TWI234921B - Device for driving a single phase motor - Google Patents

Description

1234921 二另外在該種單相馬達驅動裝置配備一檢測裝置，檢測 =早：馬達的旋轉或是停止，並輸出旋轉信號或是停止 二二述再生裝置在前述單相馬達無法啟動時，從前述 ::#輸出為停止信號變化到旋轉信號止，停止再生 則述早相線圏的驅動電流之動作。而在單相馬達停止時，

轉子側的磁鑪如雷@ - μ u A % 隹爾几件的相位關係在前述固定期間内時 ^早相馬達由於再生裝置的再生動作而無法啟動。因 再：/::r相4達驅動裝置，因為直到單相馬達旋轉前， 冉生裝置會停止再生動作 丹生動作所以即使早相馬達在無法啟動 τ 置，還是可以確實地啟動單相馬達。 另：在具有第】驅動電晶體以供給一方向 =相線圈以及第2驅動電晶體以供給相反方向電 流於所述單相綠閲 电 方法的特: = 驅動裝置，其單相馬達驅動 前的固定二圈的驅動電流方向之切換點稍 =期間，使得前述單相線圈的驅動電流再生 動= 由此單相馬達驅動方法由於單相線圈的驅 “之方向會緩慢地變化，所以 動、雜音和電力消耗大的問題。 違的振 之稍可以實現具有上述單相馬達《裝置的特微 【實施方式】 —〜單相馬達驅動裝置的構成U = 的槿二參照第1圖說明關於本發明的單相馬達驅動裝置 的構成。弟1圖所示是本發明的單相馬達驅動裝置之電路置方 315052 9 1234921 塊圖。此外在本實施形態之中，係將單相馬達驅動裝置做 成積體電路’而單相線圈係在積體電路的外部連接。 NPN型的雙極性電晶體102、104(第1驅動電晶體）供給 單相線圈1 06在紙面右方向的驅動電流。因此雙極性電晶體 102的集極-射極通路、單相線圈1〇6和雙極性電晶體^㈧的 集極-射極通路在電源vcc和接地vss之間串聯的連接。同 樣地NPN型的雙極性電晶體1〇8、11〇(第2驅動電晶體）供給 單相線圈1 06在紙面左方向的驅動電流。因此雙極性電晶體 1 〇8的集極射極通路、單相線圈} 〇6和雙極性電晶體工⑺的 集極-射極通路在電源vcc和接地vss之間串聯的連接。而 雙極性電晶體102、104及雙極性電晶體108、11〇是藉由被 提供和第6圖的驅動信號A、B、C、D為同樣的驅動信號ai、 B1 C1、D1或是驅動信號A2、B2、C2、D2的任一方而互 補地ON、QFr^ ’如此_來藉由適宜地切換單相線圈 的，動電流方向而使單相馬達旋轉。再生二極體⑴係為再 生單相線圈106的驅動電流方向從紙面右方向變化為紙面 左方向時的驅動電流者，並聯的連接於雙極性電晶體11() :集極省極通路。同樣的再生二極體114係為再生單相線 、〇6的驅動電流方向從紙面左方向變化為紙面右方向時 的驅動電流者，並聯的連接於雙極性電晶體⑽ 極通路。 町 ，爾元件116固定在與單相馬達的轉子側之磁鐵相向 柏民疋位置，同時以定電壓偏壓。所以霍爾元件11 6對應單 ‘、'、達的旋轉位置’即對應相向的轉子側之磁極變化而輪 315052 10 1234921 接著參照第1圖以及第2圖說明檢測裝置122的動作。 第2圖所示的是構成本發明的單相馬達驅動裝置之檢測裝 置的各部波形圖。 ^ 霍爾元件116對應單相馬達的旋轉位置而輸出具有實 線及虛線的1 80度相位差之正弦波信號。此正弦波信號辨"^由 比較電路U8將波形整形為方波信號而供給控㈣路= 控制電路U2在方波信號的變化點（=正弦波信號的零交又 點：zero cross P〇int)即單相線圈！ 〇6的驅動電流之轉产點 會輸出放電脈衝。此放電脈衝是由檢測I置122的雙極性‘電 晶體1 2 8之基極所供給。也就是說當單相馬達旋轉時，由於 電容124的非接地側之充放電電壓比基準電壓vref小所 以比較電路13〇會輸出，，H"的檢測信號。另__方面當單相馬 ^亭止時，由於電容124的非接地側之充放電電壓比基準電 =卿大，所以比較電路！ 3G會輸出，,l”的檢測信號。 --單相馬達驅動裝置的動作 接著參照第！圖、第3圖以及第4圖說明關於本發明的 早相馬達驅動裝置之動作。第 欠Μ、丄 弟3圖所不的波形圖是第1圖的 口Ρ波形。第4圖所示的波形圖县 0疋第3圖的重要部之放大波 乂此外在第4圖的驅動雷户夕公丄Α 勁电/瓜之斜線部分是從以往的驅動電 ^ (虛線）所削減的電流量。 《旋轉模式》 說明當單相馬達旋轉時 作。 号才關於早相馬達驅動裝置之動

