TW313719B - - Google Patents

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TW313719B TW085107568A TW85107568A TW313719B TW 313719 B TW313719 B TW 313719B TW 085107568 A TW085107568 A TW 085107568A TW 85107568 A TW85107568 A TW 85107568A TW 313719 B TW313719 B TW 313719B
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
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    • H02P6/34Modelling or simulation for control purposes

Description

3719 A? B7 五、發明説明(1 ) 【產業上之利用領域】 本發明係有關馬達之驅動方法,尤其有關0A機器等 電器所使用之小型將高精度之無電刷馬達之高效率以高可 靠性之驅動以低成本驅動之方法。 【先行技術】 從重電機器到汽車,家電品,0A機器等,在我們之 日常生活當中之許多用途使用多種多樣之馬達。其驅動方 法也依據其馬達種類與使用目的有各種各樣。其中,尤其 屬於個人電腦之外部記憶裝置之硬碟機(以下稱爲HDD )之磁碟迴轉用,廣泛地使用驅動電路較簡單,長時間驅 動時之可靠性高之直流無電刷馬達(尤其叫做心軸馬達) 。又,在最近,由於HDD之小型,薄型化之要求,多使 用消除了馬達轉子之位置檢測用感測器,藉由檢出馬達所 發生之感應電壓來判斷迴轉位置之無感測器型之馬達。做 爲其馬達驅動方法之一例,可舉出日本特開平5 — 經濟部中夬標準局員工消资合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1 6 1 3 8 7號公報所記載之方法。在該公報所記載之方 法係,施加於各驅動繞線之電壓位準,設定爲對於電角度 0〜1 2 0度時爲正,1 2 0〜1 8 0度時爲0 ,1 8 0 〜3 0 0度時爲負,3 0 0〜3 6 0度時爲0 ,而在電壓 位準爲0之時段檢測出反起電電壓。 又,在日本特開平5 — 1 3 7 3 8 4號公報,揭示有 對於轉矩之貢獻率大的地方,亦即,爲了防止3相馬達之 相切換時暫時性地變少時,將各相之電晶體通電較1 2 0 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(21 Ox: 297公釐) 經濟部中央標準局負工消費合作社印聚 ΑΊ 37 五、發明説明(2 ) 度爲長。 另一方面,在 NEC Res.& Revelop;Vol_32 July 1991 之3 6 8頁到3 7 8頁,記載有揭示由於3相矩形波之脈 衝幅調變(PWΜ )信號,驅動HDD用心軸馬達之驅動 積體電路,由6個η頻道功率MOSFET之3相電橋電 器,控制其驅動切換之相位產生器,設定切換3相之時間 之頻選擇器,檢測由馬達線圈所發生之感應電壓之檢測電 路,由於比較相位控制用錯誤電壓積输出讀出電壓,來設 定PWN電壓之負載(duty)之PW Μ電路。又,在本稹 體電路外設有對於各輸出端子使用電阻與電容.之緩衝器( snubber)電路,而在驅動馬達時吸收在輸出所發生之電 氣性雜訊。此積體電路之動作係在感應電壓檢測電路,取 各相位之輸出電壓與3相線圈之中點電位之差,而檢出在 馬達所發生之感應電壓,從其檢測電壓將電橋電路驅動所 需之時間在選擇器製作。該時,取出從連接於電橋電路之 電流檢測電阻之讀出電壓,與對應於目標轉數之錯誤電壓 之差而與1 0 0 kHz程度之三角波電壓之比較來決定 PWM信號之du t y。並且,依據來自選擇器之資訊在 相位產生器製作驅動電壓,對於3相電橋電路之上臂用電 晶體供應矩形.波,而對於下臂用電晶體供應P W Μ信號。 