TW201328167A - 調整馬達轉速之方法及可調整轉速之馬達驅動電路 - Google Patents
調整馬達轉速之方法及可調整轉速之馬達驅動電路 Download PDFInfo
- Publication number
- TW201328167A TW201328167A TW100148562A TW100148562A TW201328167A TW 201328167 A TW201328167 A TW 201328167A TW 100148562 A TW100148562 A TW 100148562A TW 100148562 A TW100148562 A TW 100148562A TW 201328167 A TW201328167 A TW 201328167A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- motor
- pulse width
- width modulation
- modulation signal
- input voltage
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
- H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
- H02P7/18—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power
- H02P7/24—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices
- H02P7/28—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
- H02P7/285—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only
- H02P7/29—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by master control with auxiliary power using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling armature supply only using pulse modulation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
Abstract
一種調整馬達轉速之方法，用於一馬達，該方法包含有判斷對應於該馬達之一輸入電壓是否進入一預設電壓範圍；於該輸入電壓值進入該預設電壓範圍時，產生一脈寬調變訊號；以及根據該脈寬調變訊號，驅動該馬達轉動。
Description
本發明係指一種調整馬達轉速之方法及可調整轉速之馬達驅動電路，尤指一種當馬達之輸入電壓源進入一預設電壓範圍時，可降低轉速之調整馬達轉速之方法及可調整轉速之馬達驅動電路。
馬達是一種將電能轉換為動能的電子裝置，常見有直流馬達、交流馬達及步進馬達等，其中直流馬達及交流馬達通常被用於不需精密控制的產品裝置上，例如風扇。一般而言，直流馬達的轉動係透過馬達定子上線圈的電流方向及電流大小，產生不同大小、極性的磁力，進而與馬達轉子上的永久磁鐵產生相吸或相斥的作用力，使得馬達轉動。
針對散熱風扇的噪音問題，本案申請人於美國專利公告號8,063,601，已揭露一種改變輸出電壓以調整一馬達之轉速的馬達驅動電路，如第1圖所示，其係改變輸出電壓以調整一馬達18之轉速。馬達18可適用於一散熱風扇或其它裝置，其一端耦接於一可變電壓源VIN，另一端受控於一馬達驅動電路1。馬達驅動電路1包含有一馬達驅動單元10、一電路控制單元12及一判斷單元14。電路控制單元12更包含一降壓元件120、一第一開關元件122以及一第二開關元件124。馬達驅動電路1透過電路控制單元12，用以切換第一開關元件122或是第二開關元件124，對應配合馬達驅動單元10及降壓元件120所提供之元件電壓差值，進而形成不同的導通路徑，來適當地降低或提高馬達18之端電壓且對應降低/提高馬達18之轉速。在此情況下，使用者受限於必須使用諸多元件來調整端電壓，可預期有較長的等待時間；除此之外，由於馬達18必須切換於兩種導通路徑中，必須透過電路控制單元12精準地控制切換或是對應增設其他防錯電路，用以避免在切換過程中產生不必要之錯誤。因此，如果能提供另外一種馬達驅動電路，直接改變通過馬達的驅動電壓源，用以適性地調整馬達轉速，已成為本領域重要之議題。
因此，本發明之主要目的即在於提供一種調整馬達轉速之方法及可調整轉速之馬達驅動電路，直接改變通過馬達的驅動電壓源，用以適性地調整馬達轉速。
本發明揭露一種調整馬達轉速之方法，用於一馬達，該方法包含有判斷對應於該馬達之一輸入電壓是否進入一預設電壓範圍；於該輸入電壓值進入該預設電壓範圍時，產生一脈寬調變訊號；以及根據該脈寬調變訊號，驅動該馬達轉動。
本發明另揭露一種可調整轉速之馬達驅動電路，用來驅動一馬達，包含有一電壓比較器，用來判斷一輸入電壓值是否進入一預設電壓範圍；一脈寬調變訊號源，根據該輸入電壓值進入該預設電壓範圍時，用來產生一脈寬調變訊號；以及一控制器，根據該脈寬調變訊號以及該輸入電壓值，用來驅動該馬達轉動。
