TW201836256A - 馬達控制系統以及馬達驅動電路 - Google Patents

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陳昆民
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    • 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
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • 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
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/08—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor
    • H02P6/085—Arrangements for controlling the speed or torque of a single motor in a bridge configuration

Abstract

本發明公開一種馬達控制系統，包括一馬達驅動電路以及一馬達。馬達驅動電路包括一控制模組；一脈寬調變訊號偵測模組，電性連接控制模組，用於接收一脈寬調變訊號，並轉換為一第一數位脈寬調變控制訊號；一暫態偵測模組，根據一第一時間的第一數位脈寬調變控制訊號以及一第二時間的第一數位脈寬調變控制訊號，提供一第二數位脈寬調變控制訊號至控制模組；一驅動模組，接收控制模組的至少一驅動訊號。控制模組根據第二數位脈寬調變控制訊號決定是否關閉驅動模組的一低壓側開關元件。

Description

馬達控制系統以及馬達驅動電路
本發明涉及一種馬達控制系統，特別是一種具有轉速狀態調控功能的馬達控制系統。
當利用互補式控制技術進行馬達轉速的調控時，特別是從高轉速轉換至低轉速時，一般不會開啟互補式開關元件，因此，使控制電路的功率消耗較大且效率較低。若是利用電流比較器進行零電流偵測，則電流比較器的要求除了精準之外，且電路複雜路會較高，此外由於還有延遲等問題，都是造成電流會逆流的情況。
因此，提供一種具有架構簡單，且具有轉速狀態調控功能的馬達控制系統，則是業界的一個重要課題。
本發明公開一種馬達控制系統，包括一馬達驅動電路以及一馬達。馬達驅動電路，具有一第一輸出端以及一第二輸出端。馬達驅動電路包括一控制模組；一脈寬調變訊號偵測模組，電性連接控制模組，用於接收一脈寬調變訊號，並轉換為一第一數位脈寬調變控制訊號；一暫態偵測模組，根據一第一時間的第一數位脈寬調變控制訊號以及一第二時間的第一數位脈寬調變控制訊號，提供一第二數位脈寬調變控制訊號至控制模組；一驅動模組，電性連接控制模組，接收控制模組的至少一驅動訊號，驅動模組電性連接第一輸出端以及第二輸出端。馬達電性連接馬達驅動電路的第一輸出端以及第二輸出端，其中，控制模組通過驅動模組 調控馬達的轉動狀態；控制模組根據第二數位脈寬調變控制訊號決定是否關閉驅動模組的一低壓側開關元件。
其中，驅動模組包括：一第一高壓側開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端，其中，第一高壓側開關元件的第一端電性連接一直流電壓，第一高壓側開關元件的第二端電性連接控制模組，接收控制模組提供的一第一高壓側驅動訊號，第一高壓側開關元件的第三端電性連接第一輸出端；一第二高壓側開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端，其中第二高壓側開關元件的第一端電性連接直流電壓，第二高壓側開關元件的第二端電性連接控制模組，接收控制模組提供的一第二高壓側驅動訊號，第二高壓側開關元件的第三端電性連接第二輸出端；一第一低壓側開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端，其中，第一低壓側開關元件的第一端