CN1905348A - 马达控制方法及其装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种马达控制方法及其装置，其中该马达控制装置中设有一可编程集成电路，该可编程集成电路可接收一相位波信号，且该相位波信号的相位是依据该马达的一线圈组旋转切换的相位而产生；此外，该可编程集成电路是依据该相位波信号的周期产生一工作周期信号，且该工作周期信号包括有一递增占空比工作周期变化及一递减工作周期变化，同时对应于该相位波信号换向时的工作周期值为使该马达输入能量最低的一第一工作周期设定值；最后，将该工作周期信号输入至该线圈组，以调变该线圈组的切换导通，而能使该马达转动。

Description

马达控制方法及其装置

技术领域

本发明涉及一种马达控制方法及其装置，特别是涉及一种设置有一可编程集成电路而得以减少马达电气噪音及电流脉冲的控制方法及装置。

背景技术

现今控制马达的技术已臻成熟，常规技艺早已有利用电路来控制马达进行旋转运动的技术，不仅如此，更可通过利用此电路来改变马达转速、限制马达转速及其它控制马达的功能。

目前常规的马达控制电路大抵由一脉宽调变产生装置、一马达驱动装置、一霍尔组件及一线圈切换装置所组成，其中该马达驱动装置接收一由脉宽调变产生装置所产生的脉宽调变信号(PWM信号)，经处理后产生一驱动信号至该线圈切换装置，而后该线圈切换装置会依序将驱动信号输入至一马达的线圈组中，使线圈组在两个相邻的相位之间切换电流方向，而达到马达持续转动的目的。

此外，该霍尔组件电连接于该马达与该马达驱动装置之间，用以侦测该马达所产生的信号，进而产生一相位波信号以传送至该马达驱动装置之中，请参阅图1A、图1B及图1C所示，该相位波信号P_PULSE可为一方波，当方波在换向时，因为常规马达驱动电路设定的工作周期信号P_DUTY(Duty Cycle％)的值皆为固定(图1B)，故在换向时该脉宽调变信号P_PWM仍有导通/关闭的变化(图1C)，如此将造成马达在换向时产生非常大的噪音以及电流脉冲，特别是当应用于一风扇马达时，太大的噪音会使得风扇马达的应用受到限制。

发明内容

因此，为解决上述问题，本发明提出了一种马达控制方法，其主要是通过将脉宽调变信号对应于相位波信号换向时的工作周期，调整至能使该马达输入能量最低的一第一工作周期设定值，而得以使相位转换时可得到缓升及缓降的效果，因而降低马达产生噪音及电流脉冲的可能。

根据本发明的目的，提出了一种马达控制装置，该马达控制装置用以驱动一马达运转，且该马达控制装置内设置有一可编程集成电路，其用以接收与该马达的一线圈组旋转切换相位相同的一相位波信号，且该可编程集成电路可依据该相位波信号的周期产生一工作周期信号，该工作周期信号对应于相位波信号换向时的工作周期值为能使该马达输入能量最低的一第一工作周期设定值，而使得相位转换时得到缓升及缓降的效果，致使该马达噪音及电流脉冲减少。

为让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举一优选实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1A为马达回授的相位波信号。