例如,3相(U,V,W相)之中假如U相上臂用電晶體 爲Ο Ν狀態下V相下臂用電晶體做ρ \ν Μ動作時,若下臂 爲Ο Ν時,輸出電流爲從電源流經υ相上臂與線圈流至V 相電臂,若下臂爲0 F F時,由於線圈之電感特性,就流 本紙張尺度適用中國國家標皁(CNS ) Λ4規格(公釐) I----------------1Τ------t (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A 7 B7 313719 五、發明説明(3 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 動V相上臂之源極與漏極間二極體而返回到電源(回流狀 態)。由於此反復而輸出電流係流動成120度之矩形波 狀。本先行技術例,係由於實施PWM控制與通常之矩形 波線性驅動比較將可降低電源之消费電力。 【發明所欲解決之問題】 在曰本特開平5 — 1 6 1 3 8 7號公報,由於在電角 度1 2 0度電壓位準從正之恒電壓急驟地變化成0 ,所以 由於電流變化引起之雜訊,亦即,就發生起因於L · d i / d t (L;馬達線圈之電感,di/dt :輸出電流之 時間變化率)之電氣性雜訊,音響雜訊,而這將變成影響 控制系,或變成噪音之問題。 經濟部中央標準局員工消費"作作印聚 又,若依據上述文獻之技術,係將矩形波之輸出電流 加以PWM化而力求低電力化,但是,仍然從驅動電橋電 路之時段移行到檢測馬達感應電壓時段,發生急驟之電流 變化,而會有發生電氣性雜訊,音響雜訊之問題,爲了降 低這種雜訊,由外設於輸出端子之緩衝電器採取對策。但 是仍具有外設緩衝電路之裝配作業量之增加,增加零件件 數引起之成本增加,增大安裝容積之問題。 上述先行技術係依據工業調査委員會所發行之加藤一 著「小型馬達控制用I C」第5 7頁所記載之3相全波方 式者,爲了每各電角度1 2 0度切換爲其他電橋電路相位 ,所以被認爲不可避免地會發生雜訊。 另一方面,在日本特開平5 — 1 3 7 3 8 4號公報, 本紙張尺度通用中國國家標準(CNS ) Λ4規格(21ϋΧ2〔)ν’公痠) 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 A7 B7 五、發明説明(4 ) 雖然將電角度增大爲較1 2 0度爲大,但是由於驟然地將 電壓位準從高位準急驟地變化爲低位準,所以,具有與上 述日本特開平5 — 1 6 1 3 8 7號公報同樣之問題。又, 也有必須在全部感測器之檢測電路裝設於馬達之問題。按 ,依據本公報之技術,因設有全感測器之檢測電路,所以 在從電角度1 2 0度到1 8 0度之間不需要量測反起電壓 ,其結果將通電期間成爲較電角度1 2 0度爲大。 所以,本發明之目的係提供一種實現馬達之低雜訊化 之馬達驅動方法。 【解決問題之手段】 上述目的係3個半電橋電路(8〜1 3 )之中在第 2半電橋電路(1〇 ,11)之第1及第3電晶體(25 ,2 6 )之控制端子供給將其等電流路徑成爲非形成狀態 之控制信號之時段,檢測出對應於第2半電橋電路之上述 馬達之驅動線圈之反起電壓,而對於第2半電橋電路( 1 〇 ,1 1 )之第1電晶體(2 5 )之控制端子開始供給 形成其電路路徑之控制信號也對於第3半電橋電路(2 7 ,2 8 )之第2電晶體(2 8 )之控制端子供給形成其電 路路徑之控制.信號,同時,對於第1半電橋電路(2 3 , 2 4 )之第1電晶體(2 3 )之控制端子供給進行遮斷, 形成及再遮斷電路路徑之控制信號就可達成。 【作用】 本紙張尺度逋州中國國家標準(CNS ) Λ4规格(_ 21〇:< 297公煃) ----------*农------、訂-------i (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 13719 A7 'B7 五、發明説明(5 ) 對於第2半電橋電器(1 0,1 1 )之第1電晶體( 2 5 )之控制端子開始供給其形成電流路徑之控制信號之 後,若對於第3半電橋電路(2 7,2 8 )之第2電晶體 (2 8 )之控制端子供給形成其電流路徑之控制信號時, 雖然在馬達之驅動線圈之第2相開始流動電流,但是,此 際若遮斷第1半電橋電路(2 3,2 4 )之第1半電橋電 路(2 3 ,2 4 )之電流路徑時,就變成剎那地遮斷流動 於驅動線圏第1相之電流而會發生大的雜訊。