CN106558871A - 侦测输出欠相的马达驱动电路与方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供侦测输出欠相的马达驱动电路与方法，马达驱动电路包括：三相整流器，具有正极与负极，接收三相交流电，转换并输出三相直流电；全桥电路，耦接于三相整流器与马达之间，且根据多个控制信号进行相位切换，以控制马达的运转；分路电阻，串接于正极与全桥电路之间或串接于负极与全桥电路之间；积分器，电连接分路电阻，侦测流经分路电阻的三相直流电，产生电流积分；控制电路，电连接积分器，判断电流积分是否具有低电流值，且于电流积分具有低电流值时，控制电路判断马达运转于欠相状况并停止运转马达。据此，本发明提供侦测输出欠相的马达驱动电路与方法运作在欠相状况而产生过大的电流时，可避免毁损马达驱动电路。

Description

侦测输出欠相的马达驱动电路与方法

技术领域

本发明提供一种侦测输出欠相的马达驱动电路与方法，特别涉及一种侦测一马达是否运转于一欠相状况的马达驱动电路与方法。

背景技术

马达为工业社会及信息时代不可或缺的动力转换装置，其可将电能转换为动能。而马达通常被用来带动电子装置中的某一元件进行作动，例如风扇装置中叶片的转动便可利用马达来实现。因此，近年来如何设计效能佳的马达，已经成为业界所努力的目标之一。

马达驱动电路为用来带动马达运转，进而带动设置在马达上的元件。然而，马达驱动电路会因为线路接触不良而造成马达欠相(PHASE LOSS)运转(即马达在欠相状况时会造成不正常运转)，进而产生较大电流。而若电流过大，将导致设置在马达驱动电路中的线圈烧毁。因此，有必要侦测马达是否运转于欠相状况中，以避免电流过大而毁损马达驱动电路。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的为提供一种侦测输出欠相的马达驱动电路与方法，以解决现有技术中马达欠相产生较大电流毁损马达驱动电路的技术问题。

本发明实施例提供一种侦测输出欠相的马达驱动电路，用以驱动一马达，且判断该马达是否运转于一欠相状况。马达驱动电路包括一三相整流器、一全桥电路、一分路电阻、一积分器与一控制电路。三相整流器具有一正极与一负极。三相整流器接收一三相交流电，用以将三相交流电转换为一三相直流电，并由正极输出三相直流电。全桥电路耦接于三相整流器与马达之间，且根据多个控制信号进行相位切换，以由正极传送三相直流电至马达，并由马达回传三相直流电至负极，以据此控制马达的运转。分路电阻串接于正极与全桥电路之间或串接于负极与全桥电路之间。积分器电连接分路电阻。积分器侦测流经分路电阻的三相直流电，且积分三相直流电，以产生一电流积分。控制电路电连接积分器，且判断电流积分是否具有一低电流值。而在电流积分具有该低电流值时，控制电路判断马达运转于欠相状况，并停止运转马达。

本发明实施例提供一种侦测输出欠相的方法，适用于一马达驱动电路。马达驱动电路用以驱动一马达，且判断马达是否运转于一欠相状况。侦测输出欠相的方法包括如下步骤：接收一三相交流电，且将三相交流电转换为一三相直流电；根据多个控制信号进行相位切换，以由一正极传送三相直流电至马达，并由马达回传三相直流电至一负极，以据此控制马达的运转；检测流经正极或负极的三相直流电，且积分三相直流电以产生一电流积分；判断电流积分是否具有一低电流值，并于电流积分具有低电流值时，判断马达运转于欠相状况，并停止运转马达。

综合以上所述，本发明实施例提供一种侦测输出欠相的马达驱动电路与方法。当马达驱动电路侦测到马达运转于一欠相状况时，停止运转马达，以避免马达驱动电路因欠相状况而产生过大的电流，进而毁损马达驱动电路。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是此等说明与说明书附图仅用来说明本发明，而非对本发明的权利范围作任何的限制。

