TW201349732A - 無霍爾元件直流無刷馬達驅動系統與驅動方法 - Google Patents

無霍爾元件直流無刷馬達驅動系統與驅動方法 Download PDF

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Abstract

一種無霍爾元件直流無刷馬達驅動系統與驅動方法，其係由一轉子偵測電路、邏輯控制電路、負載驅動電路、反電動勢偵測電路、速度參數生成電路、回授比較電路所組成，其中係於轉子偵測電路外加可調式電容以增加偵測轉子位置的精準度，並於速度參數生成電路外加可調式電阻改變啟動時第一步電流大小以確保馬達順利啟動，藉此能達到良好的馬達啟動輸出表現以及較佳的系統穩定性。

Description

無霍爾元件直流無刷馬達驅動系統與驅動方法
本發明係關於一種直流無刷馬達的驅動系統與驅動方法，特別是有關於一種無霍爾元件之直流馬達的驅動系統與驅動方法，以使本發明之無霍爾元件之直流馬達的驅動系統能夠達到良好的啟動輸出表現以及線性化馬達轉速控制；藉由於驅動系統的轉子偵測電路中，外加一可調式電容來改變偵測時間的長短，以增加偵測轉子位置的精準度，並且還可以再於驅動系統之速度參數生成電路中，外加一可調式電阻來改變啟動時的電流大小，以確保馬達順利啟動；以使本發明之直流無刷馬達的驅動系統與驅動方法得以使用在藍光光碟機、一般光碟機或風扇上。
一般來說，為了驅動直流無刷馬達檢測馬達轉子的位置，都會採用位置感測器檢測，如霍爾元件(Hall sensor)、光編碼器等，於馬達運轉時，取得適當地換相訊號以驅動馬達正常旋轉。然而，使用位置感測器必須放置於馬達內，會使得系統體積變大、增加組裝難度以及增加系統成本，對於目前馬達小型化的趨勢，位置感測器將限制馬達的發展與應用。
為了降低馬達佔據系統的體積以及組裝的難度，無需感測器的直流無刷馬達技術被廣泛應用於各種驅動產品中。目前已提出的許多無需感測器的直流無刷馬達驅動裝置，係藉由馬達定子(stator)所感應出的反電動勢(Back Electromotive Forces，BEMF)來確定轉子的位置和換相。然而，缺點是當馬達靜止時感應的反電動勢並不存在，會造成無法偵測馬達轉子的初始位置。
因此，本發明於無霍爾元件直流無刷馬達驅動電路中，藉由外加可調式電容來改變偵測時間的長短，以增加偵測轉子位置的精準度，同時，也可以外加可調式電阻來改變啟動時的第一步電流大小，確保馬達正常啟 動。經由本發明之無霍爾元件直流無刷馬達驅動系統與驅動方法，可滿足各式各樣馬達負載，使其達到良好的馬達啟動輸出表現，並達到較佳的系統穩定性。
為了解決上述問題，本發明之一主要目的在於提供一種無霍爾元件直流無刷馬達驅動系統，於系統之轉子偵測電路中，外加可調式電容來改變偵測時間的長短，以增加偵測轉子位置的精準度，並且於系統之速度參數生成電路中，外加可調式電阻來改變啟動時第一步電流大小，以確保馬達順利啟動，藉此能達到良好的馬達啟動輸出表現以及較佳的系統穩定性。
本發明另一主要目的在於提供一種無霍爾元件直流無刷馬達驅動方法，藉由無霍爾元件直流無刷馬達驅動方法，可達到良好的馬達啟動輸出表現以及較佳的系統穩定性。
本發明之又一主要目的在於提供一種無霍爾元件直流無刷馬達驅動系統，藉由一可調式電容(C adj )與轉子偵測電路連接，改變偵測轉子位置的時間，增加偵測轉子位置的精準度。
本發明之再一主要目的在提供一種無霍爾元件直流無刷馬達驅動系統，藉由連接於負載驅動電路的一感測電阻(R sense )，用以產生一感測電壓(V sense )，輸入至轉子偵測電路及回授比較電路，產生輸出到邏輯控制電路進而控制輸出相位變換。
依據上述之各項目的，本發明提供一種無霍爾元件直流無刷馬達驅動系統，包括：一轉子偵測電路，其一端與一調整電容(C adj )連接；一邏輯控制電路，其一端與轉子偵測電路連接，並根據轉子偵測電路所輸出的輸出訊號產生相對應的三相輸出驅動訊號(Mu、Mv、Mw)；一負載驅動電路，其一端與邏輯控制電路之三相輸出驅動訊號(Mu、Mv、Mw)連接，並產生三相輸出電壓(Vu、Vv、Vw)與一輸出電流(I L )，用以驅動三相直流無刷馬達轉動， 而負載驅動電路的另一端連接一感測電阻(R sense )，用以產生一感測電壓(V sense )，並將此感測電壓(V sense )輸入至轉子偵測電路；一反電動勢偵測電路，其一端與三相直流無刷馬達中的三相線圈(U、V、W)與三相中心點(Com)回授連接，而其另一端與邏輯控制電路之一端連接；一速度參數生成電路，其一端接收邏輯控制電路之一啟動開關訊號(V ss )，並根據一輸入訊號(V Input )以及一參考電位訊號(V Ref )的差值，產生一速度參數訊號(V sc )，而其另一端連接一調整電阻(R adj )；以及一回授比較電路，其輸入端與感測電壓(V sense )及速度控制電壓(V sc )連接，根據感測電壓(V sense )與速度參數訊號(V sc )作比較，產生一過電流控制訊號(V oc )輸入到邏輯控制電路。