請參考第2圖，第2圖為本發明實施例之一馬達驅動電路20之示意圖。如第2圖所示，馬達驅動電路20用來驅動一馬達208之轉動，其包含一電壓比較器200、一脈寬調變訊號源202、一控制器204以及一全橋電路206。全橋電路206包含由開關SW1、SW2所組成之一上橋開關，及由開關SW3、SW4所組成之一下橋開關。其中，上橋開關SW1、SW2係為P型金氧半電晶體，下橋開關SW3、SW4係為N型金氧半電晶體，在此，前述上橋開關及下橋開關亦可透過其他電子元件來實現，非用以限制本發明。
在本實施例中，電壓比較器200係預設一預設電壓範圍從電壓VH1到VH2，例如從1伏特到4伏特，可提供一輸入電壓源VDD和預設電壓範圍進行比較，並輸出一比較結果CR至控制器204。脈寬調變訊號源202於輸入電壓源VDD遞增過程中，固定輸出一脈寬調變訊號PWM至控制器204，其中脈寬調變訊號PWM係透過調整其一工作週期(Duty cycle)，用以調整輸入至馬達208之能量多寡，進而調整馬達208轉速。控制器204接收來自電壓比較器200之比較結果CR以及脈寬調變訊號源202之脈寬調變訊號PWM，用來控制全橋電路206之導通情形。詳細來說，控制器204送出控制訊號CS1、CS2、CS3、CS4，對應輸入至開關SW1、SW2、SW3及SW4之閘極，分別用來決定上橋開關SW1、SW2以及下橋開關SW3、SW4之導通情形。由於開關SW1和開關SW4係形成第一種導通路徑，而開關SW2和開關SW3係形成第二種導通路徑，透過切換於兩種導通路徑來以驅動馬達208之轉動。
請參考第3圖，第3圖為本發明實施例之馬達208在不同端電壓下對應轉速之示意圖。如第2圖以及第3圖所示，於輸入電壓源VDD從零遞增之過程中，當判斷輸入電壓源VDD進入預設電壓範圍(從電壓VH1到VH2)時，電壓比較器200透過比較結果CR，進一步調整脈寬調變訊號PWM之工作週期，動態地調整馬達208之轉速。換句話說，馬達208剛開始根據輸入電壓源VDD以及100%之調整脈寬調變訊號PWM來進行轉動，當輸入電壓源VDD遞增至1伏特，即判斷輸入電壓源VDD進入預設電壓範圍後，係根據比較結果CR來調整脈寬調變訊號PWM之工作週期，例如PWM的工作週期從100%調降為50%，此時馬達208在一個週期內只有50%的時間有接收到VDD(1V)傳送過來的能量(上橋導通)，另外50%的時間因為上橋關閉沒有接受到VDD(1V)傳送過來的能量，此時，可以等效視為VDD只有1伏特的一半，即0.5伏特有做功，又因為等效的調降馬達之一端電壓，所以驅動馬達208轉動的能力亦下降，據此可將馬達的轉速從原先一較高轉速下降至一較低轉速，例如將原先轉速600轉/秒(對應至1伏特)調降為300轉/秒(對應至等效的0.5伏特)，以有效控制馬達208所產生之噪音。當輸入電壓源VDD從1伏特遞增至4伏特時，馬達208將操作在50%的工作週期下，而實際對應的等效端電壓落於0.5伏特到2伏特間。一旦輸入電壓源VDD輸入超過4伏特，電壓比較器200判斷輸入電壓源VDD已超出預設電壓範圍，將不再調降工作週期而恢復至100%，俾使馬達208之端電壓將恢復至原先較高的輸入電壓源VDD，以提高驅動馬達208轉動的能力，進而操作馬達208於較高轉速來有效降溫一熱源。也就是說，如第3圖所示之馬達端電壓一旦進入預設電壓範圍VH1到VH2，將從原本的線段L1切換到線段L2，用來對應馬達208產生較低轉速，直到超出預設電壓範圍VH1到VH2後，才從線段L2切換回線段L1。
簡單來說，馬達驅動電路20係根據比較結果CR和脈寬調變訊號PWM的工作週期來調整馬達208之等效端電壓，進而切換馬達208轉動在不同轉速下。換個角度來說，於馬達啟動之初始時間內係對應至較低的輸入電壓源VDD，例如前述之預設電壓範圍VH1到VH2，在此情況下，馬達驅動電路20可適性地降低馬達208之轉速，用以避免馬達208產生過多的噪音。另外，若輸入電壓源VDD上升超過預設電壓範圍，可預期使用者欲藉由提高馬達驅動電路20的輸入電壓源VDD，進一步增加馬達208之轉速以增強其散熱能力，因此，藉由調整脈寬調變訊號PWM的工作週期至100%來恢復原有較高的馬達208端電壓，進而將馬達208操作於較高轉速，用以提供馬達驅動電路20能適性地提供使用者切換於不同的操作模式。
更進一步，本發明實施例用於調整馬達208轉速的方法可歸納為一調整馬達轉速流程40，如第4圖所示。調整馬達轉速流程40包含以下步驟：步驟400：開始。
步驟402：利用電壓比較器200，判斷對應於馬達208之輸入電壓源VDD是否進入預設電壓範圍。
步驟404：利用脈寬調變訊號源202，於輸入電壓源VDD進入預設電壓範圍時，產生脈寬調變訊號PWM。
步驟406：利用控制器204，根據脈寬調變訊號PWM，驅動馬達208轉動。
步驟408：結束。
上述調整馬達轉速流程40之細節，可共同參考第2圖所示之馬達驅動電路20及第3圖所示之馬達208在不同輸入電壓源VDD下對應轉速之示意圖來理解，在此不贅述。
相較於習知技術之馬達驅動電路10，本發明所提供之馬達驅動電路20不需透過電路控制單元12以及開關元件222、224，對應地調整馬達18之端電壓，相對地，直接利用電壓比較器200，改變脈寬調變訊號源202之工作週期，對應地切換馬達208轉速，避免使用過多的電子元件或不同開關元件形成的導通路徑，適性地提供使用者操作於低噪音或高散熱之工作模式。因此，本領域具通常知識者可依據實際需求，透過結合/增設其他邏輯電路或是軟/韌體設計，動態地偵測/比較預設電壓範圍及輸入電壓源間的差值，以達到本發明之相同目的者，皆屬於本發明之範疇。
總而言之，本發明提供一馬達驅動電路以及一調整馬達轉速流程，藉由一電壓比較器比較一預設電壓範圍和一輸入電壓源之差值，將一比較結果輸出至一控制器來改變一脈寬調變訊號源之工作週期，用以對應地降低當馬達操作於預設電壓範圍內之轉速，來避免產生過大的噪音，同時，當輸入電壓源大於預設電壓範圍後，亦恢復馬達為較快轉速來增加其散熱能力，適性地提供使用者能切換於不同的操作模式。
