TW591875B - Pulse width modulation motor driving device for controlling driving operation of a three-phase motor at the start and ordinary rotational frequency - Google Patents

Description

591875 五、發明說明（1) 發明所屬之技術領域 本發明有關於一種脈寬調變 ΐ ί載變大而轉數增加的情況下，抑2 ί ί置，在馬達驅 σ喿音的發生。 1曰頻頻帶的震動及 先前技術 第3圖為習知的脈寬調 塊圖。*圖所*為一般的電運挺動裝置組成的示意方 W相負載線圈所連接的馬達驅動截 的二相無電刷馬達之 _相、V相負載線圈各相具有相、的概略组成’與其他 其中’為了做簡單說明，針對w相。、’且成的馬達驅動裝置。 裝置做說明。在圖中，110u_相驅接的驅動 連接的u相負載線圈；！ i 0v為v相驅m (圖中省略）所 接的V相負載線圈⑴0w為评相驅動=(表圖：省略)所連 線圈；100為由3相電源所驅動的3相無置電斤刷連接的W相負栽 ϋ相馬達驅動裝置經過盘 ^ …，〇 1為從 及w相負載線圈u〇w並;Γ的二 =:υ動相Λ載，， 端的驅動電H02為從馬達1〇〇 _名置^向接地 相畜恭始® 1 1 λ 々曰貝戰綠圈11 0 u以及w W广經過w相馬達驅動裝置流向電源h側的 驅動裝置；104為栓鎖單元；105為比較 玄為產生攸固定頻率的脈衝變成脈寬調變載子作泸 的脈寬調變載子信號產生裝置 戰于彳。唬 ΐ、、: ίΛ 電晶體；109為插入於流往接地端 電/瓜1 0 1通路中的負載阻抗。 其次，針對動作做說明。 第6頁 2103-5422-PF(Nl).ptd 591875 五、發明說明（2) 在驅動控制三相無電刷馬達的脈寬調變馬達驅動裝置 中二對於馬達啟動時定轉數的驅動電流控制，使用所謂的 電二截止型脈寬調變控制法。如第3圖所示之脈寬調變馬 達驅動裝置，由脈寬變載子信號產生裝置106將脈寬變載 子信號脈衝送至栓鎖單元1〇4，而與脈衝的前沿同時，栓 鎖π件104將高階的控制信號輸入驅動裝置1〇3。 〇驅動裝置103，根據來自栓鎖單元104的高階控制信 旒，使父換電晶體1〇7為〇FF的狀態，而交換電晶體1〇8為 〇曰N的狀態。即，與脈寬調變載子信號前沿同時，使交換電 曰:曰體10 7為OFF的狀態，而交換電晶體1〇8為_的狀態。於 是，於馬達100中，電流101 相負載線圈側流向w相負載 線，側’電流1 〇 1從馬達丨00的W相負載線圈，經過處於〇N 狀悲的父換電晶體1 〇 8，供給於一端接地的負載阻抗1 〇 9， ^5地面放電。加於負載阻抗109的電壓值輸入於比較器 \匕車乂器1 〇 5將加於負載阻抗1 〇 9上的電壓值與所定的參 =電壓值REF做比較。在加於負載阻抗1〇9的電壓值大於所 定的參考電壓時，則判斷電流丨〇 i大於所定的限制值。比 較結果輸入栓鎖單元104。判斷電流1〇1較所 =，比較器1〇5對栓鎖單謹做重置，而將輸入= 動，置103的控制信號設為低階狀態。於是，驅動裝置1〇3 nt又換電：體1 〇 8處於0N的狀態，而使交換電晶體1 〇 7處於 w ^悲。再生電流1 〇 2從馬達1 〇 〇的U相負載線圈1 1 0 u以 相負載線圈1 1 〇 w，經過0N狀態的交換電晶體丨〇 7，流向 591875

電源Va。 輸入献Ϊ由脈寬調變載子產生裝置106對栓鎖單元104 輸入新的脈衝，則與新的脈衝前沿同時，由栓鎖 =驅動裝置1 03重新輸入高階控制信號。因此，驅動裝置 103再一次使交換電晶體1〇8為训，使交換 ^ 0二？’由脈寬調變載子信號產生㈣ 脈衝刖同時，再一次使交換電晶體1〇8為〇Ν， 晶體m為_。習知的脈寬調變馬達驅動裝 Ύ ，動作而驅動馬達100 ’第3圖所示的比較器1〇5、負复載阻 抗1 0 9等作用而成為馬達丨〇 〇的電流限制裝置。 為此，習知的電流截止型脈寬調變馬達驅動 以下特徵：檢測出流經馬達1〇〇的電流之後做回饋控制、， 比直接脈衝調變方法的輸入輸出傳導線性為佳，又於第3 圖所示的負載阻抗丨09、比較器丨05等的電流限制裝置 較簡單的組成。 第4圖為表示習知脈寬調變馬達驅動裝置的動作的說 明圖。此圖表示，驅動第3圖所示之馬達丨〇 〇時，由三相馬 達的ϋ向負載線圈流向w相負載線圈的電流1〇ι、ι〇2所經過 的線路上的各要素的等價回路圖，也表示一般的電流截止 型脈寬調變驅動裴置的動作的一例。於圖中，L為馬達1〇〇 所具有的負載線圈100u、1〇〇w的電感部分，R 圈loon、io〇w的阻抗部分。，〜貞戟踝 第5圖表示習知脈寬調變馬達驅動裝置動作的說明 圖。圖中所示者為，第3圖所示的脈寬調變馬達驅動裝置

