CN102801375A - 具有反馈补偿控制的通风装置及其操作方法 - Google Patents

Abstract

一种具有反馈补偿控制的通风装置，操作于两段式反馈补偿控制。通风装置包含电源转换单元、直流马达、电压补偿单元、电流感测单元以及调控单元。电源转换单元接收并转换交流电源电压为直流电源电压。直流马达由直流电源电压驱动。电流感测单元感测直流马达输出电流。调控单元接收输出电流反馈并与临界电流比较，以控制电压补偿单元调整直流电源电压，进而调整直流马达的转速。

Description

具有反馈补偿控制的通风装置及其操作方法

技术领域

本发明是有关一种通风装置及其操作方法，尤指一种具有反馈补偿控制的通风装置及其操作方法。

背景技术

传统的家庭用通风装置(例如换气扇)，是使用蔽极式马达或者是电容式马达。但交流马达的效率较差，一般而言效率值介于0.8～5.0CFM/Watt，然而，美国能源之星(Energy Star)的要求是为效率需达到2.8CFM/Watt。因此，现今家庭用通风装置改采用直流无刷马达(brushless DC motor，BLDCM)。

直流无刷马达构造简单、坚固、免维护且体积小的特点，同时也拥有与直流马达相似的性能，加上其转子为永磁性材料构成，不需激磁电流且转动惯量小，可提升转动效率与减少转子功率消耗，所以常被应用许多精密机械、自动化控制、消费性电子产品与计算机外设上。

虽然直流无刷马达可大幅改善效率能提升至6～12CFM/Watt。但由于效率的提升，却降低了最大风压，而导致无法符合美国能源之星的要求。再者，改善最大风压后，通常会使直流马达风扇的消耗功率变大。

请参见图1是为先前技术一通风装置的电路图。该通风装置是包含一电源转换单元10A、一驱动电路20A、一直流马达30A、一电流感测单元40A以及一微控制器50A。该电源转换单元10A是接收一交流电源电压Vac，并转换该交流电源电压Vac为一直流电源电压Vo。该电源转换单元10A是包含一电磁干扰滤波器102A、一整流器104A、一脉波宽度调变集成电路106A、一直流转换器108A、一滤波器110A、一光耦合器112A以及一误差放大器114A。

该电磁干扰滤波器102A是接收该交流电源电压Vac，以消除该交流电源电压Vac的噪声。该整流器104A是电性连接该电磁干扰滤波器102A，以对滤波后的该交流电源电压Vac进行整流操作，并且，输出一直流输出电压(未图标)。该直流转换器108A是电性连接该整流器104A，以接收该直流输出电压，并转换该交流电源电压Vac所提供的能量至输出侧，并且提供负载所需的一直流电压。该滤波器110A是电性连接该直流转换器108A，对该直流电压进行滤波的操作，以产生该直流电源电压Vo。该脉波宽度调变集成电路106A是电性连接该整流器104A与该直流转换器108A，以输出一脉波宽度调变信号控制该直流转换器108A的开关(未图示)切换，而达成输入侧与输出侧之间能量转换。该光耦合器112A是电性连接该脉波宽度调变集成电路106A，以提供该电源转换单元10A输入侧与输出侧的讯号隔离。该误差放大器114A是电性连接该光耦合器112A，并接收该直流电源电压Vo，透过电阻分压(如图所示的一第一电阻R1a与一第二电阻R2a)所得的分压电压与一参考电压V1比较，产生一误差放大讯号(未图标)，透过该光耦合器112A反馈至该脉波宽度调变集成电路106A，进而控制该直流转换器108A的输出。

该驱动电路20A是电性连接该电源转换单元10A，以接收该直流电源电压Vo并输出一驱动电压(未图标)，以驱动该直流马达30A。该直流马达30A是电性连接该驱动电路20A，并由该驱动电路20A输出的该驱动电压所驱动。其中，该直流马达30A是为一直流无刷马达(brushless DC motor，BLDCM)。该电流感测单元40A是电性连接该驱动电路20A与该直流马达30A，以感测该直流马达30A的一输出电流(未图示)。该微控制器50A是电性连接该驱动电路20A与该电流感测单元40A，以接收该直流马达30A的该输出电流以及该直流电源电压Vo，而控制该驱动电路20A，进而驱动该直流马达30A。