附图说明

图1是本发明一实施例的侦测输出欠相的马达驱动电路的示意图。

图2A是本发明一实施例的电流积分于欠相状况的波形图。

图2B是本发明一实施例的电流积分于无欠相状况的波形图。

图3是本发明另一实施例的侦测输出欠相的马达驱动电路的示意图。

图4是本发明一实施例的侦测输出欠相的马达驱动电路的流程图。

附图标记说明：

100、200：马达驱动电路 Nt：负极

110：三相整流器 Pt：正极

120：全桥电路 R1、R2：分路电阻

122：第一桥臂 TAL1、TAL2：电流积分

124：第二桥臂 T1：预定时间

126：第三桥臂 TS：相位切换信号

130、230：积分器 SW1：第一开关

140、240：控制电路 SW2：第二开关

150、250：警示装置 SW3：第三开关

AC：三相交流电 SW4：第四开关

C：稳压电容 SW5：第五开关

DC：三相直流电 SW6：第六开关

MT1、MT2：马达 WR1：警告信号

C1、C2、C3、C4、C5、C6：控 S410、S420、S430、S440、S450、

制信号 S460：步骤

具体实施方式

在下文中，将通过附图说明本发明的各种例示实施例来详细描述本发明。然而，本发明概念可能以许多不同形式来体现，且不应解释为限于本文中所阐述的例示性实施例。此外，在附图中相同参考数字可用以表示类似的元件。

本发明实施例提供一种侦测输出欠相的马达驱动电路与方法，其侦测并积分三相直流电以产生电流积分，且根据电流积分的电流值来判断马达是否运转于欠相状况。当电流积分的电流值为一定值时，马达驱动电路判断马达运转于一正常状况，并继续运转马达。反之，当电流积分的电流值具有一低电流值(如0安培)时，马达驱动电路判断马达运转于一欠相(PHASE LOSS)状况，并停止运转马达，以避免因欠相状况而产生过大的电流，进而毁损马达驱动电路。以下将进一步介绍本发明公开的侦测输出欠相的马达驱动电路与方法。

首先，请参考图1，其显示本发明一实施例的侦测输出欠相的马达驱动电路的示意图。如图1所示，侦测输出欠相的马达驱动电路100为用来驱动一马达MT1，且判断马达MT1是否运转于一欠相状况。马达驱动电路100包括一三相整流器110、一全桥电路120、一分路电阻(shunt resistor)R1、一积分器130与一控制电路140。

三相整流器110电性连接一外部交流电源，以接收一三相交流电AC。三相整流器110具有一正极Pt与一负极Nt，且用以将三相交流电AC转换为一三相直流电DC，以由正极Pt输出三相直流电DC。全桥电路120耦接于三相整流器110与马达MT1之间，且接收三相直流电DC。全桥电路120根据多个控制信号C1、C2、C3、C4、C5、C6进行相位切换，以由正极Pt传送三相直流电DC至马达MT1，并由马达MT1回传三相直流电DC至负极Nt，以据此控制马达MT1的运转。

如图1所示，在本实施例中，多个控制信号C1-C6由一控制电路140产生。马达MT1为三相马达，且马达MT1电连接的全桥电路120为具有三个彼此并联的桥臂的三相全桥电路，且其三个桥臂分别为一第一桥臂122、一第二桥臂124与一第三桥臂126。第一桥臂122具有一第一开关SW1与一第二开关SW2。第一开关SW1的一端耦接正极Pt，第一开关SW1的另一端耦接第二开关SW2的一端，且第二开关SW2的另一端耦接负极Nt。第二桥臂124具有一第三开关SW3与一第四开关SW4。第三开关SW3的一端耦接正极Pt，第三开关SW3的另一端耦接第四开关SW4的一端，且第四开关SW4的另一端耦接负极Nt。第三桥臂126具有一第五开关SW5与一第六开关SW6。第五开关SW5的一端耦接正极Pt，第五开关SW5的另一端耦接第六开关SW6的一端，且第六开关SW6的另一端耦接负极Nt。在此，第一开关SW1、第三开关SW3与第五开关SW5为P型金氧半晶体管，且第二开关SW2、第四开关SW4与第六开关SW6为N型金氧半晶体管。第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3、第四开关SW4、第五开关SW5与第六开关SW6亦可为其他开关，本发明对此不作限制。