本發明提供一種無霍爾元件直流無刷馬達驅動方法，包括：提供一三相直流無刷馬達；偵測三相直流無刷馬達之一轉子位置來偵測三相直流無刷馬達之一轉子位置，並根據轉子偵測電路所輸出的一輸出訊號給予一邏輯控制電路相對應的三輸出相位信號(Mu、Mv、Mw)；驅動三相直流無刷馬達，係將三相輸出驅動訊號(Mu、Mv、Mw)輸入至一負載驅動電路，產生三相輸出電壓(Vu、Vv、Vw)與一輸出電流(I L )以驅動三相直流無刷馬達；調整偵測時間，利用連接於負載驅動電路一端的一感測電阻(R sense )所產生的一感測電壓(V sense )，使得轉子偵測電路於三相直流無刷馬達啟動前透過調整電容(C adj )改變偵測轉子位置的時間；以及偵測反電動勢之變化，係利用一反電動勢偵測電路，根據三相直流無刷馬達的三相線圈(U、V、W)與三相馬達中心點(Com)回授偵測一反電動勢變化，產生輸出結果到邏輯控制電路進而控制三相直流無刷馬達的相位變換。
本發明再提供一種無霍爾元件直流無刷馬達驅動系統，包括：一轉子偵測電路，其一端與一邏輯控制電路連接，而邏輯控制電路根據轉子偵測電路的輸出訊號產生相對應的三相輸出驅動訊號(Mu、Mv、Mw)，一負載驅動電路，其一端與邏輯控制電路之三相輸出驅動訊號連接，並產生三相輸出電壓(Vu、Vv、Vw)與一輸出電流(I L )，用以驅動三相直流無刷馬達轉動， 一反電動勢偵測電路，其一端與三相直流無刷馬達中的三相線圈(U、V、W)與三相馬達中心點(Com)回授連接，而其另一端與邏輯控制電路之一端連接，一速度參數生成電路，其一端接收邏輯控制電路之一啟動開關訊號(V ss )，並根據一輸入訊號(V Input )以及一參考電位訊號(V Ref )的差值，來產生一速度控制電壓(V sc )，以及一回授比較電路，其輸入端與負載驅動電路與速度控制電壓(V sc )連接，產生一過電流控制訊號(V oc )輸入到邏輯控制電路，其中無霍爾元件直流無刷馬達驅動系統之特徵在於：一可調式電容(C adj )與轉子偵測電路連接，藉由可調式電容來改變偵測轉子位置的時間。
本發明接著再提供一種無霍爾元件直流無刷馬達驅動系統，包括：一轉子偵測電路，其一端與一邏輯控制電路連接，而邏輯控制電路根據轉子偵測電路的輸出訊號產生相對應的三相輸出驅動訊號(Mu、Mv、Mw)，一負載驅動電路，其一端與邏輯控制電路之三相輸出驅動訊號連接，並產生三相輸出電壓(Vu、Vv、Vw)與一輸出電流(I L )，用以驅動三相直流無刷馬達轉動，一反電動勢偵測電路，其一端與三相直流無刷馬達中的三相線圈(U、V、W)與三相馬達中心點(Com)回授連接，而其另一端與邏輯控制電路之一端連接，一速度參數生成電路，其一端接收邏輯控制電路之一啟動開關訊號(V ss )，並根據一輸入訊號(V Input )以及一參考電位訊號(V Ref )的差值，來產生一速度控制電壓(V sc )，以及一回授比較電路，其輸入端與速度控制電壓(V sc )連接，其中無霍爾元件直流無刷馬達驅動系統之特徵在於：負載驅動電路的另一端連接一感測電阻(R sense )，用以產生一感測電壓(V sense )，並將感測電壓(V sense )輸入至轉子偵測電路及回授比較電路，根據感測電壓(V sense )與速度控制電壓(V sc )作比較，產生一過電流控制訊號(V oc )輸入到邏輯控制電路。
經由本發明所提供無霍爾元件直流無刷馬達驅動系統與方法，於電路中透過外加可調式電容以及電阻，增加偵測轉子位置的精準度以及確保馬達順利啟動，以滿足各式各樣馬達負載，並達到較佳的系統穩定性。
由於本發明主要係揭露一種無霍爾元件直流無刷馬達的驅動系統與驅動方法，是於轉子偵測電路中，外加可調式電容來改變偵測時間的長短，以增加偵測轉子位置的精準度，並且再於系統之速度參數生成電路中，外加可調式電阻來改變啟動時第一步電流大小，以確保馬達順利啟動，藉此能達到良好的馬達啟動輸出表現以及較佳的系統穩定性。其中，無霍爾元件直流無刷馬達的基本原理與功能，已為相關技術領域具有通常知識者所能明瞭，故以下文中之說明，僅針對與本發明無霍爾元件直流無刷馬達驅動系統與方法其特徵處進行詳細說明。此外，於下述內文中之圖式，亦並未依據實際之相關尺寸完整繪製，其作用僅在表達與本發明特徵有關之示意圖。
