TW200901617A - Device for driving a motor - Google Patents

Description

200901617 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係提供一種驅動裝置，尤指一種控制單相馬達 進行轉動之驅動裝置。 【先前技術】 隨著電腦内部各種元件的功率越升越高，其發熱量也 越來越大。在這方面’以中央處理器（Central Processing Unit, CPU)最為突出。當CPU晶體管數目從386時代的幾十萬 顆，發展到當今P4時代的5000多萬顆時，其普通的 表面溫度都可以達到50〜8〇°C。而CPU内部則更是^達 80°C甚至於上百。C，這樣的CPU對散熱的要求也就越來越 高，由此電腦世界誕生出各式各樣的散熱設備，而其中最 普遍的方式就是利用馬達控制散熱風扇來進行散熱。 以往的散熱風扇係根據馬達控制裝置所提供的驅動電 流’來控制石馬風扇的轉速，不同大小的驅動電流，則备丐區 動散熱馬達產生不同的轉速，而達到不同程度的散熱效 果，但如何產生精確的驅動電流，讓散熱馬達能根據實際 的電子系統的溫度狀態，提供合適的馬達轉迷，已達成最 佳的散熱效果，已成為現今馬達系統的一種主要發展課題。 【發明内容】 本發明提供一種驅動裝置，用以控制一馬達進行轉 動，驅動裝置包含一輸入模組、一比較模組以及一處理模 0119-A2224丌 WF(N2):Prjnceton96l5 7 200901617 輸入杈組包含有一第一電流源、一第一電壓源以及~ 第電谷。第一電容耦接於第—電流源以及第一電壓源之 門用以進行充放電，以產生一電壓訊號。比較模組耦接 於輸入极'组’用以將一選擇訊號以及該電壓訊號進行比 幸ί ’產生一比較訊號。處理模組耗接於比較模、组，根據-時脈訊號以及比較訊號產生”控制訊號 。其中驅動裝置係 藉由控制訊號，控制該馬達進行轉動。 【實施方式1

閱第1圖以及第2圖’第1圖為本發明之驅動裝 置=不思圖。f 2圖為本發明之驅動裝置之訊號波形圖。 如第、1圖及第_2圖所不’本發明之驅動裝置，用以控制 -馬達（圖未示）進行轉動，驅動裝置iq包含—輸入模組 12 〃比較核組14以及一處理模址16。輸入模組包含 有-第-電流源IPWM、—第_電壓源％以及—第一電容 Q。第-電容Cl輕接於第—電流源&而以及第一電壓源 VH之間第電谷（^係用以進行充電或放電，以產生一 電壓訊號VP。比較模組14祕於輸人模組12，用以將一 選擇，號sSEL以及電M訊號Vp進行比較，產生—比較訊號 二處理，_接於比較模组14，處理模組16係根據 以及比較訊號Vs產生-控制訊號S_。 '、、:了:置係藉由控制訊號S _，控制該馬達(圖未 示）進行轉動。於—實施例中，比較模組^為—比較器， 驅動裝置1〇係設置於―積體電路中，此外，馬達（圖未示） 〇119-A22247TWF(N2)；Princeton9615 200901617 係為一單相馬達。 本發明之驅動裝置10另包含有一選擇模組20。選擇模 組20輕接於比較模組14 ’用以產生選擇訊號〜肛。選擇 模組20 &含有一第一比較器21〇 一第^以及— 第二開，SW2。第一比較器210用以將一第一輸入訊號Sth 以及=第二輸入訊號心_進行比較，產生一第一比較訊號 Sei。第一開關SWi耦接於第一比較器21〇之一輸入端，用 以根據第一比較訊號SE1的控制進行導通（〇N)或關閉 (OFF) ’以選擇性的輸入第一輸入訊號。第二開關sw〗 耦接於第比較态210之另一輸入端，用以根據第一比較 訊號SE1的控制進行導通或關閉，以選擇性的輸入第二輸 入訊號sRMI;其中選擇模組20係根據第一輸入訊號Sth以 及f二輸入訊號sRMI，產生該選擇訊號Ssel。