理模块。输入模块包括一第一电流源、一第一电压源以及一第一电容。第一电容耦接于第一电流源以及第一电压源之间，用以进行充放电，以产生一电压信号。比较模块耦接于输入模块，用以将一选择信号以及该电压信号进行比较，产生一比较信号。处理模块耦接于比较模块，根据一时钟信号以及比较信号产生一控制信号。其中驱动装置是通过控制信号，控制该马达进行转动。本发明所述的驱动装置及驱动方法，可以根据外在环境来控制马达，亦可以使启动后的单相马达以最低转速进行转动，达成较佳的散热效果。

Description

驱动装置及驱动方法

技术领域

本发明提供一种驱动装置，尤指一种控制单相马达进行转动的驱动装置。

背景技术

随着计算机内部各种元件的功率越升越高，其发热量也越来越大。在这方面，以中央处理器(Central Processing Unit，CPU)最为突出。当CPU晶体管数目从386时代的几十万颗，发展到当今P4时代的5000多万颗时，其普通的CPU表面温度都可以达到50～80℃。而CPU内部则更是高达80℃甚至于上百℃，这样的CPU对散热的要求也就越来越高，由此计算机世界诞生出各式各样的散热设备，而其中最普遍的方式就是利用马达控制散热风扇来进行散热。

以往的散热风扇是根据马达控制装置所提供的驱动电流，来控制散热风扇的转速，不同大小的驱动电流，则会驱动散热风扇产生不同的转速，而达到不同程度的散热效果，但如何产生精确的驱动电流，让散热马达能根据实际的电子系统的温度状态，提供合适的马达转速，以达成最佳的散热效果，已成为现今马达系统的一种主要发展课题。

发明内容

本发明提供一种驱动装置，用以控制一马达进行转动，驱动装置包括一输入模块、一比较模块、一选择模块以及一处理模块。输入模块包括一第一电流源、一第一电压源以及一第一电容。第一电容耦接于第一电流源以及第一电压源之间，用以进行充放电，以产生一电压信号。比较模块耦接于输入模块，用以将一选择信号以及该电压信号进行比较，产生一比较信号。选择模块耦接于该比较模块，用以将一第一输入信号以及一第二输入信号进行比较，并根据该第一输入信号以及该第二输入信号，产生该选择信号。处理模块耦接于比较模块，根据一时钟信号以及比较信号产生一控制信号。其中驱动装置通过控制信号，控制该马达进行转动。

本发明所述的驱动装置，其中该选择模块包括：一第一比较器，用以将该第一输入信号以及该第二输入信号进行比较，产生一第一比较信号；一第一开关，耦接于该第一比较器的一输入端，用以根据该第一比较信号的控制进行导通或断开，以选择性的输入该第一输入信号作为该选择信号；以及一第二开关，耦接于该第一比较器的另一输入端，用以根据该第一比较信号的控制进行导通或断开，以选择性的输入该第二输入信号作为该选择信号。

本发明所述的驱动装置，其中该选择信号为该第一输入信号以及该第二输入信号两者之一。

本发明所述的驱动装置，其中当该第一开关导通时，该选择信号为该第一输入信号，而当该第二开关导通时，该选择信号为该第二输入信号。

本发明所述的驱动装置，其中该第一输入信号为相对应驱动装置之外在环境温度的检测温度电压。

本发明所述的驱动装置，其中该第二输入信号为预先设定相对应该马达进行转动的最低速度的驱动电压。

本发明所述的驱动装置，其中该输入模块另包括一第三开关，耦接于该第一电流源以及该第一电容之间，该第三开关根据该控制信号选择性的导通或断开，以控制该第一电容进行充电或放电。

本发明所述的驱动装置，其中该输入模块另包括一第四开关，耦接于该第一电压源以及该比较模块之间，该第四开关根据该控制信号选择性的导通或断开，以控制是否旁路(bypass)该第一电容。

本发明所述的驱动装置，其中该输入模块另包括一第一电阻，耦接于该第一电流源以及一接地端之间，用以调整第一电流源产生的电流的大小。

本发明所述的驱动装置，其中该处理模块是一触发器(flip-flop)。

本发明所述的驱动装置，其中该比较模块为一比较器。

本发明所述的驱动装置，其中该驱动装置设置于一集成电路中。

本发明所述的驱动装置，其中该马达为一单相马达。

本发明另提供一种驱动方法，用以控制一马达进行转动，该驱动方法包括：步骤一：对一第一电容进行充放电，以产生一电压信号；步骤二：将一选择信号以及该电压信号进行比较，产生一比较信号；步骤三：根据一时钟信号以及该比较信号产生一控制信号；以及步骤四：通过该控制信号，控制该马达进行转动；其中该步骤二另包括：步骤五：将一第一输入信号以及一第二输入信号进行比较，产生一第一比较信号；步骤六：根据该第一比较信号的控制，选择性的输入该第一输入信号以及该第二输入信号；以及步骤七：根据该第一输入信号以及该第二输入信号，产生该选择信号。