電性連接第一高壓側開關元件的第三端以及第一輸出端，第一低壓側開關元件的第二端電性連接控制模組，接收控制模組提供的一第一低壓側驅動訊號，第一低壓側開關元件的第三端電性連接一接地電位；以及一第二低壓側開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端，其中，第二低壓側開關元件的第一端電性連接第二高壓側的第三端以及第二輸出端，第二低壓側開關元件的第二端電性連接控制模組，接收一第二低壓側驅動訊號；其中，控制模組根據第二數位脈寬調變控制訊號決定是否關閉驅動模組的第一低壓側開關元件。
其中，暫態偵測模組包括一輸出單元；一比較單元，電性連接輸出單元；一第一暫存單元，電性連接輸出單元，用於接收在第一數位脈寬調變控制訊號，並將第一時間的第一數位脈寬調變控制訊號轉換為一第一時間數位脈寬調變控制訊號；一第二暫存單元，電性連接輸出單元，用於接收在第一數位脈寬調變控制訊號，並將第二時間的第一數位脈寬調變控制訊號轉換為一第二時間數位脈寬調變控制訊號；其中，比較單元根據第一時間數位脈 寬調變控制訊號以及第二時間數位脈寬調變控制訊號的一差值，輸出第二數位脈寬調變控制訊號；其中，第二時間大於第一時間。
其中，暫態偵測模組還包括一計時單元，用於設定一預定時間，控制模組根據計時單元設定的預定時間，重置第二數位脈寬調變控制訊號。
其中，當第二時間數位脈寬調變控制訊號減去第一時間數位脈寬調變控制訊號的差值大於0，且大於一脈寬調變臨界值時，則暫態偵測模組的輸出單元提供一高準位的第二數位脈寬調變控制訊號至控制模組，以使控制模組提供一關閉控制訊號至第一低壓側開關元件的第二端，關閉第一低壓側開關元件。
其中，當第二時間數位脈寬調變控制訊號減去第一時間數位脈寬調變控制訊號的差值大於0，但小於一脈寬調變臨界值時，則暫態偵測模組的輸出單元提供一低準位的第二數位脈寬調變控制訊號至控制模組，以使控制模組提供一脈寬調變控制訊號至第一低壓側開關元件的第二端。
其中，當第二時間數位脈寬調變控制訊號減去第一時間數位脈寬調變控制訊號的差值小於0時，則暫態偵測模組的輸出單元不輸出訊號至控制模組。
其中，馬達驅動電路還包括一位置偵測模組，電性連接馬達驅動電路的一霍爾訊號偵測端，用於接收馬達的相位變化訊號；其中，脈寬調變訊號偵測模組電性連接馬達驅動電路的一脈寬調變訊號接收端，以接收脈寬調變訊號。
本發明還提供了一種馬達驅動電路，其具有一第一輸出端以及一第二輸出端，第一輸出端以及第二輸出端電性連接一馬達。馬達驅動電路包括：一控制模組；一脈寬調變訊號偵測模組，電性連接控制模組，用於接收一脈寬調變訊號，並轉換為一第一數位脈寬調變控制訊號；一暫態偵測模組，根據一第一時間的第一數位脈寬調變控制訊號以及一第二時間的第一數位脈寬調變控制 訊號，提供一第二數位脈寬調變控制訊號至控制模組；一驅動模組，電性連接控制模組，接收控制模組的至少一驅動訊號，驅動模組電性連接第一輸出端以及第二輸出端；其中，控制模組通過驅動模組調控馬達的轉動狀態；其中，控制模組根據第二數位脈寬調變控制訊號決定是否關閉驅動模組的一低壓側開關元件。
其中，驅動模組包括一第一高壓側開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端，其中，第一高壓側開關元件的第一端電性連接一直流電壓，第一高壓側開關元件的第二端電性連接控制模組，接收控制模組提供的一第一高壓側驅動訊號，第一高壓側開關元件的第三端電性連接第一輸出端；一第二高壓側開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端，其中第二高壓側開關元件的第一端電性連接直流電壓，第二高壓側開關元件的第二端電性連接控制模組，接收控制模組提供的一第二高壓側驅動訊號，第二高壓側開關元件的第三端電性連接第二輸出端；一第一低壓側開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端，其中，第一低壓側開關元件的第一端電性連接第一高壓側開關元件的第三端以及第一輸出端，第一低壓側開關元件的第二端電性連接控制模組，接收控制模組提供的一第一低壓側驅動訊號，第一低壓側開關元件的第三端電性連接一接地電位；以及一第二低壓側開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端，其中，第二低壓側開關元件的第一端電性連接第二高壓側的第三端以及第二輸出端，第二低壓側開關元件的第二端電性連接控制模組，接收一第二低壓側驅動訊號；其中，控制模組根據第二數位脈寬調變控制訊號決定是否關閉驅動模組的第一低壓側開關元件。