選擇訊號心虹 為第一輸入訊號sTH以及第二輸入訊號Srmi兩者之一。 於一具體實施例中，第一輸入訊號STH係為相對應驅 動裝置10之外在環境溫度的檢測溫度電壓。而第二輸入訊 號sRMI係為預先設定相對應該馬達（圖未示）進行轉動之最 低速度的驅動電壓。當第一開關SW1導通時，選擇訊號SSEL 係為第一輸入訊號STH，而當第二開關Sw2導通時，該選 擇5孔號sSEL係為第二輸入訊號sRMI。於一實施例中，當第 一比較器210比較第一輸入訊號Sth及第二輸入訊號Srmi 之大小’而輸出代表比較結果之第一比較訊號Sei的位準 為”1”時，此時，第一開關SWl會被導通(〇N)，第二開關 SW2會被關閉（OFF)，此時會將代表外在環境溫度的第一輸 0119-A22247TWF(N2)；Princeton96l 5 9 200901617 入訊號sTH輸入至比較模組14，而當第一比較訊號s幻的 位準為時，則第二開關SW2會被導通(0N)，第—開關 SW!會被關閉（OFF)，而將代表馬達（圖未示）最低轉速的第 二輸入訊號SRMI輸入至比較模組14，進行後續之動作。 此外，輸入模乡早12另包含一第三開關SWs，耦接於第 一電流源IPWM以及第一電容Ci之間，第三開關SW3係根 據控制訊號SPWM的控制選擇性的導通或關閉，以控制該第 一電容心進行充電或放電。此外，輸入模組12另包含一 第四開關SW4 ’耦接於第一電壓源IpwM以及比較模組14 之間，第四開關SW4係根據控制訊號SpWM選擇性的導通 或關閉，以控制是否旁路(bypass)第一電容q。 第一電流源IPWM產生之電流的大小可以根據不同的應 用而進行調整，於一具體實施例中，輸入模組12包含一第 一電阻Rl ’耦接於第一電流源Ipwm以及一接地端VSS之 間，藉由調整第一電阻Ri的阻值，即可相對應的調整第一 電流源IPWM所產生之電流的大小’進一步可以調整第一電 容充電c〗的時間長短。於一實施例中，處理模組16係一 正反^§ (flip-f|〇p)。 月，閱第1圖及第2圖，第2圖為本發明之驅動裝置 之訊號波形圖。以下利用第2圖來說明本發明之驅動裝置 1〇的作動’如第1圖及第2圖所示’輸入模組12係會藉 由根據時脈訊號sGLK以及比較訊號Vs所產生之控制訊號 s刚’分，控制第三開關s W3以及第四開_ s %的開啟‘ 關閉。如第2圖所示，控制訊號SpwM之的上升邊緣係對準 〇n9-A22247TWF(N2),-Prjncet〇n96l5 ιη 200901617 ^脈λ號sCLK的上升邊緣，而控制訊號s觸的下降邊緣 係對準比號Vs的下降邊緣。於—開始時，第一比較器 210會先比㈣—輸人訊號Sth及第二輪人訊冑的大 ^、’再根據比較結果控制第—開關SWi及第二開關SW2, 1將第-輸）訊號Sth或者第二輸人訊號％輸入至比 較_組”14 °於-開始時’處理模組16所產生的控制訊號 Spwm為〇，當時脈訊號Sclk為，，:丨，，的時候，會使相對應的 控制訊號SPWM由位準，，〇，，轉為位準”Γ，，此時會控制第三開 關SW3導通而使電壓訊號Vp由第一電壓源％電壓位準開 始充電。而比較模組14會持續的將第-輸人訊號STH或第 輸入訊號SRMI與電壓訊號vP進行比較，直到電壓訊號 Vp大於第一輸入訊號Sth或第二輸入訊號〖時，即是， 比較訊號vs為，，1”時’控制訊號SpwM會由位準，，i，，轉換為 位準0 ，此時，控制訊號SpwM會將第三開關SW3關閉而 將第四開關sw4導通’此種情況下第—電容Ci會開始放 電，直到電壓訊號Vp的電壓等於VH。 請參閱第3圖，第3圖為本發明之驅動方法之步驟流 程圖。如第3圖所示，本發明之另—實施例係為一種驅動 方法，用讀制-馬達進行_，其中該馬達係為—單相 馬達。驅動方法包含有下列步驟： S50.