TWI387203B - 脈衝寬度調變控制裝置以及其驅動方法 - Google Patents

Description

脈衝寬度調變控制裝置以及其驅動方法

本發明係有關於一種控制裝置，特別是有關於一種脈衝寬度調變控制裝置。

傳統PWM控制電路的架構圖，如第1圖所示，包含PWM裝置110以及驅動電路132、134。一般PWM晶片或裝置110，其相數切換是依序遞增遞減，並且PWM輸出相是依固定順序輸出。當負載重時，多數驅動電路負擔電流輸出，當負載輕時，由固定的少數驅動電路分擔電流輸出，導致這些固定的少數驅動電路會一直處在負載電流輸出的情形。舉例來說，4相PWM輸出，只能依序4相切換到3相，再切換到2相，或是由2相切換到3相再切換到4相。當使用2相時，選擇相1-2，當使用3相時，選擇相1-3，當使用4相時，則選擇相1-4，。因此相1-2不論是在輕重載都會使用。也就是說相1-2所對應的驅動電路132、134會一直運作而處在負擔電流的情況。長久下來，相1-2所對應的驅動電路132、134之耗損率必定高於相3-4所對應的驅動電路(未顯示)。另外，當有驅動電路損壞時，PWM裝置110只能致能到損壞的前1相驅動電路，例如當第3相或第4相損壞時，則依序只能使用到第2相或第3相。因此對於其他相數而言其損耗率變得更高。

因此，有必要提供可以變化輸出相的選擇順序之脈衝寬度調變控制裝置。

本發明提供一種脈衝寬度調變(PWM)控制裝置。PWM控制裝置包括：一PWM裝置，提供複數個PWM信號；以及一控制器，電連接PWM裝置以及複數個驅動電路，根據複數個驅動電路所連接的負載輕重，控制PWM信號隨機地致能或失能複數個驅動電路；當其中一组驅動電路損壞時，控制器失能損壞的驅動電路，並且隨機地選替其他驅動電路取代損壞的驅動電路。

本發明提供一種脈衝寬度調變(PWM)控制裝置之驅動方法。驅動方法的步驟包括：決定驅動電路之一最大使用數量；根據最大使用數量以及一負載電流大小決定驅動電路的一使用數量；根據使用數量隨機地開啟或關閉一特定數量的驅動電路。

以上所述的PWM控制裝置以及其驅動方法，根據負載容量選擇適當的相數，並且不按固定順序選用輸出相，使得被致能的驅動電路的次數趨於一致。如此，平均化驅動電路的使用率，以達到保護並延長零件壽命。

為使本發明之上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：第2圖係繪示本發明實施例的脈衝寬度調變(PWM)控制裝置的架構圖。PWM控制裝置包括一PWM裝置210以及一控制器220。

PWM裝置210係一種提供多相PWM信號的晶片、積 體電路或微處理器。控制器220連接PWM裝置210以及數組驅動電路，接受來自PWM裝置210的PWM信號，經過運算處理之後分別傳送至受控的第一驅動電路232、第二驅動電路234以及第三驅動電路236等，以達到本發明之控制目的。控制器220亦可能是晶片、積體電路或微處理器。

於本實施例中，控制器220係可隨機地致能或失能驅動電路的選擇順序。舉例而言，假如有一個6相PWM控制裝置，當負載為重載時，需要使用4相的PWM信號致能驅動電路，PWM裝置210輸出相1-4至控制器220，控制器經過運算處理後，可能會隨機地致能編號1-4或編號3-6相或編號1、3、4、5的驅動電路。當負載為輕載時，PWM裝置210會依負載電流以及最大相數作判斷，切換PWM輸出相數為2相，也就是僅能致能2组驅動電路。此時，控制器220可能隨機地致能編號1-2或是編號3、6的驅動電路。雖然裝置的控制方法係以隨機方式選擇，其精神在於平均地致能驅動電路，使得單一驅動電路不會經常性地負擔電流。