图1B为常规固定工作周期的示意波形。

图1C为依据图1B而对应的脉宽调变信号。

图2为本发明控制方法的控制流程图。

图3A为马达回授的相位波信号。

图3B为第一优选实施例的工作周期信号的示意波形。

图3C为依据该图3B而对应的脉宽调变信号。

图4A为马达回授的相位波信号。

图4B为第二优选实施例的工作周期信号的示意波形。

图4C为依据该图4B而对应的脉宽调变信号。

图5A为马达回授的相位波信号。

图5B为第三优选实施例的工作周期信号的示意波形。

图5C为依据该图5B而对应的脉宽调变信号。

图6A为马达回授的相位波信号。

图6B为第四优选实施例的工作周期信号的示意波形。

图7A为马达回授的相位波信号。

图7B为第五优选实施例的工作周期信号的示意波形。

图8A为马达回授的相位波信号。

图8B为第六优选实施例的工作周期信号的示意波形。

图9A为马达回授的相位波信号。

图9B为第七优选实施例的工作周期信号的示意波形。

图10A为马达回授的相位波信号。

图10B为第八优选实施例的工作周期信号的示意波形。

图11A为马达回授的相位波信号。

图11B为第九优选实施例的工作周期信号的示意波形。

图12A为马达回授的相位波信号。

图12B为第十优选实施例的工作周期信号的示意波形。

图13A为马达回授的相位波信号。

图13B为第十一优选实施例的工作周期信号的示意波形。

图14A为马达回授的相位波信号。

图14B为第十二优选实施例的工作周期信号的示意波形。

图15A为马达回授的相位波信号。

图15B为第十三优选实施例的工作周期信号的示意波形。

图16A为马达回授的相位波信号。

图16B为第十四优选实施例的工作周期信号的示意波形。

图17A为马达回授的相位波信号。

图17B为第十五优选实施例的工作周期信号的示意波形。

图18A为马达回授的相位波信号。

图18B为第十六优选实施例的工作周期信号的示意波形。

图19为本发明应用于硬件电路的第一优选实施例。

图20为本发明应用于硬件电路的第二优选实施例。

图21为本发明应用于硬件电路的第三优选实施例。

图22为本发明应用于硬件电路的第四优选实施例。

图23为本发明应用于硬件电路的第五优选实施例。

图24为本发明应用于硬件电路的第六优选实施例。

主要组件符号说明

S1控制步骤一                    S2控制步骤二

S3控制步骤三

P_PLUSE相位波信号          P_DUTY工作周期信号

P_COM比较信号              P_PWM脉宽调变信号

10马达控制装置            11驱动器

12可编程集成电路          20霍尔组件

30感测装置                40脉宽调变信号产生器

50线圈切换装置            60线圈组

70风扇

具体实施方式

本发明主要是通过一可编程集成电路以对一马达作控制，其中该马达可实施为一无刷直流马达或一有刷直流马达，而请参照图2所示，本发明的控制方法包括：

S1：接收一相位波信号，该相位波信号可由一电连接于该可编程集成电路与该马达之间的霍尔组件回授产生，也就是说，该相位波信号的相位可与该马达的一线圈组旋转切换时的相位相同，当然也有可能是超前或落后的相位；另外，该相位波信号亦可由使用者依需求预先由外部输入；

S2：依据该相位波信号的周期大小，该可编程集成电路产生一对应的工作周期信号，值得注意的是，该工作周期信号对应于该相位波信号换向时的工作周期皆为能使该马达输入能量最低的一第一工作周期设定值；

S3：将工作周期信号输入至该马达的一线圈组，而得以调变该线圈组的切换导通。

以下，列举数个可达成此控制方法的实施方式。

参照图3A、图3B及图3C，为本发明第一优选实施例，其中该图3A表示一相位波信号的半周期，而该图3B为工作周期信号的示意波形，而该图3C则为依据该工作周期信号所对应的脉宽调变信号，其中，本发明的工作周期信号P_DUTY所形成的波形可为一三角波的变化，其工作周期由一第一工作周期设定值D₀(介于0％～100％之间的任意值)开始递增至一第二工作周期设定值D₁(介于D₀～100％之间的任意值，它是依照该马达所需最高输入能量来设计)，而后再由该第二工作周期设定值D₁开始递减至该第一工作周期设定值D₀，且其递增与递减的斜率相同。

此外，若将该脉宽调变信号P_PWM对应该相位波信号P_PLUSE半周期细分为T₁、T₂、…、T_n-1、T_n、T_n+1、…、T_2n-1、T_2n，且定义工作周期开启时为T_a，而工作周期关闭时为T_b，则如图3C所示，该T_a与T_b的关系可如以下比较式所示：

1.T_a，1＜T_a，2＜…＜T_a，n-1＜T_a，n＞T_a，n+1＞…＞T_a，2n-1＞T_a，2n。

2.T_b，1＞T_b，2＞…＞T_b，n-1＞T_b，n＜T_b，n+1＜…＜T_b，2n-1＜T_b，2n。

也就是说，在靠近相位波信号换向时的开启时间都较短，而另外值得注意的是，在相位波信号P_PLUSE换向的同时，该工作周期信号P_DUTY的工作周期值皆为该第一工作周期设定值D₀，也就是说在换向时，输入至该线圈组的能量最低或甚至可为零，因而使得该马达在此换向时间内为最低速转动或仅依其惯性转动而通过转矩，如此一来，即可减少因反电动势及马达转矩所产生的电气噪音及电流脉冲。

请再参阅图4A、图4B及图4C，为本发明的第二优选实施例，在本实施例中，该工作周期信号P_DUTY所形成的波形可为一梯形波的变化，其工作周期由该第一工作周期设定值D₀(介于0％～100％之间的任意值)开始递增至该第二工作周期设定值D₁(介于D₀～100％之间的任意值)，而后维持该第二工作周期设定值D₁一段时间后，再由该第二工作周期设定值D₁开始递减至该第一工作周期设定值D₀，且其递增与递减的斜率相同。

此外，若将该脉宽调变信号P_PWM对应该相位波信号P_PLUSE半周期细分为T₁、T₂、…、T_n-1、T_n、T_n+1、…、T_2n-1、T_2n，且定义工作周期开启时为T_a，而工作周期关闭时为T_b，则如图4C所示，该T_a与T_b的关系可如以下比较式所示：

1.T_a，1＜T_a，2＜…＝T_a，n-1＝T_a，n＝T_a，n+1＝…＞T_a，2n-1＞T_a，2n。

2.T_b，1＞T_b，2＞…＝T_b，n-1＝T_b，n＝T_b，n+1＝…＜T_b，2n-1＜T_b，2n。

本实施例与前述实施例的差异在于本实施例的递增及递减的斜率相对较大，且其在递增与递减之间维持有一段时间为固定的第二工作周期设定值D₁，此一差异，主要是为了应用在不同于第一优选实施例的马达的转速控制形态，无论如何，因为在本实施例中，该相位波信号P_PLUSE在换向时，该工作周期信号P_DUTY的工作周期值亦为该第一工作周期设定值D₀，故也可减少因反电动势及马达转矩所产生的电气噪音及电流脉冲。

