TWI534020B - 電動車的弦波驅動角度之控制裝置 - Google Patents

Description

電動車的弦波驅動角度之控制裝置

本發明係關於一種電動車的弦波驅動角度之控制裝置。

習知電動車由於弦波命令與霍爾信號週期不同步的情況下，會造成相電流與馬達反電動勢所疊合有效作功面積下降，進而造成效率降低同時也造成相電流與溫度提升，導致電動車整體的效率下降。

發明人爰因於此，本於積極創作之精神，亟思一種電動車的弦波驅動角度之控制裝置，幾經研究實驗終至完成此項之發明。

本發明提供一種電動車的弦波驅動角度之控制裝置，包括：一電池，包含一正端及一負端；一馬達，包含一第一輸入端、一第二輸入端及一第三輸入端；一驅動電路，包含一輸入正端、一輸入負端、一第一驅動輸出 端、一第二驅動輸出端、一第三驅動輸出端、一第一控制端、一第二控制端、一第三控制端、一第四控制端、一第五控制端、及一第六控制端，而該正端及該負端分別連接該輸入正端及輸入負端，該第一驅動輸出端、第二驅動輸出端、及第三驅動輸出端分別連接該第一輸入端、第二輸入端及第三輸入端；以及一驅動器，包含一感測輸入端、一第一輸出端、一第二輸出端、一第三輸出端、一第四輸出端、一第五輸出端、及一第六輸出端，該感測輸入端連接該馬達，該第一輸出端、第二輸出端、第三輸出端、第四輸出端、第五輸出端、及第六輸出端分別連接該第一控制端、第二控制端、第三控制端、第四控制端、第五控制端、及第六控制端；其中，當該感測輸入端感測到該馬達之霍爾信號的上緣觸發時，該驅動器進行估算該霍爾信號的週期以及輸出對應該霍爾信號週期的弦波命令，當估算的該霍爾信號的週期比實際週期長且感測到下一個霍爾信號的上緣觸發時，該驅動器重新開始估算該下一個霍爾信號的週期及輸出對應該下一個霍爾信號週期的弦波命令，當估算的該霍爾信號的週期比實際週期短且未感測到該下一個霍爾信號上緣觸發時，該驅動器重置估算的該霍爾信號的週期及輸出對應該霍爾信號週期的弦波命令為0直到感測到該下一個霍爾信號的上緣觸發。

藉此，本發明之電動車的弦波驅動角度之控制裝置，估測馬達位置回授信號，進而估測霍爾信號週期，以控制輸出的弦波命令，進而控制該驅動電路，避免相電 流與馬達反電動勢疊合有效作功面積下降，進而造成效率低下。

此外，該驅動電路包含一第一電晶體、一第二電晶體、一第三電晶體、一第四電晶體、一第五電晶體、一第六電晶體、一第一二極體、一第二二極體、一第三二極體、一第四二極體、一第五二極體、一第六二極體、一第一電阻、一第二電阻、及一第三電阻。

再者，該電晶體為場效電晶體。

另外，該複數電晶體的集極分別連接該複數二極體的負極、該複數電晶體的射極連接該複數二極體的正極，且該第二、第四、及第六電晶體的射極分別連接該第一、第二、及第三電阻之一第一端，該第一、第三、第五電晶體的集極及該第一、第二、第三電組的一第二端分別為該輸入正端及該輸入負端，該第一電晶體的射極連接該第二電晶體的集極、該第三電晶體的射極連接該第四電晶體的集極、及該第五電晶體的射極連接該第六電晶體的集極以分別成為該第一驅動輸出端、該第二驅動輸出端、及該第三驅動輸出端，該複數電晶體的基極分別為該第一、第二、第三、第四、第五、及第六控制端。