首先，請參閱圖1，係為本發明之無霍爾元件直流無刷馬達驅動系統方塊圖。如圖1所示，無霍爾元件直流無刷馬達驅動系統包括：一轉子偵測電路10，其一端與一調整電容(C adj )101連接；一邏輯控制電路20，其一端與轉子偵測電路10連接，並根據轉子偵測電路10的輸出訊號產生相對應的三相輸出驅動訊號(Mu、Mv、Mw)；一負載驅動電路30，其一端與邏輯控制電路20之三相輸出驅動訊號連接，並產生三相輸出電壓(Vu、Vv、Vw)與一輸出電流(I L )，用以驅動三相直流無刷馬達40轉動，而負載驅動電路30的另一端連接一感測電阻(R sense )301，用以產生一感測電壓(V sense )，並將此感測電壓(V sense )輸入至轉子偵測電路10；一反電動勢偵測電路50，其一端與三相直流無刷馬達中的三相線圈(U、V、W)與三相馬達中心點(Com)回授連接，而其另一端與邏輯控制電路20之一端連接；一速度參數生成電路60，其一端接收邏輯控制電路20之一啟動開關訊號(V ss )，並根據一輸入訊號(V Input )以及一參考電位訊號(V Ref )的差值，來產生一速度控制電壓(V sc )，而其另一端連接一調整電阻(R adj )601；以及一回授比較電路70，其輸入端與感測電壓(V sense )及速度控制電壓(V sc )連接，根據感測電壓(V sense )與速度控制電壓(V sc )作比較，產生一過電流控制訊號(V oc )輸入到邏輯控制電路20。
當三相直流無刷馬達40啟動前，轉子偵測電路10根據感測電壓(V sense )來偵測出轉子的位置並輸出至邏輯控制電路20，為了達到偵測轉子位置的精確度，於轉子偵測電路10外加一調整電容101來調整偵測的時間；當三相直流無刷馬達40啟動後，回授比較電路70會根據感測電壓(V sense )與速度參數生成電路60的輸出電壓(V sc )作比較，並選擇性地於速度參數生成電路60再外加一調整電阻(R adj )601，用以調整啟動後第一步電流大小，以確保馬達40能夠正常啟動；之後，由回授比較電路70產生一過電流控制訊號(V oc )，並輸入到邏輯控制電路20，用以控制三相直流無刷馬達40的速度。而後，三相直流無刷馬達40即會依據馬達線圈上的電流變化，產生反電動勢並輸入到反電動勢偵測電路50，而反電動勢偵測電路50即根據三相線圈(U、V、W)以及三相馬達中心點(Com)來偵測反電動勢變化，最後將所偵測到的反動勢之變化量輸出到邏輯控制電路20，用以控制馬達40輸出相位的變換。
接著，請參閱圖2，係為本發明之無霍爾元件直流無刷馬達驅動系統之轉子偵測電路架構圖。如圖2所示，轉子偵測電路10包含：一電壓轉換電流電路102，其輸入端與感測電壓(V sense )連接，其中，感測電壓(V sense )是由與連接邏輯控制電路20之三相輸出驅動訊號經負載驅動電路30所輸出之輸出電流(I sense )流經感測電阻(R sense )301所產生的；而電壓轉換電流電路102之輸出端與一取樣電阻(R sample )104連接，並產生一取樣電壓(V sample )；一震盪頻率產生電路116，其根據調整電容(C adj )101產生一時序訊號至邏輯控制電路20；一第一控制開關S1，依邏輯控制電路20輸出之時序訊號給予導通，其一端與取樣電壓104連接，而其另一端與一第一電容C1連接；一第二控制開關S2，依邏輯控制電路20輸出之時序訊號給予導通，其一端與取樣電壓104連接，而其另一端與一第二電容C2連接；一比較器114，其藉由第一電容C1與第二電容C2作比較，產生一輸出比較訊號至邏輯控制電路20，並根據通過邏輯控制電路20所輸出之時序訊號啟動第一控制開關S1與第二控 制開關S2。
