CN102377381B - 无感应组件的直流无刷马达系统及其中的驱动装置 - Google Patents
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Abstract
一种无感应组件的直流无刷马达系统,是由一震荡装置、一控制装置、一切换装置、一启动装置、一侦测装置、一马达驱动装置、一外部马达、以及一锁相频率装置所组成,其中是利用相位转动驱动器控制讯号控制马达驱动装置,并进而驱动外部马达线圈,由一检测电路将驱动马达驱动装置的控制讯号进行检测,并进而控制驱动电路,可以减缓放电的速度,避免放电达到截止电压时,马达驱动装置关闭,并进而在马达驱动装置在下一周期充电时可以立即启动,达到较低转速和省电的效果。
Description
技术领域
本发明为一种无感应组件的直流无刷马达系统的脉冲振幅调变检测的方法,是利用相位转动电路控制讯号驱动马达驱动电路,由检测电路检测脉冲振幅调变电路输出的控制讯号,可以避免马达驱动装置提早关闭,可以让马达驱动装置下一周期启动时可以快速充电,达到省电与快速驱动的效果。
背景技术
在与直流无刷马达系统脉冲振幅调变相关的公知技术中,揭示了一种脉冲振幅调变检测的方式,其利用一启动电路,输出不同的启动频率,经由相位转动电路,输出不同的驱动控制讯号,输入马达驱动装置,可以达到外部马达驱动的效果。
首先,请参考图1a,为一种公知的直流无刷马达系统。如图1a所示,马达系统是由外部马达11、控制电路12、输出电路13、侦测电路14、启动电路15,以及切换装置17所组成。其中启动电路15,输出不同驱动频率方波,通过控制电路12,提供输出驱动方波,输入至输出电路13,最后输出相对应的输出电流至外部马达11的驱动线圈,外部马达11上的驱动线圈根据输入电流的转换方向,产生反电动势(BEMF),反馈至侦测电路14,根据侦测到的反电动势(BEMF),可以确定外部马达11的转速相位,达到外部马达11启动与转速控制的目的。
接着,请参考图1b,显示无感应组件的直流无刷马达公知的六步(Six-Step)马达驱动装置。如图1b所示,当启动电路15启动后,会将启动频率讯号输出至控制电路12中,通过内部讯号转换,由控制电路12输出如图1b所示的六步驱动控制讯号并输入至输出电路13,通过六步驱动控制讯号的相位改变,即可决定外部马达11驱动线圈上的电流变化,通过驱动线圈上的电流变化,便可以决定外部马达11的转速与相位。
再接着,请参考图2,为一公知的脉冲振幅调变电路示意图。如图2所示,脉冲振幅调变电路20是由第一输入晶体管201、第二输出晶体管202、内部电阻203,以及输出电容204。当脉冲宽度变调控制讯号输入至脉冲振幅调变电路的第一输入晶体管201,并且当脉冲宽度变调控制讯号为高准位时,第一输入晶体管201导通,此时从标准电压Vcc输出一电流流经内部电阻203,此时在内部电阻上产生一电压降,可以促使第二输出晶体管202导通,此时电流会从标准电压Vcc通过第二输出晶体管202,开始对输出电容204进行充电。当脉冲宽度变调控制讯号为低准位时,第一输入晶体管201关闭,此时从标准电压Vcc停止输出电流经过内部电阻203,此时内部电阻203上的电压降为零,此时第二输出晶体管202关闭,输出电容204开始放电,直至放至低电压。再如图2所示,为脉冲振幅调变电路的输出输入示意图,当脉冲振幅调变电路的输入脉冲宽度调变(PWM)控制讯号为高准位电压时,其输出脉冲振幅调变(PAM)讯号为正向斜率充电电压,当脉冲振幅调变电路的输入PWM控制讯号为低准位电压时,其输出PAM讯号为负向斜率放电电压。
由以上公知技术可知,其利用脉冲振幅调变电路20将输入PWM驱动讯号转换成PAM驱动讯号,以提供整个驱动马达系统电源。然而,当外部马达11运转时所消耗电流,在PAM放电期间加速输出电容204的放电速度,当PWM控制信号尚未重新回到高准位时,输出电容204电压在持续放电到达一马达系统最低工作电压,将造成整个驱动马达系统工作不正常,且外部马达11相位必需被重新定位,因此PWM脉冲宽度的宽度将受限制。
发明内容
鉴于以上所述的脉冲振幅调变电路,本发明提供一检测电路,其根据输入的脉冲振幅调变控制讯号进行检测,当检测到一低准位时,马上将驱动电路关闭,以放缓放电的时间,可以避免马达控制相位电路提早关闭,以及下一周期充电时,可正常输出对应马逹六步驱动电压,如此可延长PWM低准位的时间,以达到较低转速控制和省电效果。
本发明首先提供一具有检测电路的无感应组件的直流无刷马达,其主要目的在于提供一检测电路,接收脉冲振幅调变电路输出的脉冲振幅调变控制讯号,并输出检测过后的控制讯号输入驱动电路,可以达到省电与快速启动的效果。
本发明的另外一主要目的,在于提供一具有检测电路的无感应组件的直流无刷马达,通过检测电路,接收脉冲振幅调变电路输出的脉冲振幅调变控制讯号,并输出检测过后的控制讯号输入到驱动电路,由马达驱动装置推动外部马达,并将外部马达所产生感应反电动势通过反电动势侦测器得到一高准位侦测讯号,输入至相位侦测器,最后决定外部马达的转速与相位,并产生新的马达驱动控制讯号,让马达驱动装置可以维持马达系统的稳定性。
为实现上述的目的,本发明首先提供一具有检测电路的无感应组件的直流无刷马达系统,包括:一震荡装置,其输出端与一控制装置的输入端连接,而此控制装置又由一切换装置分别与一启动电路以及一正常转动电路耦接;一启动电路,其输入端经由切换装置接到控制装置的输出,其输出端接到一相位侦测电路的输入端;一正常转动电路,其输入端经由切换电装置路接到控制装置的输出,其输出端接到一相位侦测电路的输入端;一相位侦测电路,其一输入端连接启动装置中的启动电路,其另一输入端连接到启动装置中的正常转动电路,而其一输入端则连接到反电动势侦测器的输出端,其一输出端接至相位转动电路的输入端,另一输出端接至锁相频率装置的输入端,而另一输入端则接至一频率侦测器的输入端;一相位转动电路,其一输入端接到相位侦测电路;一马达驱动装置,其输入端接到相位转动电路,其输出端接到外部马达;一频率侦测器,其一输入端接到相位侦测电路输出端,另一输入端接到锁相频率装置的输出端,其输出端接到反电动势侦测器的输入端;一反电动势侦测电路,其一输入端接到频率侦测器的输出端,另一输入端则接到外部马达的输出端,其输出端接到相位侦测电路的输入端;一锁相频率装置,其一输出端接到相位侦测电路,另一输出端接到频率侦测器;一外部马达,其一输入端接到马达驱动装置的输出端,其输出端接到反电动势侦测器的输入端。其中由马达驱动装置中的检测电路接收脉冲振幅调变电路输出的脉冲振幅调变控制讯号,并输出检测过后的控制讯号输入驱动电路,可以达到马达驱动装置省电与低转速的效果。