请再参阅图5A、图5B及图5C，为本发明的第三优选实施例，在本实施例中，该工作周期信号P_DUTY所形成的波形可为一正弦波的变化，其工作周期是由该第一工作周期设定值D₀(介于0％～100％之间的任意值)开始递增至该第二工作周期设定值D₁(介于D₀～100％之间的任意值)，又再由该第二工作周期设定值D₁开始递减至该第一工作周期设定值D₀，且其递增与递减的弧度相同。

此外，若将该脉宽调变信号P_PWM对应该相位波信号P_PLUSE半周期细分为T₁、T₂、…、T_n-1、T_n、T_n+1、…、T_2n-1、T_2n，且定义工作周期开启时为T_a，而工作周期关闭时为T_b，则如图5C所示，该T_a与T_b的关系可如以下比较式所示：

1.T_a，1＜T_a，2＜…＜T_a，n-1＜T_a，n＞T_a，n+1＞…＞T_a，2n-1＞T_a，2n。

2.T_b，1＞T_b，2＞…＞T_b，n-1＞T_b，n＜T_b，n+1＜…＜T_b，2n-1＜T_b，2n。

本实施例与前述实施例的差异在于本实施例的递增及递减非为线性，而是呈现一正弦的变化，此一差异，主要也是为了应用在不同的马达转速控制形态，无论如何，因为在本实施例中，该相位波信号P_PLUSE在换向时，该工作周期信号P_DUTY的工作周期值也为该第一工作周期设定值D₀，故亦可减少因反电动势及马达转矩所产生的电气噪音及电流脉冲。

在此必须说明的是，上述第一至第三优选实施例所界定的可使该马达输入能量最低的该第一工作周期设定值D₀，其是介于0％至该第二工作周期设定值D₁之间，如果通过反相输入的观念来设计，亦可将该第一工作周期设定值设计为介于该第二工作周期设定值至100％之间，此时，该D₁即为该第一工作周期设定值，而该D₀即为该第二工作周期设定值，此一相反实施的变化，则是熟悉本申请技术特征后可轻易推衍而得，故不另作赘述，然而为使说明上的方便性及简易性，以下各实施例的说明仍以该第一至第三优选实施例的规则叙述。

请再参照图6A及图6B，为本发明的第四优选实施例，在本实施例中，该工作周期信号P_DUTY所形成的波形为一三角波的变化，其与第一优选实施例的差异，主要是在于该工作周期信号P_DUTY系先维持该第一工作周期设定值D₀一段时间(T_d)后，开始做该第一工作周期设定值D₀递增至该第二工作周期设定值D₁及由该第二工作周期设定值D₁递减至该第一工作周期设定值D₀的调变，且为求对称性，由该第二工作周期设定值D₁递减至该第一工作周期设定值D₀时将维持一段时间(T_d)，再开始作下一阶段的换向调变。

值得注意的是，在本实施例当中，由该第一工作周期设定值D₀递增至该第二工作周期设定值D₁及由该第二工作周期设定值D₁递减至该第一工作周期设定值D₀的调变的斜率皆相同，其计算方式如下所示：

m＝(D₁-D₀)/(T_a/2-T_d)；

其中该T_a为相位波信号P_PLUSE半周期的时间，T_d为定值(范围为0～T_a/2)，该第一工作周期设定值D₀和该第二工作周期设定值D₁为定值(范围为0％～100％，且D₁＞D₀)。

因为本实施例在相位波信号P_PLUSE换向时，更延迟了二倍T_d的时间，如此更能确保换向时不致因反电动势及马达转矩而产生电气噪音及电流脉冲，故本实施例能得到较佳减少噪音及脉冲的效果。

请再参照图7A及图7B，为本发明的第五优选实施例，在本实施例中，该工作周期信号P_DUTY所形成的波形亦为一三角波的变化，其与第四优选实施例的差异，主要在于该工作周期信号P_DUTY的递增斜率(m₁)不同于递减斜率(m₂)，其中该递增斜率(m₁)及递减斜率(m₂)的计算方式如下所示。

m₁＝(D₁-D₀)/(T_a/2-T_d)；而m₂即m₁加或减一修正量；

其中该T_a为相位波信号P_PLUSE半周期的时间，T_d为定值(范围为0～T_a/2)，该第一工作周期设定值D₀和该第二工作周期设定值D₁为定值(范围为0％～100％，且D₁＞D₀)。

本实施例中，其调整不同斜率可供适用于不同于第四优选实施例的马达，当然并不限定递增斜率(m₁)大于递减斜率(m₂)，亦可相反实施，无论如何，其在相位波信号P_PLUSE换向时，皆使得工作周期值降为该第一工作周期设定值D₀，故皆可确保换向时不致因反电动势及马达转矩而产生电气噪音及电流脉冲。