進一步詳細說明，轉子偵測電路10根據邏輯控制電路20給予六種輸出相位至負載驅動電路30，並產生最大相位輸出電流(I sense )至感測電阻(R sense )，藉以產生一感測電壓(V sense )，再藉由電壓轉換電流電路102產生輸出電流至取樣電阻(R sample )104，以產生取樣電壓(V sample )。之後，經由邏輯控制電路20之控制，先將前兩個相位的取樣電壓個別存入第一電容C1與第二電容C2，之後再使用比較器114進行電壓的比較，產生一輸出比較訊號並輸出至邏輯控制電路20；此時，震盪頻率產生電路(Crystal Oscillator，OSC)116也會提供一時序訊號至邏輯控制電路20，而邏輯控制電路20則會依據震盪頻率產生電路116之時序訊號，給予轉子偵測電路10之第一控制開關S1與第二控制開關S2所需之導通時間；同時，邏輯控制電路20會依據比較器114之輸出比較訊號，將取樣電壓小的開關打開用以取樣下一相位的電壓，以此方式經過六相不同輸出相位後，以找出產生最大電流的相位，並根據此相位再比較前一相位與後一相位的大小進而決定適當的輸出啟動相位。另外，於震盪頻率產生電路116外加一調整電容101，控制震盪頻率產生電路之時序訊號至邏輯控制電路20的時間，可藉以增加偵測轉子位置的時間，以提高偵測電路的精準度。
再接著，請參閱圖3，係為本發明之轉子位置與六相相位電流關係圖。如圖3所示，三相直流無刷馬達具有U相、V相、W相之三相線圈，轉子偵測電路10依據轉子不同角度給予六種輸出相位；例如，以六十度為一旋轉角度切換基準時，則可以測量從U相流過W相(路徑1)、從U相流過V相(路徑2)、從W相流過V相(路徑3)、從W相流過U相(路徑4)、從V相流過U相(路徑5)、從V相流過W相(路徑6)等六個路徑的電流，進而決定轉子的位置，對應流過三相線圈(U、V、W)電流關係如表1所示：
根據該三相線圈(U、V、W)電流關係表，其中H代表高電位、L代表低電位、Z代表相阻抗，共有六種輸出相位，依據電流是由高電位流至低電位特性來決定輸出的適當相位，例如：轉子相位1代表電流從U相流過W相(如圖3中路徑1)、轉子相位2代表電流從U相流過V相(如圖3中路徑2)、轉子相位3代表電流從W相流過V相(如圖3中路徑3)、轉子相位4代表電流從W相流過U相(如圖3中路徑4)、轉子相位5代表電流從V相流過U相(如圖3中路徑5)、轉子相位6代表電流從V相流過W相(如圖3中路徑6)，通過以上六種輸出相位之電流關係，可以決定轉子的位置。接著，找出最大電流值相位，此時邏輯控制電路20會根據此相位再比較前一相位與後一相位的大小，進而決定適當的輸出啟動相位，實際轉子偵測動作關係如表2所示：
根據該轉子偵測動作關係表，其中H代表高電位、L代表低電位、Z代表相阻抗。首先，轉子偵測電路10會根據邏輯控制電路20所給予的六種輸出相位，比較找出當中最大電流值相位，且根據此相位再比較其前一 相位與後一相位的大小，找出第二大電流值相位，再依據最大電流值相位與第二大電流值相位進而決定適當的輸出啟動相位。其判斷比較方式如下所述：已知最大電流值相位後，比較其前一相位與後一相位的大小找出第二大電流值相位，若前一相位大於後一相位時，則啟動相位即為最大電流值相位的下一相位；然而，若前一相位小於後一相位時，則啟動相位即為最大電流值相位的後下一相位。舉例來說：於狀態A時，假設最大電流值相位為轉子相位2，比較其前一相位與後一相位的大小找出第二大電流值相位，發現其前一相位大於後一相位，此時第二大電流值相位位於轉子相位1，依據最大電流值相位與第二大電流值相位的判定，決定啟動相位為轉子相位2的下一相位即轉子相位3；相反的，比較其前一相位與後一相位的大小找出第二大電流值相位，若其前一相位小於後一相位，此時第二大電流值相位位於轉子相位3，依據最大電流值相位與第二大電流值相位的判定，決定啟動相位為轉子相位2的後下一相位即轉子相位4。
請繼續參閱圖4，係為本發明之無霍爾元件直流無刷馬達驅動系統之速度參數生成電路架構圖。如圖4所示，速度參數生成電路包含：一啟動電流控制電路602，其一端與調整電阻(R adj )601連接；一第一啟動開關A，其一端接收邏輯控制電路20之啟動開關訊號(V ss )，而其另一端與啟動電流控制電路602連接，並輸出一啟動電流(I st )流至一速度控制電阻(R sc )604，以產生一速度控制電壓(V sc )輸出至回授比較電路70；一電壓轉換電流電路606，其根據輸入訊號(V Input )與參考電壓(V Ref )產生一速度控制電流(I sc )；一第二啟動開關B，其一端接收速度控制電流(I sc )，並根據所輸出速度控制電流(I sc )流至速度控制電阻(R sc )604，以產生速度控制電壓(V sc )並輸出至回授比較電路70。