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。
1、20．．．馬達驅動電路
10．．．馬達驅動單元
12．．．電路控制單元
122．．．第一開關元件
124．．．第二開關元件
14．．．判斷單元
18、208．．．馬達
200．．．電壓比較器
202．．．脈寬調變訊號源
204．．．控制器
206．．．全橋電路
CR．．．比較結果
CS1、CS2、CS3、CS4．．．控制訊號
L1、L2．．．線段
PWM．．．脈寬調變訊號
SW1、SW2、SW3、SW4．．．開關
VDD．．．輸入電壓源
VH1、VH2．．．電壓
VIN．．．可變電壓源
第1圖為習知技術一馬達驅動電路之示意圖。
第2圖為本發明實施例一馬達驅動電路之示意圖。
第3圖為本發明實施例之馬達在不同端電壓下對應轉速之示意圖。
第4圖為本發明實施例一調整馬達轉速方法之流程圖。
20．．．馬達驅動電路
200．．．電壓比較器
202．．．脈寬調變訊號源
204．．．控制器
206．．．全橋電路
208．．．馬達
SW1、SW2、SW3、SW4．．．開關
CR．．．比較結果
CS1、CS2、CS3、CS4．．．控制訊號
PWM．．．脈寬調變訊號
SW1、SW2、SW3、SW4．．．開關
VDD．．．輸入電壓源
VH1、VH2．．．電壓
Claims (7)
- 一種調整馬達轉速之方法，用於一馬達，該方法包含有：判斷對應於該馬達之一輸入電壓源是否進入一預設電壓範圍；於該輸入電壓值進入該預設電壓範圍時，產生一脈寬調變訊號；以及根據該脈寬調變訊號，驅動該馬達轉動。
- 如請求項1所述之方法，其中該脈寬調變訊號係箝制該馬達之一端電壓為一較低電壓值。
- 如請求項2所述之方法，其中該較低電壓值係對應該馬達之一較低轉速。
- 一種可調整轉速之馬達驅動電路，用來驅動一馬達，包含有：一電壓比較器，用來判斷一輸入電壓源是否進入一預設電壓範圍；一脈寬調變訊號源，根據該輸入電壓值進入該預設電壓範圍時，用來產生一脈寬調變訊號；以及一控制器，根據該脈寬調變訊號以及該輸入電壓值，用來驅動該馬達轉動。
- 如請求項4所述之馬達驅動電路，其中該脈寬調變訊號係箝制該馬達之一端電壓為一較低電壓值。
- 如請求項5所述之馬達驅動電路，其中該較低電壓值係對應該馬達之一較低轉速。
- 如請求項6所述之馬達驅動電路，其更包含一全橋電路包含一上橋開關及一下橋開關，根據該控制器之複數個控制訊號，切換該上橋開關及該下橋開關來控制該馬達轉動。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW100148562A TWI441444B (zh) | 2011-12-26 | 2011-12-26 | 調整馬達轉速之方法及可調整轉速之馬達驅動電路 |
| US13/397,683 US8581534B2 (en) | 2011-12-26 | 2012-02-16 | Method and motor driving circuit for adjusting rotational speed of motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW100148562A TWI441444B (zh) | 2011-12-26 | 2011-12-26 | 調整馬達轉速之方法及可調整轉速之馬達驅動電路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201328167A true TW201328167A (zh) | 2013-07-01 |
| TWI441444B TWI441444B (zh) | 2014-06-11 |
Family
ID=48653854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW100148562A TWI441444B (zh) | 2011-12-26 | 2011-12-26 | 調整馬達轉速之方法及可調整轉速之馬達驅動電路 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8581534B2 (zh) |
| TW (1) | TWI441444B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI498485B (zh) * | 2013-03-18 | 2015-09-01 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | 風扇驅動電路 |
| CN109842283B (zh) * | 2017-11-24 | 2020-10-23 | 南京德朔实业有限公司 | 角磨及电动工具 |
| JP7208754B2 (ja) * | 2018-09-27 | 2023-01-19 | ローム株式会社 | モータドライバ装置及び半導体装置 |
| CN111697910B (zh) * | 2019-03-13 | 2022-05-03 | 广汽埃安新能源汽车有限公司 | 电机控制器控制方法、装置及电机控制器 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI298221B (en) * | 2005-07-29 | 2008-06-21 | Delta Electronics Inc | Fan motor driving apparatus |