對一第一電谷進行充放電，以產生一電壓訊號； 於一實施例中，第一輸入訊號係為相對應該馬達之外在"環 境溫度的檢測溫度·。而第二輸人訊號係為預先設定相 對應該馬達進行轉動之最低速度的驅動電壓。本步驟係根 0119-*A22247TWF(N2);Princeton9615 11 200901617 據該控制訊號，選擇性的控制該第一電容進行充電或放 電’以產生該電壓訊號。於另一實施例中，本步驟則是根 據該控制訊號控制是否旁路(bypass)該第一電容，以產生該 電壓訊號。 S52 :,將一選擇訊號以及該電壓訊號進行比較，產生一 比較訊號:；其中本步驟另可包含有下列步驟： SM2 :將一第一輸入訊號以及一第二輸入訊號進行比 、 較，產生一第一比較訊號； S524 :根據該第一比較訊號的控制，選擇性的輸入該 第一輸入訊號以及該第二輸入訊號；以及 S526 :根據該第一輸入訊號以及該第二輸入訊號，產 生該選擇訊號。其巾觸擇訊號為該第—輸人訊號以及該 弟二輸入訊號兩者之一。 S 5 4 :根據一時脈訊號以及該比較訊號產生一控制訊 號；以及 S56 .藉由該控制訊號，控制該馬達進行轉動。 本發明之驅動裝置，可根據自身產生的控制訊號的佔 二比(duty)之大小’來控制馬達進行轉動的速度，例如當控 制訊號準位為High時，.驅動裝置會將電流持續的輸人至單 相馬達’因此馬達的轉速會越來越快，藉此則可達成控制 馬達轉速的目❹卜利用第_輸人訊號 後所產生的控制訊號，可以根據外在環境來控； 達成最佳==單相馬達以最低轉速進行轉動’ 0119-A22247TWF(N2)；Princeton9615 12 200901617 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請 專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範 圍。 0119-A22247TWF(N2)；Princeton9615 13 200901617 【圖式簡單說明】 第1圖為本發明之驅動裝置之示意圖。 第2圖為本發明之驅動裝置之訊號波形圖。 第3圖為本發明之驅動方法之步驟流程圖。 【主要元件符號說明】 10 驅動裝置 12 輸入模組 14 比較模組 16 處理模組 20 選擇模組 210 第一比較器 SW!〜sw4 開關 Ri 電阻 IpWM 第一電流源 Vh 第一電壓源 Ci 第一電容 Vss 接地端 SsEL 選擇訊號 Vp 電壓訊號 Vs 比較訊號 SpWM 控制訊號 Sth 第一輸入訊號 Srmi 第二輸入訊號 Sei 第一比較訊號 ScLK 時脈訊號 0119-A22247TWF(N2)；Princeton9615 14 200901617 S50〜S526 方法步驟 ί 0119-A22247TWF(N2)；Princeton9615 15

Claims (1)

1. 200901617 十、申請專利範圍： .種驅動衣置，用以控制一馬達進行轉動，該驅動裝 置包含： 一輸入模組，其包含： 一第一電流源； ， 一第一電壓源；以及. 一第一電容，耦接於該第一電流源以及該第一電壓源 之間，用以進行充放電，以產生一電壓訊號； 一比較模組，耦接於輸入模組，用以將一選擇訊號以 及該電壓訊號進行比較，產生一比較訊號；以及 一處理模組，耦接於該比較模組，根據一時脈訊號以 及該比較訊號產生一控制訊號； 其中該驅動裝置係藉由該控制訊號，控制該馬達進行 轉動。 2.