TWI593227B - 馬達控制電路 - Google Patents

Description

馬達控制電路

本發明提供一種馬達控制電路，且特別是關於一種利用一個霍爾感測器來實現三相馬達磁極的換相動作之馬達控制電路。

馬達控制電路係藉由設置在馬達上的一定子與一轉子相對設置，並利用其磁力的吸引與磁場的變化，使得轉子相對於定子轉動來帶動馬達運轉，進而轉動設置在馬達上的風扇。而磁場的變化即是代表馬達磁極的換相動作。

一般來說，三相馬達的驅動方式是利用三個霍爾感測器來實現三相馬達磁極的換相動作。更進一步來說，三個霍爾感測器感應馬達磁極位置(或磁場變化)來判斷轉子的位置，並依據每個霍爾感測器所感測到的切換相位信號來控制三相馬達之定子的線圈電流相互切換，以達到換相之目的。隨著三相馬達朝向輕薄短小化發展，三相馬達的體積將逐漸變小。

然而，霍爾感測器的數量並不容易小型化三相馬達。因此，若可以減少霍爾感測器的數量且可同時實現三相馬達磁極的換相動作，將有助於三相馬達朝向輕薄短小的發展。

本發明實施例提供一種馬達控制電路，用以由一啟動狀態驅動一三相馬達至一正常運作狀態。馬達控制電路包括一全橋電路、一儲存器、一霍爾感測器、一啟動控制器與一運轉控制器。 全橋電路電連接三相馬達。儲存器電連接霍爾感測器且儲存有6組數位模型。6組數位模型具有一順序關係且關聯於全橋電路之一相位切換，以提供三相馬達之運轉。霍爾感測器鄰近三相馬達，且用以感測三相馬達之一磁極位置，以據此產生一霍爾訊號。啟動控制器電連接霍爾感測器與儲存器。以及運轉控制器電連接霍爾感測器、儲存器與全橋電路。於啟動狀態，啟動控制器接收到代表啟動的一啟動訊號時，啟動控制器週期性地產生一換相訊號。儲存器根據換相訊號與霍爾訊號之準位由第一組數位模型開始依序傳送數位模型至運轉控制器。運轉控制器根據依序接收到的數位模型執行全橋電路之相位切換，以運轉三相馬達。於啟動狀態，啟動控制器判斷霍爾訊號第一次具有準位變換時，啟動控制器週期性地產生換相訊號。儲存器根據換相訊號與準位變換依序傳送第四組、第五組與第六組數位模型至運轉控制器。運轉控制器根據依序接收到的數位模型執行全橋電路之相位切換，以運轉三相馬達。於啟動狀態，啟動控制器判斷霍爾訊號第二次具有準位變換時，啟動控制器停止控制儲存器傳送多個數位模組至運轉控制器，且運轉控制器平均第四組、第五組與第六組數位模型的時間總和以產生一切換時間，並進入正常運作狀態，以每隔切換時間依序擷取6組數位模型，並根據切換時間執行全橋電路之相位切換。

本發明實施例提供一種馬達控制電路，用以由一啟動狀態驅動一三相馬達至一正常運作狀態。馬達控制電路包括一全橋電路、一儲存器、一霍爾感測器、一啟動控制器與一運轉控制器。全橋電路電連接三相馬達。儲存器電連接霍爾感測器且儲存有6組數位模型。6組數位模型具有一順序關係且關聯於全橋電路之一相位切換，以提供三相馬達之運轉。霍爾感測器鄰近三相馬達，且用以感測三相馬達之一磁極位置，以據此產生一霍爾訊號。啟動控制器電連接霍爾感測器與儲存器。以及運轉控制器電 連接霍爾感測器、儲存器與全橋電路。於啟動狀態，啟動控制器接收到代表啟動的一啟動訊號時，啟動控制器週期性地產生一換相訊號。儲存器根據換相訊號與霍爾訊號之準位由第四組數位模型開始依序傳送數位模型至運轉控制器。運轉控制器根據依序接收到的數位模型執行全橋電路之相位切換，以運轉三相馬達。於啟動狀態，啟動控制器判斷霍爾訊號第一次具有準位變換時，啟動控制器週期性地產生換相訊號。儲存器根據換相訊號與準位變換依序傳送第一組、第二組與第三組數位模型至運轉控制器。運轉控制器根據依序接收到的數位模型執行全橋電路之相位切換，以運轉三相馬達。於啟動狀態，啟動控制器判斷霍爾訊號第二次具有準位變換時，啟動控制器停止控制儲存器傳送多個數位模組至運轉控制器，且運轉控制器平均第四組、第五組與第六組數位模型的時間總和以產生一切換時間，並進入正常運作狀態，以每隔切換時間依序擷取6組數位模型，並據此執行全橋電路之相位切換。