对于该通风装置利用电阻分压控制而言，因为

$V1=\mathrm{Vo}\×\frac{R2a}{R1a+R2a}$

因此，一旦该第一电阻R1a与该第二电阻R2a为定值时，则该直流电源电压Vo也为定值，并且，其大小为

$\mathrm{Vo}=V1\×\frac{R1a+R2a}{R2a}$

配合参见图2是为先前技术该通风装置的风压流量特性曲线图。如图所示有一第一曲线Cv1(亦即为一低压-低速曲线)与一第二曲线Cv2(亦即为一高压-高速曲线)。承上所述，若该第一电阻R1a与该第二电阻R2a为定值时，则当该通风装置操作于该直流电源电压Vo为低压时，则该通风装置的流量与风压的特性，就会以该第一曲线Cv1方式表现出来。同样地，当该通风装置操作于该直流电源电压Vo为高压时，则该通风装置的流量与风压的特性，就会以该第二曲线Cv2方式表现出来。

但是，根据美国能源之星(Energy Star)对于通风装置在功率消耗与流量的要求如下，以80CFM换气量为例：

一、0.1(inch-H2O)风压时，流量为80CFM时的能源效率需高于2.8CFM/Watt；及

二、0.25(inch-H2O)风压时流量与0.1(inch-H2O)风压时流量的比需在60％以上。

因此，对该通风装置操作于该第一曲线(低压-低速)Cv1时，是满足上述第一点要求，亦即，可达到能源效率的要求，但却无法满足第二点要求，因为0.25(inch-H2O)风压时流量与0.1(inch-H2O)风压时流量的比仅为20/80＝25％，是可由一第一操作点Ps1与一第二操作点Ps2求出。再者，对该通风装置操作于该第二曲线(高压-高速)Cv2时，是满足上述第二点要求，亦即，达0.25(inch-H2O)风压时流量与0.1(inch-H2O)风压时流量的比需在60％以上，是可由一第三操作点Ps3与一第四操作点Ps4求出。但在0.1(inch-H2O)风压时，风量已大幅超过80CFM，而无法使消耗功率最低。

故此，若以固定电阻分压控制而言，是无法完全满足美国能源之星所规范的要求。

因此，如何设计出一种具有反馈补偿控制的通风装置及其操作方法，透过提供电压补偿单元补偿该直流电源电压，进而控制该直流马达在不同直流电源电压操作下，同时达到消耗功率与流量比的规范，乃为本案创作人所欲行克服并加以解决的一大课题。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种具有反馈补偿控制的通风装置，以克服现有技术的问题。

因此本发明的具有反馈补偿控制的通风装置，是操作于两段式反馈补偿控制。具有反馈补偿控制的通风装置是包含电源转换单元、驱动电路、直流马达、电流感测单元、电压补偿单元以及调控单元。

电源转换单元是接收交流电源电压，并转换交流电源电压为直流电源电压。驱动电路是电性连接电源转换单元，以接收直流电源电压并输出驱动电压。直流马达是电性连接驱动电路，并由驱动电路产生的驱动电压所驱动。电流感测单元是电性连接直流马达与驱动电路，以感测直流马达的输出电流。电压补偿单元是电性连接电源转换单元。调控单元是电性连接电流感测单元、驱动电路以及电压补偿单元，以接收输出电流，并且，调控单元更产生临界电流值与输出电流比较。

其中，若输出电流小于临界电流值，调控单元则产生直流控制信号，以控制电压补偿单元调整直流电源电压，进而透过驱动电路调整直流马达的转速。

本发明的另一目的在于提供一种具有反馈补偿控制的通风装置，以克服现有技术的问题。

因此本发明的具有反馈补偿控制的通风装置，是操作于多段式反馈补偿控制。具有反馈补偿控制的通风装置是包含电源转换单元、驱动电路、直流马达、电流感测单元、电压补偿单元以及调控单元。

电源转换单元是接收交流电源电压，并转换交流电源电压为直流电源电压。驱动电路是电性连接电源转换单元，以接收直流电源电压并输出驱动电压。直流马达是电性连接驱动电路，并由驱动电路产生的驱动电压所驱动。电流感测单元是电性连接直流马达与驱动电路，以感测直流马达的输出电流。电压补偿单元是电性连接电源转换单元。调控单元是电性连接电流感测单元、驱动电路以及电压补偿单元，以接收输出电流并且，调控单元更产生多个临界电流值与输出电流比较。