请再参照图8A及图8B，为本发明的第六优选实施例，在本实施例中，该工作周期信号P_DUTY所形成的波形为一梯形波的变化，其与第二优选实施例的差异，主要在于该工作周期信号P_DUTY先维持该第一工作周期设定值D₀一段时间(T_d)后，开始做该第一工作周期设定值D₀递增至该第二工作周期设定值D₁及由该第二工作周期设定值D₁递减至该第一工作周期设定值D₀的调变，且为求对称性，由该第二工作周期设定值D₁递减至该第一工作周期设定值D₀时也将维持该第一工作周期设定值D₀一段时间，开始等待做下一阶段的换向调变。

值得注意的是，在本实施例当中，由该第一工作周期设定值D₀递增至该第二工作周期设定值D₁及由该第二工作周期设定值D₁递减至该第一工作周期设定值D₀的调变的斜率皆相同，其计算方式如下所示：

m＝(D₁-D₀)/(T_a/2-T_d-T_c)；

其中该T_a为相位波信号P_PLUSE半周期的时间，T_d为定值(范围为0～T_a/2)，该第一工作周期设定值D₀和该第二工作周期设定值D₁为定值(范围为0％～100％，且D₁＞D₀)。

必须补充说明的是，在本实施例中，当递增至该第二工作周期设定值D₁时即维持锁定，且经可编程集成电路判断是否时间已达到T_a/2，若已达到即储存此段时间(T_c)，之后当重复一次T_c的时间时，才会开始由该第二工作周期设定值D₁递减至该第一工作周期设定值D₀。

本实施例的控制方法，其主要是为了应用在不同于第二优选实施例的马达的转速控制形态，当其在相位波信号P_PLUSE换向时，能使工作周期值降为该第一工作周期设定值D₀的功效皆与前述实施例相同，故在此不另作赘述。

请再参照图9A及图9B，为本发明的第七优选实施例，在本实施例中，该工作周期信号P_DUTY所形成的波形为一三角波的变化，其与第四优选实施例的差异，主要在于该工作周期信号P_DUTY转折点的设定值改为一中速工作周期设定值D_n，其中该中速工作周期设定值D_n为介于该第一工作周期设定值D₀至该第二工作周期设定值D₁中间；因此，在本实施例当中，其递增及递减的斜率m的计算方式如下所示：

m＝(D_n-D₀)/(T_a/2-T_d)；

其中该T_a为相位波信号P_PLUSE半周期的时间，T_d为定值(范围为0～T_a/2)，该第一工作周期设定值D₀和该中速工作周期设定值D_n为定值(范围为0％～100％，且D_n＞D₀)。

本实施例的控制方法，其主要是为了应用在不同于第四优选实施例的马达的转速控制形态，当其在相位波信号P_PLUSE换向时，能使工作周期值降为该第一工作周期设定值D₀的功效皆与前述实施例相同，故在此不另作赘述。

请再参照图10A及图10B，为本发明的第八优选实施例，在本实施例中，该工作周期信号P_DUTY所形成的波形仍为一梯形波的变化，其与第六优选实施例的差异，主要在于本实施例中该可编程集成电路是将判断时间是否已达T_a/2-T_e，若到达即将此时间点到递增至该第二工作周期设定值D₁的时间范围定义为T_c，其中该T_e也为一由可编程集成电路所设定的时间值；因此，在本实施例当中，由该第一工作周期设定值D₀递增至该第二工作周期设定值D₁的斜率的计算方式如下所示：

m＝(D₁-D₀)/(T_a/2-T_d-T_c-T_e)；

其中该T_a为相位波信号P_PLUSE半周期的时间，T_d为定值(范围为0～T_a/2)，该第一工作周期设定值D₀和该第二工作周期设定值D₁为定值(范围为0％～100％，且D₁＞D₀)。

必须补充说明的是，在本实施例中，其由该第二工作周期设定值D₁递减至该第一工作周期设定值D₀的斜率也与递增的斜率相同，故不另赘述。

另外，本实施例中，当由该第一工作周期设定值D₀递增至该第二工作周期设定值D₁时即维持锁定，且经可编程集成电路判断是否时间已达到T_c，若已达到即储存此段时间(T_c)，之后当重复一次T_c的时间时，才会开始由该第二工作周期设定值D₁递减至该第一工作周期设定值D₀。

本实施例的控制方法，其主要是缩短了维持该第二工作周期设定值D₁的时间而增加维持该第一工作周期设定值D₀的时间，其仅是为了应用在不同于第六优选实施例的马达的转速控制形态，当其在相位波信号P_PLUSE换向时，能使工作周期值降为该第一工作周期设定值D₀的功效皆与前述实施例相同，故在此不另作赘述。