而控制电路140根据相位切换信号TS产生六个控制信号C1-C6，以分别控制全桥电路120的第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3、第四开关SW4、第五开关SW5与第六开关SW6的开启与关闭，进而将三相直流电DC由正极Pt传送至马达MT1，并接着将三相直流电DC由马达MT1回传至负极Nt，以据此控制马达MT1的运转。而所属技术领域具通常知识者应知上述马达MT1与全桥电路120的相位切换，以及马达MT1的运转的实施方式，故在此不再赘述。

值得注意的是，分路电阻R1串接于负极Nt与全桥电路120之间，使得三相直流电DC流经分路电阻R1。更进一步来说，分路电阻R1的一端电连接负极Nt，且分路电阻R1的另一端电连接全桥电路120。积分器130电连接分路电阻R1，以侦测流经分路电阻R1的三相直流电DC。在本实施例中，积分器130电连接在分路电阻R1与全桥电路120之间，而积分器130亦可电连接在分路电阻R1与负极Nt之间，本发明对此不作限制。积分器130将积分三相直流电DC，以据此产生电流积分TAL1。

控制电路140电连接于积分器130与全桥电路120之间，且判断电流积分TAL1是否具有一低电流值，意即控制电路140判断电流积分TAL1的电流值，以据此判断马达MT1是否运转于欠相状况。因此，当电流积分TAL1具有低电流值时，控制电路140将判断马达MT1运转于欠相状况，进而停止运转马达MT1。而当电流积分TAL1的电流值为一定值(如图2B的电流积分的电流值为15安培)时，控制电路140将判断马达MT1运转于一正常状况，并继续运转马达MT1。在本实施例中，控制电路140为一数位信号处理器(DigitalSignal Processor,DSP)或一微处理器(MCU)，且也可为其他可判断马达MT1是否运转于欠相状况，以及控制全桥电路120进行相位切换的电子元件，本发明对此不作限制。

请同时参考图2A，其显示本发明一实施例的电流积分于一欠相状况的波形图。在本实施例中，若积分器130产生电流值为0的电流积分TAL1时，控制电路140将判断电流积分TAL1具有低电流值，以判断马达MT1运转于欠相状况。此时，控制电路140产生低电平的控制信号C1-C6以截止第一开关SW1、第二开关SW2、第三开关SW3、第四开关SW4、第五开关SW5与第六开关SW6，进而停止运转马达MT1。

在其他的实施例中，若积分器130持续一预定时间T1产生电流值为0的电流积分TAL1时，控制电路140将判断电流积分TAL1具有低电流值，以避免积分器130因三相直电流DC具有噪声而短暂地(即小于预定时间T1的时间)产生电流值为0的电流积分TAL1。使得控制电路140不会误判马达MT1运转于欠相状况。

类似地，在其他的实施例中，若积分器130周期性地产生电流值为0的电流积分TAL1时，控制电路140将判断电流积分TAL1具有低电流值。使得控制电路140可以确认电流积分TAL1的结果而不会误判马达MT1运转于欠相状况中。而控制电路140亦可根据电流积分TAL1的其他波形特征来判断电流积分TAL1是否具有低电流值，本发明对此不作限制。

接下来，请同时参考图2B，其显示本发明一实施例的电流积分于一无欠相状况的波形图。如图2B所示，电流积分TAL1的电流值为15安培，且并未有电流值为0的电流积分TAL1产生。此时，控制电路140将判断马达MT1运转于正常状况，并继续运转马达MT1。

请回到图1，马达驱动电路100可还包括一稳压电容C，电连接于正极Pt与负极Nt之间，以提供稳定的直流电压至全桥电路120。此外，马达驱动电路100可还包括一警示装置150。警示装置150耦接控制电路140，且于控制电路140判断马达MT1运转于欠相状况时，执行一警示程序。更进一步来说，当控制电路140判断马达MT1运转于欠相状况时，控制电路140将产生一警告信号WR1至警示装置150，使得警示装置150可以根据警告信号WR1而执行警示程序。例如警示装置150具有一LED元件。因此，当警示装置150接收到高电平的警告信号WR1时，警示装置150控制LED元件发亮，以警告使用者马达MT1运转于欠相状况中。