2103-5422.PF(Nl).ptd

591875 五、發明說明（4) 制時’流經馬達100的輸出電流(驅 再生$02)波形及脈寬調變載子信號波形。電机1〇1及 ^，脈寬調變馬達驅動裝置置換為ϋ第4圖的 路，構成具有電感^及阻抗R馬達專彳貝口 覆通電於負載線圈的時間」與「將電荷累 ”、、 /瓜、士違專價電路的電流平均化。 第3圖所示的驅動電流1 01流過馬達100及脈 達，動裝置内，經過負載阻抗丨〇 9流入地面的時間相當於 4 ，電於負載線圈的時間」，電流丨〇 2流過馬達1 〇 〇及脈 寬調變馬達驅動裝置内，於電源電壓Va側再生的時間相當 $該「將電荷累積於負載線圈成為電源的時間」。其中， 若T1定義為「通電於負載線圈的時間」、T2定義為電流 1 02流通的時間即「將電荷累積於負載線圈成為電源的時 間」’於第4圖的等價電路中，下列（丨）及（2 )成立。 T1=L/R · Ln(I2/Il) …（1) T2=L/R · Ln{(Im-Il)/(Im一12)}…（2) 但是Im = Va/R，且II為流過馬達1〇〇的一般電流值，12 為流過馬達1 〇 〇的電流限制值，表示於第5圖中。 習知的脈寬調變馬達驅動裝置以充電時間較放電時間 短地（T1<T2)反覆做充放電動作，驅動馬達，為了馬達100 的正常運轉流過，負載線圈流過少量的電流。在這種情況 下，若檢測到於第5圖中以向上的箭號所表示的脈寬調變 載子信號的前沿，驅動裝置1 〇 3使電流1 〇 1以第5圖中所謂

2103-5422-PF(Nl).ptd 第9頁 591875 五、發明說明（5) 的「一般的輸出電流」的波形快速地流通過馬達1 〇 〇，做 充電的動作。當充電電流1〇1從一般輸出電流值n在71的 時間内增加至電流限制值I 2時，以第3圖所示之脈寬調變 馬達驅動裝置中電流限制裝置的比較器105對栓鎖單元1〇4 做重置’而停止充電電流丨〇 1的流通，亦即使該馬達丨〇 〇的 負載線圈的充電作用停止，在T2的時間中，將負載線圈所 累積的電荷做放電，減少至11的電流值。同時，若由脈寬 調變載子信號產生裝置丨〇 6所產生的脈寬調變載子信號再 度上揚’則由放電動作切換至充電動作，之後，反覆ϋ進行 充、放電的動作而驅動馬達丨〇〇，馬達啟動時的噪音增 說明其他的習知技術 第6圖為其他習知的脈寬調變馬達驅動|置動作的 、、*i刭雷，中，6〇1為馬達通電時間，602為通過馬達的

即音頻頻率中最大mHzV v:二期較音頻的週期為長 動時ΓΛ户1示馬達電流及馬達控制信號表示，當^ =;”:::：置寬:=驅動裝置輸出電二1 起’強制地從充電動作移回流：：值的時間點 的馬達電流控制信號，經過馬達通電時二广

591875

流限制值，於計時器作動時間6 〇 2 度對馬達做反覆的通電控制。 後，若馬達電流達到電 内做放電的動作，並再 發明欲解決的課題 第3圖所示習知的脈寬調變馬達驅動裝置，因為以上 的ί成「在馬達啟動時耗電量大的情況下，第5圖所示為 =的〉連波週期加倍的輸出電流」所表示的波形，輸出 電的電流漣波週期’才目對於脈寬調變載子信號的週期， 產生2彳。3倍等的增倍現象。若詳細的敘述此漣波週期 增2現象，若馬達要求的用電量增加’而充電所需的時間 不夠長（T1>T2)，偵測到脈寬調變載子信號前沿後開始的 充電，到達電流限制值前需要時間’當檢測到下一脈 變載子信號前# ’由於尚未達到電流限制值而充電中的緣 故’於信號前沿期間不實施放電動作，在充電電流雷 流限制值之前’充電動作會持續著。例如，這使得脈 變載子信號延遲了一個週期，輸出電流的漣波週期變成… 倍。而且，充電時間T1愈長，輸出電流的漣波 3倍、4倍。 3刀為 2倍以上的輸出電流漣波週期發生增倍的條件為 T1>T2時，由上述（1)、（2)式求得下列各式。”… Τ1>Τ2 故L/R .Ln(I2/Il)>L/R · 故I2/Il>(Im-Il)/(Im_I2) , 〜（3) 故 Il + I2>Im 〜（4) 預先，將脈寬調變載子信號的頻率設定於 …（5 ) " ;較曰頻頻帶

2103-5422-PF(Nl).ptd 第11頁 五 '發明說明（7) - 漣】Ξ可防止輸出電流的頻率進入音頻頻帶 到電、★漣ί的頻主期增倍的現象’使輸出電流的頻率降低 ^ :ίί = ϊ二電流連波頻率使輸出電流值變 貞▼的噪音，馬達啟動時的噪音合妗加。 接著說明其他的習知技術。 控制信號，當該驅動I晋白初、Η φ $ κβ固所不的馬運冤级 強制地從充電動作===電’“艮制值的時間點起’ 定時間内，使放電動：Ϊ】動作，以計時器等所計測的- 巧所呌、、目，丨沾 A 士 』由（1)式求侍的T1決定，與用計時 再生時間的和，即充放電的週 的限=使：週期增倍的現象，由於電流值 時間點起，強制地從匕=裝置自超過電流限制值的 所計測的-定時間内，使放電動作，以計時器等 出電流的電流連波頻;續進行，無法避免輪 發明内容 夂战曰頻頻帶的噪音。 本發明的目的為考慮上 馬達驅動裝置，使馬達& ^ 士問題，提供一種脈寬調變 不會.進入音頻頻帶的範時机經馬達的輸出電流的頻率 用以解決課題的手段 ，而抑制噪音。 本發明提供一種脈寬調 變負載比控制信號產生F署支j達驅動裝置，包括脈寬調 ^ ’產生脈寬調變負載比控制信 2103-5422-PF(Nl).ptd 第12頁 591875