綜合以上所述，本發明實施例所提供的馬達控制電路，其利用一個霍爾感測器來感應三相馬達磁極位置，並同時搭配一相位切換機制來運轉三相馬達。據此，馬達控制電路將可利用一個霍爾感測器實現三相馬達磁極的換相動作，以利三相馬達朝向輕薄短小發展。

為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅係用來說明本發明，而非對本發明的權利範圍作任何的限制。

10‧‧‧外部元件

20‧‧‧霍爾感測器

100‧‧‧馬達控制電路

110‧‧‧啟動控制器

112‧‧‧振盪電路

112a‧‧‧充放電電路

112b‧‧‧時脈產生電路

114‧‧‧計數器

120‧‧‧運轉控制器

130‧‧‧儲存器

140‧‧‧全橋電路

142‧‧‧第一橋臂

144‧‧‧第二橋臂

146‧‧‧第三橋臂

A1‧‧‧第一電流源

A2‧‧‧第二電流源

C1、C2、C3、C4、C5、C6‧‧‧控制訊號

CLK‧‧‧時脈訊號

CP1‧‧‧第一比較器

CP2‧‧‧第二比較器

BT‧‧‧反閘

SREF‧‧‧SR正反器

VL‧‧‧低電壓

VH‧‧‧高電壓

E1‧‧‧端點

HS‧‧‧霍爾訊號

M‧‧‧三相馬達

MU‧‧‧換相訊號

MP‧‧‧P型電晶體

MN‧‧‧N型電晶體

TS‧‧‧充放電訊號

OUT1‧‧‧第一驅動電壓訊號

OUT2‧‧‧第二驅動電壓訊號

OUT3‧‧‧第三驅動電壓訊號

TO1、TO2、TO3‧‧‧驅動端

S1、S2、S3、S4‧‧‧準位變換

SW1‧‧‧第一開關

SW2‧‧‧第二開關

SW3‧‧‧第三開關

SW4‧‧‧第四開關

SW5‧‧‧第五開關

SW6‧‧‧第六開關

St‧‧‧啟動訊號

T‧‧‧時間

T1‧‧‧切換時間

VIN‧‧‧輸入電壓

VCC‧‧‧電源電壓

圖1是本發明一實施例之馬達控制電路的示意圖。

圖2是本發明一實施例之全橋電路的示意圖。

圖3是本發明一實施例之啟動控制器的示意圖。

圖4是本發明一實施例之馬達控制電路正轉三相馬達的波形圖。

圖5是本發明一實施例之馬達控制電路反轉三相馬達的波形圖。

在下文中，將藉由圖式說明本發明之各種例示實施例來詳細描述本發明。然而，本發明概念可能以許多不同形式來體現，且不應解釋為限於本文中所闡述之例示性實施例。此外，圖式中相同參考數字可用以表示類似的元件。

本發明實施例所提供的馬達控制電路，其利用一個霍爾感測器來感應三相馬達磁極位置，並透過一啟動控制器與一運轉控制器來執行一相位切換機制，以由一啟動狀態驅動三相馬達至一正常運作狀態(即三相馬達由停止至正常運轉)。更進一步來說，於啟動狀態時，啟動控制器控制切換時間並控制一儲存器依序傳送相位切換的數位模型至運轉控制器。而運轉處理器將根據依序接收到的數位模型執行全橋電路之相位切換，以運轉三相馬達。於正常運作狀態，啟動控制器將控制儲存器停止傳送相位切換的數位模型至運轉控制器。運轉控制器將每隔切換時間由儲存器依序擷取6組數位模型，並據此執行全橋電路之相位切換，以運轉三相馬達。據此，馬達控制電路將可利用一個霍爾感測器實現三相馬達磁極的換相動作，以利三相馬達朝向輕薄短小發展。以下將進一步介紹本發明揭露之馬達控制電路。