值得注意的是，在其他实施例中，分路电阻亦可设置在流经三相直流电DC的路径上。如图3所示，马达驱动电路200的分路电阻R2串接在正极Pt与全桥电路120之间，使得三相直流电DC流经分路电阻R2。更进一步来说，分路电阻R2的一端电连接正极Pt，且分路电阻R2的另一端电连接全桥电路120。积分器230电连接分路电阻R2，以侦测流经分路电阻R2的三相直流电DC。在本实施例中，积分器230电连接在分路电阻R2与全桥电路120之间，而积分器230亦可电连接在分路电阻R2与正极Pt之间，本发明对此不作限制。积分器230将积分三相直流电DC，以据此产生电流积分TAL2。

控制电路240电连接于积分器230与全桥电路120之间，且判断电流积分TAL2是否具有一低电流值，意即控制电路240判断电流积分TAL2的电流值，以据此判断马达MT2是否运转于欠相状况。因此，当电流积分TAL2具有低电流值时，控制电路240将判断马达MT2运转于欠相状况，进而停止运转马达MT2。而当电流积分TAL2的电流值为一定值(如图2B的电流积分的电流值为15安培)时，控制电路240将判断马达MT2运转于一正常状况，并继续运转马达MT2。

而有关控制电路240判断电流积分TAL2是否具有低电流值，以及警示装置250的实施方式，大致上与控制电路140判断电流积分TAL1是否具有低电流值的实施方式，以及警示装置150的实施方式相同，故在此不再赘述。

故由上述可知，积分器将可通过分路电阻来侦测并积分三相直流电以产生电流积分，且控制电路可在电流积分具有低电流值时判断马达运转于欠相状况，并停止运转马达，以避免因欠相状况而产生过大的电流，进而毁损马达驱动电路。

由上述的实施例，本发明可以归纳出一种侦测输出欠相的方法，适用于上述实施例所述的马达驱动电路100与200。为了方便说明，以下以马达驱动电路100驱动马达MT1，并判断马达MT1是否运转于一欠相状况来做说明。请参考图4并同时参照图1与图3。首先，马达驱动电路100接收一三相交流电AC，且将三相交流电AC转换为一三相直流电DC(步骤S410)。

接下来，马达驱动电路100将根据多个控制信号C1-C6进行相位切换，以由一正极Pt传送三相直流电DC至马达MT1，并接着由马达MT1回传三相直流电DC至负极Nt，以据此控制马达MT1的运转(步骤S420)。而有关步骤S420已于上述马达驱动电路100的实施例作说明。此外，所属技术领域具通常知识者应知马达驱动电路100进行相位切换以及马达MT1的运转的实施方式，故在此不再赘述。

再来，马达驱动电路100将检测流经正极Pt或负极Nt的三相直流电DC，且积分三项直流电DC以产生一电流积分(步骤S430)。而有关步骤S430已于上述马达驱动电路100的实施例作说明，故在此不再赘述。

在产生电流积分后，马达驱动电路100将进一步判断电流积分是否具有一低电流值，以据此判断马达MT1是否在一欠相状况中运转(步骤S440)。若马达驱动电路100判断电流积分具有低电流值，则判断马达MT1运转于一欠相状况。此时，马达驱动电路100将控制马达MT1停止运转，以避免马达MT1不正常运作(步骤S450)。反之，若马达驱动电路100判断电流积分不具有低电流值，则判断马达MT1运转于一正常状况。此时，马达驱动电路100将控制马达MT1继续运转，以维持马达MT1正常运作(步骤S460)。而有关步骤S440-S460已于上述马达驱动电路100的实施例作说明，故在此不再赘述。

综上所述，本发明实施例提供一种侦测输出欠相的马达驱动电路与方法。当马达驱动电路侦测到马达运转于一欠相状况时，停止运转马达，以避免马达驱动电路因欠相状况而产生过大的电流，进而毁损马达驱动电路。