其中，利用对应每一临界电流值与输出电流比较，调控单元则产生具有对应责任周期的脉波宽度调变控制信号或数字控制信号，以控制电压补偿单元调整直流电源电压，进而通过驱动电路调整直流马达的转速。

本发明的再一目的在于提供一种具有反馈补偿控制的通风装置的操作方法，以克服现有技术的问题。

因此本发明的具有反馈补偿控制的通风装置的操作方法，是操作于两段式或多段式反馈补偿控制。具有反馈补偿控制的通风装置操作方法的步骤是包含：首先，提供电源转换单元，以接收交流电源电压，并转换交流电源电压为直流电源电压，以驱动直流马达。然后，提供驱动电路，以接收直流电源电压并输出驱动电压以驱动直流马达。然后，提供电压补偿单元。然后，提供电流感测单元，以感测直流马达的输出电流。最后，提供调控单元，以接收输出电流并与至少一临界电流值比较，以控制电压补偿单元调整直流电源电压，进而通过驱动电路调整直流马达的转速。

为了能更进一步了解本发明为达成预定目的所采取的技术、手段及功效，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，相信本发明的目的、特征与特点，当可由此得一深入且具体的了解，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制者。

附图说明

图1是为先前技术一通风装置的电路图；

图2是为先前技术该通风装置的风压流量特性曲线图；

图3是为本发明具有反馈补偿控制的通风装置两段式反馈补偿控制的一较佳实施例电路图；

图4是为本发明具有反馈补偿控制的通风装置的风压流量特性曲线图；

图5A是为本发明具有反馈补偿控制的通风装置多段式反馈补偿控制的一第一实施例电路图；

图5B是为本发明具有反馈补偿控制的通风装置多段式反馈补偿控制的一第二实施例电路图；及

图6是为本发明具有反馈补偿控制的通风装置操作方法的流程图。

具体实施方式

现在有关本发明的技术内容及详细说明，配合图式说明如下：

请参见图3是为本发明具有反馈补偿控制的通风装置两段式反馈补偿控制的一较佳实施例电路图。该具有反馈补偿控制的通风装置，是操作于两段式反馈补偿控制。该具有反馈补偿控制的通风装置是包含一电源转换单元10、一驱动电路20、一直流马达30、一电流感测单元40、一调控单元50以及一电压补偿单元60。

该电源转换单元10是接收一交流电源电压Vac，并转换该交流电源电压Vac为一直流电源电压Vo。该电源转换单元10是包含一电磁干扰滤波器102、一整流器104、一脉波宽度调变集成电路(PWM IC)106、一直流转换器108、一滤波器110、一光耦合器112以及一误差放大器114。

该电磁干扰滤波器102是接收该交流电源电压Vac，以消除该交流电源电压Vac的噪声。该整流器104是电性连接该电磁干扰滤波器102，以对滤波后的该交流电源电压Vac进行整流操作，并且，输出一直流输出电压(未图标)。该直流转换器108是电性连接该整流器104，以接收该直流输出电压，并转换该交流电源电压Vac所提供的能量至输出侧，并且提供负载所需的一直流电压。该滤波器110是电性连接该直流转换器108，对该直流电压进行滤波的操作，以产生该直流电源电压Vo。该脉波宽度调变集成电路106是电性连接该整流器104与该直流转换器108，以输出一脉波宽度调变信号控制该直流转换器108的开关(未图示)切换，而达成输入侧与输出侧之间能量转换。该光耦合器112是电性连接该脉波宽度调变集成电路106，以提供该电源转换单元10输入侧与输出侧的讯号隔离。该误差放大器114是电性连接该光耦合器112，并接收该直流电源电压Vo，透过电阻分压，如图所示的该第一电阻R1、该第二电阻R2以及该电压补偿单元60所包含的电阻(将于后文有详细说明)所得的分压电压与一参考电压V1比较，产生一误差放大讯号(未图标)，以反馈至该脉波宽度调变集成电路106，进而控制该直流转换器108的输出。