元件116對應單相 馬達的旋轉位置而輸出 具有實 315052 】2 1234921 右方向。接著在驅動信號A2下降時，只有雙極性電晶體ι〇4 =N。也就是說，單相線圈1G6的紙面右方向之驅動電流， 在單相線圈1〇6、雙極性電晶體104和再生二極體ιΐ2所组成 的虛線之再生路線，藉由順時針方向地循環該再生路線， 慢慢地消耗並隨著時間減少而成為零。接著在㈣信細 下降時’雙極性電晶體1〇4在單相線圈1〇6的驅動電流之轉 流點會OFF。 之後當驅動信號B2、C2升起時，雙極性電晶體⑺卜 110會ON，在單相線圈106流動的驅動電流方向會 左方向。即會切換單相線圈106的驅動電流之方向。接著在 驅動信號C2下降時，只有雙極性電晶體11〇會〇n。也就是 說，單相線圈106的紙面左方向之驅動電流，在單相線7圈疋 1〇6、雙極性電晶體11()和再生二極體114所組成的—點鍵線 之再生路線’#由逆時針方向地循環該再生路線，慢慢地 消耗並隨著時間減少而成為零。接著在驅動信號32下^ 時，雙極性電晶體11〇在單相線圈1〇6的驅動電流之轉流點 曰OFF。以後就重複上述的動作。 由以上可知單相線圈10 6的—方向之驅動電流是在時 序信號的”H”期間緩慢地減少而成為零’並切換為他方向 之驅動電流。即單相馬達的驅動電流之方向是以緩慢地 SWITCHING)來進行切換。如此—來，可以抑制 f相馬達的振動和雜音。另外單相線圈】〇6的驅動電流^在 時序信號的’’H”期間從以往的驅動電流僅削減斜線部分的 電流量。如此一來，可以減少單相馬達的電力消耗量。 315052 14 1234921 《啟動模式》 說明當單相馬達沒有啟動時關於單相馬達驅動I置 的動作。 例如在霍爾元件1 1 6持續地輸出對應時序信號的，,H ” 期間之正弦波信號時，因為驅動信號A2、B2、c2、D2只 能形成虛線或是一點鏈線的再生路線，單相馬達呈現無法 啟動的停止狀態。為了解決此問題，當單相馬達無法彳^啟 動移轉到旋轉時，控制電路132將輸出驅動信號αι、βι、 C 1、D 1 〇 、詳細地說’因為單相馬達沒有啟動而是停止的狀態， 所以比較電路130的檢測信號是"L"。即控制電路132藉由進 行：使用絕對值電路120的時脈信號之信號處理，會‘出驅 動信號Al、Bl、Cl、D1。也就是說就算單相馬達的轉子 和霍爾元件U6處於上述狀態相向且停止的情況時，雙極性 電晶體1G2、1G4、1G8、11G會對應驅動信號ai、bi ci、 D互補地〇N、OFF ’ ϋ適宜地切換單相線圈i %的驅動電 流方向而使單相馬達啟動並旋轉。 之後，因為單相馬達是旋轉的狀態，所以比較電路13( 的檢測信號變成丨，H，，〇即控制雷敗办L 土 市〗电路132與比較電路130的檢 測信號從” L"變成"H"的時脈同期，然後藉由切換使用絕對 值電路⑶的時脈信號之信號處理，會輸出驅動信號八2、 B2 C2、D2。也就是說單相馬達形成低振動、低雜音和低 消耗電力的繼續旋轉。 如上所述就算單相馬達的轉 子和霍爾元件1 16在上述 3J5052 15 1234921 狀悲相向且停止的情況時，也可以確實地啟動單相馬達。 另外在直到檢測出單相馬達的轉動之期間，因為只使用和 以彺相同的驅動信號，所以可以降低單相馬達的振動、雜 音和電力消耗量。 《其他的實施形態》 以上說明是關於本發明的單相馬達驅動裝置，單相馬 達驅動方法’及積體電％，而上述發明的實施形態是用來 容易理解本發明，％不是要限定本發明。當然只要不偏離 其主旨可以變更和改良同時在本發明之中也包含等價物。 《第1以及第2驅動電晶體》 雖然在本實施形態之中，第丨驅動電晶體以及第2驅動 電晶體是雙極性電晶體，但是並不受限於此。就第i驅動電 晶體以及第2驅動電晶體而言’例如亦可以使㈣通道型或 是P通道型的MOSFET。 《再生二極體》 在本實施形態之中’再生二極體雖然是另行設置於第 1驅動電晶體以及第2驅動電晶體之外的元件但是並不受 限於此。就再生二極體而言，例如可以利用具有第丨驅動； 晶體以及第2驅動電晶體的寄生二極體。如此一來於積體化 單相馬達驅動裝置時可以小型化晶片的尺寸。 《絕對值電路》 一 ％吩Μ汶疋的基 是固定的，但是並不受限於此。例如可以讓此基準值 變的，而可以得到對應各種單相馬達的特性之時序信 315052 16 1234921 即可以提供具有高度廣泛應 丨王的早相馬達驅動裝置。另