因而,對於 第2半電橋電路(10,11)之第1電晶體(25)之 控制端子開始供給形成其電流路徑之控制信號之後,也對 於第1半電橋電路(23,24)之第1電晶體(23) 之控制端子供給其電流路徑遮斷,形成及再遮斷之控制信 號,就可緩和地減少第1相驅動線圈之電流,而可降低雜 訊0 【實施例】 茲就本發明之第1實施例從圖1至圖7說明如下。將 本發明之代表性實施例之3相馬達驅動系統之開關元件之 切換相位時之驅動時間表示於圖1。1爲3相電橋電路中 之1而是從通,電相位變成非通電相位之U相之上臂開關元 件之驅動波形,2係與1相反從非通電相位變成通電相位 之V相之上臂開關元件之驅動波形,3係爲了獲得所需输 出電流而以隨意之通電期間反復通電狀態與非通電狀態之 進行所謂P W Μ控制所需之W相下臂開關元件之驅動波形 本纸悵尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4規格(210_,< 297公釐) ----------:i衣------、1τ------f (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Λ 7 Β7 五、發明説明(6 ) ,4係從此結果所獲得之U相输出電流,5係V相輸出電 流,6爲W相输出電流。除此之外之開關元件係,變成遮 斷狀態。本驅動之特徵係將在1之通電期間與在2之通電 期間重複一定期間,加之在此重複期間將由1之通電只遮 斷隨意期間,而藉反復再通電(將此動作稱爲「通電期間 控制」),使切換輸出電流之上升,下降變成和緩以進行 軟性換接(soft swiching )。 在此,就圖1說明本實施例之軟性換接原理說明如下 。在圖1之通電期間控制時之各開關元件之動作,係在P WM控制之一周期間下成爲如下。 1 ) U相上臂係遮斷,\v相下臂爲通電’ 2 ) U相上臂係通電,W相下臂爲通電, 3 ) U相上臂係通電,W相下臂爲遮斷, 4 ) U相上臂係遮斷,W相下臂爲遮斷’ 在此,由於V上臂係經常爲〇 N,所以因電流控制將 W相输出電流保持爲一定,V相输出電流將變成如下。 經濟部中央標準局員工消費合作社印t (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) (V相輸出電流)=(w相輸出電流)一(U相輸出 電流) (式1) 從(式1 ),假如w相輸出電流爲一定時,因使u相 輸出電流之上升變成和緩,而嘵得也可丨吏V相之上升變成 和緩。所以,在此就U相輸出電流之下降加以注目。上述 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4規格(2i« U97公釐) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 Λ7 B7 五、發明説明(7 ) 4種之中,2 )之電流係從電源向接地流動,而是依照馬 達線圈之與電阻之時間常數所增加之充電電流,除此之外 之電流,係由於儲存於線圈之能量之釋放邊減少所流動之 放電電流。在此將U相之通電期間設定爲隨意之値,因使

放電期間變多交替流動流動充電電流,反復使增減可將U

相之電流徐緩地減少。藉此,就可將U相電流之上升,V 相電流之上升變成和緩。 茲將備有圖1之驅動時間實現手段之3 . 5英吋硬碟 機用心軸馬達驅動積體電路之系統構成表示於圖2。於圖 2 ,1 0 0爲整個驅動積體電路,7爲心軸馬.達,8至 1 3爲各相位之上,下臂用開關元件,1 4係開關元件所 用之預驅動機,1 5係切換脈衝幅調變信號積相位時間之 形成電路,16係進行圖1之驅動所需條件之設定電路, 17係用來檢測由馬達之迴轉所發生之反起電壓所用之檢 測電路,1 8係由1 7之檢測結果而製作比例於馬達轉數 之脈衝信號所用之迴轉信號檢測電路,19係進行其脈衝 信號與對應於其轉數目標値之信號與脈衝信號做比較而製 作轉數之增減命令之轉數檢測電路,2 0係檢測輸出電流 之檢測電路,2 1係接受來自1 9之轉數增減命令而將其 所需之輸出電.