其中，暫態偵測模組包括一輸出單元；一比較單元，電性連接輸出單元；一第一暫存單元，電性連接輸出單元，用於接收在第一數位脈寬調變控制訊號，並將第一時間的第一數位脈寬調變控制訊號轉換為一第一時間數位脈寬調變控制訊號；一第二暫存 單元，電性連接輸出單元，用於接收在第一數位脈寬調變控制訊號，並將第二時間的第一數位脈寬調變控制訊號轉換為一第二時間數位脈寬調變控制訊號；其中，比較單元根據第一時間數位脈寬調變控制訊號以及第二時間數位脈寬調變控制訊號的一差值，輸出第二數位脈寬調變控制訊號；其中，第二時間大於第一時間。
其中，暫態偵測模組還包括一計時單元，用於設定一預定時間，控制模組根據計時單元設定的預定時間，重置第二數位脈寬調變控制訊號。
其中，當第二時間數位脈寬調變控制訊號減去第一時間數位脈寬調變控制訊號的差值大於0，且大於一脈寬調變臨界值時，則暫態偵測模組的輸出單元提供一高準位的第二數位脈寬調變控制訊號至控制模組，以使控制模組提供一關閉控制訊號至第一低壓側開關元件的第二端，關閉第一低壓側開關元件。
其中，當第二時間數位脈寬調變控制訊號減去第一時間數位脈寬調變控制訊號的差值大於0，但小於一脈寬調變臨界值時，則暫態偵測模組的輸出單元提供一低準位的第二數位脈寬調變控制訊號至控制模組，以使控制模組提供一脈寬調變控制訊號至第一低壓側開關元件的第二端。
其中，當第二時間數位脈寬調變控制訊號減去第一時間數位脈寬調變控制訊號的差值小於0時，則暫態偵測模組的輸出單元不輸出訊號至控制模組。
其中，馬達驅動電路還包括一位置偵測模組，電性連接馬達驅動電路的一霍爾訊號偵測端，用於接收馬達的相位變化訊號；其中，脈寬調變訊號偵測模組電性連接馬達驅動電路的一脈寬調變訊號接收端，以接收脈寬調變訊號。
綜上所述，本發明提出一種馬達控制系統，在馬達從高轉速轉換為低轉速的時候，利用轉換脈寬調變控制訊號為數位脈寬調變控制訊號以精確判斷從高轉速轉換為低轉速時的時機，進一步 使控制模組提供一關閉控制訊號至驅動模組，避免低電流的發生。此外，由於整體電路設計的面積相對減少，更可降低研發成本及製造成本。
為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅係用來說明本發明，而非對本發明的權利範圍作任何的限制。
1‧‧‧風扇控制系統
10‧‧‧馬達驅動電路
11‧‧‧位置偵測模組
12‧‧‧脈寬調變訊號偵測模組
13‧‧‧暫態偵測模組
14‧‧‧控制模組
15‧‧‧驅動模組
21‧‧‧第一暫存單元
22‧‧‧第二暫存單元
23‧‧‧比較單元
24‧‧‧計時單元
25‧‧‧輸出單元
100‧‧‧馬達
CLOCK‧‧‧時脈訊號
HALL‧‧‧霍爾訊號偵測端
PWM‧‧‧脈寬調變訊號接收端
S1‧‧‧第一數位脈寬控制訊號
S2‧‧‧第二數位脈寬控制訊號
S1_T1‧‧‧第一時間數位脈寬控制訊號
S1_T2‧‧‧第二時間數位脈寬控制訊號
OUT1‧‧‧第一輸出端
OUT2‧‧‧第二輸出端
GP1‧‧‧第一高壓側驅動訊號
GP2‧‧‧第二高壓側驅動訊號
GN1‧‧‧第一低壓側驅動訊號
GN2‧‧‧第二低壓側驅動訊號
IL‧‧‧輸出電流
P1‧‧‧第一高壓側開關元件
P2‧‧‧第二高壓側開關元件
N1‧‧‧第一低壓側開關元件
N2‧‧‧第二低壓側開關元件
VDD‧‧‧直流電壓
T1‧‧‧第一時間
T2‧‧‧第二時間
tr‧‧‧時間區段
圖1為本發明實施例的馬達控制系統的示意圖。
圖2為本發明實施例的馬達控制系統的部分示意圖。
圖3為本發明實施例的暫態偵測模組的示意圖。
圖4為本發明實施例的馬達控制系統的電流示意圖。