该驱动电路20是电性连接该电源转换单元10，以接收该直流电源电压Vo并输出一驱动电压(未图标)，以驱动该直流马达30。

该直流马达30是电性连接该驱动电路20，并由该驱动电路20输出的该驱动电压所驱动。其中，该直流马达30是为一直流无刷马达(brushless DCmotor，BLDCM)。该电压补偿单元60是电性连接该电源转换单元10，以调整该直流电源电压Vo，进而调整该直流马达30的转速。

该电流感测单元40是电性连接该驱动电路20与该直流马达30，以感测该直流马达30的一输出电流(未图示)。该调控单元50是电性连接该电流感测单元40、该驱动电路20以及该电压补偿单元60，以接收该输出电流，并且，该调控单元50更产生一临界电流值(未图示)与该输出电流比较。但不以此限，该调控单元50亦可产生一临界电压值，再通过将输出电流转换成电压形式，与该临界电压值进行比较。其中，若该输出电流小于该临界电流值，该调控单元50则产生一直流控制信号Sc，以控制该电压补偿单元60调整该直流电源电压Vo，进而通过该驱动电路20调整该直流马达30的转速，使得该直流马达30在不同直流电源电压Vo操作下，同时达到消耗功率与流量比的规范。

该具有两段式反馈补偿控制的通风装置的详细电路架构与操作原理，将如下所述。在本实施例中，该电压补偿单元60是包含一第三电阻R3与一第一开关S1。配合参见图4是为本发明具有反馈补偿控制的通风装置的风压流量特性曲线图。如先前技术所示，图4所示具有该第一曲线(低压-低速)Cv1与该第二曲线(高压-高速)Cv2。该电流感测单元40是侦测该直流马达30的输出电流，并且，通过该调控单元50所产生该临界电流值与该输出电流比较(或者，经转换的该临界电压值与该直流马达30的输出电流同样转换为电压讯号进行比较)。其中，该调控单元50是可为一微控制器(MCU)。

其中，若该输出电流小于该临界电流值，该调控单元50则产生该直流控制信号Sc，利用导通该第一开关S1而导入该第三电阻R3，使得该第三电阻R3与该第二电阻R2并联，产生新的等效电阻值，而改变该直流电源电压Vo的大小(在本发明的应用是为增大该直流电源电压Vo)，故此，使该直流马达30的转速增加。

此时，该直流电源电压Vo大小为：

$\mathrm{Vo}=\frac{R1+(R2//R3)}{R2//R3}\×V1$

因此，由图4可明显看出，原本该通风装置是操作在该第一曲线Cv1，但当该通风装置运转达到一第一切换操作点Px1之后，该调控单元50产生该直流控制信号Sc，利用导通该第一开关S1而导入该第三电阻R3，而改变该直流电源电压Vo的大小，使该直流马达30的转速增加。因此，该通风装置则由原本操作在该第一曲线(低压-低速)Cv1，随着该直流马达30的转速逐渐增加，而改变为操作在该第二曲线(高压-高速)Cv2，使得该通风装置运转达到一第二切换操作点Px2之前，能被控制运转在该第二曲线(高压-高速)Cv2上。亦即，该通风装置是通过反馈补偿控制，能在到达该第一切换操作点Px1之后以及到达该第二切换操作点Px2之前，完成由该第一曲线(低压-低速)Cv1切换至该第二曲线(高压-高速)Cv2的操作(亦即，操作在一第三曲线Cv3上)，但不以图4所示的曲线路径为限，皆可达成本发明的反馈补偿控制。其中，该第一切换操作点Px1与该第二切换操作点Px2是可通过预先设定，再配合该电流感测单元40是侦测该直流马达30的输出电流，与该调控单元50所产生的该临界电流值比较，以产生该直流控制信号Sc，以控制该电压补偿单元60调整该直流电源电压Vo，进而通过该驱动电路20调整该直流马达30的转速，而实现该通风装置的两段式反馈补偿控制。故此，可达到美国能源之星对于通风装置在功率消耗与流量的要求。

请参见图5A与图5B是分别为本发明具有反馈补偿控制的通风装置多段式反馈补偿控制的一第一实施例与一第二实施例电路图。该具有反馈补偿控制的通风装置，是操作于多段式反馈补偿控制(有别于前述的两段式反馈补偿控制)。该具有反馈补偿控制的通风装置是包含一电源转换单元10、一驱动电路20、一直流马达30、一电流感测单元40、一调控单元50以及一电压补偿单元60。