當轉子偵測電路決定輸出相位時，來自邏輯控制電路20的啟動開關訊號(V ss )會切換至A點，使得啟動電流控制電路602輸出啟動電流(I st )至速度控制電阻(R sc )604產生一速度控制電壓(V sc )輸出至回授比較電路70，而後， 將其速度控制電壓(V sc )與感測電壓(V sense )比較決定第一步啟動電流大小以確保馬達能夠正常啟動；待馬達啟動穩定後，邏輯控制電路20的啟動開關訊號會切換至B點，此時根據輸入訊號(V Input )與參考電壓(V Ref )比較產生一速度控制電流(I sc )，控制馬達的轉速。另外，於啟動電流控制電路602外加一調整電阻(R adj )601可以調整適當的電流大小確保電路正常啟動。
接著，請參閱圖5，係為本發明之無霍爾元件直流無刷馬達驅動方法流程圖。如圖5所示，無霍爾元件直流無刷馬達驅動方法，係包含以下步驟：
步驟1000：提供一三相直流無刷馬達；
步驟1001：利用一轉子偵測電路，偵測三相直流無刷馬達之轉子位置，並給予一邏輯控制電路相對應的三相輸出驅動訊號(Mu、Mv、Mw)；其轉子偵測電路一端與邏輯控制電路連接，並將所輸出的一輸出訊號以及相對應的三相輸出驅動訊號(Mu、Mv、Mw)傳至邏輯控制電路，接著進入步驟1002。
步驟1002：輸入三相輸出驅動訊號(Mu、Mv、Mw)至一負載驅動電路，產生三相輸出電壓(Vu、Vv、Vw)與一輸出電流(I L )以驅動三相直流無刷馬達；其一端與負載驅動電路連接，並將其三相輸出驅動訊號傳至負載驅動電路，產生三相輸出電壓(Vu、Vv、Vw)與一輸出電流(I L )以驅動三相直流無刷馬達，接著進入步驟1003。
步驟1003：利用連接於負載驅動電路一端的一感測電阻(R sense )所產生的一感測電壓(V sense )，使得轉子偵測電路於三相直流無刷馬達啟動前透過調整電容(C adj )增加偵測轉子位置的時間；其感測電壓(V sense )將對應輸入回轉子偵測電路偵測轉子位置，而為了達到偵測轉子位置的精確度，於轉子偵測電路外加一調整電容(C adj )調整偵測時間，接著進入步驟1004。
步驟1004：選擇性的利用一回授比較電路，將感測電壓(V sense )與一速度參數生成電路所輸出的一速度控制電壓(V sc )作比較，產生一過電流控制訊號(V oc )，輸入到邏輯控制電路進而控制三相直流無刷馬達的速度，並透過一調整電阻(R adj )調整啟動後第一步電流大小以確保馬達正常啟動；當三相直流 無刷馬達啟動後，回授比較電路會根據感測電壓(V sense )與速度參數生成電路的輸出電壓(V sc )作比較，並於速度參數生成電路外加一調整電阻(R adj )以調整啟動後第一步電流大小確保馬達正常啟動，之後產生一過電流控制訊號(V oc )輸入到邏輯控制電路進而控制三相直流無刷馬達的速度，最後進入步驟1005。
步驟1005：利用一反電動勢偵測電路，根據三相直流無刷馬達的三相線圈(U、V、W)與三相中心點(Com)回授偵測一反電動勢變化，產生輸出結果到邏輯控制電路進而控制三相直流無刷馬達的相位變換；其三相直流無刷馬達即會依據馬達線圈上的電流變化，產生反電動勢並輸入到反電動勢偵測電路，反電動勢偵測電路根據三相線圈(U、V、W)以及三相馬達中心點(Com)偵測反電動勢變化，最後將所偵測到的反動勢之變化量輸出到邏輯控制電路，用以控制馬達輸出相位的變換。
此外，要強調的是，其轉子偵測電路與速度參數生成電路組成架構以及相關功能與前述圖2與圖4相同，在此不再贅述。
雖然本發明以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧轉子偵測電路
20‧‧‧邏輯控制電路
30‧‧‧負載驅動電路
40‧‧‧三相無刷直流馬達
50‧‧‧反電動勢偵測電路
60‧‧‧速度參數生成電路
70‧‧‧回授比較電路
101‧‧‧調整電容
102、606‧‧‧電壓轉換電流電路
104‧‧‧取樣電阻
114‧‧‧比較器
116‧‧‧震盪頻率產生電路
301‧‧‧感測電阻
601‧‧‧調整電阻
602‧‧‧啟動電流控制電路
604‧‧‧速度控制電阻
1000、1001、1002、1003、1004、1005‧‧‧步驟
圖1 係為本發明之無霍爾元件直流無刷馬達驅動系統方塊圖；圖2 係為本發明之無霍爾元件直流無刷馬達驅動系統之轉子偵測電路架構圖；圖3 係為本發明之轉子位置與六相相位電流關係圖；圖4 係為本發明之無霍爾元件直流無刷馬達驅動系統之速度參數生成電路架構圖；圖5 係為本發明之無霍爾元件直流無刷馬達驅動方法流程圖。
10‧‧‧轉子偵測電路
20‧‧‧邏輯控制電路
30‧‧‧負載驅動電路
40‧‧‧三相無刷直流馬達
50‧‧‧反電動勢偵測電路
60‧‧‧速度參數生成電路