本发明又提供一具有检测电路的无感应组件的直流无刷马达系统,包括:一震荡装置,其输出端与一控制装置的输入端连接,而此控制装置又由一切换装置分别与一启动电路以及一正常转动电路耦接;一启动电路,其输入端经由切换装置接到控制装置的输出,其输出端接到一相位侦测电路的输入端;一正常转动电路,其输入端经由切换装置接到控制装置的输出,其输出端接到一相位侦测电路的输入端;一相位侦测电路,其一输入端连接启动装置中的启动电路,其另一输入端连接到启动装置中的正常转动电路,而其一输入端则连接到反电动势侦测器的输出端,其一输出端接至相位转动电路的输入端,另一输出端接至锁相频率电路的输入端,而另一输入端则接至一频率侦测器的输入端;一相位转动电路,其一输入端接到相位侦测电路;一马达驱动装置,其输入端接到相位转动电路,其输出端接到外部马达;一频率侦测器,其一输入端接到相位侦测电路输出端,另一输入端接到锁相频率装置的输出端,其输出端接到反电动势侦测器的输入端;一反电动势侦测电路,其一输入端接到频率侦测器的输出端,另一输入端则接到外部马达的输出端,其输出端接到相位侦测电路的输入端;一锁相频率电路,其一输出端接到相位侦测电路,另一输出端接到频率侦测器;一外部马达,其一输入端接到马达驱动装置的输出端,其输出端接到反电动势侦测器的输入端。其中由马达驱动装置中的检测电路接收脉冲振幅调变电路输出的脉冲振幅调变控制讯号,并输出检测过后的控制讯号输入并控制驱动马达驱动装置,以推动外部马达,将产生的感应反电动势输入至反电动势侦测器,可以得到一高准位侦测讯号,输入至相位侦测器,最后决定外部马达的转速与相位,并产生下一周期的马达控制讯号,得到良好的马达系统稳定性。
本发明根据输入的脉冲振幅调变控制讯号进行检测,当检测到一低准位时,马上将驱动电路关闭,以放缓放电的时间,可以避免马达控制相位电路提早关闭,以及下一周期充电时,可正常输出对应马逹六步驱动电压,如此可延长脉冲宽度调变低准位的时间,以达到较低转速控制和省电效果。
附图说明
图1a是公知技术的直流无刷马达系统架构图;
图1b是公知技术六步马达驱动装置的波形图;
图2是公知技术脉冲振幅调变电路示意图;
图3是本发明的马达系统的架构图;
图4是本发明的启动模式示意图;
图5是本发明的启动模式切换的波形图;
图6a是本发明的感应反电动势侦测器取样准位的架构图;
图6b是本发明的感应反电动势侦测器取样准位的波形示意图;
图6c是本发明的感应反电动势侦测器取样准位的另一实施例的波形示意图;
图7是本发明的马达驱动装置架构图;
图8是本发明的马达驱动装置的检测电路架构图;
图9是本发明检测电路充放电电压波形图。
附图中主要组件符号说明:
外部马达11,控制电路12,输出电路13,侦测电路14,启动电路15,切换装置17,脉冲振幅调变电路20,第一输入晶体管201,第二输出晶体管202,内部电阻203,输出电容204,控制装置30,震荡装置31,切换装置32,启动装置33,启动电路331,正常转动电路333,侦测装置34,相位侦测电路341,相位转动电路343,反电动势(BEMF)侦测器345,频率侦测器347,马达驱动装置35,外部马达36,锁相频率装置37,脉冲振幅调变电路39,三相线圈611,反电动势侦测开关612,反电动势增益放大器613,磁滞比较器614,脉冲振幅调变电路39,检测电路352,数字相位控制电路7031,驱动电路7032,第一分压装置803,第一比较器804,第二分压装置805,第二比较器806,第一分压电阻R1,第二分压电阻R2,第三分压电阻R3,第四分压电阻R4。
具体实施方式
本发明主要提供一种检测电路,用于接收脉冲振幅调变电路输出的脉冲振幅调变控制讯号,并输出检测过后的控制讯号输入至马达驱动装置35,可以减缓脉冲振幅调变控制讯号放电的时间,可以避免提早关闭马达驱动装置35,可以在下一周期脉冲振幅调变控制讯号充电时快速启动,达到省电与低转速驱动的效果。
首先,请参考图3,为本发明的具有反电动势侦测电路的无感应组件的直流无刷马达系统方块示意图。如图3所示,无感应组件的直流无刷马达系统包含控制装置30,其输入端与震荡装置31连接;切换装置32其输入端与控制装置30连接,而输出端与启动装置33连接,而启动装置33中包括启动电路331及正常转动电路333;侦测装置34,由相位侦测电路341、相位转动电路343、反电动势侦测器345及频率侦测器347所组成;马达驱动装置35的输入端与侦测装置34中的相位转动电路343连接,其输出端与外部马达36连接;其中,侦测装置34中的相位侦测电路341与启动装置33、锁相频率装置37及相位转动电路343连接;反电动势侦测电路345与外部马达36、相位侦测电路341及频率侦测器347连接;而频率侦测器347与锁相频率装置37连接。
其中当无感应组件的直流无刷马达系统启动时,控制装置30控制震荡装置31输出一振荡讯号,控制装置30将震荡装置31所输出一振荡讯号,由切换装置32连接至启动装置33中的启动电路331,使得启动电路331根据震荡装置31的讯号,将启动转速输入至相位侦测电路341;接着,相位侦测电路341会根据启动转速输出相对应的三相驱动电压,并通过相位转动电路343转换成相对应的六步驱动电压,输入至马达驱动装置35,进而驱动外部马达36。在外部马达36被启动后,即会根据外部马达36线圈上的电流变化,产生感应反电动势(BEMF)并输入到反电动势侦测器345,反电动势侦测器345根据侦测到的反电动势作取样,可以侦测到外部马达36目前的转速与相位;此时,当外部马达36的启动转速尚未达到第一预定启动转速之前,控制装置30会要求震荡装置31持续送出讯号,强迫外部马达36转动;当外部马达36的启动转速经过相位侦测电路341的侦测后,确定外部马达36的启动转速已达到第一预定启动转速之后(例如:此第一预定启动转速设定为30rpm),控制装置30会驱动切换装置32将启动装置33切换至正常转动电路333,以驱动外部马达36依据正常转动电路333所提供的讯号进行转动;同样地,在控制装置30将启动装置33切换至正常转动电路333后,相位侦测电路341会侦测到外部马达36的正常转速;接着,相位侦测电路341会根据外部马达36的正常转速输出相对应的三相驱动电压,并通过相位转动电路343转换成相对应的六步驱动电压,输入至马达驱动装置35,进而由马达驱动装置35输出电流以驱动外部马达36。