该电源转换单元10是接收一交流电源电压Vac，并转换该交流电源电压Vac为一直流电源电压Vo。该电源转换单元10是包含一电磁干扰滤波器102、一整流器104、一脉波宽度调变集成电路(PWM IC)106、一直流转换器108、一滤波器110、一光耦合器112以及一误差放大器114。

该电磁干扰滤波器102是接收该交流电源电压Vac，以消除该交流电源电压Vac的噪声。该整流器104是电性连接该电磁干扰滤波器102，以对滤波后的该交流电源电压Vac进行整流操作，并且，输出一直流输出电压(未图标)。该直流转换器108是电性连接该整流器104，以接收该直流输出电压，并转换该交流电源电压Vac所提供的能量至输出侧，并且提供负载所需的一直流电压。该滤波器110是电性连接该直流转换器108，对该直流电压进行滤波的操作，以产生该直流电源电压Vo。该脉波宽度调变集成电路106是电性连接该整流器104与该直流转换器108，以输出一脉波宽度调变信号控制该直流转换器108的开关(未图示)切换，而达成输入侧与输出侧之间能量转换。该光耦合器112是电性连接该脉波宽度调变集成电路106，以提供该电源转换单元10输入侧与输出侧的讯号隔离。该误差放大器114是电性连接该光耦合器112，并接收该直流电源电压Vo，通过电阻分压，如图所示的该第一电阻R1、该第二电阻R2以及该电压补偿单元60所包含的电阻(将于后文有详细说明)所得的分压电压与一参考电压V1比较，产生一误差放大讯号(未图标)，以反馈至该脉波宽度调变集成电路106，进而控制该直流转换器108的输出。

该驱动电路20是电性连接该电源转换单元10，以接收该直流电源电压Vo并输出一驱动电压(未图标)，以驱动该直流马达30。

该直流马达30是电性连接该驱动电路20，并由该驱动电路20输出的该驱动电压所驱动。其中，该直流马达30是为一直流无刷马达(brushless DCmotor，BLDCM)。该电压补偿单元60是电性连接该电源转换单元10，以补偿该直流电源电压Vo，进而调整该直流马达30的转速。

该电流感测单元40是电性连接该驱动电路20与该直流马达30，以感测该直流马达30的一输出电流(未图示)。该调控单元50是电性连接该电流感测单元40、该驱动电路20以及该电压补偿单元60，以接收该输出电流，并且，该调控单元50更产生多个临界电流值(未图示)与该输出电流比较。但不以此限，该调控单元50亦可产生多个临界电压值，再通过将输出电流转换成电压形式，与该临界电压值进行比较。其中，利用对应每一该临界电流值与该输出电流比较，该调控单元50则产生具有对应责任周期的一脉波宽度调变控制信号Spwm(参见图5A)或一数字控制信号Sd(参见图5B)，以控制该电压补偿单元60调整该直流电源电压Vo，进而通过该驱动电路20调整该直流马达30的转速，使得该直流马达30在不同直流电源电压Vo操作下，同时达到消耗功率与流量比的规范。

该具有多段式反馈补偿控制的通风装置的详细电路架构与操作原理，将如下所述。在第一实施例中(参见图5A)，该电压补偿单元60是包含一第四电阻R4与一滤波电路602。此外，在第二实施例中(参见图5B)，该电压补偿单元60是包含一第四电阻R4与一数字模拟转换电路(digital-to-analogconversion circuit)604。承上所述，该电流感测单元40是侦测该直流马达30的输出电流，并且通过该调控单元50所产生该些临界电流值与该输出电流比较(或者，经转换的该些临界电压值与该直流马达30的输出电流同样转换为电压讯号进行比较)，其中，该调控单元50是可为一微控制器(MCU)。

对第一实施例而言，当该调控单元50产生该脉波宽度调变控制信号Spwm时，该滤波电路602则对该脉波宽度调变控制信号Spwm提供滤波的操作，以产生一补偿电压V2。其中，该补偿电压V2的电压准位可由该调控单元50控制该脉波宽度调变控制信号Spwm的责任周期(duty cycle)而调整。因此，使得该第四电阻R4与该第二电阻R2并联，产生新的等效电阻值，而改变该直流电源电压Vo的大小(在本发明的应用是为增大该直流电源电压Vo)，故此，使该直流马达30的转速增加。