| JP5196811B2 (ja) * | 2007-03-06 | 2013-05-15 | ローム株式会社 | モータ駆動装置及びこれを用いた電気機器 |
| JP2009065806A (ja) * | 2007-09-10 | 2009-03-26 | Panasonic Corp | ステッピングモータ駆動装置及びステッピングモータ駆動方法 |
| CN201365220Y (zh) * | 2008-12-31 | 2009-12-16 | Bcd半导体制造有限公司 | 单相无刷电机转速控制电路 |
| TWI394362B (zh) * | 2009-09-11 | 2013-04-21 | Anpec Electronics Corp | 驅動直流馬達的方法及其相關電路 |
| JP2011211799A (ja) * | 2010-03-29 | 2011-10-20 | Panasonic Corp | モータ駆動装置 |
| JP5586312B2 (ja) * | 2010-04-22 | 2014-09-10 | セミコンダクター・コンポーネンツ・インダストリーズ・リミテッド・ライアビリティ・カンパニー | モータ駆動回路 |
| JP5846818B2 (ja) * | 2011-09-16 | 2016-01-20 | ミネベア株式会社 | 電力制御装置 |
| US8643436B2 (en) * | 2011-11-22 | 2014-02-04 | Analog Devices, Inc. | Multi-level boosted Class D amplifier |
-
2011
- 2011-12-26 TW TW100148562A patent/TWI441444B/zh active
-
2012
- 2012-02-16 US US13/397,683 patent/US8581534B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US8581534B2 (en) | 2013-11-12 |
| TWI441444B (zh) | 2014-06-11 |
| US20130162187A1 (en) | 2013-06-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110165944B (zh) | 风扇马达驱动电路、利用其的冷却装置及电子机器 | |
| JP3211138U (ja) | モータ駆動回路及びモータ構成要素 | |
| JP6498414B2 (ja) | ファンモータ駆動装置ならびにそれを用いた冷却装置および電子機器 | |
| JP2006296194A (ja) | モータ周波数でのパルス幅変調による速度制御を利用したセンサレスおよびブラシレス直流モータ駆動 | |
| US7839104B2 (en) | Motor drive circuit, fan motor, electronic device, and notebook personal computer | |
| TWI441444B (zh) | 調整馬達轉速之方法及可調整轉速之馬達驅動電路 | |
| TW201029314A (en) | Motor driving circuit | |
| US9130498B2 (en) | Fan system—single-phase DC motor control circuit and control method thereof | |
| US9985560B2 (en) | Motor controller and method for controlling motor | |
| JP2009136054A (ja) | 空気調和機の圧縮機用ブラシレスモータ駆動装置 | |
| TW201526523A (zh) | 馬達之驅動裝置、驅動方法及冷卻裝置、電子機器 | |
| US9325266B2 (en) | DC motor control method and DC motor control circuit | |
| US9806650B1 (en) | Motor driving apparatus | |
| TW201318293A (zh) | 保護電路方法及馬達控制電路 | |
| JP3124474U (ja) | ブラシレス直流モータの制御装置 | |
| TWI460987B (zh) | 風扇之驅動電路與方法 | |
| CN107809192B (zh) | 电机驱动装置、电机组件及负载驱动装置 | |
| JP5795881B2 (ja) | 送風機の駆動装置及び駆動方法 | |
| TW201916571A (zh) | 風扇轉速控制電路 | |
| JP2009159810A (ja) | モータ駆動回路 | |
| TWI738477B (zh) | 緩啟動電路 | |
| KR20160023170A (ko) | Srm의 구동장치 및 그 제어방법 | |
| JP5632865B2 (ja) | モータ駆動回路 | |
| TW201406043A (zh) | 風扇之驅動電路及方法 | |
| JP2010239759A (ja) | １ピストンロータリーコンプレッサの制御装置 |