TW201236354A - Motor speed controlling circuit - Google Patents

Description

201236354 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於馬達速度控制電路.。 【先前技術】 一般的馬達速度控制電路，係以使馬達的回轉速度與 目標回轉速度的誤差變小的方式，反饋（feedback)控制馬 達（例如參照專利文獻丨）。 〔先前技術文獻〕 專利文獻1 :日本特開2006-158177號公報。 【發明内容】 (發明所欲解決之課題） 在專利文獻1的馬達速度控制電路中，係設置有使所 5胃的反饋電路（feedback ι〇ορ)穩定化，並且用以使馬達的 回轉速度與目標回轉速度的誤差變小的積分電路。於此種 積分電路中，一般而言，因必須有電容值高的電容器，故 例如於積體化馬達速度控制電路時，會增加馬達速度控制 電路的外部構件數量。 本發明係為有鑒於前述課題而研創者，其目的在於提 供此減少外部構件數量的馬達速度控制電路。 (解決課題之手段） 為達成前述目的，有關本發明一態樣之馬達速度控制 電路，係具備：第丨判定電路，係根據因應於馬達之回轉 速度的速度信號，判定前述回轉速度是否較已設定之第1 回轉速度更快；第2判定電路，係根據前述速度信號，判 4 323760 201236354 :前=轉速度是否較已設定為較前述第 =Γ轉，更快;及驅動信號輸出電路，係將驅: m w 動電路，祕動信號係根據 刖述第1及第2判定電路之刹金 之3疋、、吉果，在前述回轉速度較 刖述第1回轉速度慢時，使前 便刖述回轉速度變快，在前述回 轉速度較前述第2回轉诖麼,也吐 /+ _ 疋度決時’使别述回轉速度變慢。 (發明之效果） 能提供能減少外部構件數量的馬達速度控。 【實施方式】 至少可明瞭以下 根據本說明書以及所附圖式之記載 事項。 第1圖係為顯示屬於本發明—實施形態之馬達速度控 制IC⑽egmed Circuit)10之構成的圖。馬達速度控制 IC10係為用以控制使風扇（fan)(未圖式）回轉之風扇馬達 15的速度之電路。具體而言，馬達速度控制咖係以風 扇馬達15的回轉速度進入以目標回轉速度為中心之預定 範圍（例如’目標回轉速度的±1%之範圍）的方式，控制風扇 馬達15。 馬達速度控制IC10，係包含判定電路2〇、設定暫存器 (register)21、分頻電路 22、可逆計數器（up_d〇wn c〇unter) 23、PWM(Pulse Width Modulation ;脈衝寬度調變）信號輸 出電路24、驅動電路25、以及端子A至F而構成。 對^子A係輪入頻率因應於風扇馬達15之目標回轉速 度而變化之時脈（clock)信號CLK1。 5 323760 201236354 對端子B係輸入頻率因應於風扇馬達15的實際回轉速 度而變化之所謂FG(Frequency Generator;頻率產生器） 信號Vfg。 判定電路20係判定實際回轉速度是否較預定範圍之 下限的回轉速度R1(第1回轉速度）更快，並且判定實際回 轉速度是否較回轉速度R1高速，且較預定範圍之上限的回 轉速度R2(第2回轉速度）更快。而且，判定電路2〇係輸 出顯示判定結果之2位元（bit)的資料（ciata)Dl，D2。 如第2圖所示，判定電路20係包含邊緣（edge)檢測電 路40、延遲電路41、計數器42,43、及鎖存電路（latch circuit)44,45 而構成。 邊緣檢測電路4 0係於母次檢測出g信號v f g的上升 邊緣時，即輸出成為高位準（high level)(以下，稱為H位 準）的脈衝信號Vpl。