此时,外部马达36即会根据外部马达36线圈上的电流变化,产生反电动势并输入到反电动势侦测器345,反电动势侦测器345根据侦测到的反电动势作取样,可以侦测到外部马达36目前的转速与相位。特别要强调,在本发明的一较佳实施例中,控制装置30还会进一步侦测外部马达36的转速是否到达第二预定启动转速(例如:此第二预定启动转速设定为180rpm);当反电动势侦测器345侦测到的外部马达36转速未能达到180rpm时,即表示外部马达36并未启动完成;因此,控制装置30会驱动切换装置32将启动装置33切换至启动电路331,并要求外部马达36依据启动电路331所提供的讯号进行转动,直到相位侦测电路341确定外部马达36的启动转速已达到第一预定启动后,再由控制装置30驱动切换装置32将启动装置33切换至正常转动电路333;当反电动势侦测器345侦测到的外部马达36转速已达到或超过第二预定启动转速时(即外部马达36的转速已到达180rpm),即表示外部马达36已依据正常转动电路333的讯号正常转动;此时,控制装置30即判断外部马达36启动完成,而将启动装置33固定连接至正常转动电路333。最后,反电动势侦测器345将侦测到的外部马达36目前的转速与相位输出至相位侦测电路341,确定外部马达36的输出与相位侦测电路341输出的驱动频率一致。而在本发明的马达驱动装置35中,又包含一检测电路352,此检测电路会接收外部脉冲振幅调变电路39所输出的脉冲振幅调变控制讯号,并进行检测,并进而输出检测控制讯号控制马达驱动装置35中的电路运作,其中脉冲振幅调变电路39为外部电路,独立于马达驱动装置35之外,而输入至脉冲振幅调变电路39的PWM讯号是由无感应组件的直流无刷马达系统提供。
接着请参考图4所示,为本发明的具有两阶段式启动的无感应组件的直流无刷马达启动步骤的流程图。首先,如步骤401所示,在第一启动阶段,无感应组件的直流无刷马达的控制装置30会要求震荡装置31输出一震荡频率至启动电路331后,使得外部马达36启动并产生一启动转速,此一外部马达36启动转速会经过反电动势侦测器345输入至相位侦测电路341;随即会进入步骤402,此时控制装置30会持续侦测此一外部马达36的启动转速,当此一外部马达36的启动转速达到第一预设转速时;例如:此第一预定启动转速设定为30rpm;此时,控制装置30会进入到步骤403;步骤403是在外部马达36的启动转速达到第一预设转速时,控制装置30会驱动切换装置32将启动装置33切换至正常转动电路333以进入正常操作模式,使外部马达36正常转动并持续输出外部马达36转速;再接着,进入步骤404,控制装置30持续侦测马达36的转速,当马达36的转速达到第二预设转速时;例如:此第二预定启动转速设定为180rpm;此时,即确定外部马达36启动完成;随即进入步骤405,控制装置30会结束此启动程序。随后,外部马达36持续处于正常操作模式下转动,达到无感应组件的直流无刷马达预定的操作转速。反之,当控制装置30启动外部马达36之后的启动转速经侦测后,尚未达到第一预设转速时,此时,控制装置30会持续停留在步骤402,并由控制装置30强迫马达系统的震荡装置31持续输出震荡频率,以使外部马达36转动持续攀升,直到外部马达36转速达到第一预设转速后,控制装置30即会将启动装置33切换至正常转动电路333,以驱使外部马达36进入正常操作模式,使外部马达36正常转动并持续输出外部马达36转速。当无感应组件的直流无刷马达系统进入正常操作模式的外部马达36转速,经相位侦测电路341侦测未能达到第二预设转速时,表示外部马达36并未成功的启动,如步骤404所示;此时,控制装置30会回到步骤402中,同时控制装置30会将启动装置33切换回启动电路331,以强迫马达系统持续输出震荡频率,以确保外部马达36转速在达到第一预设转速及第二启动频率后,随即马达系统会进入步骤405,此时完成马达系统启动的动作。
本发明进一步详细说明上述图4的启动步骤流程图与图3的无感应组件的直流无刷马达系统合并参考详述而言。首先,如步骤401所示,无感应组件的直流无刷马达系统的控制装置30控制震荡装置31输出一震荡频率,同时控制装置30会将震荡装置31输出的一震荡频率由切换装置32连接至启动电路331,而启动电路331会将震荡装置31输出的震荡频率转换而输出一启动转速输入至相位侦测电路341,马达系统则会进入到步骤402,此时,马达系统处于第一阶段启动模式,并持续侦测此一外部马达36的启动转速。相位侦测电路341会根据启动电路331输出的启动转速,输出相对应的三相驱动控制讯号输入到相位转动电路343,相位转动电路343会根据输入的三相驱动控制讯号,转换成驱动马达电路的六步驱动电压,输入到马达驱动装置35,马达驱动装置35根据输入的六步驱动电压决定其输出的三相电流,此三相电流会输出到外部马达36上的驱动线圈,迫使外部马达36转动,其中外部马达36驱动线圈上的三相电流相位转换是根据输入到马达驱动装置35的六步驱动电压的相位变化决定;由于六步驱动电压为三相转换的驱动电压,所以同一时间只会有一个相位处于停止状态(Stop State),由这个停止状态(Stop State),外部马达36会停止供应驱动线圈上的电流,由于电磁效应,当驱动线圈上的电流由供给变为停止输出,会产生一感应反电动势,由这一感应反电动势的相位大小与频率,输入到反电动势侦测器345可以得到反电动势侦测的抗噪声比,以及外部马达36的转速与转子相位。然而,当外部马达36的转速尚未达到第一阶段启动转速(例如:30rpm)时,此时,外部马达36驱动线圈上产生的感应反电动势振幅并不大,因此反电动势侦测器345上对于反电动势侦测的抗噪声能力相对较弱,对于外部马达36的转速与转子的相位侦测也相对较为不准确,因此反电动势侦测器345输出的PWM转速控制讯号也较易受到噪声的影响,得到较为不准确的输出值;同时,当反电动势侦测器345输出的PWM转速控制讯号输入至相位侦测电路341时,相位侦测电路341也会根据输入的PWM转速控制讯号来决定目前外部马达36的转速;当外部马达36的转速达到预定的第一启动转速(例如:30rpm)时,马达系统即会进入到步骤403。