请再参照图11A及图11B，为本发明的第九优选实施例，在本实施例中，该工作周期信号P_DUTY所形成的波形为一三角波的变化，其与第七优选实施例的差异，主要在于将转折点超前一段时间T_e，其中该T_e为一由可编程集成电路所设定的时间值，因此，在本实施例当中，由该第一工作周期设定值D₀递增至该中速工作周期设定值D_n的斜率的计算方式如下所示：

m＝(D_n-D₀)/(T_a/2-T_d-T_e)；

其中该T_a为相位波信号P_PLUSE半周期的时间，T_d为定值(范围为0～T_a/2)，该第一工作周期设定值D₀和该中速工作周期设定值D_n为定值(范围为0％～100％，且D_n＞D₀)。

必须补充说明的是，在本实施例中，其由该中速工作周期设定值D_n递减至该第一工作周期设定值D₀的斜率亦与递增的斜率相同，故不另赘述。

本实施例的控制方法，其主要是通过超前一段时间T_e而使得递减变化后该第一工作周期设定值D₀的维持时间可较递增变化前该第一工作周期设定值D₀的维持时间更长，然而此一实施仅是为了应用在不同于第七优选实施例的马达的转速控制形态，其在相位波信号P_PLUSE换向时，能使工作周期值降为该第一工作周期设定值D₀的功效皆与前述实施例相同，故在此不另作赘述。

请再参照图12A及图12B，为本发明的第十优选实施例，在本实施例中，该工作周期信号P_DUTY所形成的波形为一梯形波的变化，其与第八优选实施例的差异，主要在于本实施例中该可编程集成电路是将判断时间是否已达T_a/2+T_e，若到达即将此时间点到递增至该第二工作周期设定值D₁的时间范围定义为T_c，其中该T_e亦为一由可编程集成电路所设定的时间值；因此，在本实施例当中，由该第一工作周期设定值D₀递增至该第二工作周期设定值D₁的斜率的计算方式如下所示：

m＝(D₁-D₀)/[T_a/2-T_d-(T_c-T_e)]；

其中该T_a为相位波信号P_PLUSE半周期的时间，T_d为定值(范围为0～T_a/2)，该第一工作周期设定值D₀和该第二工作周期设定值D₁为定值(范围为0％～100％，且D₁＞D₀)。

必须补充说明的是，在本实施例中，其由该第二工作周期设定值D₁递减至该第一工作周期设定值D₀的斜率亦与递增的斜率相同，故不另赘述。

本实施例的控制方法，其主要是缩短了维持该第二工作周期设定值D₁的时间而增加维持该第一工作周期设定值D₀的时间，且此实施例是增加了递增变化前的维持该第一工作周期设定值D₀的时间，然而此一实施仅是为了应用在不同于第八优选实施例的马达的转速控制形态，其在相位波信号P_PLUSE换向时，能使工作周期值降为该第一工作周期设定值D₀的功效皆与前述实施例相同，故在此不另作赘述。

请再参照图13A及图13B，为本发明的第十一优选实施例，在本实施例中，该工作周期信号P_DUTY所形成的波形为一三角波的变化，其与第九优选实施例的差异，主要在于增加将转折点落后一段时间T_e，其中该T_e为一由可编程集成电路所设定的时间值，因此，在本实施例当中，由该第一工作周期设定值D₀递增至该中速工作周期设定值D_n的斜率的计算方式如下所示：

m＝(D_n-D₀)/(T_a/2-T_d+T_e)；

其中该T_a为相位波信号P_PLUSE半周期的时间，T_d为定值(范围为0～T_a/2)，该第一工作周期设定值D₀和该中速工作周期设定值D_n为定值(范围为0％～100％，且D_n＞D₀)。

必须补充说明的是，在本实施例中，其由该中速工作周期设定值D_n递减至该第一工作周期设定值D₀的斜率亦与递增的斜率相同，故不另赘述。

本实施例的控制方法，其主要是通过延迟一段时间T_e而使得递增变化前该第一工作周期设定值D₀的维持时间可较递减变化后该第一工作周期设定值D₀的维持时间更长，然而此一实施仅是为了应用在不同于第九优选实施例的马达的转速控制形态，当其在相位波信号P_PLUSE换向时，能使工作周期值降为该第一工作周期设定值D₀的功效皆与前述实施例相同，故在此不另作赘述。

请再参照图14A及图14B，为本发明的第十二优选实施例，在本实施例中，该工作周期信号P_DUTY所形成的波形为一正弦波的变化，其与第三优选实施例的差异，主要在于该工作周期信号P_DUTY先维持该第一工作周期设定值D₀一段时间(T_d)后，开始做该第一工作周期设定值D₀递增至该第二工作周期设定值D₁及由该第二工作周期设定值D₁递减至该第一工作周期设定值D₀的调变，且为求对称性，由该第二工作周期设定值D₁递减至该第一工作周期设定值D₀时亦将维持一段时间(T_d)，开始作下一阶段的换向调变。