亦即’邊緣檢測電路4〇係於每個FG 信號Vfg的週期輸出Η位準的脈衝信號Vpl。 延遲電路40係輸出使脈衝信號Vpl延遲達預定時間 (延遲時間）的脈衝信號Vp2。 計數器42(第1判定電路）係於每次時脈信號⑽由 低位準（low level)(以下，稱為仏準）變化為_準時， 使計數值CNT1增加1，並當輸入η位準的脈衝信號Vp2時， 將計數值CNT1重置（reset)為零。此外，計數器係告古十 數值CNT1成為預定的計數值A1時，使輪出信號化丨'^匕 為Η位準。在本實施形態中，i到計數值咖由焚成為預 定的計數值A1為止的期間T1，係以與風屬馬達15以回轉 323760 6 201236354 之相等㈣式來制定計 度叫輸出準的輸出信號;:：度=: 42,係判定風扇馬達15實 P在3十數器 R1更快。 實_回轉献是邱回轉速度 计數器43(第2列定電路），係與計數器* 於每次時脈信號CLK1由L位準變化為Η位準時，使=值 CNT2增加卜並當輸入_準的脈衝信號νΡ2 Β夺，將計數 值CNT2重置（reset)為零。此外，計數器 叶 隠成為預錢計數值料，使輸出信號Η 位準。在本實施形態巾，直到計數值_由零 定 計數值A2為止的期間T2，係以與風扇馬達15以回轉产 R2回轉時之FG㈣Vfg的週期相等的方式來 ^ A2。因此’在風扇馬達15實際的回轉速度較回轉速度μ 慢時，輸出Η位準的輸出信號ν〇2。亦即，在計數器^， 係判定風扇馬達15實際的回轉速度是否較回轉速度以更 快。此外，如同前述，因回轉速度R2為較回轉速言 速’故計數值A2成為較計數值A1小。 冋 鎖存電路44係於每次脈衝信號Vpl成為H位準時，鎖 存（latch)輸出信號Vol，並輸出作為資料m。鎖存路 45係於每次脈衝信號Vpl成為H位準時，鎖存輪 Vo2，並輸出作為資料D2。 ° 在此，首先，在風扇馬達15實際的回轉迷度較預定範 圍下限之回轉速度R1慢時，亦即，一面參照第3圖，一面 323760 7 201236354 說明在FG信號Vfg的週期較期間T1長的情況之判定電路 20的動作。再者，在此，雖未圖示時脈信號CLK1，但時脈 信號CLK1的週期係設為較風扇馬達15以回轉速度R2回轉 時之FG信號Vfg的週期為充分短。 當FG信號Vfg於時刻t〇成為Η位準時，輸出η位準 的脈衝信號Vpl。而且，當由時刻t0成為經過達在延遲電 路41的延遲時間之時刻ti時’因輸出η位準的脈衝信號 Vp2 ’故計數值CNT1，2被重置。此外’當由時刻tl成為經 過達期間T2之時刻t2時，因計數值CNT2成為預定之計數 值A2 ’故輸出信號v〇2成為Η位準。進一步，由當由時刻 tl成為經過達期間Τ1之時刻t3時，因計數值CNT1成為 預定之計數值A1，故輸出信號Vo2成為Η位準。而且，當 由時刻tO成為FG信號Vfg的1週期後之時刻t4時，因輸 出Η位準的脈衝信號Vpl，故鎖存電路44, 45之資料Dl，D2 係一起成為Η位準。亦即，判定電路20係輸出資料（di, D2) = (Η，Η)。再者，當成為時刻t5時’因計數值CNT1, CNT2 被重置，故重複前述之時刻t2以後的同樣動作。 接著’一面參照第4圖，一面說明在風扇馬達15實際 的回轉速度進入預定範圍時，亦即’ FG信號Vfg的週期較 期間T2長，且較期間T1短的情況之判定電路20的動作。 當FG信號Vfg於時刻110成為Η位準時，輸出η位準 的脈衝信號Vpl。而且，當由時刻tl0成為經過達延遲時 間之時刻til時，因輸出Η位準的脈衝信號Vp2，故計數 值CNT1，2被重置。