70‧‧‧回授比較電路
101‧‧‧調整電容
301‧‧‧感測電阻
601‧‧‧調整電阻

Claims (18)

  1. 一種無霍爾元件直流無刷馬達驅動系統，包括：一轉子偵測電路，其一端與一調整電容(C adj )連接；一邏輯控制電路，其一端與該轉子偵測電路連接，並根據該轉子偵測電路的輸出訊號產生相對應的三相輸出驅動訊號(Mu、Mv、Mw)；一負載驅動電路，其一端與該邏輯控制電路之該三相輸出驅動訊號(Mu、Mv、Mw)連接，並產生三相輸出電壓(Vu、Vv、Vw)與一輸出電流(I L )，用以驅動三相直流無刷馬達轉動，而負載驅動電路的另一端連接一感測電阻(R sense )，用以產生一感測電壓(V sense )，並將該感測電壓(V sense )輸入至該轉子偵測電路；一反電動勢偵測電路，其一端與該三相直流無刷馬達中的三相線圈(U、V、W)與三相馬達中心點(Com)回授連接，而其另一端與該邏輯控制電路之一端連接；一速度參數生成電路，其一端接收該邏輯控制電路之一啟動開關訊號(V ss )，並根據一輸入訊號(V Input )以及一參考電位訊號(V Ref )的差值，來產生一速度控制電壓(V sc)，而其另一端連接一調整電阻(R adj )；及一回授比較電路，其輸入端與該感測電壓(V sense )與該速度控制電壓(V sc )連接，根據感測電壓(V sense )與速度控制電壓(V sc )作比較，產生一過電流控制訊號(V oc )輸入到該邏輯控制電路。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述之無霍爾元件直流無刷馬達驅動系統，其中該轉子偵測電路包含：一電壓轉換電流電路，其輸入端與該感測電壓(V sense )連接，其中，該感測電壓是由與連接該邏輯控制電路之該三相輸出驅動訊號(Mu、Mv、Mw)經該負載驅動電路輸出之該輸出電流(I sense )流經該感測電阻(R sense )所產生的，而其輸出端與一取樣電阻(R sample )連接，並產生一取樣電壓(V sample )； 一震盪頻率產生電路，其一端連接該調整電容(C adj )並產生一時序訊號至該邏輯控制電路；一第一控制開關(S1)，依該邏輯控制電路輸出之該時序訊號給予導通，其一端與該取樣電壓連接，而其另一端與一第一電容(C1)連接；一第二控制開關(S2)，依該邏輯控制電路輸出之該時序訊號給予導通，其一端與該取樣電壓連接，而其另一端與一第二電容(C2)連接；及一比較器，其藉由該第一電容與該第二電容作比較，產生一輸出比較訊號至該邏輯控制電路，並根據通過該邏輯控制電路所輸出之該時序訊號啟動該第一控制開關與該第二控制開關。
  3. 根據申請專利範圍第1項所述之無霍爾元件直流無刷馬達驅動系統，其中該速度參數生成電路包含：一啟動電流控制電路，其一端與該調整電阻(R adj )連接；一第一啟動開關(A)，其一端接收該邏輯控制電路之該啟動開關訊號(V ss )，而其另一端與該啟動電流控制電路連接，並輸出一啟動電流(I st )流至一速度控制電阻(R sc )以產生一速度控制電壓(V sc )輸出至該回授比較電路；一電壓轉換電流電路，其根據該輸入訊號(V Input )與該參考電壓(V Ref )產生一速度控制電流(I sc )；及一第二啟動開關(B)，其一端接收該速度控制電流(I sc )，並根據所輸出該速度控制電流(I sc )流至該速度控制電阻(R sc )以產生該速度控制電壓(V sc )並輸出至該回授比較電路。
  4. 根據申請專利範圍第1項所述之無霍爾元件直流無刷馬達驅動系統，其中該反電動勢偵測電路產生一反電動勢變化至該邏輯控制電路控制三相直流無刷馬達輸出的相位。
  5. 根據申請專利範圍第3項所述之無霍爾元件直流無刷馬達驅動系統，其中該速度參數生成電路藉由該邏輯控制電路之該啟動開關訊號(V ss )，切 換至該第一啟動開關(A)確保該三相直流無刷馬達正常啟動。
  6. 根據申請專利範圍第3項所述之無霍爾元件直流無刷馬達驅動系統，其中該速度參數生成電路藉由該邏輯控制電路之該啟動開關訊號(V ss )，切換至該第二啟動開關(B)控制該三相直流無刷馬達的轉速。
  7. 根據申請專利範圍第1項與第2項所述之無霍爾元件直流無刷馬達驅動系統，其中該轉子偵測電路藉由該調整電容(C adj )改變偵測轉子位置的時間。
  8. 根據申請專利範圍第1項與第3項所述之無霍爾元件直流無刷馬達驅動系統，其中該速度參數生成電路藉由該調整電阻(R adj )改變該三相直流無刷馬達啟動時的第一步電流。