在此值得注意的是，在本实施例当中，由该第一工作周期设定值D₀递增至该第二工作周期设定值D₁及由该第二工作周期设定值D₁递减至该第一工作周期设定值D₀的调变的斜率因于每一个时间范围内皆不相同，故在此先定义递增时间可分为T₁、T₂、…、T_n数个范围，且其对应有数个斜率值m₁、m₂、…、m_n，而该些斜率的计算方式如下所示：

m_k＝(D₁-D₀)*{sin[(π/2)*(k/n)}；

其中该k＝1，2，3…n，T_d为定值(范围为0～T_a/2)，该第一工作周期设定值D₀和该第二工作周期设定值D₁为定值(范围为0％～100％，且D₁＞D₀)。

本实施例的控制方法，其主要是为了应用在不同于第三优选实施例的马达的转速控制形态，当其在相位波信号P_PLUSE换向时，因延迟了二倍T_d的时间，仍得以确保换向时不致因反电动势及马达转矩而产生电气噪音及电流脉冲，故本实施例亦可达如同第三优选实施例的效果。

请再参照图15A及图15B，为本发明的第十三优选实施例，在本实施例中，该工作周期信号P_DUTY所形成的波形亦为一正弦波的变化，其与第十二优选实施例的差异，主要在于将该工作周期信号P_DUTY在下一次换向时，将其减去一个位移值D_diff，如此一来，该可编程集成电路可通过设定该位移值D_diff的大小，而调整斜率及运算后的工作周期值。

另外值得注意的是，在本实施例当中，其斜率的计算方式如下所示：

m_k＝(D_an-D_ak)*{sin[(π/2)*(k/n)}；

其中该k＝1，2，3…n，an为可调整的参数，T_d为定值(范围为0～T_a/2)，D_a1～D_an为定值(范围为0％～100％，且D_a1＜D_a2＜…＜D_an)。

本实施例的控制方法，其主要是为了应用在不同于第十二优选实施例的马达的转速控制形态，当其在相位波信号P_PLUSE换向时，仍得以确保换向时不致因反电动势及马达转矩而产生电气噪音及电流脉冲，故本实施例亦可达到如同第十二优选实施例的效果。

请再参照图16A及图16B，为本发明的第十四优选实施例，在本实施例中，该工作周期信号P_DUTY所形成的波形为一包含上升阶及下降阶的波形变化，其与第十二优选实施例的差异，主要在于任一设定时间范围(T₁、T₂、…、T_n)内，其工作周期的值皆为固定(D_a1、D_a2、…、D_an)，此一控制方法，其主要是为了应用在不同于第十二优选实施例的马达的转速控制形态，当其在相位波信号P_PLUSE换向时，能使工作周期值降为该第一工作周期设定值D₀的功效皆与前述实施例相同，故在此不另作赘述。

请再参照图17A及图17B，为本发明的第十五优选实施例，在本实施例中，该工作周期信号P_DUTY所形成的波形为一不规则的波形变化，此一控制方法，其主要是为了应用在不同于前述各优选实施例的马达的转速控制形态，当其在相位波信号P_PLUSE换向时，能使工作周期值降为该第一工作周期设定值D₀的功效皆与前述实施例相同，故在此亦不另作赘述。

请再参照图18A及图18B，为本发明的第十六优选实施例，在本实施例中，该工作周期信号P_DUTY所形成的波形为一梯形波的变化，其与第六优选实施例的差异，主要在于可调参数的不同，在本实施例中，可针对该第二工作周期设定值D₁做调整(介于D₀～100％之间的任意值)，且因此使得该T_a及T_b同时产生变化；在此值得注意的是，调高该第二工作周期设定值D₁可令转速上升而令该T_a缩短，反之调低该第二工作周期设定值D₁可转速下降而令该T_a增长，而因为设计上一般皆是固定一个比例值M＝T_b/T_a，因此T_b亦将随着T_a的改变而增长或缩短。

此外，另需注意的是，该比例值M可依使用者不同需求而作变化，且因此将产生出不同于图18B的波形，例如将该比例值M设定为1/2时(即T_b刚好为T_a之一半)，该工作周期信号P_DUTY即可对应为一三角波形，且此时该马达为最第一运转，而将该比例值M设定为0时(即T_b为零)，该工作周期信号P_DUTY即可对应为一方波波形(即与第18A图相同)，且此时该马达即为全速运转，当此状态下无法达成“相位波信号P_PLUSE换向时，能使工作周期值降为该马达的一第一工作周期设定值”的功效，因此实际操作上并不会将比例值M设定为零，一般皆是将该比例值M设定在0～1/2之间，而使该工作周期信号P_DUTY得具有上升及下降的波形变化，以及达到换向时工作周期值降为该马达的一第一工作周期设定值的功效。

上述各种不同的马达控制方法，其皆可应用于以下各种不同的硬件电路。

请参照图19，为本发明应用于硬件电路的第一优选实施例，其中本发明的可编程集成电路设置于一马达控制装置10当中，该马达控制装置10可接收由一霍尔组件20所产生的一相位波信号P_PLUSE，以及由一感测装置30侦测温度后所产生的一比较信号P_COM，以及由一脉宽调变信号产生器40所产生的一脉宽调变信号P_PWM，且该可编程集成电路即可对该脉宽调变信号P_PWM作工作周期的调整，并将所产生的工作周期信号P_DUTY输出至一全桥模式的线圈切换装置50，而后该线圈切换装置50会依序将该工作周期信号P_DUTY输入至一马达(未标号)的线圈组60中，使线圈组60在两个相邻的相位之间切换电流方向，而达到马达持续转动的目的。