本发明所述的驱动方法，其中该选择信号为该第一输入信号以及该第二输入信号两者之一。

本发明所述的驱动方法，其中该第一输入信号为相对应该马达之外在环境温度的检测温度电压。

本发明所述的驱动方法，其中该第二输入信号为预先设定相对应该马达进行转动的最低速度的驱动电压。

本发明所述的驱动方法，其中步骤一是根据该控制信号，选择性的控制该第一电容进行充电或放电，以产生该电压信号。

本发明所述的驱动方法，其中步骤一是根据该控制信号控制是否旁路(bypass)该第一电容，以产生该电压信号。

本发明所述的驱动方法，其中该马达为一单相马达。

本发明所述的驱动装置及驱动方法，可以根据外在环境来控制马达，亦可以使启动后的单相马达以最低转速进行转动，达成较佳的散热效果。

附图说明

图1为本发明的驱动装置的示意图。

图2为本发明的驱动装置的信号波形图。

图3为本发明的驱动方法的步骤流程图。

具体实施方式

请参阅图1以及图2，图1为本发明的驱动装置的示意图。图2为本发明的驱动装置的信号波形图。如图1及图2所示，本发明的驱动装置10，用以控制一马达(图未示)进行转动，驱动装置10包括一输入模块12、一比较模块14以及一处理模块16。输入模块12包括一第一电流源I_PWM、一第一电压源V_H以及一第一电容C₁。第一电容C₁耦接于第一电流源I_PWM以及第一电压源V_H之间，第一电容C₁用以进行充电或放电，以产生一电压信号V_P。比较模块14耦接于输入模块12，用以将一选择信号S_SEL以及电压信号V_P进行比较，产生一比较信号Vs。处理模块16耦接于比较模块14，处理模块16根据一时钟信号S_CLK以及比较信号Vs产生一控制信号S_PWM。其中驱动装置10通过控制信号S_PWM，控制该马达(图未示)进行转动。于一实施例中，比较模块14为一比较器，驱动装置10设置于一集成电路中，此外，马达(图未示)为一单相马达。

本发明的驱动装置10另包括一选择模块20。选择模块20耦接于比较模块14，用以产生选择信号S_SEL。选择模块20包括一第一比较器210、一第一开关SW₁以及一第二开关SW₂。第一比较器210用以将一第一输入信号S_TH以及一第二输入信号S_RMI进行比较，产生一第一比较信号S_E1。第一开关SW₁耦接于第一比较器210的一输入端，用以根据第一比较信号S_E1的控制进行导通(ON)或断开(OFF)，以选择性的输入第一输入信号S_TH。第二开关SW₂耦接于第一比较器210的另一输入端，用以根据第一比较信号S_E1的控制进行导通或断开，以选择性的输入第二输入信号S_RMI；其中选择模块20根据第一输入信号S_TH以及第二输入信号S_RMI，产生该选择信号S_SEL。选择信号S_SEL为第一输入信号S_TH以及第二输入信号S_RMI两者之一。

于一具体实施例中，第一输入信号S_TH为相对应驱动装置10之外在环境温度的检测温度电压。而第二输入信号S_RMI为预先设定相对应该马达(图未示)进行转动的最低速度的驱动电压。当第一开关SW₁导通时，选择信号S_SEL为第一输入信号S_TH，而当第二开关SW₂导通时，该选择信号S_SEL为第二输入信号S_RMI。于一实施例中，当第一比较器210比较第一输入信号S_TH及第二输入信号S_RMI的大小，而输出代表比较结果的第一比较信号S_E1的电平为“1”时，此时，第一开关SW₁会被导通(ON)，第二开关SW₂会被断开(OFF)，此时会将代表外在环境温度的第一输入信号S_TH输入至比较模块14，而当第一比较信号S_E1的电平为“0”时，则第二开关SW₂会被导通(ON)，第一开关SW₁会被断开(OFF)，而将代表马达(图未示)最低转速的第二输入信号S_RMI输入至比较模块14，进行后续的动作。