此外’當由時刻tll成為經過達期間 323760 8 201236354 T2之a寸刻ti2時，因計數值挪2成為預定之 成為H位準。而且，當由時刻=2, ㈣％的i週期後之時刻山時，因成為Fg 信號加，故資料m成為L位準，且資料C的脈衝 亦即’判定電路2〇係輸出資細，D2)咳^ 成為時刻t14時，因計數值CNTl, CNT2被重置再者，當 前述之時刻til以後的同樣動作。 ，故重複輿 況，亦即 電路20的動作 進步面參照第5圖，一面說明在風 際的回轉速度較預定範圍之上限的回轉速“、;達15實 況亦即，FG仏號Vfg的週期較期間τ ft的情 動作。 况之列定 田FGL號vfg於時刻t2〇成為η位 。而且，當由時刻 準 严之時刻⑵日夺，因輸^位準的脈衝信號乂過知遲時 被重置。而且，當由時刻 ;故計數 的上週期後之時刻t22時，因輸出H位準的^=Vfg 故資料Μ成為L位準，且資料1)2成為L位準，卜 定電路20係輸出資料（Dl，Dm L)。 + °亦即，判 如此’判定電路2〇係在宭隊々^絲、* μ慢的情況，輪出（D1，D2)==(HW在^較回轉速度 步’判定電路20係在實際的回轉 二L)。進一 況，輸出資料(D1，D2) = (L’H)。& ^弋㈣内的情 在設定暫存器21(記憶電路），係儲存有用以設定分頻 323760 9 201236354 電路22的分頻比率的設定資料。再者，設定資料係同步於 時脈信號CLK2而由微電腦（microcomputer)等輸入。此 外，設定資料，及時脈信號CLK2係分別透過端子C，D而輪 入0 分頻電路22(時脈信號生成電路），係為以根據設定資 料的分頻比率將FG信號Vfg進行分頻，並輸出作為時脈信 號CLK3的可程式（programmable)分頻電路。 可逆計數器23係在當判定實際的回轉速度較回轉速 度R1慢時，同步於時脈信號CLK3的上升，使計數值CNT3 增加1。亦即，可逆計數器23係當資料（D1，D2) = (H，H)* 判定電路20輸出時，作為上數計數器（up counter)而動作。 另一方面，可逆計數器23係在當判定實際的回轉速度 較回轉速度R2快時，同步於時脈信號CLK3的上升，使計 數值CNT3減少1。亦即，可逆計數器23係當資料（D1，D2) =(L，L)由判定電路20輸出時，作為下數計數器（d〇wn counter)而動作。 而且’可逆計數器23係在當判定實際的回轉速度處於 預定範圍内，且由判定電路20輸出資料（D1,D2) = (L，H) 時，保持計數值CNT3。再者，可逆計數器23的計數值CNT3, 係例如在“〇，，至“100”（10進位數）之間變化。

PWM信號輸出電路24係生成例如Η位準（一方之邏輯 位準）的工作比（duty ratio)因應於可逆計數器23的計數 值CNT3而變化之PWM信號Vpwm。例如，當可逆計數器23 的計數值增加達“Γ時’ PWM信號輸出電路24係使PWM 10 323760 201236354 信號Vpwm(驅動信號）的工作比增加ι%。再者，pwM信號輸 出電路24，係例如包含將屬於數位資料之計數值cnt3變 換為類比（analog)電壓之數位/類比轉換器（D/A converter)(未圖示）、及將數位/類比轉換器之輸出電壓與 預定週期之三肖波進行比較之比較器（eQmparatQr)(未圖 示）等而構成。此外，可逆計數器23以及剛信號輸出電 路24係相當於驅動信號輸出電路。 驅動電路25係因應於PWM信號Vpwm之η位準的工作 比之增加，而以連接於端子E，F_風扇馬達15之回轉速 度變快的方式，驅動風扇馬達15。