號’其中將 號脈衝，設 裝置；脈寬 依時間比例 測裝置檢測 低，若馬達 比控制信號 固定負載比 動裝置，根 令驅動馬達 本發明 脈寬調變轉 設定於比脈 變負載比控 至較脈寬調 比，其中， 的轉數為高 產生的脈寬 作的時間比 比例而交互 本發明 變負載比控 號的固定負 的動作之馬 設定於較聲 定至固定之 調變控制裝 交互地進行 之轉數，判 的轉數較所 產生裝置所 以決定該馬 據由該脈寬 ，以該時間 提供一種脈 動信號產生 寬調變負載 制信號頻率 變負載比控 脈寬調變控 的情況下， 調變轉動信 例，並產生 進行充電與 提供一種脈 制信號產生 載比，使流 達的輸出電 頻頻帶高的 負載比；檢 置，產生驅 充電與放電 斷馬達之轉 定的轉數低 產生的脈寬 達充電與放 調變控制裝 比例而交互 寬調變馬達 裝置，產生 比控制信號 高的脈寬調 制信號固定 制裝置，在 根據脈寬調 被負載比， 驅動控制命 放電動作。 寬調變馬達 裝置，設定 經以時間比 流不高於電 脈寬調變負 測馬達轉數 動控制命令 之動作，根 數是否較所 ’則由該脈 調變負载比 電動作的時 置所產生之 進行充電與 驅動裝置， 脈寬調變轉 產生裝置產 變轉動信號 的負載比為 判定馬達的 變轉動信號 決定馬達充 令驅動馬達 驅動裝置， 脈寬調變負 例交互進行 流限制值。 載比控制信 之轉數檢測 以指示馬達 據該轉數檢 定之轉數 寬調變負載 控制信號的 間比例；驅 馬區動控制命 放電動作。 其更包括*一 動信號，將 生的脈寬調 脈衝，設定 大的負載 轉數較所定 產生裝置所 電與放電動 ，依該時間 其中脈寬調 載比控制信 充電與放電

591875 —----- 五、發明說明（9) __ 調變寬調變馬達驅動震置，其中由脈寬 動作，以回應脈寬調變負載比控们二：動裝置 裝置做放電動作，以回應脈寬調動 沿。 q复貝戰比控制信號的後 變押供一種脈寬調變馬達驅動褒置，纟中脈寬調 I控制裝置為控制驅動裝置，於 1 - τ ^ ^ ^ 變二載比控制信號產生襄置所產 的轉數。 現將馬達的轉數提高到常用 本發明提供一種脈寬調變馬達 變負載比控制信號產生裝置，產裝置，包括脈寬調 號，其中將設定於較聲頻頻帶高的變負載比控制信 號脈衝，設定至固定之負載比·、甬 見§周變負載比控制信 置，檢測馬達通電相位的改變:=f f位改變的檢測裝 該通電相位改變檢測裝置檢測之雨=周變控制裝置，根據 達之通電相位改變數是否達到所^之=位改變數，判斷馬 位改變數未達所定之數’則根據=該皆若判定該通電相 信號產生裝置所產生的脈寬調變^ 2凋變負載比控制 載比，以決定該馬達充電與放動控制指號的固定負 驅動控制命令以指示馬達依時間比例：：：比例，並產生 電之動作；驅動裝置，根據由」；：進行充電與放 之驅動控制命令，驅動以該時間比控制裝置所產生 _ 父互進行充電與放 2103-5422-PF(Nl).ptd 第14頁 591875 五、發明說明（ίο) 電動作的馬達。 本發明提供一種脈寬調 脈寬調變轉動信號產生裝置 設定於比脈寬調變負載比控 變負載比控制信號頻率高的 至較脈寬調變負載比控制信 比，其中，脈寬調變控制裝 達到所定的數，根據脈寬調 脈寬調變轉動信號負載比， 間比例，並產生驅動控制命 交互進行充電與放電動作。 本發明提供一種脈寬調 變負載比控制信號產生裝置 號的固定負載比，使流經以 的動作之馬達的輸出電流不 本發明提供一種脈寬調 變負載比控制信號產生裝置 號’其中將設定於較聲頻頻 號脈衝，設定至固定之負載 達開始驅動的經過時間未達 寬調變負載比控制信號產生 控制信號的固定負載比以決 間比例，並產生驅動控制命 地進行充電與放電之動作； 變馬達驅動裝置，其更包括一 ，產生脈寬調變轉動信號，將 制信號產生裝置產生的脈寬調 脈寬調變轉動信號脈衝，設定 號固定的負載比為大的負載 置為判定通電相位改變數是否 變轉動信號產生裝置所產生的 決定馬達充電與放電動作的時 令驅動馬達’依該時間比例而 變馬達驅動裝置，其中脈寬調 ，設定脈寬調變負載比控制信 時間比例交互進行充電與放電 高於電流限制值。 變馬達.驅動裝置’包括脈寬調 ’產生脈寬調變負载比控制信 帶高的脈寬調變負载比控制信 比；脈寬調變控制萝罟，A民 到所定時間的情况Ϊ置由；: 裝置所產生的脈寬調變負載比 定該馬達充電與放電動作的時 令，指示馬達依時間比例交互 驅動裝置，根據由該脈寬調變

591875 制命令， 馬達。 調變馬達 置，產生 負載比控 頻率高的 載比控制 變控制裝 的情況下 調變轉動 例，並產 進行充電 調變馬達 置，設定 以時間比 不高於電 驅動裝 脈寬調 制信號 脈寬調 信號固 置，在 ’根據 信號負 生驅動 與放電 驅動裝 脈寬調 例交互 流限制 % ’將 產生的 號脈 比為大 驅動的 轉動信 又馬達 驅動馬 脈寬調 控制信 與敌電 五、發明說明（11) 控制裝置所產生之驅動控 互進行充電與放電動作的 本發明提供一種脈寬 脈寬調變轉動信號產生裝 其頻率設定於比脈寬調變 脈寬調變負載比控制信號 衝’設定至較脈寬調變負 的負載比，其中，脈寬調 經過時間未達到所定時間 號產生裝置所產生的脈寬 充電與放電動作的時間比 達’依該時間比例而交互 本發明提供一種脈寬 變負載比控制信號產生裝 號的固定負載比，使流經 的動作之馬達的輸出電流 驅動以該時間比伽 置，其更 變轉動信 產生裝置 變轉動信 定的負栽 馬達開始 脈寬調變 載比，決 控制命令 動作。 置，其中 變負載比 進行充電 值。 實施方式 第一實施例 以下，針對本發明做說明。

植成Γ二Λ本發明第一實施例的脈寬調變馬達驅動梦 m圖於圖中，12u為連接_相末端； 二圈為連接於v相末端㈣相負載線圈，i2w為連負♦ 相末編的W相負載線圈，i i為以脈寬調變鎖驅動的三4