卜由於可以調整時序信號的”H 』間，故可以更減少電力 的消耗量。 (發明的效果） 藉由本發明，可以抑制單相馬達的振動'雜音和電力 肩耗量的問題。 【圖式簡單說明】 第1圖所示是本發明的單相馬遠 圖。 W動裝置之電路方塊 第2圖所示的波形圖是構成本發明的單相馬達驅動裝 置之檢測裝置的各部波形。 第3圖所示的波形圖是第丨圖的各部波形。 第4圖所示的波形圖是第3圖的重要部之放大波形。 第5圖所示是以往的單相馬達驅動裝置之電路圖。 第6圖所示的波形圖是以往的單相馬達驅動裝置之驅 動波形。 2 、 4 、 8 、 10 、 102 、 1〇4 6、106 單相線圈 112、 116 霍爾元件 118 120 絕對值電路 122 124 電容器 126 130 比較電路 132 再生二極體 比較電路 檢測裝置 定電流源 控制電路 315052 17

Claims (1)

1234921 第92125429號專利中請案 申凊專利範圍修正本 1 · 一種單相馬達驅動裝置，係具備有： 年月4曰） 之霍：比:Γ置，用以比較從檢測單相馬達的旋轉位置 隹爾7L件所得到的正弦波信號之 出相:於前述固定期間的時序信號；其;基4值’並輪 前述再生裝置係依據前述時序信號，控 驅動電晶體以菸义 制刖返第1 序。心動電晶體的導通、不導通時 2. -種單相馬達驅動裝置，係具備有： 檢測裝置，用以檢測前述單相 止，；輸出旋轉信號或是停止信號；其中轉或疋停 月J述再生裝置在前述單相馬盔 檢測裝置的蛉山//Λ 建“、、法啟動時，於前述 再生從停止信號變化到旋轉信號為止，停止 再生則述早相線圈的驅動電流 。 h止 .如申請專利範圍第1項或第2項之單 其中，前十、口 ^早相馬達驅動裝置， “早相馬達驅動裝置係組裳於積體電路。 (修正本）315052