在下文將參看隨附圖式更充分地描述各種例示性實施例，在隨附圖式中展示一些例示性實施例。然而，本發明概念可能以許多不同形式來體現，且不應解釋為限於本文中所闡述之例示性實施例。確切而言，提供此等例示性實施例使得本發明將為詳盡且完整，且將向熟習此項技術者充分傳達本發明概念的範疇。在諸圖式中，可為了清楚而誇示層及區之大小及相對大小。類似數字始終指示類似元件。
應理解，雖然本文中可能使用術語第一、第二、第三等來描述各種元件，但此等元件不應受此等術語限制。此等術語乃用以區分一元件與另一元件。因此，下文論述之第一元件可稱為第二元件而不偏離本發明概念之教示。如本文中所使用，術語「及/或」包括相關聯之列出項目中之任一者及一或多者之所有組合。
以下將以至少一種實施例配合圖式來說明所述馬達控制系 統，然而，下述實施例並非用以限制本揭露內容。以下電子元件為方便敘述，僅具有兩端的電子元件，若是水平設置，則以左側端為第一端，右側端為第二端，若是垂直設置，則以上端為第一端，下端為第二端。若是具有三個端點以上的電子元件，則以腳位標示進行敘述。
請參照圖1以及圖2，圖1為本發明實施例的馬達控制系統的示意圖。圖2為本發明實施例的馬達控制系統的部分示意圖。
馬達控制系統1包括一馬達驅動電路10以及一馬達100。馬達驅動電路10包括一位置偵測模組11、一脈寬調變訊號偵測模組12、一暫態偵測模組13、一控制模組14以及一驅動模組15。
馬達驅動電路10具有一霍爾訊號偵測端HALL、一脈寬調變訊號接收端PWM、一第一輸出端OUT1以及一第二輸出端OUT2。在本實施例中馬達驅動電路10通過第一輸出端OUT1以及第二輸出端OUT2電性連接馬達100。
在本實施例中，位置偵測模組11、脈寬調變訊號偵測模組12、暫態偵測模組13以及驅動模組15電性連接控制模組14。脈寬調變訊號偵測模組12則還電性連接暫態偵測模組13。
位置偵測電路11電性連接至霍爾訊號偵測端HALL，用於偵測馬達100在轉動時的相位變化，常見的方式是將霍爾感測器(HALL SENSOR)設置在馬達100上，以偵測其相位變化，並提供一轉速訊號至控制模組14。脈寬調變訊號偵測模組12則是用於接收一傳送自一系統端控制電路(圖未示)的控制訊號，並將其轉換為一數位化的脈寬調變訊號，例如256階的脈寬調變控制訊號，也就是將脈寬調變訊號轉換為一數位化的數值，而不是以類比方式進行比較。常見的表達方式為DUTY[7：0]，就是代表8位元的數位脈寬調變控制訊號。其中，系統端控制電路(圖未示)的控制訊號是一脈寬調變訊號(Pulse Width Modulation)。
暫態偵測模組13則是接收傳送自脈寬調變訊號偵測模組12 的第一數位脈寬控制訊號S1，並根據第一數位脈寬控制訊號S1進行馬達100的轉速狀態調控的暫態判斷。
控制模組14用於接收位置偵測模組11的轉速訊號以及脈寬調變訊號偵測模組12提供的第一數位脈寬控制訊號S1。控制模組14根據第一數位脈寬控制訊號S1提供一第一高壓側驅動訊號GP1、一第二高壓側驅動訊號GP2、一第一低壓側驅動訊號GN1以及一第二低壓側驅動訊號GN2。在本實施例中，第一高壓側驅動訊號GP1、第二高壓側驅動訊號GP2、第一低壓側驅動訊號GN1以及第二低壓側驅動訊號GN2包括一開啟控制訊號(ON)、一關閉控制訊號(OFF)以及一脈寬調變控制訊號(Pulse Width Modulation)，設計者可以根據實際需求進行設計，本發明中不作限制。
請參照圖2，在本實施例中，驅動模組15包括一第一高壓側開關元件P1、一第二高壓側開關元件P2、一第一低壓側開關元件N1以及一第一低壓側開關元件N2。