首先，請參考圖1，圖1是本發明一實施例之馬達控制電路的示意圖。如圖1所示，馬達控制電路100為根據與一三相馬達M相對設置的定子線圈與轉子(未繪於圖式中)來由一啟動狀態驅動三相馬達M至一正常運作狀態(即由停止至正常運轉三相馬達)。更進一步來說，馬達驅動電路100根據定子線圈與轉子之 間的磁力吸引與磁場變化，使得轉子相對於子線圈轉動而帶動三相馬達M運轉。

馬達控制電路100包括一全橋電路140、一儲存器130、一霍爾感測器20、一啟動控制器110與一運轉控制器120。全橋電路140電連接三相馬達M。儲存器130電連接霍爾感測器且儲存有6組數位模型。6組數位模型具有一順序關係，且關聯於全橋電路140之一相位切換，以提供三相馬達M之運轉。運轉控制器120電連接於儲存器130、全橋電路140與霍爾感應器20之間，且根據由儲存器130所傳送的數位模型執行全橋電路140之相位切換，以據此控制三相馬達M之運轉。

更進一步來說，請同時參考圖2，其顯示本發明一實施例之全橋電路的示意圖。全橋電路140為具有三個彼此並聯的橋臂之三相全橋電路，且其三個橋臂分別為一第一橋臂142、一第二橋臂144與一第三橋臂146。第一橋臂312具有一第一開關SW1與一第二開關SW2。第一開關SW1之一端接收輸入電壓VIN，第一開關SW1之另一端電連接第二開關SW2之一端，且第二開關SW2之另一端接地。第二橋臂314具有一第三開關SW3與一第四開關SW4。第三開關SW3之一端接收輸入電壓VIN，第三開關SW3之另一端電連接第四開關SW4之一端，且第四開關SW4之另一端接地。第三橋臂316具有一第五開關SW5與一第六開關SW6。第五開關SW5之一端接收輸入電壓VIN，第五開關SW5之另一端電連接第六開關SW6之一端，且第六開關SW6之另一端接地。在本實施例中，第一開關SW1、第三開關SW3與第五開關SW5為P型金氧半電晶體，且第二開關SW2、第四開關SW4與第六開關SW6為N型金氧半電晶體。而第一開關SW1、第二開關SW2、第三開關SW3、第四開關SW4、第五開關SW5與第六開關SW6亦可為其他開關，本發明對此不作限制。

值得注意的是，儲存器130所儲存的每個數位模型皆具有6個控制訊號C1、C2、C3、C4、C5與C6(即關聯於全橋電路之相位切換)，且第一組數位模型到第六組數位模型具有順序關係，以提供三相馬達M運轉。意即，若運轉控制器120根據第一組到第六組數位模型依序執行全橋電路140之相位切換，將可帶動三相馬達M運轉一圈。

在本實施例中，第一組到第六組數位模型中的控制訊號C1、C2、C3、C4、C5與C6，如下表<一>所示。其中，”H”代表高準位。”L”代表低準位。

而所屬領域具通常知識者應知，若運轉控制器120依照第一組、第二組、第三組、第四組、第五組與第六組數位模型的順序執行全橋電路140之相位切換，將可帶動三相馬達M正轉一圈。若運轉控制器120依照第四組、第五組、第六組、第一組、第二組與第三組數位模型的順序執行全橋電路140之相位切換，將可帶動三相馬達M反轉一圈。故在此不再贅述。當然，上述6組數位模型亦可為其他型式，以供運轉控制器120帶動三相馬達M運轉一圈，本發明對此不作限制。