流控制信號給與1 5之電路電流控制電路, 2 2係從馬達之停止狀態使其起動所用之起動電路。按, 由於從3到1 3之各相位之上,下臂用開關元件係流動較 大電流,所以會變成較1 4等電路元件爲大,所以,有時 不能收容於1 0 0之驅動積膻電路(晶片)。其情形時就 本紙張·尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4規格(2U)X 公釐) I---------------•訂------^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 10 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 A7 B7 五、發明説明(8 ) 從1 0 1所示線將左電路,亦即,由從8分開1 3之各相 位之上,下臂用開關元件之電路來構成稹體電路。 茲將本系統之輸出部,電流控制部之詳細表示於圖3 。圖3係做爲各輸出之開關元件使用了功率MO S F E T ,主要爲流動電流於V相與W相。2 3,2 5 ,2 7爲各 相上臂之P頻道功率MOS電晶體,2 4,2 6,2 8爲 各相下臂之N頻道功率Μ 0 S電晶體,2 9係電流檢測電 阻,3 0爲電流檢測電壓,3 1係目標電壓,3 2係比較 器,3 3爲比較後信號,3 4係反正器(fiipfUp), 3 5爲PW Μ周期之時鐘信號,3 6係PWM.控制信號, 3 7係V相輸出電流I ν,3 8係充電電流I ν /,3 9 係回流電流(放電電流)。在此,所以在输出之上臂使用 Ρ頻道之功率MOS,乃由於不需要將驅動電壓上升到超 過電源電壓之作業,而可簡化電路。將圖3之輸出入信號 波形表示於圖4 ,而說明其動作。以ρ\ν Μ周期之時鐘信 號3 5之時間切換正反器3 4 ,而ρ \ν Ν控制信號3 6將 變高而使下臂之電晶體2 8通電。接著,流動輸出電流( 充電電流),而當發生於電流檢測電阻2 9之檢測電壓 3 0超過目標電壓V r e f 3 1時,比較器3 2之輸出 3 3就反相,藉此正反器3 4再切換而p\v Μ控制信號 3 6將變低。低之期間係下臂之電晶體2 8將被遮斷,而 在輸出將流動回流電流(放電電路)3 9。其後,由時鐘 信號3 5再次變成通電狀態,以後就反復進行。藉此控制 就可獲得對應於目標電壓之輸出電流。按,所以獲得此一 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) Λ4規格(210Χ2ιΠ公慶) -----------------'訂 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 11 Λ 7 _______Β7__ 五、發明説明(9 ) 定之輸出電流,乃表示馬達之轉矩變成一定而表示可降低 馬達之迴轉不勻等之雜訊。 在本發明係若V相上臂電晶體切換爲ON狀態時將U 相上臂電晶體完全成爲OF F狀態時,則對應於U相之線 圈電流將繼續流動之外,由於具有對應於V相之線圈不會 急驟地流動電流之問題存在,所以,即使V相上臂電晶體 切換成ON狀態之後也將U相上臂電晶體做ON,OFF ,使電流變化變成和緩。這種開關元件之整體驅動時間, 係如圖5所示。4 0係在U相所發生之後起電壓波形, 經濟部中央標率局舅工消費合作杜印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 4 1到4 6係各相上,下臂之驅動時間,4 7係在驅動時 間之PWM控制期間,4 8係屬於本發明特徵之軟性換接 所需之龜電期間控制,4 9係經常通電期間,5 0係U相 輸出電流。各相皆依序進行經常通電,0 \V Μ控制,通電 期間控制。在此係P W Μ控制用之電晶體爲遮斷狀態時, 流經同相之另一方之電晶體(亦即,對於下臂時爲上臂, 對於上臂時爲下臂)之主二極體(body diode)流動回流 電流。爲了避免二極體之損失,有時只在回流時通電於其 電晶體,而將回流電流流動於頻道部。 茲將由本實施例驅動馬達時之輸出電壓,電流波形表 示於圖6。所使用之馬達係3 . 5英时HDD用,額定轉 數爲每分鐘5 4 0 0轉,電源電壓爲1 2V,驅動電流爲 約0 . 2A,極數爲1 2極,相間電感爲〇 . 86mH, 相間電阻爲5 . 5 Ω,P W Μ驅動之頻率爲1 5 6 k Η z (周期爲6 . 4#秒)。此頻率係取HDD所使用之微處 木紙張尺度通用中國國家標準(CNS ) A4规洛U1U 公煃)· , 〇