591875 五、發明說明（12) 達。 1為脈寬調變負載比控制裝置產 制作辨，甘击廿m 度王胍見調變負載比控 頻i2;kH:、二二r定脈衝寬度設定於比音頻頻帶中最大的 馬ί驅動軍將固定負栽比設定為33%。在三相 個別之前、、儿沾跡知雨 > 見m變負载比控制k说 似W之刚，口的驅動電流的電流通 比控制信號的固定負載tb，由㈣：：，脈寬调變負載 決定。 &貝戰比由驅動電流未達到電流限制值 5為脈寬調變轉動控制信號產 生裝置），產♦脈宫π緻絲& 玍裝置〔脈見调變#號產 的脈#t Μ相t ^轉動制信號，其脈衝寬度固定 高，其= 比脈寬調變負載比控制信號的頻率為 汽。^宦π辯=2 ;比脈寬調變控制信號的固定負載比為 同。脈寬调變轉動控制信號 产-相民 達定速轉動時，當回雍认丰以及負載比，在二相馬 前沿# % ^ φ $ μ + ;脈寬調變負載比控制信號個別之 佳之轉動效率。 、路改變時，設定於三相馬達1 1最 4為通電相位改變檢 V、W的電流值，檢測中、，根據二相馬達11末端ϋ、 f彳目# & _ 出二相馬達的通電相位改變，產生通 1：相位改變信號的脈衝。 ^ ^ 相位改變裝置4送出的 為轉數偵測裝置，根據由通電 二相，達1〗沾撼叙的通電相位改變信號的脈衝，檢測出 i馬達11的轉數，產生表^三相馬達η轉數的轉數信 2為脈寬調變控制妒 數檢測裝置3送出的轉‘俨：產生驅動控制命令，根據轉 # Κ ^旎，判斷三相馬達的驅動運轉

2103-5422.PF(Nl).ptd

第17頁 591875 五、發明說明（13) 僅於啟動後即實施或於接近穩定運轉時㈣，僅 即實施三相馬達的驅動運轉的狀況下，根據 比控制裝置丨的脈寬調變負載比控制信號的固定/反負載 決定馬達充電、放電動作的時間比例，接近定速轉本 施三相馬達的驅動運轉的狀況下，根據脈寬調變轉栌二 信號產生裝置5產生的脈寬調變轉動控制信號，決定& 充電、放電動作的時間比例，以該充電、放電的時間比 例，由該驅動控制命令指示馬達進行夺 動作。 仃又互地充電與放電的 6為驅動裝置，根據驅動控制命令’以該時間比 於馬達啟動時·，一邊交互地作放電與與充電的動 一 驅動馬達。例如，驅動裝置6對三相馬達做下列控 遠 應於脈寬㈣貞載比控制信號或脈_變轉動控:制作號脈 =的前沿實施通電相位改變，回應於脈寬調變負載^控 信號或脈寬調變轉動控制信號脈衝的前沿實施充電動 回應於脈寬調變貞載比控制信號或脈寬調變轉動控制信號 脈衝的後沿貫施放電動作。 7為三相馬達11的驅動電源。8為輸出緩衝器，根據驅 動裝置6的控制信號，從電源7送出的電力產生電流流過 相負載線圈1 2u。9為輸出緩衝器，根據驅動裝置6的控制 信號，從電源7送出的電力產生電流流過v相負載線圈 1 2 v。1 0為輸出緩衝器，根據驅動裝置6的控制信號，從電 源7送出的電力產生電流流過W相負載線圈12w。°第2°圖為根 據第一實施例表示脈寬調變馬達驅動裝置動作的說明圖。 591875 五、發明說明（14) 此圖為，在T 1 1期間，從脈寬調變負載比控制裝置1輸入脈 寬調變控制裝置2的脈寬調變負載比控制信號，以及在Tl2 期間，從脈寬調變轉動控制信號產生裝置5輸入脈寬調變 控制裝置2的脈寬調變轉動控制信號，經過三相馬達丨丨内 部負載線圈，在ϋ相負載線圈12u與V相負載線圈12V之間流 通的電流的時間圖。 其次，根據實施例1，說明脈寬調變馬達驅動裝置的 動作。 脈寬調變負載比控制裝置1產生脈寬調變負載比控制 信號，根據第2圖所示，該脈寬調變負載比控制信號，包 括脈寬調變馬達驅動電流通電的〇Ν時間τ6的脈衝以及脈寬 調變馬達驅動再生動作的0FF時間Τ5的脈衝。脈寬調變負' 載比控制信號為反覆變化的脈衝信號，Τ5與以的和所 的脈衝週期Τ4比50微秒為短’即其頻率高於2〇Μζ，的、 ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^'1 ^T6 ^T4 ^,33%，T5 為Τ4的67%计鼻。脈寬胡傲色恭, a, ,T6 ； Λ ^ £1 ^ 1 ^ ^ ^ 調變負載比控制信號，；頻頻帶(2〇kHz)的脈寬 脈寬調變轉動控制:變控制裝置2。 控制信號，包括脈寬，變^ 裝置5產生脈寬調變轉動 的脈衝，以及脈寬調3 :達驅動再生動作的〇FF時間T7 T7與T8以及T7與T8的夂1連驅動電流〇N的時間T8的脈衝。 轉動控制信號的負栽比"，f衝週期T1 0決定出，脈寬調變 的負載比及頻率為高。員率較脈寬調變負載比控制信號 歹，如’決定脈寬調變信號的負載比