其中，第一高壓側開關元件P1以及第一高壓側開關元件P2的第一端電性連接一直流電壓VDD。第一高壓側開關元件P1的第二端電性連接控制模組14，接收第一高壓側驅動訊號GP1。第一高壓側開關元件P1的第三端電性連接第一低壓側開關元件N1的第一端以及第一輸出端OUT1。第一低壓側開關元件N1的第二端電性連接控制模組14，接收第一低壓側驅動訊號GN1。第一低壓側開關元件N1的第三端則是電性連接至一接地電位。第二高壓側開關元件P2的第二端電性連接控制模組14，接收第二高壓側驅動訊號GP2。第二高壓側開關元件P2的第三端則是電性連接至第二低壓側開關元件N2的第一端以及第二輸出端OUT2。第二低壓側開關元件N2的第二端電性連接控制模組，接收第二低壓側驅動訊號GN2。第二低壓側開關元件N2的第三端則是電性連接至一接地電位。其中，馬達100的第一端電性連接第一輸出端OUT1，馬 達100的第二端則是電性連接第二輸出端OUT2。在本實施例中，馬達驅動電路10通過第一輸出端OUT1或第二輸出端OUT2輸出一輸出電流IL至馬達100以驅動馬達100。由於驅動模組15的各開關元件為互補式控制電路，因此，輸出電流IL也有可能是反向流過。
在本實施例中，第一高壓側開關元件P1以及第二高壓側開關元件P2分別是一P型金屬氧化物半導體場效電晶體(P-MOSFET)。第一低壓側開關元件N1以及第二低壓側開關元件N2分別是一N型金屬氧化物半導體場效電晶體(N-MOSFET)。直流電壓VDD是一大於0V的直流電壓，期可根據實際需求進行設計，在本發明中不作限制。
請參照圖3，暫態偵測電路13中包括一第一暫存單元21、一第二暫存單元22、一比較單元23、一輸出單元25以及一計時單元26。第一暫存單元21以及第二暫存單元22電性連接至比較單元23。比較單元23電性連接至輸出單元25以及計時單元24。計時單元24則電性連接輸出單元25。
在本實施例中，暫態偵測模組13是接收第一數位脈寬控制訊號S1，進行馬達100的轉速狀態調控的暫態判斷。也就是第一數位脈寬控制訊號S1會分別傳送進第一暫存單元21以及第二暫存單元22。而第一暫存單元21以及第二暫存單元22分別存取第一數位脈寬控制訊號S1在第一時間T1以及第二時間T2的數位脈寬訊號，其分別為第一時間數位脈寬控制訊號S1_T1以及第二時間數位脈寬控制訊號S1_T2。其中，第一時間T1以及第二時間T2之間具有一時間差△t。第一時間T1以及第二時間T2的關係如下列公式1。
T2=T1+△t-公式1
也就是第二時間T2大於第一時間T1。在本實施例中，第一時間T1、第二時間T2以及時間差△t可以根據實際需求進行選擇， 在本發明中不作限制。
在本實施例中，第一暫存單元21以及第二暫存單元22將第一時間數位脈寬控制訊號S1_T1以及第二時間數位脈寬控制訊號S1_T2分別傳送至比較單元23進行比較。第一時間數位脈寬控制訊號S1_T1以及第二時間數位脈寬控制訊號S1_T2分別是一經過數位化的脈寬控制值，也就是比較單元23可以將第一時間數位脈寬控制訊號S1_T1以及第二時間數位脈寬控制訊號S1_T2的一差值與一脈寬調變臨界值進行比較，以輸出一第二數位脈寬控制訊號S2至控制模組14。在本實施例中，脈寬調變臨界值可根據實際需求進行設計，在本發明中不作限制。
在本實施例中，當第一時間數位脈寬控制訊號S1_T1以及第二時間數位脈寬控制訊號S1_T2的差值大於脈寬調變臨界值，則輸出一高準位(High Level)的第二數位脈寬控制訊號S2。也就是當第二時間數位脈寬控制訊號S1_T2減去第一時間數位脈寬控制訊號S1_T1的差值大於0，且大於脈寬調變臨界值時，輸出單元25就會輸出一高準位(High Level)的第二數位脈寬控制訊號S2。
第一時間數位脈寬控制訊號S1_T1以及第二時間數位脈寬控制訊號S1_T2的差值大於0，但是小於脈寬調變臨界值時，則輸出一低準位(Low Level)的第二數位脈寬控制訊號S2。也就是當第二時間數位脈寬控制訊號S1_T2減去第一時間數位脈寬控制訊號S1_T1的差值小於脈寬調變臨界值時，輸出單元25就會輸出一低準位(Low Level)的第二數位脈寬控制訊號S2。
另外，第一時間數位脈寬控制訊號S1_T1以及第二時間數位脈寬控制訊號S1_T2的差值小於零時，則代表馬達100的轉速會往上提升，因此暫態偵測模組13的輸出單元25不會作動，也就是不會發送任何訊號至控制模組14。
在本實施例中，當控制模組14接收到高準位(High Level) 的第二數位脈寬控制訊號S2，則控制模組14輸出一關閉控制訊號(OFF)的第一低壓側驅動訊號GN1，以關閉第一低壓側開關元件N1。