此时，该直流电源电压Vo大小为：

$\mathrm{Vo}=\frac{R1R2+R2R4+R4R1}{R2R4}\×V1-\frac{R1}{R4}\×V2$

对第二实施例而言，当该调控单元50产生该数字控制信号Sd时，该数字模拟转换电路604则对该数字控制信号Sd提供数字转模拟的操作，以产生一补偿电压V2。其中，该补偿电压V2的电压准位可由该调控单元50控制该数字控制信号Sd的位而调整。因此，使得该第四电阻R4与该第二电阻R2并联，产生新的等效电阻值，而改变该直流电源电压Vo的大小(在本发明的应用是为增大该直流电源电压Vo)，故此，使该直流马达30的转速增加。

同样地，该直流电源电压Vo大小为：

$\mathrm{Vo}=\frac{R1R2+R2R4+R4R1}{R2R4}\×V1-\frac{R1}{R4}\×V2$

因此，在上述两种实施例中，该通风装置是可进行多段式反馈补偿控制，亦即，可针对不同的风压与流量的规范要求，而通过调整该脉波宽度调变控制信号Spwm的不同责任周期或该数字控制信号Sd的不同位，实现该通风装置的多段式反馈补偿控制。亦即，可通过设定不同的切换操作点(有别于第一实施例两段式反馈补偿控制仅需设定两个切换操作点)，达成多段式反馈补偿控制。其中，该些切换操作点是可通过预先设定，再配合该电流感测单元40是侦测该直流马达30的输出电流，与该调控单元50所产生的该些临界电流值比较，以产生该脉波宽度调变控制信号Spwm或该数字控制信号Sd，再分别通过该滤波电路602或该数字模拟转换电路604输出该补偿电压V2，而导入该第四电阻R4以产生新的等效电阻值，而改变该直流电源电压Vo的大小，进而通过该驱动电路20调整该直流马达30的转速，而实现该通风装置的多段式反馈补偿控制。故此，可达到美国能源之星对于通风装置在功率消耗与流量的要求。

请参见图6是为本发明具有反馈补偿控制的通风装置操作方法的流程图。该具有反馈补偿控制的通风装置的操作方法，是操作于两段式或多段式反馈补偿控制。该具有反馈补偿控制的通风装置操作方法的步骤是包含：首先提供一电源转换单元，以接收一交流电源电压，并转换该交流电源电压为一直流电源电压，以驱动一直流马达(S100)，其中该直流马达是为一直流无刷马达(brushless DC motor，BLDCM)。接着，提供一驱动电路，以接收该直流电源电压并输出一驱动电压以驱动一直流马达(S200)。接着，提供一电流感测单元，以感测该直流马达的一输出电流(S300)。接着，提供一电压补偿单元(S400)。其中，该电压补偿单元是包含一电阻与一开关组件，或者，该电压补偿单元可包含一电阻与一滤波电路或一数字模拟转换电路。最后，提供一调控单元，以接收该输出电流并与至少一临界电流值比较，以控制该电压补偿单元调整该直流电源电压，进而调整该直流马达的转速(S500)。其中，该调控单元是为一微控制器(MCU)。

若当该电压补偿单元包含该电阻与该开关组件时，在步骤(S500)中，该调控单元是产生一临界电流值与该输出电流比较，若该输出电流小于该临界电流值，该调控单元则产生一直流控制信号，并利用该直流控制信号导通该开关组件而导入该电阻，以控制该电压补偿单元调整该直流电源电压，进而通过该驱动电路调整该直流马达的转速，而实现该通风装置的两段式反馈补偿控制。使得该直流马达在不同直流电源电压操作下，同时达到消耗功率与流量比的规范。

或者，若当该电压补偿单元包含该电阻与该滤波电路时，在步骤(S500)中，该调控单元是产生多个临界电流值与该输出电流比较，利用对应每一该临界电流值与该输出电流比较，该调控单元则产生一脉波宽度调变控制信号，以控制该电压补偿单元调整该直流电源电压，进而通过该驱动电路调整该直流马达的转速，而实现该通风装置的多段式反馈补偿控制。使得该直流马达在不同直流电源电压操作下，同时达到消耗功率与流量比的规范。