2103-5422-PF(Nl).ptd

591875 五、發明說明（15) 以及頻率，使三相馬達11在以較所定的轉數高的轉數運轉 下以很好的效率增加轉數，而可以常用轉數驅動。脈寬調 變轉動信號由脈寬調變轉動信號產生裝置5供給於脈寬調 變控制裝置2。 此外，轉數檢測裝置3，基於由通電相位改變檢測裝 置4檢測出的三相馬達1 1的通電相位改變，檢測出三相馬 達1 1的轉數。脈寬調變控制裝置2，由轉數檢測裝置3將表 示所檢出三相馬達11的轉數的轉數信號輸入。 脈寬調變控制裝置2控制驅動裝置6，該驅動裝置6根 據轉數信號，由脈寬調變負載比控制信號 轉動控制信號，產生驄叙快座丨人人 疋肌見力复 源7經過緩衝器8、9、'〇動所控 置3檢出而:三相脈:二變控制裝置2 ’基於由轉動檢測裝 轉於馬達啟動後即每#的轉數，判斷三相馬達的驅動運 馬達1 1的轉數較所 ^於，近穩定運轉時實施。在三相 動運轉於啟動後即每於轉數高的情況下，三相馬達11的驅 所產生的脈寬調變負 凋變負載比控制信號產生裝置 馬達充電與放電動作S =制信號的固定負載比以決定該 以該時間比例而交互 f間比例，產生之驅動控制命令， 命令送至驅動裴置6。仃充電與放電動作，並將驅動控制 其次，驅動裝署 ’在第2圖所示T11的期間，根據驅

2103-5422-PF(Nl).ptd 第20頁 591875 五、發明說明（16) 動控制命令控制三相馬達〗丨的驅 6，回應於脈寬調變負載比控 轉。w之，驅動裝置

線圈中，選擇其中2負載線^(例2的脈衝前沿，從3負載 相負載绫圖1 w你載線圈（例ϋ相負載線圈⑴以及V 器^二二^二自電源⑽過輸出緩衝 =負載，二達=广 =: 間T5 ，回應於脈寬調變負載比控制俨$ 與 施再生動作（或放電動作），削的脈衝後沿’貫 載線圈12v的殘餘電荷再電=圈12u以及V相負 驅動裝置6由所且右L 再生電流返回電源7。其中’ ^ ^ ί τΓΒΛΓ/ Λ ^ ^ ^ ^ 因此，> ti 21白 '"負載線圈電流的再生動作。 比控制信號與再生動作期間，於脈寬調變負載 三相===及後沿同時固定的緣故，又因流過 動週期超過音“ 區動電流及再生電流的總稱)的變 控制信號的i = = 2率20kHz ’而脈寬調變負載比 抑制音頻劈音ί產^ 於三相馬達11轉數增加時， 達11 =圈調變負載比控制裝置1，考慮組成三相馬 自電源7法奸仏、電，感部份與阻抗部分的驅動裝置6，例如 況'，、爪丄剧出緩衝器8的驅動電流，流過三相馬達的狀 第2圖所-&不±使電流值達到三相馬達11的電流限制值，將 币乙_所不的時pq rp β < 動幅度變小。J：\扠疋一成短時間。•因此，輸出電流的變 數，脈寬調變控：二三相馬達的轉數上升至所定的轉 制表置2判斷三相馬達的驅動運轉接近穩 21〇3.5422-PF(Nl).Ptd 第21頁 591875

定運轉，而根據該脈寬調變負載比控制信號產 工牧置所遙 生的脈寬調變負載比控制信號的固定負載比以、、叔^ ^ 充電與放電動作的時間比例，產生之驅動控制命人 y 時間比例而交互進行充電與放電動作，並將驅動二制二= 送至驅動裝置6。 工1〒々 其次，驅動裝置6，在第2圖所示T12的期間，根據驅 動控制命令控制三相馬達11的驅動運轉。總之，驅動裝置 6，回應於脈寬調變轉動控制信號的脈衝前沿，從3負^線 圈中’選擇其中2負載線圈（例如U相負載線圈1 2U以及v相 負載線圈1 2 v )，回應於脈寬調變轉動控制信號的脈衝後 沿’僅於ON時間T8，自電源7經過輸出緩衝器8等的驅動電 流’流入三相馬達11的U相負載線圈1 2u以及V相負載線圈 12v ’而實施充電動作。其次，僅於〇FF時間T7 ，回應於 脈兔調變負載比控制信號的脈衝後沿，實施再生動作（或 放電動作），將U相負載線圈12u以及V相負載線圈12v的殘 餘電荷，作為再生電流返回電源7。 因此，由於脈寬調變轉動控制信號之負載比及頻率較 脈寬調變負載比控制信號之負載比及頻率為高，故三相馬 達11的轉數有效率地增加。 、 脈寬調變控制裝置2由脈寬調變負載比控制信號轉換 為脈寬調變轉動控制信號而控制驅動裝置6的時序為，例 如第2圖所示的時序圖，三相馬達11於轉數增加中的時刻 T 9 切換二相馬達1 1的控制。若根據負載比3 3 %的脈衝， 通電於一相馬達11持續做轉數增加的控制，則於一定的轉

2103.5422-PF(Nl).ptd

數時達穩定狀態， 此，脈寬調變控制 11的轉數，根據負 數前，適當地，將 變負載比控制信號 相馬達11因而增加 相馬達11的轉數增 於第一實施例 三相馬達各相之通 載比說明之。該脈 如上述之驅動對象 狀況，而設定脈寬 流達到電流限制值 於較小值。 ^未達到所希望的轉數（穩定轉數）。因 ^置2，由轉數檢測裝置3監視三相馬達 。比33%的脈衝，在達到控制上限的轉 驅動裳置6的控制用的信號，從脈寬調 切換至脈寬調變轉動控制信號，使三 轉數’於第2途中Τ1 2的時間中，使該三 加至穩定的轉數。 中’對於脈寬調變馬達驅動裝置，以對 電時間T6為33%與再生時間T5為6 7°/。的負 寬调變負載比經過此一例後，為使構成 f達的線圈的各定數與轉數達到適當的 调變負載比，又為了不使流過馬達的電 ’將表示馬達通電時間脈衝的比例設定

此外對馬達而έ，常用或最高的轉數都很低，在這 狀況山以通電改變檢測裝置4檢測*輸出緩衝器8、 \、1〇分別輸出的驅動電流，計算三相變換的次數，於某 一2時間Si脈寬調變控制裂置2控制切換脈寬調變負載 1 匕控制信號ΐ脈寬調變轉動信號為最#。又考慮馬達的特 門：：3 3 置2於馬達啟動後，經過所定的時 間，例如在第幾秒後，控制切換脈寬調變負載比控制信號 與脈寬調變轉動信號為最好。 ' 2例中’對應於脈寬調變負載比控制信號 或脈…轉動仏號的前沿做充電的動作，而對應於脈寬