SlS7ig 經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 B7 五、發明説明(10 ) 理器之時鐘頻率之1 0MHz之(2之6次方)分之1就 可獲得。關於軟性換接所需要之通電期間控制,係對於電 角度1 2 0度之期間爲6 1 7 //秒將重複期間成爲 7 6 . 8 >秒(以電角度而言爲約1 5度)。此重複期間 係PWM周期XI 2。又,在此對於PWM周期( 6 . 4α秒)之通電期間之比例(以下〇n duty) 定爲75%(4 · 8#秒)。於圖6 ,51係U相输出電 壓,5 2係輸出電流波形,(a )係先行技術之矩形波 P W iM驅動(沒有緩衝電路)時,(b )係本實施例之情 況。(a)時,輸出電流之上升,下降爲如5.3成7A/ m程度而急陡,但是(b)係如5 4變成2A/m秒,與 (a )相較成爲和緩之上升,下降。將此軟性換接之效果 表示於圖7。圖7係將輸出電流之頻率成分使用頻譜分析 儀加以測定,調査其高次諧波位準之結果。5 5係高次諧 波之次數,5 6係高次諧波電流位準之電壓換算値,5 7 係本實施例之軟性換接之情形,5 8係先行技術之矩形波 PWM驅動之情形(不使用緩衝電路時).之測定結果。高 次諧波係在奇數次時變大,但是在本實施例較先行技術從 數k Η z到數十k Η z之可聽頻率領域其高次諧波成分變 小。這是表示馬達迴轉時所發生之噪音變成緩和,而由於 軟性換接獲得了降低雜音之效果。又,當然,PWM驅動 係較線性驅動具有降低消費電力之效果,在本實施例係變 成線性驅動之6 0 %以下之消費電力。在此,於本實施例 係與馬達之轉速無關將重複期間(7 6 . 8 "秒)定爲一 本纸張尺度通用中國國家標準(CNS )八4况格(2U)X2()7公楚) J--------艮------訂------線 (請先鬩讀背面之注意事項再填寫本頁) 13 經濟部中央標準扃員工消費合作社印轚 A7 B7 五、發明説明(11) 定,但是,若轉速變大時欲量測後起電壓之時間(電角度 60度份之時間一76.8^秒)可能變成不足夠,,所 以,依據轉速改變重複期間而電角度將成爲預先所定之壓 角度,例如,控制成變成1 5度以內。在此情況時,因可 量測之時間將變成電角度4 5度份所以轉速之容許範圍將 變寬。又,在實施例,即使轉速變大時也與馬達之轉速無 關將on duty (75%)成爲一定,但是考慮感應 電壓對於輸出電流之影響或轉速,想到將on duty 徐緩地變小。在此情況時將變成更加徐緩之電流變化。 茲依據圖8說明本發明之第二實施例如下.。圖8係先 行技術所示之PWM驅動方法適用於本發明,而除去緩衝 電路時之驅動機之系統構成。從2 0 1到2 0 3爲各相上 之N頻道功率MOSFET,2 0 4 ,2 0 5係密勒積分 用電阻與電容,2 0 6係誤差放大器,2 9 7係鋸波產生 電器,2 0 8爲其所需之電容,2 0 9係比較器,2 1 0 爲PWM控制信號。圖9係表示本系統之輸出入信號波形 ,來說明其動作。在本方法係將電流檢測電壓由2 0 4 , 2 0 5之電阻與電容加以積分,由於與目標電壓做比較製 作誤差電壓2 1 1。並且由比較器2 0 9來比較PWM周 期之鋸波電壓.2 1 2之電Μ高低,製作P W Μ控制信號 2 1 0來進行輸出電晶體之通電,遮斷。藉此,就可控制 輸出電流。在本系統,也與第一實施例同樣備有通電期間 設定手段1 6 ,而不使用緩衝電路(s n u b b e r c 1 r c u 1 t ) ,就可實現輸出電流之軟性換接。 巧張尺度適用中娜標準(cns)‘\4规格πιοχ⑽慶)_ 14 . (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部中央標隼局員工消費合作社印製 五、發明説明(12) 茲將本發明之第三實施例表示於圖1 0。