以上概述與接下來的詳細說明皆為示範性質是為了進一步說明本發明的申請專利範圍。而有關本發明的其他目的與優點，將在後續的說明與圖示加以闡述。

1‧‧‧驅動器

2‧‧‧驅動電路

3‧‧‧馬達

4‧‧‧電池

10‧‧‧感測輸入端

14‧‧‧第一輸出端

15‧‧‧第二輸出端

16‧‧‧第三輸出端

17‧‧‧第四輸出端

18‧‧‧第五輸出端

19‧‧‧第六輸出端

21‧‧‧第一電晶體

22‧‧‧第二電晶體

23‧‧‧第三電晶體

24‧‧‧第四電晶體

25‧‧‧第五電晶體

26‧‧‧第六電晶體

27‧‧‧第一電阻

28‧‧‧第二電阻

29‧‧‧第三電阻

31‧‧‧第一輸入端

32‧‧‧第二輸入端

33‧‧‧第三輸入端

41‧‧‧正端

42‧‧‧負端

51‧‧‧輸入正端

52‧‧‧輸入負端

53‧‧‧第一驅動輸出端

54‧‧‧第二驅動輸出端

55‧‧‧第三驅動輸出端

211、221、231、241、251、261‧‧‧基極

212、222、232、242、252、262‧‧‧集極

213、223、233、243、253、263‧‧‧射極

214‧‧‧第一二極體

224‧‧‧第二二極體

234‧‧‧第三二極體

244‧‧‧第四二極體

254‧‧‧第五二極體

264‧‧‧第六二極體

271、281、291‧‧‧第一端

272、282、292‧‧‧第二端

圖1係本發明控制裝置之系統架構圖。

圖2係本發明弦波命令與霍爾信號週期同步之示意圖。

圖3係本發明弦波命令比霍爾信號週期長之示意圖。

圖4係本發明弦波命令比霍爾信號週期短之示意圖。

請參照圖1所示為本發明之一種電動車的弦波驅動角度之控制裝置系統架構圖，包括：一電池4、一馬達3、一驅動電路2、以及一驅動器1。

上述電池4，包含一正端41及一負端42；上述馬達3，包含一第一輸入端31、一第二輸入端32及一第三輸入端33；上述驅動電路2，包含一輸入正端51、一輸入負端52、一第一驅動輸出端53、一第二驅動輸出端54、一第三驅動輸出端55、一第一控制端211、一第二控制端221、一第三控制端231、一第四控制端241、一第五控制端251、及一第六控制端261，而上述正端41及上述負端42分別連接上述輸入正端51及輸入負端52，上述第一驅動輸出端53、第二驅動輸出端54、及第三驅動輸出端55分別連接上述第一輸入端31、第二輸入端32及第三輸入端33；以及上述驅動器1，包含一感測輸入端10、一第一輸出端14、一第二輸出端15、一第三輸出端16、一第四輸出端17、一第五輸出端18、及一第六輸出端19，上述感測輸入端10連接上述馬達3，上述第一輸出端14、第二輸出端15、第 三輸出端16、第四輸出端17、第五輸出端18、及第六輸出端19分別連接上述第一控制端211、第二控制端221、第三控制端231、第四控制端241、第五控制端251、及第六控制端261。

其中，上述驅動電路2包含一第一電晶體21、一第二電晶體22、一第三電晶體23、一第四電晶體24、一第五電晶體25、一第六電晶體26、一第一二極體214、一第二二極體224、一第三二極體234、一第四二極體244、一第五二極體254、一第六二極體264、一第一電阻27、一第二電阻28、及一第三電阻29。

其中，上述電晶體為場效電晶體，且上述複數電晶體的集極212,222,232,242,252,262分別連接上述複數二極體的負極、上述複數電晶體的射極213,223,233,243,253,263連接上述複數二極體的正極，且上述第二、第四、及第六電晶體的射極223,243,263分別連接上述第一、第二、及第三電阻27,28,29之一第一端271,281,291，上述第一、第三、第五電晶體21,23,25的集極212,232,252及上述第一、第二、第三電組27,28,29的一第二端272,282,292分別為上述輸入正端51及上述輸入負端52，上述第一電晶體21的射極213連接上述第二電晶體22的集極222、上述第三電晶體23的射極233連接上述第四電晶體24的集極242、及該第五電晶體25的射極253連接該第六電晶體26的集極262以分別成為上述第一驅動輸出端53、上述第二驅動輸出端54、及上述第三驅動輸出端55，上述複數電 晶體的基極211,221,231,241,251,261分別為上述第一、第二、第三、第四、第五、及第六控制端。

其中，當感測輸入端10感測到馬達3之霍爾信號的上緣觸發時，驅動器1進行估算霍爾信號的週期以及輸出對應霍爾信號週期的弦波命令，當估算的霍爾信號的週期比實際週期長且感測到下一個霍爾信號的上緣觸發時，驅動器1重新開始估算下一個霍爾信號的週期及輸出對應下一個霍爾信號週期的弦波命令，當估算的霍爾信號的週期比實際週期短且未感測到下一個霍爾信號上緣觸發時，驅動器1重置估算的霍爾信號的週期及輸出對應霍爾信號週期的弦波命令為0直到感測到下一個霍爾信號的上緣觸發。

請參照圖2係本發明弦波命令與霍爾信號週期同步之示意圖，本發明之電動車的弦波驅動角度之控制裝置，透過估測馬達位置回授信號，進而估測霍爾信號週期，以控制輸出的弦波命令，進而控制該驅動電路2。當感測輸入端10感測到馬達3之霍爾信號的上緣觸發時，驅動器1透過估算週期來估算時間週期以進行估算霍爾信號週期以及輸出對應霍爾信號週期的弦波命令。

請參照圖3係本發明弦波命令比霍爾信號週期長之示意圖，當透過估算週期來估算霍爾信號的週期比實際霍爾信號週期長且感測到下一個霍爾信號的上緣觸發時，驅動器1會重新開始估算下一個霍爾信號的週期及輸出對應下一個霍爾信號週期的弦波命令，以避免相電流與 馬達反電動勢所疊合有效作功面積下降，進而造成效率降低同時也造成相電流與溫度提升，導致電動車整體的效率下降。