五、發明說明（19) ___ 調I負載比控制信號或脈寬 動作。但是，對應於脈寬％ 2變轉動信號的後沿做放電的 轉動信號的後沿做充電的動變負载比控制信號或脈寬調變 控制信號或脈寬調變轉動作作’而對應於脈寬調變負載比 總之’交互實施充電、放^歲的前沿做放電的動作更好。 比控制信號或脈寬調變轉勤的時間比係根據脈寬調變負載 脈寬調變轉動控制作=ί制信號的負載比決定。 變控制裝置2中。 °化產生褒置5最好包含於脈寬調 為達到以上的目的， — 載比控制信號的脈衝頻率古第一貫施例中，使脈寬調變負 後即實施驅動運轉的情131於音頻頻帶，在三相馬達啟動 號脈衝前沿強制做充電Z回應脈寬調變負載比控制信 信號脈衝後沿強制做再，而回應脈寬調變負載比控制 的輸出電流不會產生週2的緣故，對流經三相馬達11 輸出電流的變動％ / 9乜的現象，流經二相馬達11的 能抑制在：音頻頻帶中最大的頻率_2， 上增加時所產生的嗓音。 馬達的電流到達電漭PF =比控制信號的負載比，;咸低通過 出電流值的變動合1值的緣故，通過三相馬達11的輸 振動，具有減低：生1:立：t由於驅動三相馬達所產生的 三相馬達ll : : : ϊ :轉數上升至所定的轉數，則判斷為 變負載比控制接近於穩定的轉動，根據較脈寬調 信號，做三柏^ 負載比及頻率高的脈寬調變轉動控制 一 馬達驅動運轉控制的緣故，三相馬達的轉數 2103-5422-PF(Nl).ptd 第24頁

確實地增加，能増力 又，於第一實It 達U轉數的效率。 間後，例如第幾秒彳^例中，自馬達啟動起，經過所定的時 號與脈寬調變轉動作為控制切換脈寬調變負載比控制信 音頻頻帶嗓音的效^ ^的緣故，具有於馬達啟動時，抑制 又，於第一實施 設定電流限制值，用 ，使馬達啟動的狀況下，對馬達 的狀況下，或者是仏：I流截止型脈寬調變驅動做電流控制 體或二極體使一定日^ 5出通過馬達的電流值之後，以電晶 反覆通電的動作的狀^電流的再生，之後又相較於控制做 信號的負載比，在馬^丄適當地設定脈寬調變負載比控制 過三相馬達的驅動電;從低速增加轉數時，防止通 電流的漣波進人音頰限制’ ’具有能防止驅動 ”頰帶中的效果。 發明的效果 本發明的脈寬調變馬達 負載比控制信號產生裝置， 號，其中將設定於較聲頻頻 號脈衝，設定至固定之負載 裝置；脈寬調變控制裝置， 依時間比例交互地進行充電 測裝置檢測之轉數’判斷馬 低，若馬達的轉數較所定的 比控制信號產生裝置所產生 固定負載比以決定該馬達充 驅動裝置，由於包括脈寬調變 產生脈寬調變負載比控制信 帶而的脈寬調變負載比控制信 比；檢測馬達轉數之轉數檢測 產生驅動控制命令以指示馬達 與放電之動作，根據該轉數檢 達之轉數是否較所定之轉數 轉數低♦，則由該脈寬調變負載 的脈寬調變負載比控制信號的 電與放電動作的時間比例；驅

591875 五、發明說明（21) 動裝置’根據由該脈 令驅動馬達’以該時 緣故，具有抑制馬達 音的效果。 本發明的脈寬調 寬調變轉動信號產生 定於比脈寬調變負載 負載比控制信號頻率 較脈寬調變負載比控 其中，脈寬調變控制 數為高的情況下，根 的脈寬調變轉動信號 時間比例，並產生驅 而交互進行充電與放 加馬達穩定轉數的效 本發明的脈寬調 負載比控制信號產生 的固定負載比，使流 動作之馬達的輸出電 流值的變動減小，具 頻頻帶的噪音的效果 本發明的脈寬調 變控制裝置所產生的 作’以回應脈寬調變 寬調變控制裝置戶斤 間比例而交互c之驅動控制命 轉數增加日寺，所Π電與放電動作的 I生的音頻頻帶的噪 變馬達驅動裝置，丄 裝置，產生脈寬調鐵於其更包括一脈 比控制信號產生J二轉動信號’將設 高的脈寬調變轉動彳置產生的脈寬調變 裝置，在判定馬載比’ 據脈寬調變轉動信號；；；；；；； 負載比，決定馬達充電與放電動作的 動控制命令驅動馬達，依該時間比' I動作的緣故，具有確實地有效率二 =馬達驅動裝置’由於其中脈寬調變 Α置’設定脈寬調變負栽比控制信 經以時間比例交互進行充電與放電的1* 流不高於電流限制值的緣故，’' ^ . , 出雷 有抑制馬達轉數增加時，所產生的立 變馬達驅動裝置，由於其中由脈 驅動控制指令，令驅動裝置帝^ 負載比控制信號的前沿 2103.5422-PF(Nl).ptd 第26頁 591875

，U放電動作’以回應脈寬調變負載比控制信號的後沿的 :具有用驅動控信號的頻率，能確實地作放電的動作 本發明的脈寬調變馬達驅 控制裝置為控制驅動裝置，於 負載比控制信號產生裝置所產 號以驅動馬達’又根據脈寬調 產生的脈見§周變轉動控制信號 轉數的緣故，具有確實地“ 果。 本發明的脈寬調變馬達驅 負載比控制信號產生裝置，產 號’其中將設定於較聲頻頻帶 號脈衝，設定至固定之負載比 置’檢測馬達通電相位的改變 該通電相位改變檢測裝置檢測 達之通電相位改變數是否達到 位改變數未達所定之數，則才艮 信號產生裝置所產生的脈寬調 載比，以決定該馬達充電與玫 驅動控制命令以指系馬達依時 電之動作；驅動装置’根據由 之驅動控制命令，驅動以該時 電動作的馬達的緣故’具有抑 動裝置，由於其中脈寬調變 馬達啟動時根據由脈寬調變 生的脈寬調變負載比控制信 變轉動控制信號產生裝置所 將馬達的轉數提高到常用的 率增加馬達穩定轉數的效 動裝置，由於包括脈寬調變 生脈寬調變負載比控制信 高的脈寬調變負載比控制信 ;通電相位改變的檢測裝 ;脈寬調變控制裝置，根據 之通電相位改變數，判斷馬 所定之數，若判定該通電相 據由該脈寬調變負載比控制 變負載比控制信號的固定負 電動作的時間比例，並產生 間比例交互地進行充電與放 該脈寬調變控制裝置所產生 間比例而交互進行充電與放 制馬達轉數增加時，所產生