因此，運轉控制器120將根據依序接收到的數位模型中的六個控制訊號C1-C6來分別控制全橋電路310之第一開關SW1、 第二開關SW2、第三開關SW3、第四開關SW4、第五開關SW5與第六開關SW6的開啟與關閉，而產生三個相電流分別透過設置在馬達控制電路100上的三個驅動端TO1、TO2與TO3導接至三相馬達M，並於三個驅動端TO1、TO2與TO3分別輸出第一驅動電壓訊號OUT1、第二驅動電壓訊號OUT2與第三驅動電壓訊號OUT3。意即，第一開關SW1與第二開關SW2之間輸出第一驅動電壓訊號OUT1，第三開關SW3與第四開關SW4之間輸出第二驅動電壓訊號OUT2，且第五開關SW5與第六開關SW6之間輸出第三驅動電壓訊號OUT3，以據此控制三相馬達M之運轉。而所屬技術領域具通常知識者應知上述三相馬達M與全橋電路140之間的相位切換，以及三相馬達M之運轉的實施方式，故在此不再贅述。

再請回到圖1，霍爾感測器20鄰近三相馬達M，以用來感測三相馬達M之一磁極位置，並據此產生一霍爾訊號HS。啟動控制器110電連接霍爾感測器20與儲存器130，以於啟動狀態且接收到代表啟動的啟動訊號St時控制儲存器130依序傳送對應的數位模型至運轉控制器120。在本實施例中，啟動控制器110電連接馬達控制電路100之一電源裝置(未繪於圖式中)。當電源裝置開啟時，電源裝置將傳送啟動訊號St至啟動控制器110，表示啟動馬達控制電路100。而啟動訊號St亦可受控於其他電子裝置，本發明對此不作限制。

請同時參考圖1與圖3，啟動控制器110包括一振盪電路112與一計數器114。振盪電路112具有一端點E1。端點E1電連接一外部元件10。振盪電路112根據外部元件10於端點E1產生一充放電訊號TS，且將充放電訊號TS轉換為振盪的一時脈訊號CLK。在本實施例中，外部元件10可以為電容與電阻其中之一或其組合，或其他可以產生充放電訊號TS的外部元件，本發明對此不作限制。

更進一步來說，振盪電路112包含一充放電電路112a與時脈產生電路112b，且充放電電路112a電連接時脈產生電路112b。充放電電路112a具有一充電元件與一放電元件。充電元件與放電元件之間具有上述端點E1，且透過端點E1對外部元件進行充放電，以於端點E1產生充放電訊號TS。在本實施例中，充電元件具有一P型電晶體MP，且放電元件具有一N型電晶體MN。P型電晶體MP之一端透過一第一電流源A1電連接一電源電壓VCC。P型電晶體MP之另一端電連接N型電晶體MN之一端，以形成端點E1。而N型電晶體MN之另一端則透過第二電流源A2電連接一接地電壓GND。而P型電晶體MP之控制端與N型電晶體MN之控制端則接收並受控於由時脈產生電路112b所產生的一邏輯電壓，因此，當邏輯電壓為低電壓時，P型電晶體MP開啟且N型電晶體MN關閉，使得第一電流源A1對端點E1充電。而當邏輯電壓為高電壓時，P型電晶體MP關閉且N型電晶體MN開啟，使得第二電流源A2對端點E1放電。

時脈產生電路112b接著將接收充放電訊號TS，以據此產生時脈訊號CLK。在本實施例中，時脈產生電路112b具有第一比較器CP1、第二比較器CP2、SR正反器SREF、與反閘BT。第一比較器CP1之正相端電連接一低電壓VL，第一比較器CP1之反相端與第二比較器CP2之正相端電連接端點E1，且第二比較器CP2之反相端電連接一高電壓VH。而第一比較器CP1與第二比較器CP2之輸出端則分別電連接到SR正反器SREF的設定端與重置端。SR正反器SREF的輸出端為透過反閘BT電連接計數器114。反閘BT的輸出端電連接到P型電晶體MP與N型電晶體MN之控制端，使得P型電晶體MP與N型電晶體MN可以根據反閘BT的輸出端所輸出的邏輯電壓(即時脈訊號CLK)進行開啟與關閉。據此，時脈產生電路112b將對充放電訊號TS進 行邏輯判斷，以產生時脈訊號CLK至計數器114。

因此，若外部元件為電容時，充放電電路112a將根據上述由時脈產生電路112b所產生的邏輯電壓對電容進行充放電，使得端點E1上的充放電訊號TS為振盪訊號。而時脈產生電路112b將根據振盪的充放電訊號TS輸出方波訊號以作為時脈訊號CLK。上述振盪電路112a亦可為其他電路結構。此外，若端點E1上的充放電訊號TS可以不透過振盪電路112a而產生振盪的充放電訊號TS一段時間，亦可省略振盪電路112a，本發明對此不作限制。