再者，驅動電路25係 例如為H Bridge f路、且由電源電路（未圖示）供給電源。 «馬達速度控制IC10的動作》 在此’-面參照第6圖，-面就馬達速度控制似〇驅 動風扇馬4 15時之動作-例進行說明。騎，在設定暫存 器2卜係設為分頻比率例如成為“4，’的方式儲存設定 資^此外，對驅動電路25供給電源之電源電路（未圖 不），係設為亦對驅動電路25以外之電路（未圖示）供 ，時刻㈣’係例如當電源電路之負載成為重負載， 驅動電路25之電源電壓降低時，風扇馬達 ==綱伽輪R1m，當於時刻 t51躬疋實際的回轉速度較回轉速度^ 23係開始動作作為上數計數器。因此，^列 / 益 w、送丄寻刻ΐ 51以後’因 叮逆叶數器23的計數值㈣係於FG信號vfg的每4週= π 323760 201236354 風=達15的回轉迷度係慢慢地增加。而且， 速：二=路2°判定風扇馬達15實際的回轉 =預疋_内時’計數值CNT3即停止變化。

此外，於時刻t53,係例如當電 I 負载，且施加於驅動電路25之電㈣^路之負載成為輕 15實際的回轉速产會 ：：麗上升時’風扇馬達 時列度R2快。而且，當於 回轉速度較回轉速度R2快時，可逆計 數裔23係開始動作作為下數計數器。 t 因計數值CNT3係於FG信徒Vfa i —，時刻t54以後， 扇馬達15的回轉速度係慢慢地降低母4而風 當判定電路20判定風扇馬達15實際的回轉速产進=5: 1已圍内時，計數值CNT3即停止 、又 預疋 咖係以風扇馬達15的回轉::二=度控制 驅動風扇馬達15。 範圍的方式， 以上，已就本實施形態之馬達逮度㈣似 明。馬達速度控制謂，係與反饋控制馬達之=說 ^同，且未設置用以使反饋回路穩定化之積 路 因不需要❹積分電路時所必須之大電容值 因此， 減少外部構件的數量。 I’而能 此外’在實際的回轉速度較回轉速度 號V_的工作比增加，且在實際的回轉逮二。’ _信 R2快時’ PWM信號Vpwm的工作比降柄 回轉速度 制IC10係能確實地使風扇馬達15的回轉:建速度控 圍。 進入預定範 32376〇 12 201236354 . 可逆計數器23係在風扇馬達15的回轉迷户 入預定範圍時，因未進行使計數值CNT3變化之動作又 • 減少可逆計數器23的消耗電力。 ，故能 此外，亦能對可逆計數器23輸入預定週期之時 號，以代替時脈信號CLK3。然而，在風扇馬達15 : β 速度慢的期間，亦即，在FG信號Vfg的週期充分較預=轉 期長的期間中，會有計數值CNT3大幅變化，且^扇^遇 15的回轉速度急劇地變化的情形。在本實施形態中，因= 據FG信號Vfg生成時脈信號CLK3，故於FG信號之每 1週期變化之計數值CNT3的大小係成為固定。因此，馬達 速度控制IC10係能防止風扇馬達15的回轉速度急劇地 化。 此外，分頻電路22，係根據儲存於設定暫存器21的 設定資料而以分頻比率將FG信號Vfg進行分頻。因設定資 料係使用者能使用微電腦等設定，故使用者係能將於FG信 號Vfg之每1週期變化之計數值CMT3的大小自由地設定。 再者’前述實施例係為用以容易理解本發明者，並非 用以限定解釋本發明者。本發明可在不脫離其主旨下進行 變更、改良’且本發明係亦包含相同概念者。