另外，當有致能的驅動電路損壞時，控制器220將失能損壞的驅動電路，並隨機地致能另一驅動電路以取代目前失能的損壞驅動電路。或是當驅動電路損壞，控制器220將不再致能該損壞的驅動電路。例如目前致能編號1-2與5的驅動電路，當第5驅動電路損壞時，失能第5驅動電路，並可能致能第6驅動電路或是第3驅動電路取代之。

第3圖係繪示本發明另一實施例的PWM控制裝置的架構圖。本實施例係將控制器320整合於PWM裝置310內， 其功能與運作方式則如同上述，在此不再贅述。

第4圖係根據本發明的實施例，說明PWM控制裝置之驅動方法的流程圖。流程由步驟402開始。在步驟402，決定最大相數。使用者依需求選定PWM裝置以決定PWM的最大相數，例如是6相或4相的PWM晶片，亦即是可以致能驅動電路的最大數目。在步驟404，決定使用相數。CPU根據負載電流控制PWM裝置輸出的PWM相數，如第5圖的圖表所示，以6相為例，當負載電流達56-64A時，輸出為5相切換到6相，或是由6相切換到5相，當電流為36-44A時，輸出為4相切換到5相或是由5相切換到4相，則傳送到控制器120的相數或可以致能的驅動電路相應地改變。在步驟406，依據使用相數隨機地致能驅動電路。舉例來說，當使用相數為4，控制器120接收的PWM信號為4相，經過運算處理後，隨機地致能4组驅動電路。接著，進行步驟408，控制器120偵測致能的驅動電路，並且判定是否有損壞的驅動電路。假如沒有，則回到步驟404，假如有，則進行步驟410與步驟412。控制器120失能損壞的驅動電路，並隨機地致能另一驅動電路以取代損壞的驅動電路，使得輸出功率可以維持負載運作。

最後，熟此技藝者可體認到他們可以輕易地使用揭露的觀念以及特定實施例為基礎而變更及設計可以實施同樣目的之其他結構且不脫離本發明以及申請專利範圍。

110、210、310‧‧‧PWM裝置

220、312‧‧‧控制器

132、134、232、234、236、332、334‧‧‧驅動電路

160、260、360‧‧‧負載

402、404、406、408、410、412‧‧‧流程步驟

第1圖係繪示傳統脈衝寬度調變控制裝置的架構圖；第2圖係繪示本發明實施例的脈衝寬度調變控制裝置的架構圖；第3圖係繪示本發明另一實施例的脈衝寬度調變控制裝置的架構圖；第4圖係根據本發明的實施例說明脈衝寬度調變控制裝置之驅動方法的流程圖；以及第5圖係說明PWM相數與負載電流之關係。

200‧‧‧PWM控制裝置

210‧‧‧PWM裝置

220‧‧‧控制器

232、234、236‧‧‧驅動電路

260‧‧‧負載

Claims (5)

1. 一種脈衝寬度調變(PWM)控制裝置，包括：一PWM裝置，提供複數個PWM信號；以及一控制器，電連接該PWM裝置以及複數個驅動電路，根據該複數個驅動電路所連接的負載變動，控制該PWM信號隨機地致能或失能該複數個驅動電路；其中當驅動電路損壞時，該控制器失能損壞的驅動電路，並且隨機地選替其他驅動電路取代損壞的驅動電路。
2. 如申請專利範圍第1項所述之脈衝寬度調變控制裝置，其中該控制器係整合於該PWM裝置。
3. 一種脈衝寬度調變控制裝置之驅動方法，包括：決定一最大相數；根據該最大相數以及一負載電流決定一使用相數；根據該使用相數隨機地致能或失能複數個驅動電路。
4. 如申請專利範圍第3項所述之脈衝寬度調變控制裝置之驅動方法，更包括步驟：判定是否有損壞的驅動電路；失能損壞的驅動電路；隨機地致能另一驅動電路以替代損壞的驅動電路。
5. 如申請專利範圍第3項所述之脈衝寬度調變控制裝置之驅動方法，其中決定該使用相數包含根據預定值決定增加或減少該使用相數。