在請回到圖3，計數器114電連接振盪電路112。計數器114判斷在啟動狀態期間(即計數器114接收到代表啟動的啟動訊號St之後與判斷霍爾訊號第二次具有準位之前的期間)，持續計數時脈訊號CLK，且計數器114週期性地計數到預定次數時產生換相訊號MU至儲存器130。舉例來說，預定次數為100次，故計數器114在啟動狀態期間，計數器114將持續計數時脈訊號CLK，並在每次計數到100個時脈訊號CLK時產生換相訊號MU。而計數器114判斷到霍爾訊號HS第二次具有準位變換時，將停止產生換相訊號MU至儲存器130。

請同時參考圖1與圖4，圖4顯示本發明一實施例之馬達控制電路正轉三相馬達的波形圖。為了方便說明，控制訊號C1-C6之準位以上表<一>來表示，以供馬達控制電路100正轉三相馬達M。因此，當馬達控制電路100處於啟動狀態，且啟動控制器110接收到代表啟動的一啟動訊號St(如低準位變換為高準位)時，啟動控制器110將週期性地產生換相訊號MU(在此實施例中為啟動控制器110每隔時間T產生換相訊號MU)。此時，儲存器130將根據換相訊號MU與霍爾訊號之準位(在本實施例為低準位)由第一組數位模型開始依序傳送數位模型(在本實施例為依序傳送第一組、第二組與第三組數位模型)至運轉控制器 120。而運轉控制器120將根據依序接收到的數位模型執行全橋電路140之相位切換，以運轉三相馬達M。

如圖4所示，當馬達控制電路100處於啟動狀態，且啟動控制器110判斷霍爾訊號HS第一次具有準位變換S1(在此實施例為低準位變換為高準位)時，啟動控制器110週期性地產生換相訊號MU(在此實施例中為啟動控制器110每隔時間T產生換相訊號MU)。此時，儲存器130將根據換相訊號MU與準位變換S1依序傳送第四組、第五組與第六組數位模型至運轉控制器120。而運轉控制器120根據依序接收到的數位模型執行全橋電路140之相位切換，以運轉三相馬達M。

值得注意的是，由於三相馬達M在停止運轉時，定子線圈與轉子可能相對設置在三相馬達M的任何位置。因此，啟動控制器110接收到代表啟動的一啟動訊號St時，可能在儲存器130依序傳送到第一組、第二組與第三組數位模型其中之一後，判斷出霍爾訊號HS第一次具有準位變換S1而提早控制儲存器130依序傳送第四組、第五組與第六組數位模型至運轉控制器120(未繪於圖式中)。舉例來說，在儲存器130依序傳送第一組與第二組數位模型至運轉控制器120後，啟動控制器110控制儲存器130依序傳送第四組、第五組與第六組數位模型至運轉控制器120。再舉例來說，在儲存器130依序傳送第一組數位模型至運轉控制器120後，啟動控制器110控制儲存器130依序傳送第四組、第五組與第六組數位模型至運轉控制器120。

因此，在啟動狀態下，霍爾感測器20接收到代表啟動的啟動訊號St時，啟動控制110將控制儲存器130每隔一段時間(在此實施例中為時間T)傳送對應的數位模型至運轉控制器120，以供運轉控制器120執行全橋電路140之相位切換。而霍爾感測器20第一次感測到三相馬達M之磁極位置有改變時，啟動控制110將控制儲存器130每隔一段時間(在此實施例中為時間T)傳送對 應的數位模型(即第四組至第六組數位模型)至運轉控制器120，以供運轉控制器120執行全橋電路140之相位切換。據此，運轉控制器120將可在啟動狀態下帶動三相馬達M正轉一圈。