此时,控制装置30会由切换装置32从启动电路331切换连接至正常转动电路333使直流无刷马达进入正常操作模式;然而,外部马达36虽已开始运转但并不代表已经完全启动,因此当外部马达36的转速达到第一预定启动转速(例如:30rpm)时,马达系统会将相位侦测电路341的侦测频率改为第二预定启动转速(例如:180rpm),而在本实施例中,此第二预定启动转速(180rpm)为第一预定启动转速(30rpm)的倍数。此时,马达系统也会立刻从第一阶段启动模式进入第二阶段启动模式,并持续侦测外部马达36的启动转速,也就是步骤404,其中启动装置33中的正常转动电路333产生的启动转速会持续上升,输入到相位侦测电路341,而相位侦测电路341会根据输入的启动转速产生三相驱动控制讯号,而此三相驱动控制讯号会输入到相位转动电路343,由相位转动电路343内部电路转换,相位转动电路343会输出一六步驱动电压,输入至马达驱动装置35,此六步驱动电压由马达驱动装置35而被转换成三相电流输出到外部马达36上的驱动线圈,由于如前所述,外部马达36的驱动线圈上的驱动电流供应,是对应于相位转动电路343输出的六步驱动电压,同一时间只会有一个线圈相位会处于停止状态(Stop State),根据电磁效应,会产生一较大的感应反电动势,输入到反电动势侦测器345,此时由于感应的反电动势较大,相对的抗噪声的能力也比较大,反电动势侦测器345也比较能够准确地侦测反电动势的相位,并输出相对应的PWM转速控制讯号,并反馈输入至相位侦测电路341,当PWM转速控制讯号达到第二预定启动转速(30的倍数,例如:180rpm=30rpm x6)时,启动装置33即会进入到步骤405完成整个启动程序。
根据上述,当无感应组件的直流无刷马达处于步骤402时,也就是马达系统处于第一启动阶段时,马达系统会持续侦测其外部马达36的启动转速,当外部马达36的启动转速尚未达到第一预定启动转速(30rpm)时,马达系统会一直停留在步骤402,此时外部马达36驱动线圈产生的感应反电动势,由于其值大小是与外部马达36上的驱动电流成正比,同时亦处于低转速的状态,所以反电动势侦测器345侦测到的感应反电动势抗噪声比也较弱,因此此时相位侦测电路341侦测到的反电动势侦测器345所输出的PWM转速控制讯号所显示的启动转速并不代表马达系统已经正常启动,因此当外部马达36达到第一预定启动转速(30rpm)时,也就是步骤403时,即会进入正常程序,控制装置30也会由切换装置32连接至正常转动电路333并从第一阶段启动模式切换到第二阶段启动模式,此时外部马达306线圈产生的感应反电动势已经大到足够可以提供给反电动势侦测器345用以侦测外部马达36的转速与相位,随即马达系统会进入步骤404,并持续侦测外部马达36的启动转速,此时如果相位侦测电路341侦测到的PWM转速控制讯号不如预期的大于第一预定启动转速或是无法在预定时间内达到第二预定启动转速时,此时控制装置30会认定外部马达36启动失败,而马达系统会立刻回到步骤402,重复上述的动作,直至相位侦测电路341侦测到的外部马达36启动转速持续达到第一预定启动转速(30rpm)与第二预定启动转速(180rpm)为止。反之,如果相位侦测电路341侦测到的PWM转速控制讯号如预期般的达到第二预定启动转速(180rpm),此时马达系统可被视为已经启动完成,此时控制装置30会持续运作,并提高转速进入高速运转模式。
再请参考图5所示,为本发明的无感应组件的直流无刷马达的启动模式切换示意图。如图5所示,启动模式切换总共可以分为四个区间,第一区间为起始区间,第二区间为加速区间,第三区间为转动区间,第四区间为稳定转速区间。第一区间为低转速状态,控制装置30会强制启动马达系统,此时外部马达36所产生的感应反电动势大小并不足以用以确认马达系统已经正常启动;而当马达系统进入到第二区间后,外部马达36驱动线圈上所产生的感应反电动势已经大到足以提供给反电动势侦测器345用以侦测外部马达36的转速与转子相位,并确认马达系统已经启动;接着,当外部马达36的启动转速达到第二预定启动转速(例如:180rpm)时,表示外部马达36已经确定启动,此时进入第三区间,表示外部马达36已经完成启动,并进入高速运转状态,同时外部马达36转速会持续上升,最后到达第四区间,此时外部马达36已经达到预设的高速运转状态,维持稳定的状态。
请参考图6a,为本发明的无感应组件的直流无刷马达系统的反电动势侦测器的架构示意图。如图6a所示,直流无刷马达系统的反电动势侦测器345包含反电动势侦测开关612、反电动势增益放大器613、磁滞比较器614;其中反电动势增益放大器613与磁滞比较器614分别与频率侦测器347的输出连接;而反电动势侦测开关612与外部的无感应组件的直流无刷马达系统的外部马达36上的三相线圈611连接。
如图6a所示,当外部的无感应组件的直流无刷马达系统启动时,外部马达36上的三相电流会流过三相线圈611,而三相线圈611会根据三相电流时序的变化,产生感应反电动势(BEMF)讯号。此外,反电动势侦测开关612会根据流过三相线圈611上的三相电流变化,决定反电动势侦测开关612内部开关的顺序,以利三相线圈611上产生的感应反电动势讯号能够通过反电动势侦测开关612的开关控制,而经过开关控制过后的感应反电动势讯号会输入至反电动势增益放大器613并与一准位电压VN作比较;其中,准位电压VN为二分之一的马达系统电压(1/2Vcc),也是三相线圈611的初始电压值,而此马达系统电压为马达系统运作的标准电压Vcc。当感应反电动势讯号大于此准位电压VN时,反电动势增益放大器613所输出的弦波电压OPP会呈现正准位弦波电压;反之,当感应反电动势讯号小于准位电压VN时,反电动势增益放大器613输出的弦波电压OPN会处于负准位弦波电压。接着,反电动势增益放大器613会将弦波电压OPP与弦波电压OPN的讯号输出至磁滞比较器614的输入端;再接着,磁滞比较器614会根据所输入的弦波电压OPP与弦波电压OPN以及其内部的磁滞准位(±Vhys)来决定磁滞比较器614输出讯号的高准位与低准位。例如:当输入的弦波电压OPP大于磁滞比较器614内部的磁滞准位时,磁滞比较器614的输出感应反电动势侦测讯号BEMF_Det会成为高准位;当输入的弦波电压OPP低于磁滞比较器614内部的磁滞准位时,磁滞比较器614的输出感应反电动势侦测讯号BEMF_Det会成为低准位。