如申請專利範圍第1項所述之驅動裝置，其中該驅動 裝置另包含一選擇模組，耦接於該比較模組，該選擇模組 包含： 一第一比較器’用以將一第一輸入訊號以及一第二輸 入訊號進行比較，產生一第一比較訊號； 一第一開關，耦接於該第一比較器之一輸入端，用以 根據該第一比較訊號的控制進行導通或關閉，以選擇性的 輸入該第一輸入訊號；以及 一第二開關，耦接於該第一比較器之另一輪入端，用 以根據該第一比較訊號的控制進行導通或關閉’以選擇性 0119-A22247TWF(N2)；Princeton9615 16 200901617 的輸入該第二輸入訊號； 其十該選擇模組係根據該第一輸入訊號以及該第二輸 入訊號，產生該選擇訊號。 3. 如申請專利範圍第2項所述之驅動裝置，其中該選擇 訊號為該第一輸入訊號以及該第二輸入訊號兩者之一。 r 4. 如申請專利範圍第3項所述之軀動裝置，其中當該弟 二開關導通時，該選擇訊號係為該第一輸入訊號，而當該 第一開關導通時，該選擇訊號係為該第二輸入訊號。 —5.如申凊專利範圍第3項所述之驅動裝置，其中該第一 輸入訊號係為相對應驅動裝置之外在環境溫度的檢測溫度 電壓。 _ 6.如申請專利範圍第3項所述之驅動裝置，其中該第二 輸入Λ唬係為預先設定相對應該馬達進行轉動之最低速度 的驅動電壓。 # 7,如申請專利範圍第1項所述之驅動裝置，其中該輸入 模二另已3 一第二開關，耦接於該第一電流源以及該第一 電备之間，该第三開關係根據該控制訊號選擇性的導通或 關閉’以控制該第—電容進行充電或放電。 8.如申請專利範圍第7項所述之驅動裝置，其中該輸入 含—第四_ ’減於該第—電壓源以及該比較 :門之間’該第四開關係根據該控制訊號選擇性的導通或 才’以控制是否旁路(bypass)該第一電容。 模租9另如 專利範圍第1項所述之驅動裝置，其中該輸入 、、。—第-電阻，城於該第—電流源以及一接地 0119-A22247TWF(N2)；Princet〇n9615 17 200901617 端之間，用以調整第一電 ίο·如申請專利範圍第 理模組係一 it 哭/ 正反^§ (flip-flop)。 電流源產生之電流的大小。 第1項所述之驅動裝置，其中該處 u.如申請專利範圍第丨項所述之驅動裝置，其 車父模組係為—比雖器。 12. 如申請專利範圍第丨項所述之驅動裝置，苴中 動裝置係設置於—積體t路。 13, 如申請專利範圍第丨項所述之驅動裝置，其 達係為一單相馬達。 … Μ·一種驅動方法，用以控制一馬達進行轉動，該驅動 方法包含： (a) 對一第一電容進行充放電，以產生一電壓訊號； (b) 將一選擇訊號以及該電壓訊號進行比較，產生一比 較訊號； (c) 根據一時脈訊號以及該比較訊號產生一控制訊號； 以及 (d) 藉由該控制訊號，控制該馬達進行轉動。 15.如申請專利範圍第14項所述之驅動方法，其中該步 驟(b)另包含： (bl)將一第一輸入訊號以及一第二輸入訊號進行比 較’產生一第一比較訊號； (b2)根據該第一比較訊號的控制，選擇性的輸入該第一 輸入訊號以及該第二輸入訊號；以及 (b 3)根據該第一輸入訊號以及該第二輸入訊號，產生該 0119'A22247TWF(N2)；Princeton9615 18 200901617 選擇訊號。 16. 如申清專利範圍第15項所述之驅動方法，其中該選 擇訊號為該第一輸入訊號以及該第二輸入訊號兩者之一。 17. 如申明專利範圍第15項所述之驅動方法，其中該第 一輸入訊號係為相對應該馬達之外在環境溫度的檢測溫度 電壓。· ' 18. 如申請專利範圍第15項所述之驅動方法，其中該第 二輸入訊號係為預先設定相對應該馬達進行轉動之最低速 度的驅動電壓。 19. 如申请專利範圍第15項所述之驅動方法，其中步驟 (a)係根據该控制訊號，選擇性的控制該第一電容進行充電 或放電，以產生該電壓訊號。 20. 如申請專利範圍第15項所述之驅動方法，其中步驟 ⑻係根據该控制訊號控制是否旁路㈣口咖)該第一電容，以 產生該電壓訊號。 21. 如申請專利範圍第1 $項所述之驅動方法，其中該馬 達係為一單相馬達。 0119'A22247TWF(N2);Princeton9615 19