2103-5422-PF(Nl).ptd 第27頁 591875 效果 變馬 裝置 比控 南的 制信 裝置 調變 ，決 命令 的緣 達驅 ，產 制信 脈寬 號固 為判 轉動 定馬 驅動 故， 變馬達驅 裝置，設 經以時間 流不南於 有抑制馬 〇 變馬達驅 裝置，產 聲頻頻帶 之負載比 間未達到 號產生裝 動裝置 生脈寬 號產生 調變轉 定的負 定通電 信號產 達充電 馬達， 具有確 動裝置 定脈寬 比例交 電流限 達轉數 動裝置 生脈寬 高的脈 :脈寬 所定時 置所產 包括一脈 號’將設 脈寬調變 ，設定至 負載比， 是否達到 生的脈寬 的時間比 例而交互 增加馬達 五、發明說明（23) 的音頻頻帶的臂音的 本發明的脈寬調 寬調變轉動信號產生 定於比脈寬調變負載 負載比控制信號頻率 較脈寬調變負載比控 其中，脈寬調變控制 所定的數，根據脈寬 調變轉動信號負載比 例，並產生驅動控制 進行充電與放電動作 穩定轉數的效果。 本發明的脈寬調 負載比控制信號產生 的固定負載比，使流 動作之馬達的輸出電 流值的變動減小，具 頻頻帶的噪音的效果 本發明的脈寬調 負載比控制信號產生 號，其中將設定於較 號脈衝，設定至固定 達開始驅動的經過時 寬調變負載比控制信 ，由於其更 調變轉動信 裝置產生的 動信號脈衝 載比為大的 相位改變數 生裝置所產 與放電動作 依該時間比 實地有效率 ，由於其中脈寬調變 調變負載比控制信號 互進行充電與放電的 制值的緣故，輸出電 增加時，所產生的音 由於包括脈寬調變 調變負栽比控制作 寬調變負冑比控· 調變控制裝置， 間的情況下，由在馬 生勺脈見調變負载比

2103-5422-PF(Nl).ptd 第28頁 591875 五、發明說明（24) 控制信號的固定負載比以決定該馬達充電與玫電動作的時 間比例，並產生驅動控制命令，指系馬達依時間比例交互 地進行充電與放電之動作；驅動裝f，根據由該脈寬調變 控制裝置所產生之驅動控制命令，驅動以該時間比例而交 互進行充電與放電動作的馬達的緣故，具有抑 增加時，所產生：音頻頻帶的噪音的效果。】馬違轉歎 本發明的脈見調變馬達驅動裝置，由於其 寬調變轉動信號產生裝置，產生脈寬調變轉動俨2 ^ 頻率設定於比脈寬調變負載比控制信號產生装；Ϊ，將八 見凋變負載比控制信號頻率高的脈寬調變轉動 生的脈 設定至較脈寬調變負载比控制信號固定的負栽：f脈衝， 載比，其中，脈寬調變控制裝置，在馬達開始為大的負 時間未達到所定時間的情況下，根據脈寬調i轅^的經過 生裝置所產生的脈寬調變轉動信號負載比，決，動信號產 與放電動作的時間比例，並產生驅動控制命令=馬達充電 =時間比例而交互進行充電與放電動作的緣：動馬達， 貫地有效率增加馬達穩定轉數的效果。 文，具有確 本發明的脈寬調變馬達驅動>裝置°，由於 2載比控制信號f生裝置，設定脈寬_、中脈寬調 號的固定負載比，使流經以時間比例交互1栽比控制信 ”作之馬達的輸出電流不高於電流限制值Z電與放電 曰頻頻帶的噪音的坆果。 寺’所產生的

2103-5422-PF(Nl).ptd 第29頁 591875 圖式簡單說明 第1圖為本發明第一實施例中，脈寬調變馬達驅動裝 置組成的方塊圖； 第2圖為本發明第一實施例中，脈寬調變馬達驅動裝 置動作的說明圖； 第3圖為習知脈寬調變馬達驅動裝置概略組成的方塊 圖； 第4圖為習知脈寬調變馬達驅動裝置動作的說明圖； 第5圖為習知脈寬調變馬達驅動裝置動作的說明圖； 以及 第6圖為其他習知脈寬調變馬達驅動裝置動作的說明 圖。 符號說明 1〜脈寬調變負載比控制信號產生裝置； 2〜脈寬調變控制裝置； 3〜轉數檢測裝置； 4〜通電相位改變檢測裝置； 5〜脈寬調變轉動控制信號產生裝置； 6〜驅動裝置； 7〜電源； 8、9、1 0〜輸出緩衝器； 11〜三相馬達（馬達）。

2103-5422-PF(Nl).ptd 第30頁

Claims (1)