當控制模組14接收到低準位(Low Level)的第二數位脈寬控制訊號S2，則控制模組14輸出一脈寬調變控制訊號(PWM)的第一低壓側驅動訊號GN1，以驅動第一低壓側開關元件N1。
舉例來說，當第一時間數位脈寬控制訊號S1_T1的數值為256(100%轉速)，第二時間數位脈寬控制訊號S1_T2的數值為190(74%轉速)，其差值為66，超過20%的最高轉速(256*20%=51.2)，暫態偵測模組13就會發送一高準位的第二數位脈寬控制訊號S2至控制模組14，通知控制模組14，馬達100即將出現由高轉速轉換至低轉速的現象，控制模組14就會發送一關閉控制訊號(OFF)至第一低壓側開關元件N1的第二端，以關閉第一低壓側開關元件N1。也就是當控制模組14根據暫態偵測模組14的輸出單元25所提供的第二數位脈寬控制訊號S2，傳送不同型態的第一低壓側驅動訊號至第一低壓側開關元件N1的第二端，以避免馬達100從高轉速調整至低轉速時可能產生的逆電流。
暫態偵測模組13的計時單元24，接收一時脈訊號CLOCK，用於計算時間。也就是，輸出單元25所提供的第二數位脈寬控制訊號S2，可以預先設定為一既定時間區段。例如：高準位(High Level)的第二數位脈寬控制訊號S2只會輸出一第一預定時間，經過第一預定時間之後即會切換為低準位(Low Level)的第二數位脈寬控制訊號S2。或是，低準位(Low Level)的第二數位脈寬控制訊號S2只會輸出一第二預定時間，經過第二預定時間之後即會切換為高準位(High Level)的第二數位脈寬控制訊號S2。其可根據實際需求進行調整，在本發明中不作限制。
在本實施例中，計時單元25可以是一SR正反器，在其他實 施例中，可以根據實際需求利用其他電路進行設計，在本發明中不作限制。
請參照圖4，圖4為本發明實施例的馬達控制系統的電流示意圖。圖4中是馬達100從高轉速調整為低轉速時的電流示意圖。其中，在本實施例中，在輸出電流IL為零的時間區段tr，就是暫態偵測模組14偵測到第一數位脈寬控制訊號S1在時間區段tr之前或在時間區段tr之間的第一時間數位脈寬控制訊號S1_T1以及第二時間數位脈寬控制訊號S1_T2的差值大於脈寬調變臨界值，因此，暫態偵測模組14才會提供一高準位的第二數位脈寬控制訊號S2至控制模組14，使控制模組14發送一關閉控制訊號(OFF)至第一低壓側開關元件N1的第二端，以關閉第一低壓側開關元件N1，避免逆電流的產生，因此在圖4的時間區段tr的輸出電流IL呈現為零電流。
綜上所述，本發明提出一種馬達控制系統，在馬達從高轉速轉換為低轉速的時候，利用轉換脈寬調變控制訊號為數位脈寬調變控制訊號以精確判斷從高轉速轉換為低轉速時的時機，進一步使控制模組提供一關閉控制訊號至驅動模組，避免低電流的發生。此外，由於整體電路設計的面積相對減少，更可降低研發成本及製造成本。
以上所述僅為本發明之實施例，其並非用以侷限本發明之專利範圍。

Claims (16)

  1. 一種馬達控制系統，包括：一馬達驅動電路，其具有一第一輸出端以及一第二輸出端，該馬達驅動電路包括：一控制模組；一脈寬調變訊號偵測模組，電性連接該控制模組，用於接收一脈寬調變訊號，並轉換為一第一數位脈寬調變控制訊號；一暫態偵測模組，根據一第一時間的該第一數位脈寬調變控制訊號以及一第二時間的該第一數位脈寬調變控制訊號，提供一第二數位脈寬調變控制訊號至該控制模組；一驅動模組，電性連接該控制模組，接收該控制模組的至少一驅動訊號，該驅動模組電性連接該第一輸出端以及該第二輸出端；一馬達，電性連接該馬達驅動電路的該第一輸出端以及該第二輸出端，其中，該控制模組通過該驅動模組調控該馬達的轉動狀態；其中，該控制模組根據該第二數位脈寬調變控制訊號決定是否關閉該驅動模組的一低壓側開關元件。