请参照图20，为本发明应用于硬件电路的第二优选实施例，其中本实施例与前述实施例的差异仅在于该马达控制装置10与该线圈切换装置50的连接方式不同，但其可达成的功效相同，故在此即不另作赘述。

请参照图21，为本发明应用于硬件电路的第三优选实施例，其中本实施例与前述二种实施例的差异，仅在于本实施例的马达控制装置10改连接于一半桥模式的线圈切换装置50，但其可达成功效相同，故在此不另作赘述。

请参照图22，为本发明应用于硬件电路的第四优选实施例，其中本实施例与第一优选实施例的差异，仅在于本实施例取消了该霍尔组件20的设置，其改以直接由该线圈切换装置50回授一相位波信号P_PULSE至该马达控制装置10，此一改变并不致影响本发明所欲达成的功效，故在此即不另作赘述。

请参照图23，为本发明应用于硬件电路的第五优选实施例，其中本实施例与前述各实施例的差异，在于本实施例中该马达控制装置10包括有一驱动器11及一可编程集成电路12，而该可编程集成电路12可单独接收该霍尔组件20的相位波信号P_PLUSE、该感测装置30的比较信号P_COM及该脉宽调变信号P_PWM，再经由该可编程集成电路12产生该工作周期信号P_DUTY后，即可输入至该驱动器11，并由该驱动器11控制该线圈切换装置50，此一实施方式的不同，并不致影响本发明所欲达成的功效，故在此即不另作赘述。

请参照图24，为本发明应用于硬件电路的第六优选实施例，其中本实施例与前述各实施例的差异，在于本实施例的马达控制装置10可分别连接至数个设有马达的风扇70，借此，因为单一马达已减少了噪音的产生，故能使得多组风扇70同时设置时所产生的噪音相较于常规而大幅减低，而使本发明的功效更显卓越。

以上所述仅为示例性，而非限制性。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于后附的权利要求中。

Claims (36)

1.一种马达控制方法，其是通过一可编程集成电路以对一马达控制，而其控制步骤包括有：

接收一相位波信号，其中该相位波信号是依据马达的一线圈组旋转切换时的相位而产生；

依据该相位波信号的周期产生一工作周期信号，且该工作周期信号对应于该相位波信号换向时的工作周期值为使该马达输入能量最低的一第一工作周期设定值；

将该工作周期信号输入至该马达的一线圈组，借以调变该线圈组的切换导通。

2.如权利要求1所述的马达控制方法，其中在该工作周期信号中，是具有相对于该第一工作周期设定值的一第二工作周期设定值，且该第一工作周期设定位值介于该第二工作周期设定值与0％之间，且该工作周期信号趋近100％时的马达输入能量高于趋近0％时的马达输入能量。

3.如权利要求1所述的马达控制方法，其中在该工作周期信号中，是具有相对于该第一工作周期设定值的一第二工作周期设定值，且该第一工作周期设定位值介于该第二工作周期设定值与100％之间，且该工作周期信号趋近0％时的马达输入能量高于趋近100％时的马达输入能量。

4.如权利要求1所述的马达控制方法，其中该相位波信号的相位与该线圈组旋转切换时的相位为相同、超前或落后其中之一。

5.如权利要求1所述的马达控制方法，其中在该可编程集成电路与该马达之间设置有一霍尔组件，而该霍尔组件可接收该马达的一回授信号，而产生一相位波信号至该可编程集成电路。

6.如权利要求1所述的马达控制方法，其中该相位波信号可依使用者需求而由外部输入。

7.如权利要求1所述的马达控制方法，其中该工作周期信号包括有一递增工作周期变化及一递减工作周期变化，且该工作周期信号递增变化的起点及递减变化的终点的值皆为该第一工作周期设定值。

8.如权利要求7所述的马达控制方法，其中该工作周期信号具有一第二工作周期设定值，其乃是递增及递减的转折点，且其为该马达所需最高输入能量时的工作周期值。

9.如权利要求8所述的马达控制方法，在该工作周期信号中，是具有相对于该第一工作周期设定值的一第二工作周期设定值，且该第一工作周期设定位值介于该第二工作周期设定值与0％之间。

10.如权利要求8所述的马达控制方法，在该工作周期信号中，是具有相对于该第一工作周期设定值的一第二工作周期设定值，且该第一工作周期设定位值介于该第二工作周期设定值与100％之间。

11.如权利要求8所述的马达控制方法，其中该第二工作周期设定值为一可调值，且调高该第二工作周期设定值是可调升该马达的转速，调低该第二工作周期设定值是可调降该马达的转速。

12.如权利要求11所述的马达控制方法，其中调变该第二工作周期设定值可使得该递增及递减的时间产生变化。

13.如权利要求8所述的马达控制方法，其中该工作周期信号在该相位波信号换向时先延迟一段时间再开始作工作周期的递增变化，且于工作周期递减变化后亦维持一段相同的时间才达到该相位波信号的次一换向时间点。