1. 591875 ——---- 六、申請專利範圍 1 · 一種脈寬調變馬達驅 脈寬調變負裁比控制俨：f置’包括：一 頻頻帶高的脈寬調變負諕產生裝置，產生設疋於較聲 比控制信號脈衝，< 二 比控制信號，將該脈寬調變負載 檢測馬達轉數：：；固定之負載比； 脈寬調變控制裝置， 數，判斷馬達之轉數是否測裝置檢測之轉 則根據由該脈寬ΞίΓ載若馬達的轉數 與放電動作的時間二定負載比以 作；以及 依夺間比例交互地進行充電動控制 ^敌電之動 驅動裝置’根據由該脈寬調 控制命令驅動馬達，以兮 控制裝置所產4 動作。 巧違n亥時間比例而交互進行2之驅動 充電與放電 晋V: t Ϊ專利範圍第1項所述之脈寬，吟 鐵鏟：ί : 脈Ϊ調變轉動信號產生裴置支馬達驅動裝 ’、轉動h唬’將設定於比脈寬調變 ：’ 4生脈寬調 置產生的脈寬調變負載比控制信號頻二制信號產生裝 信號脈衝，設定至較脈寬調二的脈寬調變轉動 比為大的負載比’其中，脈寬調以=號固定的負載 的轉數較所定的轉數為高的情況下·，^置丄在判定馬達 號產生裝置所產生的脈寬調變轉動俨 =見調變轉動信 充電與放電動作的時間比例，並產二決定馬達 __制命令驅動馬 2103-5422-PF(Nl).ptd 第31頁 591875 六、申請專利範圍 達，依該時間比例而交互進行充 3·如申請專利範圍第1項所述之、故電動作。 置，其中脈寬調變負載比控制信浐R寬調變馬達驅動裝 變負栽比控制信號的固定負載比，生裝置，設定脈寬調 進行充電與放電的動作之馬達的=流經以時間比例交互 值。 μ出電流不高於電流限制 4·如申請專利範圍第1項所述B ^ 、 置，其中由脈寬調變控制裝置所彦、寬調變馬達驅動裝 驅動裝置做充電動作，以回應脈t的驅動控制指令，令 前沿，而令驅動裝置做放電動作，y變負載比控制信號的 控制信號的後沿。 M回應脈寬調變負載比 5·如申請專利範圍第2項所述之脱命 ^ Ϊ ^ t ^ t 4 4 ^ 時根據由脈寬調變負載比控制信號產: ；〃、達啟動 調變負载比控制信號以驅動馬達的脈寬 ..f 又根據脈寬調變轉動控 制^號產生裝置所產生的脈寬調變轉動控制信號將馬 轉數提高到常用的轉數。 6 · —種脈寬調變馬達驅動裝置，包括： 脈寬調變負載比控制信號產生裝置，產生設定於較聲 頻頻帶高的脈寬調變負載比控制信號，將該脈寬調變負栽 比控制信號脈衝，設定至固定之負載比； 、 通電相位改變的檢測裝置，檢測馬達通電相位的改 脈寬調變控制裝置，根據該通電相位改變檢測裝置檢

   2103-5422-PF(Nl).ptd 第32頁 591875 六、申請專利範圍 1 測之通雷如a & g 到所定之叙改隻數，判斷馬達之通電相位改變數是否達 根據由該ί嘗Ϊ:定該通電相位改變數未達所定之數，則 調變負栽比載比控制信號產生裝置所產生的脈寬 放電動的固定負載比’以決定該馬達充電輿 時間比例隹並產生驅動控制命令以指示馬達依 J 乂互地進行充電與放電之動作； 控制Ϊ，2根據由該脈寬調變控制裝置所產生之驅動 的馬達：’驅動以該時間比例而交互進行充電與放電動作 置，7其述Λ脈寬調變馬達_ 尺巴括脈寬調變轉動信號產生裝詈，太丄μ# 3動信號，將設定於比脈寬調變負載比 4:” 置產生的脈寬調變負載比控制信號頻率高 ^:*生破 仏號脈衝，設定至較脈寬調變負載比控制信、门j變轉動 比為大的負載比，其中，脈寬調變控制裝▲U疋的負载 =數是否達到所定的數，根據脈寬調變 裝置所產生的脈寬調變轉動信號負载比，決=動彳5號產生 放電動作的時間比例，並產生驅動控制命二^馬達充電與 該時間比例而交互進行充電與放電動作。7驅動馬達，依 8·如申請專利範圍第6項所述之脈寬 置，其中脈寬調變負載比控制信號產生敦炎馬達驅動裝 變負載比控制信號的固定負載比，使流^ r二設定脈寬調 進行充電與放電的動作之馬達的輪屮雷^以時間比例交互 值。 霉奴不高於電流限制 2103-5422-PF(Nl).ptd 第33頁 591875 六、申請專利範圍 9. 一種脈寬調變馬達驅動裝置，包括： 脈寬調變負載比控制信號產生裝置，產生設定於較聲 頻頻帶高的脈寬調變負載比控制信號，將該脈寬調變負載 比控制信號脈衝，設定至固定之負載比； 脈寬調變控制裝置，在馬達開始驅動的經過時間未達 到所定時間的情況下，由該脈寬調變負載比控制信號產生 裝置所產生的脈寬調變負載比控制信號的固定負載比以決 定該馬達充電與放電動作的時間比例，並產生驅動控制命 令，指示馬達依時間比例交互地進行充電與放電之動作； 驅動裝置，根據由該脈寬調變控制裝置所產生之驅動 控制命令，驅動以該時間比例而交互進行充電與放電動作 的馬達。 1 0.如申請專利範圍第9項所述之脈寬調變馬達驅動裝 置，其更包括一脈寬調變轉動信號產生裝置，產生脈寬調 變轉動信號，將其頻率設定於比脈寬調變負載比控制信號 產生裝置產生的脈寬調變負載比控制信號頻率高的脈寬調 變轉動信號脈衝，設定至較脈寬調變負載比控制信號固定 的負載比為大的負載比，其中，脈寬調變控制裝置，在馬 達開始驅動的經過時間未達到所定時間的情況下，根據脈 寬調變轉動信號產生裝置所產生的脈寬調變轉動信號負載 比，決定馬達充電與放電動作的時間比例，並產生驅動控 制命令驅動馬達，依該時間比例而交互進行充電與放電動 作。 11.如申請專利範圍第9項所述之脈寬調變馬達驅動裝

   2103-5422-PF(Nl).ptd 第34頁 4 591875 六、申請專利範圍 置，其中脈寬調變負載比控制信號產生裝置，設定脈寬調 變負載比控制信號的固定負載比，使流經以時間比例交互 進行充電與放電的動作之馬達的輸出電流不高於電流限制 值0

   2103-5422-PF(Nl).ptd 第35頁