  2. 如申請專利範圍第1項的馬達控制系統，其中，該驅動模組包括：一第一高壓側開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端，其中，該第一高壓側開關元件的該第一端電性連接一直流電壓，該第一高壓側開關元件的該第二端電性連接該控制模組，接收該控制模組提供的一第一高壓側驅動訊號，該第一高壓側開關元件的該第三端電性連接該第一輸出端； 一第二高壓側開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端，其中該第二高壓側開關元件的該第一端電性連接該直流電壓，該第二高壓側開關元件的該第二端電性連接該控制模組，接收該控制模組提供的一第二高壓側驅動訊號，該第二高壓側開關元件的該第三端電性連接該第二輸出端；一第一低壓側開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端，其中，該第一低壓側開關元件的該第一端電性連接該第一高壓側開關元件的該第三端以及該第一輸出端，該第一低壓側開關元件的該第二端電性連接該控制模組，接收該控制模組提供的一第一低壓側驅動訊號，該第一低壓側開關元件的該第三端電性連接一接地電位；以及一第二低壓側開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端，其中，該第二低壓側開關元件的該第一端電性連接該第二高壓側的該第三端以及該第二輸出端，該第二低壓側開關元件的該第二端電性連接該控制模組，接收一第二低壓側驅動訊號；其中，該控制模組根據該第二數位脈寬調變控制訊號決定是否關閉該驅動模組的該第一低壓側開關元件。
  3. 如申請專利範圍第2項的馬達控制系統，其中，該暫態偵測模組包括：一輸出單元；一比較單元，電性連接該輸出單元；一第一暫存單元，電性連接該輸出單元，用於接收在該第一數位脈寬調變控制訊號，並將該第一時間的該第一數位脈寬調變控制訊號轉換為一第一時間數位脈寬調變控制訊號；一第二暫存單元，電性連接該輸出單元，用於接收在該第一數位脈寬調變控制訊號，並將該第二時間的該第一數位脈寬 調變控制訊號轉換為一第二時間數位脈寬調變控制訊號；其中，該比較單元根據該第一時間數位脈寬調變控制訊號以及該第二時間數位脈寬調變控制訊號的一差值，輸出該第二數位脈寬調變控制訊號；其中，該第二時間大於該第一時間。
  4. 如申請專利範圍第3項的馬達控制系統，其中，該暫態偵測模組還包括：一計時單元，用於設定一預定時間，該控制模組根據該計時單元設定的該預定時間，重置該第二數位脈寬調變控制訊號。
  5. 如申請專利範圍第3項的馬達控制系統，其中，當該第二時間數位脈寬調變控制訊號減去該第一時間數位脈寬調變控制訊號的該差值大於0，且大於一脈寬調變臨界值時，則該暫態偵測模組的該輸出單元提供一高準位的第二數位脈寬調變控制訊號至該控制模組，以使該控制模組提供一關閉控制訊號至該第一低壓側開關元件的第二端，關閉該第一低壓側開關元件。
  6. 如申請專利範圍第3項的馬達控制系統，其中，當該第二時間數位脈寬調變控制訊號減去該第一時間數位脈寬調變控制訊號的該差值大於0，但小於一脈寬調變臨界值時，則該暫態偵測模組的該輸出單元提供一低準位的第二數位脈寬調變控制訊號至該控制模組，以使該控制模組提供一脈寬調變控制訊號至該第一低壓側開關元件的第二端。
  7. 如申請專利範圍第3項的馬達控制系統，其中，當該第二時間數位脈寬調變控制訊號減去該第一時間數位脈寬調變控制訊號的該差值小於0時，則該暫態偵測模組的該輸出單元不輸出訊號至該控制模組。
  8. 如申請專利範圍第1項的馬達控制系統，其中，該馬達驅動電路還包括：一位置偵測模組，電性連接該馬達驅動電路的一霍爾訊號偵測 端，用於接收該馬達的相位變化訊號；其中，該脈寬調變訊號偵測模組電性連接該馬達驅動電路的一脈寬調變訊號接收端，以接收該脈寬調變訊號。
  9. 一種馬達驅動電路，具有一第一輸出端以及一第二輸出端，該第一輸出端以及該第二輸出端電性連接一馬達，該馬達驅動電路包括：一控制模組；一脈寬調變訊號偵測模組，電性連接該控制模組，用於接收一脈寬調變訊號，並轉換為一第一數位脈寬調變控制訊號；一暫態偵測模組，根據一第一時間的該第一數位脈寬調變控制訊號以及一第二時間的該第一數位脈寬調變控制訊號，提供一第二數位脈寬調變控制訊號至該控制模組；一驅動模組，電性連接該控制模組，接收該控制模組的至少一驅動訊號，該驅動模組電性連接該第一輸出端以及該第二輸出端；其中，該控制模組通過該驅動模組調控該馬達的轉動狀態；其中，該控制模組根據該第二數位脈寬調變控制訊號決定是否關閉該驅動模組的一低壓側開關元件。