再者，若当该电压补偿单元包含该电阻与该数字模拟转换电路时，在步骤(S500)中，该调控单元是产生多个临界电流值与该输出电流比较，利用对应每一该临界电流值与该输出电流比较，该调控单元则产生一数字控制信号，以控制该电压补偿单元调整该直流电源电压，进而通过该驱动电路调整该直流马达的转速，而实现该通风装置的多段式反馈补偿控制。使得该直流马达在不同直流电源电压操作下，同时达到消耗功率与流量比的规范。

综上所述，本发明是具有以下的优点：

1、该通风装置(换气扇)在无阻抗下(free air)，可在额定的转速与风量下，操作在最小功率，而达到最高效率运转；

2.通过此反馈补偿控制，可改善换气扇于运转过程中，因直流马达线圈温度升高，导致其线阻增加，造成通过直流马达的电流下降，而使风扇转速变慢的状况；

3.使用此反馈补偿控制，可使换气扇在是统阻抗增加时，得到比无反馈补偿控制下的更大换气风量；及

4.使用此反馈补偿控制，可依据需求调整一个或多个反馈启动点电压，而达成两段式或多段式反馈补偿控制。

但是，以上所述，仅为本发明较佳具体实施例的详细说明与图式，惟本发明的特征并不局限于此，并非用以限制本发明，本发明的所有范围应以下述的申请专利范围为准，凡合于本发明申请专利范围的精神与其类似变化的实施例，皆应包含于本发明的范畴中，任何熟悉该项技艺者在本发明的领域内，可轻易思及的变化或修饰皆可涵盖在以下本案的专利范围。

Claims (20)

1.一种具有反馈补偿控制的通风装置，操作于两段式反馈补偿控制；其特征在于：该具有反馈补偿控制的通风装置包含：

一电源转换单元，接收一交流电源电压，并转换该交流电源电压为一直流电源电压；

一驱动电路，电性连接该电源转换单元，以接收该直流电源电压并输出一驱动电压；

一直流马达，电性连接该驱动电路，并由该驱动电路产生的该驱动电压所驱动；

一电流感测单元，电性连接该直流马达与该驱动电路，以感测该直流马达的一输出电流；

一电压补偿单元，电性连接该电源转换单元；及

一调控单元，电性连接该电流感测单元、该驱动电路以及该电压补偿单元，以接收该输出电流，并且，该调控单元更产生一临界电流值与该输出电流比较；

其中，若该输出电流小于该临界电流值，该调控单元则产生一直流控制信号，以控制该电压补偿单元调整该直流电源电压，进而通过该驱动电路调整该直流马达的转速。

2.如权利要求1所述的具有反馈补偿控制的通风装置，其特征在于：该电压补偿单元是包含一电阻与一开关组件。

3.如权利要求2所述的具有反馈补偿控制的通风装置，其特征在于：该调控单元利用该直流控制信号导通该开关组件而导入该电阻，以调整该直流电源电压，进而通过该驱动电路调整该直流马达的转速。

4.如权利要求1所述的具有反馈补偿控制的通风装置，其特征在于：该调控单元为一微控制器。

5.如权利要求1所述的具有反馈补偿控制的通风装置，其特征在于：该直流马达为一直流无刷马达。

6.一种具有反馈补偿控制的通风装置，操作于多段式反馈补偿控制；其特征在于：该具有反馈补偿控制的通风装置包含：

一电源转换单元，接收一交流电源电压，并转换该交流电源电压为一直流电源电压；

一驱动电路，电性连接该电源转换单元，以接收该直流电源电压并输出一驱动电压；

一直流马达，电性连接该驱动电路，并由该驱动电路产生的该驱动电压所驱动；

一电流感测单元，电性连接该直流马达与该驱动电路，以感测该直流马达的一输出电流；

一电压补偿单元，电性连接该电源转换单元；及

一调控单元，电性连接该电流感测单元、该驱动电路以及该电压补偿单元，以接收该输出电流，并且，该调控单元更产生多个临界电流值与该输出电流比较；

其中，利用对应每一该临界电流值与该输出电流比较，该调控单元则产生一脉波宽度调变控制信号或一数字控制信号，以控制该电压补偿单元调整该直流电源电压，进而通过该驱动电路调整该直流马达的转速。