接着,感应反电动势侦测讯号BEMF_Det会输入至相位侦测电路341(请参考图3),并经由相位侦测电路341根据感应反电动势侦测讯号BEMF_Det的准位持续时间决定外部马达36的转速与相位。当外部马达36在启动阶段时,由于其转速不大(例如:60rpm),此时的三相线圈611上所产生的感应反动势讯号也不大,故反电动势侦测器345所产生的感应反电动势的讯号大小并不足以抵抗马达系统所产生的噪声,因此会导致相位侦测电路341根据感应反电动势侦测讯号BEMF_Det侦测到的外部马达36的转速与相位会有失真的情形发生。而当外部马达36已完成启动时,即当相位侦测电路341根据感应反电动势侦测讯号BEMF_Det侦测到的外部马达36的转速达到第一预定转速以及第二预定转速时,由于外部马达36已确定启动完成,同时其转速已逐渐提高(例如:1000rpm),使得三相线圈611所产生到的感应反动势讯号也逐渐变大并已足以抵抗马达系统噪声。此时反电动势侦测器345中的反电动势增益放大器613会根据频率侦测器347的输出增益控制讯号来决定反电动势增益放大器613的电压增益以及磁滞比较器614也会根据频率侦测器347的输出控制讯号来决定磁滞比较器614内部的磁滞准位;其中,频率侦测器347的输出增益控制讯号是由相位侦测电路341根据感应反电动势侦测讯号BEMF_Det所侦测到的外部马达36转速与锁相频率装置37所输出的预定频率作比较所产生。
接着,当外部马达36转速尚未达到锁相回路电路所设定的输出频率(例如:2000转或3000转)时,频率侦测器347所输出的增益控制讯号会为低电压,并役使反电动势侦测器345的反电动势增益放大器613切换至正常电压增益模式(即第一电压增益模式),此时,反电动势增益放大器613会依序输出弦波电压OPP与弦波电压OPN的感应反动势讯号至磁滞比较器614(请先参考图6b,后序将再详细说明);换句话说,当频率侦测器347所输出的增益控制讯号会为低电压时,反电动势增益放大器613所输出的弦波电压OPP与弦波电压OPN即为正常电压增益模式(即第一电压增益模式)。此时,磁滞比较器614中的磁滞准位是处于第一磁滞准位(即+Vhys)状态,以抵抗马达系统的初始噪声。接着,在前述的反电动势增益放大器613将三相线圈611所得到的感应反电动势讯号与准位电压VN作比较,并经过频率侦测器347的电压调整,将弦波电压OPP与弦波电压OPN输入至磁滞比较器614后,磁滞比较器614的输出感应反电动势侦测讯号BEMF_Det也会输入至相位侦测电路341,以决定外部马达36转速与相位。
再接着,当外部马达36的转速达到第二预定转速并且将外部马达转速提高时,例如:于外部马达36转速达到锁相回路电路所输出的预定频率(例如:2000转或3000转)时,频率侦测器347所输出的增益控制讯号会改变为高电压。此时,在本发明的图3中的控制装置30会采用两种实施方式来达到良好的抗噪声比。首先,第一种实施方式是由相位侦测电路341控制频率侦测器347,以控制感应反电动势侦测器345,并役使反电动势侦测器345的反电动势增益放大器613从正常电压增益模式切换至电压抑制模式(即第二电压增益模式),即反电动势增益放大器613所输出的弦波电压OPP与弦波电压OPN不会随着感应反电动势讯号持续升高,而是保持在低速状态下的弦波电压OPP与弦波电压OPN;换句话说,在本实施例中,在频率侦测器347所输出的增益控制讯号改变为高电压时,反电动势增益放大器613输出的弦波电压OPP与弦波电压OPN的振幅会被抑制到与正常电压增益模式(即第一电压增益模式)相同。此外,在第二种实施方式时,是由相位侦测电路341来控制频率侦测器347,以控制感应反电动势侦测器345,使反电动势侦测器345的磁滞比较器614内部的磁滞准位从第一磁滞准位(即+Vhys)切换至第二磁滞准位(+Vhys2),以抵抗马达系统高速运转的噪声;很明显地,第二磁滞准位(+Vhys2)的电压位准大于第一磁滞准位(+Vhys)。
根据上述第一种实施方式,反电动势增益放大器613会将输入的感应反电动势讯号作电压抑制的动作并与准位电压VN作比较;反电动势增益放大器613经过频率侦测器347的电位抑制后,使得输出弦波电压OPP与弦波电压OPN在第一电压增益模式及第二电压增益模式时的振幅保持相同,并且会输入至磁滞比较器614中,而磁滞比较器614会将输入的弦波电压OPP与弦波电压OPN与第一磁滞准位(即+Vhys)作比较,当输入的弦波电压OPP大于第一磁滞准位时,磁滞比较器614的输出感应反电动势侦测讯号BEMF_Detc会为高准位;当输入的弦波电压OPP低于第一磁滞准位时,磁滞比较器614的输出感应反电动势侦测讯号BEMF_Detc会为低准位。而磁滞比较器614的输出感应反电动势侦测讯号BEMF_Det也会输入至相位侦测电路341决定外部马达36转速与相位,达到准确侦测与取样外部马达36的转速与相位。
接着,根据上述第二种实施方式,反电动势增益放大器613会将输入感应反电动势讯号与准位电压VN作比较后,反电动势增益放大器613所输出的弦波电压OPP与弦波电压OPN会输入至磁滞比较器614,而磁滞比较器614会将输入弦波电压OPP与弦波电压OPN与第二磁滞准位(+Vhys2/-Vhys2)作比较;当输入弦波电压OPP大于第二磁滞准位(+Vhys2)时,磁滞比较器614的输出感应反电动势侦测讯号BEMF_Det会成为高准位电压;当输入弦波电压OPP小于第二磁滞准位(-Vhys2)时,磁滞比较器614的输出感应反电动势侦测讯号BEMF_Det会成为低准位电压,并输入至相位侦测电路341决定外部马达36转速与相位,达到准确侦测与取样外部马达36的转速与相位。