  10. 如申請專利範圍第9項的馬達驅動電路，其中，該驅動模組包括：一第一高壓側開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端，其中，該第一高壓側開關元件的該第一端電性連接一直流電壓，該第一高壓側開關元件的該第二端電性連接該控制模組，接收該控制模組提供的一第一高壓側驅動訊號，該第一高壓側開關元件的該第三端電性連接該第一輸出端；一第二高壓側開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端，其中該第二高壓側開關元件的該第一端電性連接該直 流電壓，該第二高壓側開關元件的該第二端電性連接該控制模組，接收該控制模組提供的一第二高壓側驅動訊號，該第二高壓側開關元件的該第三端電性連接該第二輸出端；一第一低壓側開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端，其中，該第一低壓側開關元件的該第一端電性連接該第一高壓側開關元件的該第三端以及該第一輸出端，該第一低壓側開關元件的該第二端電性連接該控制模組，接收該控制模組提供的一第一低壓側驅動訊號，該第一低壓側開關元件的該第三端電性連接一接地電位；以及一第二低壓側開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端，其中，該第二低壓側開關元件的該第一端電性連接該第二高壓側的該第三端以及該第二輸出端，該第二低壓側開關元件的該第二端電性連接該控制模組，接收一第二低壓側驅動訊號；其中，該控制模組根據該第二數位脈寬調變控制訊號決定是否關閉該驅動模組的該第一低壓側開關元件。
  11. 如申請專利範圍第10項的馬達驅動電路，其中，該暫態偵測模組包括：一輸出單元；一比較單元，電性連接該輸出單元；一第一暫存單元，電性連接該輸出單元，用於接收在該第一數位脈寬調變控制訊號，並將該第一時間的該第一數位脈寬調變控制訊號轉換為一第一時間數位脈寬調變控制訊號；一第二暫存單元，電性連接該輸出單元，用於接收在該第一數位脈寬調變控制訊號，並將該第二時間的該第一數位脈寬調變控制訊號轉換為一第二時間數位脈寬調變控制訊號；其中，該比較單元根據該第一時間數位脈寬調變控制訊號以及 該第二時間數位脈寬調變控制訊號的一差值，輸出該第二數位脈寬調變控制訊號；其中，該第二時間大於該第一時間。
  12. 如申請專利範圍第11項的馬達驅動電路，其中，該暫態偵測模組還包括：一計時單元，用於設定一預定時間，該控制模組根據該計時單元設定的該預定時間，重置該第二數位脈寬調變控制訊號。
  13. 如申請專利範圍第11項的馬達驅動電路，其中，當該第二時間數位脈寬調變控制訊號減去該第一時間數位脈寬調變控制訊號的該差值大於0，且大於一脈寬調變臨界值時，則該暫態偵測模組的該輸出單元提供一高準位的第二數位脈寬調變控制訊號至該控制模組，以使該控制模組提供一關閉控制訊號至該第一低壓側開關元件的第二端，關閉該第一低壓側開關元件。
  14. 如申請專利範圍第11項的馬達驅動電路，其中，當該第二時間數位脈寬調變控制訊號減去該第一時間數位脈寬調變控制訊號的該差值大於0，但小於一脈寬調變臨界值時，則該暫態偵測模組的該輸出單元提供一低準位的第二數位脈寬調變控制訊號至該控制模組，以使該控制模組提供一脈寬調變控制訊號至該第一低壓側開關元件的第二端。
  15. 如申請專利範圍第11項的馬達驅動電路，其中，當該第二時間數位脈寬調變控制訊號減去該第一時間數位脈寬調變控制訊號的該差值小於0時，則該暫態偵測模組的該輸出單元不輸出訊號至該控制模組。
  16. 如申請專利範圍第9項的馬達驅動電路，其中，該馬達驅動電路還包括：一位置偵測模組，電性連接該馬達驅動電路的一霍爾訊號偵測端，用於接收該馬達的相位變化訊號；其中，該脈寬調變訊號偵測模組電性連接該馬達驅動電路的一 脈寬調變訊號接收端，以接收該脈寬調變訊號。
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