圖1 0係使 用於印表機之進紙機構部之二相驅動機之系統構成。本系 統係與三相時相異,而由2個Η型電橋電路分別驅動各相 。4 0 1保二相馬達,4 0 2到4 0 5係X相驅動用, 4 0 6到4 0 9係構成Υ相驅動用之Η電橋之開關元件。 又,4 1 0爲電源電壓,4 1 1爲2個Η電橋共通之電流 檢測用之電阻,4 1 2係爲了獲得目標電流位準所需之基 準電壓,4 1 3係比較電流檢測結果與基準電壓之緩衝放 大器,4 1 4係PWM驅動用之鋸波產生電器,4 1 5係 取緩衝放大器之輸出結果與鋸波信號之差,以.製作P W Μ 控制信號所用之比較器,4 1 6係依據PWM控制信號來 驅動各電橋電路之驅動信號形成電路,從4 1 7到4 2 4 係其驅動信號。將在此系統之開關元件之驅動時間表示於 圖1 1。4 2 5爲X相輸出電流,4 2 6係Υ相輸出電流 。本實施例之特徵係切換相位時之P \V Μ控制係由2個開 關元件進行。將電流檢測在一處進行,藉同時控制此2個 開關元件,來獲得第一實施例同樣之效果。 在本實施例係第一及第二實施例係就HDD,第三實 施例係就印表機之馬達驅動做了說明,但是使用同樣之馬 達之軟性磁碟驅動器,光磁碟驅動器,CD — ROM驅動 器,數位影碟驅動器,普通紙影印機,傳眞機,錄像照相 裝置,及空調機等之家電機器,當然也可適用本發明。 圖1 2係適用本發明之電氣機器之例,而是硬碟驅動 器之外觀圖。 本纸張尺度通用十國國家標隼(CNS ) A4規洛(21()κ 297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

,1T 後! 313719 經濟部中央榡準局Μ工请费合作.社印¾ Λ7 37 _ 五、發明説明(13) 圖1 3係硬碟驅動器之系統方塊圖,從此圖,就曉得 裝設有不耐於高速緩衝記憶體(chache memGry) ’硬碟 控制器,微處理器,資料頻道處理器等之電源雜訊之機器 。所以,若使用本發明時就可降低驅動硬碟之馬達時之電 源變動雜訊,而可減少處理機等之機器之錯誤動作。圖 1 4係裝套了硬碟驅動裝置HDD之個人電腦之外觀圖。 即使是圖1 2所示之裝套型硬碟驅動裝置,因有個人電腦 心臟部之處理機之雜訊之影響,所以,本發明之效果很大 。當然,即使對於硬碟驅動裝置一體化之個人電腦本發明 之效果很明顯。 【發明之效果】 若依據本實施例,可將無感測器之無電刷馬達之雜訊 較先行技術降低。 六.圖式之簡單說明 圖圖圖圖圖圖圖圖 圖 成 構 統 系 〇 之 圖器 間動 時驅 動達 驅馬 之之 例例 -ha -ha 施施 實實1 1 第第 係係 部。 制形 控波 流號 電信 , 入 部出 出輸 輸之 統統 系系 之之 例例 ica tea 施施 實實- - 第第 係係 圖 間 時 動 驅。 之性 體特 晶r 出出 俞 y·* Γί Μ 之之 例例 施施 實實 1 1 第第 係係 果 結。 析圖 分成 分構 成統 率系 頻之 之器 流動 電驅 出達 輸馬 之之 例例 施施 實實 1 二 第第 係係 適 尺 準 標 家 國 國 I釐 公 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

37 37 經濟部中失掭準局s(x消f合作Η印仗 五、發明説明(14) 圖9係第二實施例之輸出入信號波形。 圖1 0係第三實施例之2相馬達驅動器之系統構成圖 0 圖1 1係第三實施例之输出電晶體之驅動時間圇。 圖1 2係適用本發明之電氣機器之例,而是硬碟驅動 器之外觀圖。 圖1 3係硬碟驅動裝置之系統方塊圖。 圖1 4係裝套了硬化碟驅動裝置HDD之個人電腦之 外觀圖。 【符號之說明】 1……從通電相位變成非通電相位之U相之上臂開關 元件之驅動波形, 2……從非通電相位變成通電相位之V相之上臂開關 元件之驅動波形, 3……進行P W Μ控制之W相下臂開關元件之驅動波 形, 4……U相输出電流, 5……V相輸出電流, 6……W相輸出電流, 7 ......心軸馬達, 8……U相上臂用開關元件, 9……U相下臂用開關元件, 10……V相上臂用開關元件, (請先閲請背面之注意事項再填寫本頁)