接着,进一步说明本发明操作时的讯号波形图;请参考图6b及图6c,是本发明中无感应组件的直流无刷马达系统的转速与反电动势侦测器的实施例的相关讯号波形图。首先,如图6b所示,由外部马达36的三相线圈611上的电流时序变化所产生的感应反电动势讯号输入到反电动势侦测器345的感应反电动势波形为弦波电压波形,而在反电动势侦测器345内部中的反电动势增益放大器613会依据频率侦测器347的控制讯号产生正常电压增益模式与电压抑制模式。当外部马达36位在第一阶段启动模式时(即频率侦测器347所输出的增益控制讯号会为低电压),反电动势增益放大器613会将输入的准位电压VN与输入的感应反电动势讯号作比较。由图6b中可以看出,当在第一电压增益模式时,感应反电动势讯号大于准位电压VN时,反电动势增益放大器613的输出弦波电压OPP会处于正电压弦波,而输出弦波电压OPN会相对于输出电压OPP处于负电压弦波;在第二阶段已达到启动模式,但未到达锁相回路电路所输出的预定频率(例如:2000转或3000转)时,此时的即频率侦测器347所输出的增益控制讯号仍会维持在低电压状态,而反电动势增益放大器613则会继续将输入的准位电压VN与输入的感应反电动势讯号作比较,并输出弦波电压OPP与弦波电压OPN;此输出弦波电压OPP与弦波电压OPN会输入至磁滞比较器614中;再接着,磁滞比较器614会将输入的弦波电压OPP与弦波电压OPN与第一磁滞准位(即+Vhys)作比较,当输入的弦波电压OPP大于第一磁滞准位时,磁滞比较器614的输出感应反电动势侦测讯号BEMF_Detc会为高准位;当输入的弦波电压OPP低于第一磁滞准位时,磁滞比较器614的输出感应反电动势侦测讯号BEMF_Detc会为低准位。很明显地,第一磁滞准位(即+Vhys)是用来作为马达系统于低转速时用以抵抗低噪声所使用。再接着,当外部马达36的转速已到达锁相回路电路所输出的预定频率(例如:2000转或3000转)时,表示外部马达36已进入高转速,此时频率侦测器347所输出的增益控制讯号改变为高电压,同时也使得增益控制讯号所伴随的噪声也随之增大。此时反电动势增益放大器613也会依据频率侦测器347的控制讯号将输入的感应反电动势作电压抑制的动作(即第二电压增益模式);再由图6b中可以看出,当在第二电压增益模式时,过大的感应反电动势讯号会被抑制,使电压抑制过后的感应反电动势讯号接近低转速时的输入感应反电动势讯号(即第一电压增益模式),同时马达系统所产生的马达系统噪声也会同时被抑制,最后抑制过后的感应反电动势讯号会输入至磁滞比较器614并与第一磁滞准位(即+Vhys)作比较。很明显地,第二电压增益模式所输出的弦波电压OPP与弦波电压OPN的周期较第一电压增益模式快。当输入的弦波电压OPP大于第一磁滞准位时,磁滞比较器614的输出感应反电动势侦测讯号BEMF_Detc会为高准位;当输入的弦波电压OPP低于第一磁滞准位时,磁滞比较器614的输出感应反电动势侦测讯号BEMF_Detc会为低准位。此时,磁滞比较器614所输出的感应反电动势侦测讯号BEMF_Detec,可以避免掉噪声所导致的讯号失真,达到抑制噪声的目的。
再接着,如图6c所示,为本发明中的反电动势增益放大器与磁滞比较器的另一实施例相关波形图。由图6c中可以看出,当外部马达36位在第一阶段启动模式时(即频率侦测器347所输出的增益控制讯号会为低电压),反电动势增益放大器613会将输入的准位电压VN与输入的感应反电动势讯号作比较。由图6c中可以看出,当在第一电压增益模式时,感应反电动势讯号大于准位电压VN时,反电动势增益放大器613的输出弦波电压OPP会处于正电压弦波,而输出弦波电压OPN会相对于弦波电压OPP处于负电压弦波;在第二阶段已达到启动模式,但未到达锁相回路电路所输出的预定频率(例如:2000转或3000转)时,此时频率侦测器347所输出的增益控制讯号仍然会维持在低电压状态,反电动势增益放大器613会将输入的准位电压VN与输入的感应反电动势作比较,并输出弦波电压OPP与弦波电压OPN,此输出弦波电压OPP与弦波电压OPN会输入磁滞比较器614,磁滞比较器614会根据输入的弦波电压OPP与弦波电压OPN会与第一磁滞准位(即+Vhys)作比较,当输入的弦波电压OPP大于第一磁滞准位时,磁滞比较器614的输出感应反电动势侦测讯号BEMF_Detc会为高准位;当输入的弦波电压OPP低于第一磁滞准位时,磁滞比较器614的输出感应反电动势侦测讯号BEMF_Detc会为低准位,其中第一磁滞准位是用来作为马达系统于低转速时用以抵抗低噪声所使用。而当外部马达36进入高转速时(例如2000或3000转),所产生的感应反电动势讯号增大以及其伴随的噪声也随之增大,同时马达系统所产生的马达系统噪声也会同时被增强。此时,反电动势侦测器345的磁滞比较器614内部的磁滞准位从第一磁滞准位(即+Vhys)切换至第二磁滞准位(+Vhys2);接着,反电动势增益放大器613会将弦波电压OPP与弦波电压OPN的感应反电动势会输出至磁滞比较器614中,此时磁滞比较器会采用第二磁滞准位Vhys2与弦波电压OPP与弦波电压OPN进行比较,以产生感应反电动势侦测讯号BEMF_Detec。当输入的弦波电压OPP大于第二磁滞准位Vhys2时,磁滞比较器614的输出感应反电动势侦测讯号BEMF_Detc会为高准位,当输入的弦波电压OPP低于第二磁滞准位Vhys2时,磁滞比较器614的输出感应反电动势侦测讯号BEMF_Detc会为低准位,因此,可以避免掉因为噪声所导致的讯号失真。
如图7所示,为本发明中驱动装置的示意图。如图7所示,马达驱动装置35包含检测电路352、数字相位控制电路7031以及驱动电路7032;其中数字相位控制电路7031是用以控制侦测装置34;而侦测装置34则包含有相位侦测电路341、相位转动电路343、反电动势侦测器345及频率侦测器347,皆由数字相位控制电路7031加以控制(未显示于图中),而驱动电路7032是用以驱动外部马达36。而马达驱动装置35又接受外部脉冲振幅调变电路39的输入控制,其中外部脉振幅冲调变电路39为外部电路并独立于马达驱动装置35之外,并用以将脉冲宽度调变PWM控制讯号转换成脉冲振幅调变(Pulse Amplitude Modulation;PAM)控制讯号。当马达系统输出的脉冲宽度调变(PWM)控制讯号输入到脉冲振幅调变电路39后,脉冲振幅调变电路39会将输入的PWM控制讯号转换成脉冲振幅调变PAM控制讯号并输出至检测电路352、数字相位控制电路7031以及驱动电路7032,其中脉冲振幅调变控制讯号可用来驱动数字相位控制电路7031以及驱动电路7032。当脉冲振幅调变电路39的输出脉冲振幅调变控制讯号输入至检测电路352时,检测电路352会根据脉冲振幅调变控制讯号的充电及放电的状态,进行检测判断,并将检测过后所产生的控制讯号输入至数字相位控制电路7031,此时马达系统会通过数字相位控制电路7031来控制侦测装置34,同时也输入至驱动电路7032,用以驱动外部马达36。除此之外,检测电路352也会根据脉冲振幅调变控制讯号充放电的电压大小,来控制数字相位控制电路7031与驱动电路7032,使其在驱动外部马达36时,能达到节省电能消耗的效果。