此外，输入模块12另包括一第三开关SW₃，耦接于第一电流源I_PWM以及第一电容C₁之间，第三开关SW₃根据控制信号S_PWM的控制选择性的导通或断开，以控制该第一电容C₁进行充电或放电。此外，输入模块12另包括一第四开关SW₄，耦接于第一电压源V_H以及比较模块14之间，第四开关SW₄根据控制信号S_PWM选择性的导通或断开，以控制是否旁路(bypass)第一电容C₁。

第一电流源I_PWM产生的电流的大小可以根据不同的应用而进行调整，于一具体实施例中，输入模块12包括一第一电阻R₁，耦接于第一电流源I_PWM以及一接地端Vss之间，通过调整第一电阻R₁的阻值，即可相对应的调整第一电流源I_PWM所产生的电流的大小，进一步可以调整第一电容C₁充电的时间长短。于一实施例中，处理模块16是一触发器(flip-flop)。

请参阅图1及图2，图2为本发明的驱动装置的信号波形图。以下利用图2来说明本发明的驱动装置10的动作，如图1及图2所示，输入模块12会通过根据时钟信号S_CLK以及比较信号Vs所产生的控制信号S_PWM，分别控制第三开关SW₃以及第四开关SW₄的导通及断开。如图2所示，控制信号S_PWM的上升边缘对准时钟信号S_CLK的上升边缘，而控制信号S_PWM的下降边缘对准比较信号Vs的下降边缘。于一开始时，第一比较器210会先比较第一输入信号S_TH及第二输入信号S_RMI的大小，再根据比较结果控制第一开关SW₁及第二开关SW₂，选择将第一输入信号S_TH或者第二输入信号S_RMI输入至比较模块14。于一开始时，处理模块16所产生的控制信号S_PWM为“0”，当时钟信号S_CLK为“1”的时候，会使相对应的控制信号S_PWM由电平“0”转为电平“1”，此时会控制第三开关SW₃导通而使电压信号V_P由第一电压源V_H电压电平开始充电。而比较模块14会持续的将第一输入信号S_TH或第二输入信号S_RMI与电压信号V_P进行比较，直到电压信号V_P大于第一输入信号S_TH或第二输入信号S_RMI时，即是，比较信号V_S为“1”时，控制信号S_PWM会由电平“1”转换为电平“0”，此时，控制信号S_PWM会将第三开关SW₃关闭而将第四开关SW₄导通，此种情况下第一电容C₁会开始放电，直到电压信号V_P的电压等于第一电压源V_H的电压。

请参阅图3，图3为本发明的驱动方法的步骤流程图。如图3所示，本发明的另一实施例为一种驱动方法，用以控制一马达进行转动，其中该马达为一单相马达。驱动方法包括下列步骤：

S50：对一第一电容进行充放电，以产生一电压信号；于一实施例中，第一输入信号为相对应该马达之外在环境温度的检测温度电压。而第二输入信号为预先设定相对应该马达进行转动的最低速度的驱动电压。本步骤是根据该控制信号，选择性的控制该第一电容进行充电或放电，以产生该电压信号。于另一实施例中，本步骤则是根据该控制信号控制是否旁路(bypass)该第一电容，以产生该电压信号。

S52：将一选择信号以及该电压信号进行比较，产生一比较信号；其中本步骤另可包括下列步骤：

S522：将一第一输入信号以及一第二输入信号进行比较，产生一第一比较信号；

S524：根据该第一比较信号的控制，选择性的输入该第一输入信号以及该第二输入信号；

S526：根据该第一输入信号以及该第二输入信号，产生该选择信号。其中该选择信号为该第一输入信号以及该第二输入信号两者之一。以及

S528：比较该选择信号与该电压信号，以产生该比较信号；以及

S54：根据一时钟信号以及该比较信号产生一控制信号；以及

S56：通过该控制信号，控制该马达进行转动。

本发明的驱动装置，可根据自身产生的控制信号的占空比(duty)的大小，来控制马达进行转动的速度，例如当控制信号电平为高(High)时，驱动装置会将电流持续的输入至单相马达，因此马达的转速会越来越快，借此则可达成控制马达转速的目的，此外利用第一输入信号及第二输入信号进行比较后所产生的控制信号，可以根据外在环境来控制马达，亦可以使启动后的单相马达以最低转速进行转动，达成较佳的散热效果。

以上所述仅为本发明较佳实施例，然其并非用以限定本发明的范围，任何熟悉本项技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，可在此基础上做进一步的改进和变化，因此本发明的保护范围当以本申请的权利要求书所界定的范围为准。