五 發明説明 1 1… A 7 B7 .經 濟 部 失 ίφ .¾ /y 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 1 9 2 Ο 2 1 2 2 2 3 2 4 2 5 2 6 2 7 2 8 2 9 3 Ο 3 1 3 2 3 3 3 4 (15 ) …V相下臂 W相上臂 W相下臂 預驅動器 相位切換 條件設定 反起電壓 迴轉信號 轉速檢測 輸出電流 電流控制 起動電流 U相上臂 U相下臂 V相上臂 V相下臂 W相上臂 W相下臂 電流檢測 電流檢測 目標電壓 比較器, 化較後信 正反器, 用開關元件, 用開關元件, 用開關元件, , 時間形成電路, 電路, 檢測電路, 檢測電路, 電路, 檢測電路, 電路, 用P頻道功率MOSFET 用N頻道功率MOSFET 用P頻道功率MOSFET 用N頻道功率MOSFET 用P頻道功率MOSFET 用N頻道功率MOSFET 電阻, 電壓, 號 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) iy . 訂 •*r r{ 18 AT B7 五、發明説明(16 ) 3 5……P W Μ周期之時鐘信號, 3 6……P W Μ控制信號, 3 7……U相輸出電流, 3 8……充電電流, 3 9……回流電流(放電電流), 4 0……U相反起電壓波形, 4 1……U相上臂驅動時間, 4 2……U相下臂驅動時間, 4 3……V相上臂驅動時間, 4 4……V相下臂驅動時間, 4 5……W相上臂驅動時間, 4 6……W相下臂驅動時間, 4 7……P W Μ控制期間, 4 8……通電期間控制, 4 9……經常通電期間, 5 0……U相輸出電流, 51 ...... U相輸出電壓, 5 2……輸出電流波形, 5 3……(a )時之輸出電流之上升,下降, 5 4……(b )時之輸出電流之上升,下降, 5 5……高次諧波之次數, 5 6……高次諧波電流位準之電壓換算値, 5 7……本實施例之軟性換接_之情形, 5 8……先行技術之矩形波P W Μ驅動之情形, ;Π \ CNS . Λ* ; :l〇 ' > (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 --缘 19 313719 Λ 7 Β7五、發明説明(17 ) 2 0 1……U相上臂用N頻道功率MOSFET, 2 0 2……V相上臂用N頻道功率MOSFET, 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 4 4 4 4 經濟部中央標隼场Mi巧 4 4 4 4 4 ::::::::::::44:::: : 4 • . . . . . . . . . . ·-^〆 · · ..-. . . . . . . . . · . . } } · . . „ } . . . . . . . . . . . . ^ ^ ······· ^ 3456789012012601234567 0090000111000011111111

Τ Ε F SοΜ 率 功 道 頻 Ν 用 臂 上 相W 阻容器 電電大 用用放 分分錯 積積差 波容較W誤波體相 59 源流準衝波較動 鋸電比 P 錯鋸積二 oo 電電基緩鋸比驅 2 路 電 生 發 fe-L 信 .JJroJ 5 > ί , 控壓壓路達 器 Μ 電電電馬 件件 元元 關關 開開 用 用 驅驅 Γτπ πττ 丰 丰 X γ 阻 , 電 ,路 , 用,器電 壓測壓大生 電檢電放發 路號 電信 成動 形驅 ,. 器信: (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

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J ^13719 A 7 B7 五、發明説明(18) 4 2 5……X相輸出電流, 4 2 6……Y相輸出電流。 經濟部中央標進.!ί,νΗ工消f;>-泎ft印汉 .!i tr

JJ I糸. ,- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) II ..