以上所述仅为本发明的实施例，其并非用以局限本发明的专利范围。

Claims (10)

1.一种侦测输出欠相的马达驱动电路，用以驱动一马达，且判断该马达是否运转于一欠相状况，其特征在于，该马达驱动电路包括：

一三相整流器，具有一正极与一负极，接收一三相交流电，用以将该三相交流电转换为一三相直流电，并由该正极输出该三相直流电；

一全桥电路，耦接于该三相整流器与该马达之间，且根据多个控制信号进行相位切换，以由该正极传送该三相直流电至该马达，并由该马达回传该三相直流电至该负极，以据此控制该马达的运转；

一分路电阻，串接于该正极与该全桥电路之间或串接于该负极与该全桥电路之间；

一积分器，电连接该分路电阻，侦测流经该分路电阻的该三相直流电，且积分该三相直流电，以产生一电流积分；以及

一控制电路，电连接该积分器，且判断该电流积分是否具有一低电流值，且于该电流积分具有该低电流值时，该控制电路判断该马达运转于该欠相状况并停止运转该马达。

2.如权利要求1的马达驱动电路，其特征在于，若该积分器产生该电流值为0的该电流积分时，该控制电路判断该电流积分具有该低电流值。

3.如权利要求1的马达驱动电路，其特征在于，若该积分器持续一预定时间产生该电流值为0的电流积分时，该控制电路判断该电流积分具有该低电流值。

4.如权利要求1的马达驱动电路，其特征在于，若该积分器周期性地产生该电流值为0的该电流积分时，该控制电路判断该电流积分具有该低电流值。

5.如权利要求1的马达驱动电路，其特征在于，该全桥电路包括：

一第一桥臂，具有一第一开关与一第二开关，该第一开关的一端耦接该正极，该第一开关的另一端电连接该第二开关的一端，且该第二开关的另一端耦接该负极；以及

一第二桥臂，具有一第三开关与一第四开关，该第三开关的一端耦接该正极，该第三开关的另一端电连接该第四开关的一端，且该第四开关的另一端耦接该负极；

一第三桥臂，具有一第五开关与一第六开关，该第五开关的一端耦接该正极，该第五开关的另一端电连接该第六开关的一端，且该第六开关的另一端耦接该负极；

其中，若该控制电路判断该马达驱动器运转于该欠相状况时，产生低电平的所述多个控制信号，以据此截止该第一开关、该第二开关、该第三开关、该第四开关、该第五开关与该第六开关。

6.如权利要求1的马达驱动电路，其特征在于，还包括一警示装置，该警示装置耦接该控制电路，且于该控制电路判断该马达运转于该欠相状况时，执行一警示程序。

7.一种侦测输出欠相的方法，适用于一马达驱动电路，该马达驱动电路用以驱动一马达，且判断该马达是否运转于一欠相状况，其特征在于，该方法包括：

接收一三相交流电，且将该三相交流电转换为一三相直流电；

根据多个控制信号进行相位切换，以由一正极传送该三相直流电至该马达，并由该马达回传该三相直流电至一负极，以据此控制该马达的运转；

检测流经该正极或该负极的该三相直流电，且积分该三相直流电以产生一电流积分；以及

判断该电流积分是否具有一低电流值，并于该电流积分具有该低电流值时，判断该马达运转于该欠相状况，并停止运转该马达。

8.如权利要求7的侦测输出欠相的方法，其特征在于，于判断该电流积分是否具有该低电流值的步骤中，若该电流积分为0，则判断该电流积分具有该低电流值。

9.如权利要求7的侦测输出欠相的方法，其特征在于，于判断该电流积分是否具有该低电流值的步骤中，若该电流积分持续一预定时间为0，则判断该电流积分具有该低电流值。

10.如权利要求7的侦测输出欠相的方法，其特征在于，于判断该电流积分是否具有该低电流值的步骤中，若该电流积分周期性地为0，则判断该电流积分具有该低电流值。