7.如权利要求6所述的具有反馈补偿控制的通风装置，其特征在于：该电压补偿单元包含一电阻与一滤波电路，当该调控单元产生该脉波宽度调变控制信号时，该滤波电路则对该脉波宽度调变控制信号提供滤波的操作。

8.如权利要求6所述的具有反馈补偿控制的通风装置，其特征在于：该电压补偿单元包含一电阻与一数字模拟转换电路，当该调控单元产生该数字控制信号时，该数字模拟转换电路则对该数字控制信号提供数字转模拟的操作。

9.如权利要求6所述的具有反馈补偿控制的通风装置，其特征在于：该调控单元对该脉波宽度调变控制信号提供不同责任周期的控制或对该数字控制信号提供不同位的控制，以控制该电压补偿单元调整该直流电源电压，进而通过该驱动电路调整该直流马达的转速。

10.如权利要求6所述的具有反馈补偿控制的通风装置，其特征在于：该调控单元为一微控制器。

11.如权利要求6所述的具有反馈补偿控制的通风装置，其特征在于：该直流马达为一直流无刷马达。

12.一种具有反馈补偿控制的通风装置的操作方法，操作于两段式或多段式反馈补偿控制；其特征在于：该具有反馈补偿控制的通风装置操作方法的步骤包含：

(a)提供一电源转换单元，以接收一交流电源电压，并转换该交流电源电压为一直流电源电压；

(b)提供一驱动电路，以接收该直流电源电压并输出一驱动电压以驱动一直流马达；

(c)提供一电流感测单元，以感测该直流马达的一输出电流；

(d)提供一电压补偿单元；及

(e)提供一调控单元，以接收该输出电流并与至少一临界电流值比较，以控制该电压补偿单元调整该直流电源电压，进而通过该驱动电路调整该直流马达的转速。

13.如权利要求12所述的具有反馈补偿控制的通风装置的操作方法，其特征在于：在步骤(e)中，该调控单元产生一临界电流值与该输出电流比较，若该输出电流小于该临界电流值，该调控单元则产生一直流控制信号，以控制该电压补偿单元调整该直流电源电压，进而通过该驱动电路调整该直流马达的转速。

14.如权利要求12所述的具有反馈补偿控制的通风装置的操作方法，其特征在于：在步骤(e)中，该调控单元产生多个临界电流值与该输出电流比较，利用对应每一该临界电流值与该输出电流比较，该调控单元则产生一脉波宽度调变控制信号或一数字控制信号，以控制该电压补偿单元调整该直流电源电压，进而通过该驱动电路调整该直流马达的转速。

15.如权利要求13所述的具有反馈补偿控制的通风装置的操作方法，其特征在于：该电压补偿单元包含一电阻与一开关组件，该调控单元利用该直流控制信号导通该开关组件而导入该电阻，以调整该直流电源电压，进而通过该驱动电路调整该直流马达的转速。

16.如权利要求14所述的具有反馈补偿控制的通风装置的操作方法，其特征在于：该电压补偿单元包含一电阻与一滤波电路，当该调控单元产生该脉波宽度调变控制信号时，该滤波电路则对该脉波宽度调变控制信号提供滤波的操作。

17.如权利要求14所述的具有反馈补偿控制的通风装置的操作方法，其特征在于：该电压补偿单元包含一电阻与一数字模拟转换电路，当该调控单元产生该数字控制信号时，该数字模拟转换电路则对该数字控制信号提供数字转模拟的操作。

18.如权利要求14所述的具有反馈补偿控制的通风装置的操作方法，其特征在于：该调控单元对该脉波宽度调变控制信号提供不同责任周期的控制或对该数字控制信号提供不同位的控制，以控制该电压补偿单元调整该直流电源电压，进而通过该驱动电路调整该直流马达的转速。

19.如权利要求12所述的具有反馈补偿控制的通风装置的操作方法，其特征在于：该调控单元为一微控制器。

20.如权利要求12所述的具有反馈补偿控制的通风装置的操作方法，其特征在于：该直流马达为一直流无刷马达。

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