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Claims (1)

  1. 附件一: 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 第85107568號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國86年5月修正 1 · 一種馬達驅動方法,其係各個具有在第1動作電 位與其輸出端子之間形成電流路徑之第1電晶體及第2動 作電位與其输出端子之間形成電流路徑之第2電晶體,各 輸出端子分別連接於馬達所對應之驅動線圈,在各個上述 第1及第2電晶體之控制端子具有供給控制信號之第1 , 第2及第3半電橋電路之馬達驅動裝置者,其特徵爲;對 於上述第1半電橋電路之上述第1電晶體及上述第3半電 橋電路之上述第2電晶體之控制端子,供給形成其等電流 路徑狀態之控制信號,並且,對於上述第2半電橋電路之 上述第1及第2電晶體之控制端子供給將其等電流路徑成 爲非形成狀態之控制信號之時段,檢測對應於上述第2半 電橋電路之上述馬達之驅動線圈之反起電壓,其後,對於 上述第2半電橋電路之上述第1電晶體之控制端子開始供 給形成其電流路徑之控制信號之後,也對於上述第3半電 橋電路之上述電晶體之控制端子供給形成其電流路徑之控 制信號,並且,對於上述第1半電橋電路之上述第1電晶 體之控制端子供給其電流路徑之遮斷,形成及再遮斷之控 制信號。 2 .如申請專利範圍第1項所述之馬達驅動方法,其 中對於上述第2半電橋電路之上述第1電晶體之控制端子 J---------雇------訂----^---1. (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4见格(210X297公釐) 六、申請專利範圍 開始供給形成其電流路徑之控制信號後,對於上述第1半 電橋電路之上述第1電晶體之控制端子供給形成其電流路 徑之控制信號之期間,係由預先決定之電角度來決定。 3.如申請專利範圍第1項或第2項任一項所述之馬 達驅動方法,其中對於上述第2半電橋電路之上述第1電 晶體之控制端子開始供給形成其電流路徑之控制信號之後 ,對於上述第1半電橋電路之上述第1電晶體之控制電子 ,進行其電流路徑之遮斷,形成及再遮斷之控制信號係、, 於其電流路徑形成時間與遮斷時間之比,依據上述遮斷, 形成及再遮斷之反復次數而上述形成時間之比將變小。 4 .如申請專利範圍第1項或第2項任一項所述之馬 達驅動方法,其中對於上述第2半電橋電路之上述第1電 晶體之控制端子開始供給形成其電流路徑之控制信號之後 ,對於上述第3半電橋電路之上述第2電晶體之控制端子 供給進行其電流路徑之遮斷,形成及再遮斷之控制信號。 5 . —種電氣設備,其特徵爲:予以使用申請專利範 圍第1至第4項之任一項所述之馬達驅動方法。 經濟部中央標準局員工消費合作社印袈 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本買) 6 .如申請專利範圍第5項所述之電氣設備,其中上 述電氣機器係硬碟驅動器,軟性磁碟驅動器,光磁碟驅動 器,CD — ROM驅動器,數位視訊磁碟驅動器,普通紙 影印機,印表機,傳真機,錄像照相裝置或空調機之任一 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 一 2 -
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