請參照圖4係本發明弦波命令比霍爾信號週期短之示意圖，當透過估算週期來估算霍爾信號的週期比實際霍爾信號週期短且未感測到下一個霍爾信號上緣觸發時，驅動器1會重置估算週期及弦波命令為0直到感測到下一個霍爾信號的上緣觸發，以避免相電流與馬達反電動勢所疊合有效作功面積下降，進而造成效率降低同時也造成相電流與溫度提升，導致電動車整體的效率下降。

上述實施例僅係為了方便說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

1‧‧‧驅動器

2‧‧‧驅動電路

3‧‧‧馬達

4‧‧‧電池

10‧‧‧感測輸入端

14‧‧‧第一輸出端

15‧‧‧第二輸出端

16‧‧‧第三輸出端

17‧‧‧第四輸出端

18‧‧‧第五輸出端

19‧‧‧第六輸出端

21‧‧‧第一電晶體

22‧‧‧第二電晶體

23‧‧‧第三電晶體

24‧‧‧第四電晶體

25‧‧‧第五電晶體

26‧‧‧第六電晶體

27‧‧‧第一電阻

28‧‧‧第二電阻

29‧‧‧第三電阻

31‧‧‧第一輸入端

32‧‧‧第二輸入端

33‧‧‧第三輸入端

41‧‧‧正端

42‧‧‧負端

51‧‧‧輸入正端

52‧‧‧輸入負端

53‧‧‧第一驅動輸出端

54‧‧‧第二驅動輸出端

55‧‧‧第三驅動輸出端

211、221、231、241、251、261‧‧‧基極

212、222、232、242、252、262‧‧‧集極

213、223、233、243、253、263‧‧‧射極

214‧‧‧第一二極體

224‧‧‧第二二極體

234‧‧‧第三二極體

244‧‧‧第四二極體

254‧‧‧第五二極體

264‧‧‧第六二極體

271、281、291‧‧‧第一端

272、282、292‧‧‧第二端

Claims (4)

1. 一種電動車的弦波驅動角度之控制裝置，包括：一電池，包含一正端及一負端；一馬達，包含一第一輸入端、一第二輸入端及一第三輸入端；一驅動電路，包含一輸入正端、一輸入負端、一第一驅動輸出端、一第二驅動輸出端、一第三驅動輸出端、一第一控制端、一第二控制端、一第三控制端、一第四控制端、一第五控制端、及一第六控制端，而該正端及該負端分別連接該輸入正端及輸入負端，該第一驅動輸出端、第二驅動輸出端、及第三驅動輸出端分別連接該第一輸入端、第二輸入端及第三輸入端；以及一驅動器，包含一感測輸入端、一第一輸出端、一第二輸出端、一第三輸出端、一第四輸出端、一第五輸出端、及一第六輸出端，該感測輸入端連接該馬達，該第一輸出端、第二輸出端、第三輸出端、第四輸出端、第五輸出端、及第六輸出端分別連接該第一控制端、第二控制端、第三控制端、第四控制端、第五控制端、及第六控制端；其中，當該感測輸入端感測到該馬達之霍爾信號的上緣觸發時，該驅動器進行估算該霍爾信號的週期以及輸出對應該霍爾信號週期的弦波命令，當估算的該霍爾信號的週期比實際週期長且感測到下一個霍爾信號的上緣觸發時，該驅動器重新開始估算該下一個霍爾信號的週期及輸出對應該下一個霍爾信號週期的弦波命令，當估算的該霍爾信號的週期比 實際週期短且未感測到該下一個霍爾信號上緣觸發時，該驅動器重置估算的該霍爾信號的週期及輸出對應該霍爾信號週期的弦波命令為0直到感測到該下一個霍爾信號的上緣觸發。
2. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中，該驅動電路包含一第一電晶體、一第二電晶體、一第三電晶體、一第四電晶體、一第五電晶體、一第六電晶體、一第一二極體、一第二二極體、一第三二極體、一第四二極體、一第五二極體、一第六二極體、一第一電阻、一第二電阻、及一第三電阻。
3. 如申請專利範圍第2項所述之裝置，其中，該電晶體為場效電晶體。
4. 如申請專利範圍第2項所述之裝置，其中，該複數電晶體的集極分別連接該複數二極體的負極、該複數電晶體的射極連接該複數二極體的正極，且該第二、第四、及第六電晶體的射極分別連接該第一、第二、及第三電阻之一第一端，該第一、第三、第五電晶體的集極及該第一、第二、第三電組的一第二端分別為該輸入正端及該輸入負端，該第一電晶體的射極連接該第二電晶體的集極、該第三電晶體的射極連接該第四電晶體的集極、及該第五電晶體的射極連接該第六電晶體的集極以分別成為該第一驅動輸出端、該第二驅動輸出端、及該第三驅動輸出端，該複數電晶體的基極分別為該第一、第二、第三、第四、第五、及第六控制端。