  9. 一種無霍爾元件直流無刷馬達驅動方法，包括：提供一三相直流無刷馬達；偵測該三相直流無刷馬達之一轉子位置，係利用一轉子偵測電路來偵測該三相直流無刷馬達之該轉子位置，並根據該轉子偵測電路所輸出的一輸出訊號給予一邏輯控制電路相對應的三相輸出驅動訊號(Mu、Mv、Mw)；驅動該三相直流無刷馬達，係將該三相輸出驅動訊號(Mu、Mv、Mw)輸入至一負載驅動電路，產生三相輸出電壓(Vu、Vv、Vw)與一輸出電流(I L )以驅動該三相直流無刷馬達；調整偵測時間，利用連接於該負載驅動電路一端的一感測電阻(R sense )所產生的一感測電壓(V sense )，使得該轉子偵測電路於該三相直流無刷馬達啟動前透過該調整電容(C adj )改變偵測該轉子位置的時間；及偵測反電動勢之變化，係利用一反電動勢偵測電路，根據該三相直流無刷馬達的三相線圈(U、V、W)與三相中心點(Com)回授偵測一反電動勢變化，產生輸出結果到該邏輯控制電路進而控制該三相直流無刷馬達的相位變換。
  10. 根據申請專利範圍第9項所述之無霍爾元件直流無刷馬達驅動方法，其中，於完成該調整偵測時間之後，進一步調整該調整電阻(R adj )，藉以調整該三相直流無刷馬達啟動後第一步電流大小。
  11. 根據申請專利範圍第9項所述之無霍爾元件直流無刷馬達驅動方法，其中該轉子偵測電路包含：一電壓轉換電流電路，其輸入端與該感測電壓(V sense )連接，其中，該感測電壓(V sense )是由與連接該邏輯控制電路之該三相輸出驅動訊號經該負載驅動電路輸出之該輸出電流(I sense )流經該感測電阻(R sense )所產生的，而其輸出端與一取樣電阻(R sample )連接，並產生一取樣電壓(V sample )；一震盪頻率產生電路，其一端連接該調整電容(C adj )並產生一時序訊號至該邏輯控制電路；一第一控制開關(S1)，依該邏輯控制電路輸出之該時序訊號給予導通，其一端與該取樣電壓連接，而其另一端與一第一電容(C1)連接；一第二控制開關(S2)，依該邏輯控制電路輸出之該時序訊號給予導通，其一端與該取樣電壓連接，而其另一端與一第二電容(C2)連接；及一比較器，其藉由該第一電容與該第二電容作比較，產生一輸出比較訊號至該邏輯控制電路，並根據通過該邏輯控制電路所輸出之該時序訊號啟動該第一控制開關與該第二控制開關。
  12. 根據申請專利範圍第9項所述之無霍爾元件直流無刷馬達驅動方法，其中該速度參數生成電路包含：一啟動電流控制電路，其一端與該調整電阻(R adj )連接；一第一啟動開關(A)，其一端接收該邏輯控制電路之該啟動開關訊號(V ss )，而其另一端與該啟動電流控制電路連接，並輸出一啟動電流(I st )流至一速度控制電阻(R sc )，以產生一速度控制電壓(V sc )輸出至該回授比較電路；一電壓轉換電流電路，其根據該輸入訊號(V Input )與該參考電壓(V Ref )產生 一速度控制電流(I sc )；及一第二啟動開關(B)，其一端接收該速度控制電流(I sc )，並根據所輸出該速度控制電流(I sc )流至該速度控制電阻(R sc )，以產生該速度控制電壓(V sc )並輸出至該回授比較電路。
  13. 根據申請專利範圍第9項所述之無霍爾元件直流無刷馬達驅動方法，其中該邏輯控制電路透過比較前一相位與後一相位的大小輸出一啟動相位。
  14. 根據申請專利範圍第12項所述之無霍爾元件直流無刷馬達驅動方法，其中該速度參數生成電路藉由該邏輯控制電路之該啟動開關訊號(V ss )，切換至該第一啟動開關(A)確保該三相直流無刷馬達正常啟動。
  15. 根據申請專利範圍第12項所述之無霍爾元件直流無刷馬達驅動方法，其中該速度參數生成電路可透過該邏輯控制電路之該啟動開關訊號(V ss )，切換至該第二啟動開關(B)控制該三相直流無刷馬達的轉速。
  16. 一種無霍爾元件直流無刷馬達驅動系統，包括：一轉子偵測電路，其一端與一邏輯控制電路連接，而該邏輯控制電路根據該轉子偵測電路的輸出訊號產生相對應的三相輸出驅動訊號(Mu、Mv、Mw)，一負載驅動電路，其一端與該邏輯控制電路之該三相輸出驅動訊號連接，並產生三相輸出電壓(Vu、Vv、Vw)與一輸出電流(I L )，用以驅動三相直流無刷馬達轉動，一反電動勢偵測電路，其一端與該三相直流無刷馬達中的三相線圈(U、V、W)與三相馬達中心點(Com)回授連接，而其另一端與該邏輯控制電路之一端連接，一速度參數生成電路，其一端接收該邏輯控制電路之一啟動開關訊號(V ss )，並根據一輸入訊號(V Input )以及一參考電位訊號(V Ref )的差值，來產生一速度控制電壓(V sc )，以及一回授比較電路，其輸入端與該負載驅動電路與該速度控制電壓(V sc )連接，產生一過電流控制訊號(V oc )輸入到該邏輯控制電路，其中該無霍爾元件直流無刷馬達驅 動系統之特徵在於：一可調式電容(C adj )與該轉子偵測電路連接，藉由該可調式電容來改變偵測轉子位置的時間。