接着,请再参考图8,为本发明中脉冲振幅调变电路中检测电路的示意图。如前所述,当马达系统输出的脉冲宽度调变PWM控制讯号输入至脉冲振幅调变电路39后,会被转换成脉冲振幅调变控制讯号,转换出来的脉冲振幅调变控制讯号会输入马达驱动装置35中的检测电路352(如图7所示)。当脉冲振幅调变控制讯号输入至检测电路352后,会先经过第一分压装置803中的第一分压电阻R1与第二分压电阻R2;因此会在第二分压电阻R2产生出第一比较分压V_cp1,然后,将此第一比较分压V_cp1与第一准位分压V_L输入至第一比较器804中进行比较,使得第一比较器804会产生第一讯号UVLO_Logic,此第一讯号UVLO_Logic是用以维持数字相位控制电路7031在操作状态(即:ON的状态);其中,第一准位分压V_L为一低准位电压,其值约在1.6伏特。
接着,第一讯号UVLO_Logic会再输入至下一级的第二分压装置805中的第三分压电阻R3与第四分压电阻R4,并在第四分压电阻R4上会产生第二比较分压V_cp2;然后,将此第二比较分压V_cp2与第二准位分压V_Dr输入至第二比较器806中进行比较,使得第二比较器806产生一第二讯号UVLO_Dr,此第二讯号UVLO_Dr会用来维持驱动电路7032在操作状态(即:ON的状态)或是改变至关闭状态(即:OFF的状态);其中,第二准位分压V_Dr为一低准位电压,其值约在1.7伏特。
再请参考图8,当已完成充电的脉冲振幅调变控制讯号经过第一分压装置803中的第一分压电阻R1与第二分压电阻R2,并且在第二分压电阻R2产生的第一比较电压Vcp1大于第一准位电压V_L时,第一比较器804会输出一第一讯号UVLO_Logic,由于第一讯号UVLO_Logic是由第一比较电压Vcp1与第一准位电压V_L的比较差值输入第一比较器804所产生,所以第一讯号UVLO_Logic也会随着脉冲振幅调变控制讯号的充放电周期而起伏。此时,数字相位控制电路7031会持续运作,而在此同时,驱动电路7032则会持续输出功率。接着,当脉冲振幅调变控制讯号开始处于放电状态时,在一开始进行放电时,第一比较器804所输出的第一讯号UVLO_Logic会处于较高电压,此时第一讯号UVLO_Logic经过第二分压装置805中的第三分压电阻R3与第四分压电阻R4,并在第四分压电阻R4会产生第二比较电压V_cp2,很明显地,此一第二比较器806的输出UVLO_Dr还会处于高准位讯号(即第二比较电压V_cp2的电压值大于1.7V),所以会持续输出功率让外部马达36转动。然而当脉冲振幅调变控制讯号放电放到一第二低准位电压V_DrL时,第一比较器804输出的第一讯号UVLO_Logic也会呈现电压下降状态,当第一讯号UVLO_Logic经过第二分压装置805并在第四分压电阻R4所产生第二比较电压V_cp2的电压值会小于第二准位电压V_Dr时,使得第二比较器806产生的第二讯号UVLO_Dr改变为低准位电压,此时驱动电路7032即不会输出功率。由于在本实施例中,第一比较器804始终是保持在操作状态,故可以适当地使脉冲振幅调变电路39的输出脉冲振幅调变控制讯号的放电速率会变得缓慢,使得第二讯号UVLO_Dr在低准位电压(即,此时驱动电路7032不会输出功率)的时间变长,直至脉冲振幅调变电路39的输入脉冲宽度调变控制讯号重新回到高准位状态,也就是脉冲振幅调变控制讯号会回到充电状态,则又使第二讯号UVLO_Dr改变为高准位电压,故可输出功率让外部马达36转动。很明显地,在实施例中,主要是将驱动电路7032与数字相位控制电路7031分隔开来,并经由适当的电路设计(例如:分压装置中的分压电阻),使得第二讯号UVLO_Dr在脉冲振幅调变控制讯号放电至第二最低电压VrL时,即将驱动电路7032的输出状态改变为低准位电压,并且要在脉冲振幅调变控制讯号充电至第二最低电压VrL时,驱动电路7032的输出状态才会再改变为高准位电压,因此,可以达到让外部马达36省电与快速启动作的效果。
接着,再以图9来进一步说明第8图中的每一端点的讯号。请参考图9,为马达驱动装置的脉冲宽度调变控制讯号相关波形的示意图。如图8所述,当脉冲宽度调变控制讯号为低准位电压时,脉冲振幅调变电路39所输出的脉冲振幅调变控制讯号处于放电状态并逐渐放电至第二最低电压V_DrL,由于第一讯号UVLO_Logic是与第一比较电压Vcp1及第一准位电压V_L的比较差值成正比,也因此当脉冲振振幅调变控制讯号电压放电至第二最低电压V_DrL时,第一讯号UVLO_Logic的电压也会跟着降低,致使第二讯号UVLO_Dr会改变至低准位电压,故此时的驱动电路7032即无电压输出。由于第一比较器804始终是保持在操作状态,故使得脉冲振幅调变电路39的放电斜率趋缓(如图9中的a区段),故使得放电的速度变慢。由于脉冲振幅调变电路39的输出脉冲振幅调变控制讯号放电速度变慢并且会大于第一最低电压准位VLL,致使脉冲振幅调变控制讯号输入第一分压装置803经过分压所产生出来的第一比较电压Vcp1后,仍然大于第一准位电压V_L,因此第一比较器804仍然能够输出一个较小的电压讯号(即第一讯号UVLO_Logic)至第二比较器806的输入端。例如:而当脉冲振幅调变电路39的输出脉冲振幅调变控制讯号放电速度变慢并且小于一第二最低电压准位V_DrL时,脉冲振幅调变控制讯号输入至第一分压装置803后,第一分压装置803所产生的第一比较电压Vcp1会依然大于第一准位电压V_L,而使得第一比较器804的输出第一讯号UVLO_Logic会继续维持在一定的电压准位,而此时第一讯号UVLO_Logic会输入第二分压装置805,第二分压装置805会产生一第二比较电压Vcp2,由于第一讯号UVLO_Logic其电压值会随着输入脉冲振幅调变控制讯号的电压下降而降低,导致第一讯号UVLO_Logic经过第二分压装置805分压所产生的第二比较电压Vcp2会小于第二准位电压V_Dr,致使第二讯号UVLO_Dr则会切换至低准位电压。当下一充放电周期开始时,脉冲宽度调变控制讯号又继续回到高准位电压时,此时脉冲振幅调变控制讯号又会开始呈现充电状态,而当脉冲振幅调变控制讯号电压超过第三最低电压准位VDrL时,此时脉冲振幅调变控制讯号输入至第一分压装置803时经过分压,第一分压装置803会产生一第一比较电压Vcp1,此第一比较电压Vcp1会输入至第一比较器804,第一比较器804的输出第一讯号UVLO_Logic会继续维持在一定的电压准位,而此时第一讯号UVLO_Logic会输入第二分压装置805,第二分压装置805会产生一第二比较电压Vcp2,由于第一讯号UVLO_Logic其电压值会随着输入脉冲振幅调变PAM控制讯号的电压上升而上升,导致第一讯号UVLO_Logic经过第二分压装置805分压所产生的第二比较电压Vcp2会大于第二准位电压V_Dr,致使第二讯号UVLO_Dr则会切换至高准位电压,而使马达驱动装置35的驱动电路7032回复正常运作。