例如’亦可以因應於設定資料的乘法比率，設置將FG 信號Vfg的頻率進行乘法的乘法器電路（時脈信號生成電 路）。 此外’亦可根據根據判定電路2〇之資料D1，D2變化計 數值CNT3，而不根據時脈信號CLK3來變化。 13 323760 201236354 【圖式簡單說明】 第1圖係為顯示屬於本發明一實施形態之馬達速度控 制IC10之構成的圖。 第2圖係為顯示判定電路20之構成的圖。 第3圖係為顯示當風扇馬達15之回轉速度較回轉速度 R1慢時的判定電路20之主要波形圖。 第4圖係為顯示在風扇馬達15的回轉速度進入預定範 圍時的判定電路20之主要波形圖。 第5圖係為顯示當風扇馬達15之回轉速度較回轉速度 R2更快時的判定電路20之主要波形圖。 第6圖係為用以說明馬達控制IC10之動作的圖。 【主要元件符號說明】 10 馬達速度控制1C 15 風扇馬達 20 判定電路 21 設定暫存器 22 分頻電路 23 可逆計數器 24 PWM信號輸出電路 25 驅動電路 40 邊緣檢測電路 41 延遲電路 42、43 計數器 44、45 鎖存電路 14 323760 201236354 A、B、C、D、E、F 端子 CLK1 、 CLK2 、 CLK3 時脈信號 CNT3 計數值 D1 ' D2 資料 R1 ' R2 回轉速度 Vfg FG信號 Vpwm P丽信號 15 323760

Claims (1)

1. 201236354 七、申請專利範圍： 1. 一種馬達速度控制電路，係具備： 第1判定電路，係根據因應於馬達之回轉速度的速 度信號，判定前述回轉速度是否較已設定之第1回轉速 度更快； 第2判定電路，係根據前述速度信號，判定前述回 轉速度是否較已設定為較前述第1回轉速度更高速之 第2回轉速度更快；及 驅動信號輸出電路，係將驅動信號輸出至驅動前述 馬達的驅動電路，該驅動信號係根據前述第1及第2 判定電路之判定結果，在前述回轉速度較前述第1回轉 速度慢時，使前述回轉速度變快，在前述回轉速度較前 述第2回轉速度快時，使前述回轉速度變慢。 2. 如申請專利範圍第1項所述之馬達速度控制電路，其 中，前述驅動信號輸出電路係包含： 可逆計數器，係根據前述第1及第2電路之判定結 果，使計數值變化；以及 PWM信號輸出電路，係將一方的邏輯位準之工作比 因應於前述可逆計數器的計數值而變化之PWM信號，予 以輸出至前述驅動電路作為前述驅動信號； 前述驅動電路，係以前述回轉速度因應於前述一方 的邏輯位準之工作比的增加而變快的方式，驅動前述馬 達，且 前述可逆計數器係在前述回轉速度較前述第1回 1 323760 201236354 轉速度慢時，以增加前述PWM信號之前述一方的邏輯位 * 準之工作比的方式，使前述計數值變化，且在前述回轉 • 速度較前述第2回轉速度快時，以減少前述PWM信號之 前述一方的邏輯位準之工作比的方式，使前述計數值變 化。 3. 如申請專利範圍第2項所述之馬達速度控制電路，其 中，前述可逆計數器係在前述回轉速度較前述第1回轉 速度快，且前述回轉速度較前述第2回轉速度慢時，保 持前述計數值。 4. 如申請專利範圍第2項或第3項所述之馬達速度控制電 路5復具備： 時脈信號生成電路，係根據前述速度信號，生成因 應於前述速度信號的頻率之頻率的時脈信號；且 前述可逆計數器係在前述回轉速度較前述第1回 轉速度慢時，以增加前述P丽信號之前述一方的邏輯位 準之工作比的方式，同步於前述時脈信號而使前述計數 值變化，並在前述回轉速度較前述第2回轉速度快時， 以減少前述P丽信號之前述一方的邏輯位準之工作比 的方式s同步於前述時脈信號而使前述計數值變化。 5. 如申請專利範圍第4項所述之馬達速度控制電路，復具 備： 記憶電路，係儲存有用以設定將前述速度信號進行 分頻時之分頻比率的設定資料；且 前述時脈信號生成電路，係以根據儲存於前述記憶 2 323760 201236354 電路之前述設定資料的分頻比率將前述速度信號進行 分頻而輸出的分頻電路。 323760