附图中符号的简单说明如下：

10：驱动装置

12：输入模块

14：比较模块

16：处理模块

20：选择模块

210：第一比较器

SW₁～SW₄：开关

R₁：电阻

I_PWM：第一电流源

V_H：第一电压源

C₁：第一电容

V_SS：接地端

S_SEL：选择信号

V_P：电压信号

V_S：比较信号

S_PWM：控制信号

S_TH：第一输入信号

S_RMI：第二输入信号

S_E1：第一比较信号

S_CLK：时钟信号

S50～S526：方法步骤。

Claims

1.一种驱动装置，其特征在于，用以控制一马达进行转动，该驱动装置包括：

一输入模块，其包括：

一第一电流源；

一第一电压源；以及

一第一电容，耦接于该第一电流源以及该第一电压源之间，用以进行充放电，以产生一电压信号；

一比较模块，耦接于输入模块，用以将一选择信号以及该电压信号进行比较，产生一比较信号；

一选择模块，耦接于该比较模块，用以将一第一输入信号以及一第二输入信号进行比较，并根据该第一输入信号以及该第二输入信号，产生该选择信号；以及

一处理模块，耦接于该比较模块，根据一时钟信号以及该比较信号产生一控制信号；

其中该驱动装置通过该控制信号，控制该马达进行转动。

2.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，该选择模块包括：

一第一比较器，用以将该第一输入信号以及该第二输入信号进行比较，产生一第一比较信号；

一第一开关，耦接于该第一比较器的一输入端，用以根据该第一比较信号的控制进行导通或断开，以选择性的输入该第一输入信号作为该选择信号；以及

一第二开关，耦接于该第一比较器的另一输入端，用以根据该第一比较信号的控制进行导通或断开，以选择性的输入该第二输入信号作为该选择信号。

3.根据权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，该选择信号为该第一输入信号以及该第二输入信号两者之一。

4.根据权利要求3所述的驱动装置，其特征在于，当该第一开关导通时，该选择信号为该第一输入信号，而当该第二开关导通时，该选择信号为该第二输入信号。

5.根据权利要求3所述的驱动装置，其特征在于，该第一输入信号为相对应驱动装置之外在环境温度的检测温度电压。

6.根据权利要求3所述的驱动装置，其特征在于，该第二输入信号为预先设定相对应该马达进行转动的最低速度的驱动电压。

7.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，该输入模块另包括一第三开关，耦接于该第一电流源以及该第一电容之间，该第三开关根据该控制信号选择性的导通或断开，以控制该第一电容进行充电或放电。

8.根据权利要求7所述的驱动装置，其特征在于，该输入模块另包括一第四开关，耦接于该第一电压源以及该比较模块之间，该第四开关根据该控制信号选择性的导通或断开，以控制是否旁路该第一电容。

9.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，该输入模块另包括一第一电阻，耦接于该第一电流源以及一接地端之间，用以调整第一电流源产生的电流的大小。

10.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，该处理模块是一触发器。

11.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，该比较模块为一比较器。

12.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，该驱动装置设置于一集成电路中。

13.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，该马达为一单相马达。

14.一种驱动方法，其特征在于，用以控制一马达进行转动，该驱动方法包括：

步骤一：对一第一电容进行充放电，以产生一电压信号；

步骤二：将一选择信号以及该电压信号进行比较，产生一比较信号；

步骤三：根据一时钟信号以及该比较信号产生一控制信号；以及

步骤四：通过该控制信号，控制该马达进行转动；

其中该步骤二另包括：

步骤五：将一第一输入信号以及一第二输入信号进行比较，产生一第一比较信号；

步骤六：根据该第一比较信号的控制，选择性地输入该第一输入信号以及该第二输入信号；以及

步骤七：根据该第一输入信号以及该第二输入信号，产生该选择信号。

15.根据权利要求14所述的驱动方法，其特征在于，该选择信号为该第一输入信号以及该第二输入信号两者之一。

16.根据权利要求14所述的驱动方法，其特征在于，该第一输入信号为相对应该马达之外在环境温度的检测温度电压。

17.根据权利要求14所述的驱动方法，其特征在于，该第二输入信号为预先设定相对应该马达进行转动的最低速度的驱动电压。

18.根据权利要求14所述的驱动方法，其特征在于，步骤一是根据该控制信号，选择性的控制该第一电容进行充电或放电，以产生该电压信号。

19.根据权利要求14所述的驱动方法，其特征在于，步骤一是根据该控制信号控制是否旁路该第一电容，以产生该电压信号。

20.根据权利要求14所述的驱动方法，其特征在于，该马达为一单相马达。