14.如权利要求13所述的马达控制方法，其中通过缩短该第二工作周期设定值的时间，以增加该工作周期递增或递减变化后维持的时间。

15.如权利要求8所述的马达控制方法，其中该工作周期信号的转折点可提早，而使工作周期递减变化后维持时间较工作周期递增变化前维持时间更长。

16.如权利要求8所述的马达控制方法，其中该工作周期信号的转折点可延迟，而使工作周期递增变化前维持时间较工作周期递减变化后维持时间更长。

17.如权利要求7所述的马达控制方法，其中该工作周期信号为一三角波、一梯形波、一正弦波或一不规则的波形的变化。

18.如权利要求17所述的马达控制方法，其中该工作周期信号的递增变化时的斜率可加入一修正量，而使其斜率大于该工作周期信号的递减变化时的斜率。

19.如权利要求17所述的马达控制方法，其中该工作周期信号的递减变化时的斜率可加入一修正量，而使其斜率大于该工作周期信号的递增变化时的斜率。

20.如权利要求17所述的马达控制方法，其中该工作周期信号为一梯形波的变化时，其递增变化至一第二工作周期设定值后，是将维持该第二工作周期设定值一段时间后开始作递减变化，而该第二工作周期设定值为该马达所需最高输入能量时的工作周期值。

21.如权利要求17所述的马达控制方法，其中该工作周期信号是可减去一位移值，而产生不同的斜率及运算后的工作周期值。

22.如权利要求1所述的马达控制方法，其中该工作周期信号为一包含有上升阶及下降阶的波形变化，而使其任一设定时间范围内的工作周期值皆为固定。

23.如权利要求1所述的马达控制方法，其中该工作周期信号是具有一递增及递减的转折点，且该转折点为该马达所需最高工作输入能量时的工作周期值。

24.一种马达控制装置，其是用以驱动一马达运转，其中该马达控制装置内设有一可编程集成电路，该可编程集成电路是用以接收依据该马达的一线圈组旋转切换时的相位所产生的的一相位波信号，且该可编程集成电路系可依据该相位波信号的周期产生一工作周期信号，并借该工作周期信号以驱动该线圈组的切换导通动作，其中该工作周期信号对应于相位波换向时的工作周期值为使该马达输入能量最低的一第一工作周期设定值。

25.如权利要求24所述的马达控制装置，其中在该工作周期信号中，是具有相对于该第一工作周期设定值的一第二工作周期设定值，且该第一工作周期设定位值介于该第二工作周期设定值与0％之间，且工作周期信号趋近100％时的马达输入能量高于趋近0％时的马达输入能量。

26.如权利要求24所述的马达控制装置，其中在该工作周期信号中，是具有相对于该第一工作周期设定值的一第二工作周期设定值，且该第一工作周期设定位值介于该第二工作周期设定值与100％之间，且该工作周期信号趋近0％时的马达输入能量高于趋近100％时的马达输入能量。

27.如权利要求24所述的马达控制装置，其中该工作周期信号包括有一递增工作周期变化及一递减工作周期变化，且该工作周期信号递增变化的起点及递减变化的终点的值皆为该第一工作周期设定值。

28.如权利要求27所述的马达控制装置，其中该工作周期信号为一三角波、一梯形波、一正弦波或一不规则的波形的变化。

29.如权利要求24所述的马达控制装置，其中该工作周期信号为一包含有上升阶及下降阶的波形变化，而使其任一设定时间范围内的工作周期值皆为固定。

30.如权利要求24所述的马达控制装置，其中在该马达控制装置与该马达之间更设置有一线圈切换装置，其依序将该工作周期信号输入至该线圈组，以使该线圈组切换电流方向而驱动马达运转。

31.如权利要求30所述的马达控制装置，其中该线圈切换装置为全桥模式或半桥模式。

32.如权利要求24所述的马达控制装置，其中在该马达控制装置与该马达之间设置有一霍尔组件，而该霍尔组件可接收该马达的一回授信号，而产生一相位波信号至该可编程集成电路。

33.如权利要求32所述的马达控制装置，其中该马达控制装置更连接有一脉宽调变信号产生器，该脉宽调变信号产生器可产生该脉宽调变信号至该可编程集成电路，而该可编程集成电路可依据该脉宽调变信号及该相位波信号以产生该工作周期信号。

34.如权利要求33所述的马达控制装置，其中该马达控制装置更连接有一感测装置，该感测装置侦测温度后可产生一比较信号至该可编程集成电路，而该可编程集成电路可依据该相位波信号、该脉宽调变信号及该比较信号以产生该工作周期信号。

35.如权利要求34所述的马达控制装置，其中该马达控制装置内更包括有一驱动器，该可编程集成电路可将透过该驱动器以将该工作周期信号输入至该马达。

36.如权利要求24所述的马达控制装置，其中该马达控制装置可接至数个设有马达的风扇。

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