很明显地,在本实施例中,对于第二比较器806中的第二准位分压V_Dr的电压值必须要高于第二最低电压VrL,这是由于当第二比较器806的输出第二讯号UVLO_Dr要由低准位变成高准位电压时,第二比较器806需要较大的输入驱动电压,导致输入脉冲振幅调变控制讯号也需要上升到第二准位分压V_Dr以上时,第二比较器806才能促使驱动电路7032恢复至操作状态。于由于马达驱动装置35的驱动电路7032的第一比较器804自始至终一直维持正常运作,使得马达驱动装置35启动的时间可以缩短,并且使得脉冲振幅调变电路39的放电的速度变慢,故还可以达到省电的效果。
以上为针对本发明的较佳实施例的说明,仅为阐明本发明的目的,并无意限定本发明的精确应用形式,因此在不违反本发明所阐明的精神与范围的内,皆由以上所述或由本发明的实施例所涵盖。因此,本发明的技术思想将由申请的权利要求范围及其均等来决定。
Claims (10)
1.一种配置于无感应组件的直流无刷马达系统中的驱动装置,该驱动装置包括:
一脉冲振幅调变电路,其一输入端与一脉冲宽度调变讯号连接并输出一脉冲振幅调变讯号;
一检测电路,由一第一比较器及一第二比较器串接所组成,该第一比较器的一第一输入端与一第一分压装置连接,而其一第二输入端与一第一准位分压连接并输出一第一讯号,而该第二比较器的一第一输入端与一第二分压装置连接,而其一第二输入端与一第二准位分压连接并输出一第二讯号,其中该第一分压装置的输入端与该脉冲振幅调变讯号连接,而该第二分压装置的输入端与该第一讯号连接;
一驱动电路,其一输入端与该脉冲振幅调变电路连接,其另一输入端与该检测电路的该第二讯号连接,其输出端与一外部马达连接;以及
一数字相位控制电路,其一输入端与该脉冲振幅调变电路连接,其另一输入端与该检测电路的该第一讯号连接,其输出端与该驱动电路连接;其中该第一比较器始终保持在操作状态并始终输出该第一讯号,而该第一讯号用以维持该数字相位控制电路在操作状态,而该第二讯号用以维持该驱动电路在操作状态,且该第二比较器的该第二准位分压的电压值必须高于该脉冲振幅调变讯号在该第二讯号由一低准位电压切换至一高准位电压时所对应的一电压值。
2.如权利要求1所述的驱动装置,其中,该第二准位分压的电压值大于该第一准位分压的电压值。
3.一种无感应组件的直流无刷马达系统,包括:
一控制装置,其一端与一震荡装置连接;
一切换装置,其一端与该控制装置的另一端连接;
一启动装置,其一端与该切换装置的另一端连接;
一侦测装置,其一端与该启动装置的另一端连接;
一驱动装置,其一端与该侦测装置的另一端连接,其另一端与一外部马达连接并由该外部马达中的三相线圈反馈至该侦测装置的另一端;以及
一锁相频率装置,与该侦测装置连接;其中
该驱动装置包括:
一脉冲振幅调变电路,其一输入端与该侦测装置连接;
一检测电路,其一输入端与该脉冲振幅调变电路连接,其包含串接的一第一比较器及一第二比较器,该第一比较器的一第一输入端与一第一分压装置连接,而其一第二输入端与一第一准位分压连接并输出一第一讯号,而该第二比较器的一第一输入端与一第二分压装置连接,而其一第二输入端与一第二准位分压连接并输出一第二讯号,其中该第一分压装置的输入端与该脉冲振福调变讯号连接,而该第二分压装置的输入端与该第一讯号连接;
一驱动电路,其一输入端与该脉冲振幅调变电路连接,其另一输入端与该检测电路的一输出端连接,其输出端与该外部马达连接;以及
一数字相位控制电路,其一输入端与该脉冲振幅调变电路连接,其另一输入端与该检测电路的一另一输出端连接,其输出端与该驱动电路连接;其中该第一比较器始终保持在操作状态并始终输出该第一讯号,而该第一讯号用以维持该数字相位控制电路在操作状态,该第二讯号用以维持该驱动电路在操作状态,且该第二比较器的该第二准位分压的电压值必须高于该脉冲振幅调变讯号在该第二讯号由一低准位电压切换至一高准位电压时所对应的一电压值。
4.如权利要求3所述的无感应组件的直流无刷马达系统,其中,该第二准位分压的电压值大于该第一准位分压的电压值。
5.如权利要求3所述的无感应组件的直流无刷马达系统,其中,该侦测装置包括:
一相位侦测电路,其一端与该启动装置连接,其另一端与该锁相频率装置连接;
一相位转动电路连接,其一端与该相位侦测电路的另一端连接,而其另一端与该驱动装置的一端连接;
一反电动势侦测器,其一端与该外部马达中的三相线圈反馈连接,而其另一端与该相位侦测电路连接;以及
一频率侦测器,其一端与该相位侦测电路及该锁相频率装置连接,而其另一端与该反电动势侦测器连接;其中,
该反电动势侦测器包括:
一反电动势侦测开关,其一端与该外部马达中的三相线圈反馈连接;
一反电动势增益放大器,其第一输入端与该反电动势侦测开关的一输出连接,其第二输入端与该三相线圈的一准位电压连接,而其第三输入端与该频率侦测器连接,并输出一正电压弦波与一负电压弦波;以及
一磁滞比较器,其内部具有一第一磁滞准位与一第二磁滞准位,且其输入端与该正电压弦波与该负电压弦波连接,而其另一输入端与该频率侦测器连接,并输出一感应反电动势侦测讯号至该相位侦测电路。
6.如权利要求5所述的无感应组件的直流无刷马达系统,其中,该反电动势增益放大器中的一正常电压增益模式与一电压抑制模式的切换是依据该频率侦测器的一控制讯号进行切换。
7.如权利要求5所述的无感应组件的直流无刷马达系统,其中,该磁滞比较器内部的该第一磁滞准位与该第二磁滞准位依据该频率侦测器的控制讯号进行切换。
8.如权利要求3所述的无感应组件的直流无刷马达系统,其中,该启动装置是由一启动电路及一正常转动电路所组成。
9.如权利要求3所述的无感应组件的直流无刷马达系统,其中,该无感应组件的直流无刷马达系统中的该外部马达完成启动时,该外部马达的转速是依序地达到一第一预定启动转速与另一频率的一第二预定启动转速。
10.如权利要求9所述的无感应组件的直流无刷马达系统,其中,该第二预定启动转速为该第一预定启动转速的整数倍。
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