  17. 一種無霍爾元件直流無刷馬達驅動系統，包括：一轉子偵測電路，其一端與一邏輯控制電路連接，而該邏輯控制電路根據該轉子偵測電路的輸出訊號產生相對應的三相輸出驅動訊號(Mu、Mv、Mw)，一負載驅動電路，其一端與該邏輯控制電路之該三相輸出驅動訊號連接，並產生三相輸出電壓(Vu、Vv、Vw)與一輸出電流(I L )，用以驅動三相直流無刷馬達轉動，一反電動勢偵測電路，其一端與該三相直流無刷馬達中的三相線圈(U、V、W)與三相馬達中心點(Com)回授連接，而其另一端與該邏輯控制電路之一端連接，一速度參數生成電路，其一端接收該邏輯控制電路之一啟動開關訊號(V ss )，並根據一輸入訊號(V Input )以及一參考電位訊號(V Ref )的差值，來產生一速度控制電壓(V sc )，以及一回授比較電路，其輸入端與該速度控制電壓(V sc )連接，其中該無霍爾元件直流無刷馬達驅動系統之特徵在於：該負載驅動電路的另一端連接一感測電阻(R sense )，用以產生一感測電壓(V sense )，並將該感測電壓(V sense )輸入至該轉子偵測電路及該回授比較電路，根據感測電壓(V sense )與速度控制電壓(V sc )作比較，產生一過電流控制訊號(V oc )輸入到該邏輯控制電路。
  18. 根據申請專利範圍第17項所述之無霍爾元件直流無刷馬達驅動系統，其進一步將一可調式電容(C adj )與該轉子偵測電路連接，藉由該可調式電容(C adj )來改變偵測轉子位置的時間。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105071718A (zh) * 2015-07-16 2015-11-18 周海波 一种无刷电机转子位置误差校准装置及方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI623188B (zh) * 2017-05-09 2018-05-01 晶宏半導體股份有限公司 三相直流無刷馬達控制系統

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4315205B2 (ja) * 2007-03-05 2009-08-19 ソニー株式会社 モータ駆動装置およびモータユニット
JP4972439B2 (ja) * 2007-03-26 2012-07-11 オンセミコンダクター・トレーディング・リミテッド モータ拘束検出回路
TW200922108A (en) * 2007-11-01 2009-05-16 Weltrend Semiconductor Inc A single-phase fan motor drive system without using a rotor position sensor
JP5428745B2 (ja) * 2008-12-02 2014-02-26 パナソニック株式会社 モータ駆動装置および圧縮機および冷蔵庫
TW201125277A (en) * 2010-01-07 2011-07-16 Univ Nat Sun Yat Sen Speed control method of sensorless brushless DC motor using current feedback
TWI403871B (zh) * 2010-10-25 2013-08-01 Ind Tech Res Inst 伺服馬達驅動之回授切換裝置及方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105071718A (zh) * 2015-07-16 2015-11-18 周海波 一种无刷电机转子位置误差校准装置及方法

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