而如圖4所示，當馬達控制電路100處於啟動狀態，且啟動控制器110與運轉控制器120判斷霍爾訊號HS第二次具有準位變換S2(即高準位變換為低準位)時，啟動控制器110停止控制儲存器130傳送多個數位模組至運轉控制器120。運轉控制器120平均第四組、第五組與第六組數位模型的時間總和以產生一切換時間T1，並進入正常運作狀態。舉例來說，第四組到第六組的時間總和為6微秒(ms)，故切換時間T1將為6ms/3=2ms。而當馬達控制電路100處於正常運作狀態時，運轉控制器120將以每隔切換時間T1由儲存器130依序擷取6組數位模型，並據此執行全橋電路140之相位切換。

因此，在正常運作狀態下，啟動控制器110將停止傳送換相訊號MU至儲存器130，以停止傳送多個數位模組至運轉控制器120。此時，運轉控制器120不再根據霍爾感測器20之準位變換而作動。運轉控制器120將每隔切換時間T1依序擷取儲存器130中的第一組、第二組、第三組、第四組、第五組與第六組數位模型，並據此執行全橋電路140之相位切換，以正轉三相馬達M。

值得注意的是，霍爾訊號HS第一次具有準位變換S1亦可為高準位變換為低準位，且霍爾訊號HS第二次具有準位變換S2亦可為低準位變換為高準位，即與圖4所述之霍爾訊號HS之準位相反，本發明對此不作限制。

在其他實施例中，馬達控制電路100亦可反轉三相馬達M，請同時參考圖1與圖5，其顯示本發明一實施例之馬達控制電路反轉三相馬達的波形圖。為了方便說明，控制訊號C1-C6之準位同樣以上表<一>來表示，以供馬達控制電路100反轉三相馬達M。因此，當馬達控制電路100處於啟動狀態，且啟動控制器 110接收到代表啟動的一啟動訊號St(如低準位變換為高準位)時，啟動控制器110將週期性地產生換相訊號MU(在此實施例中為啟動控制器110每隔時間T產生換相訊號MU)。此時，儲存器130將根據換相訊號MU與霍爾訊號之準位(在本實施例為高準位)由第四組數位模型開始依序傳送數位模型(在本實施例為依序傳送第四組、第五組與第六組數位模型)至運轉控制器120。而運轉控制器120將根據依序接收到的數位模型執行全橋電路140之相位切換，以運轉三相馬達M。

當馬達控制電路100處於啟動狀態，且啟動控制器110判斷霍爾訊號HS第一次具有準位變換S3(在此實施例為高準位變換為低準位)時，啟動控制器110週期性地產生換相訊號MU(在此實施例中為啟動控制器110每隔時間T產生換相訊號MU)。此時，儲存器130將根據換相訊號MU與準位變換S3依序傳送第一組、第二組與第三組數位模型至運轉控制器120。而運轉控制器120根據依序接收到的數位模型執行全橋電路140之相位切換，以運轉三相馬達M。

而類似前一實施例，由於三相馬達M在停止運轉時，定子線圈與轉子可能相對設置在三相馬達M的任何位置。因此，啟動控制器110接收到代表啟動的一啟動訊號St時，可能在儲存器130依序傳送到第四組、第五組與第六組數位模型其中之一後判斷出霍爾訊號HS第一次具有準位變換S3而提早控制儲存器130依序傳送第一組、第二組與第三組數位模型至運轉控制器120(未繪於圖式中)。舉例來說，在儲存器130依序傳送第四組與第五組數位模型至運轉控制器120後，啟動控制器110控制儲存器130依序傳送第一組、第二組與第三組數位模型至運轉控制器120。再舉例來說，在儲存器130依序傳送第四組數位模型至運轉控制器120後，啟動控制器110控制儲存器130依序傳送第一組、第二組與第三組數位模型至運轉控制器120。因此，在啟 動狀態下，霍爾感測器20接收到代表啟動的啟動訊號St時，啟動控制110將控制儲存器130每隔一段時間(在此實施例中為時間T)傳送對應的數位模型至運轉控制器120，以供運轉控制器120執行全橋電路140之相位切換。而霍爾感測器20第二次感測到三相馬達M之磁極位置有改變時，啟動控制110將控制儲存器130每隔一段時間(在此實施例中為時間T)傳送對應的數位模型(即第一組至第三組數位模型)至運轉控制器120，以供運轉控制器120執行全橋電路140之相位切換。據此，運轉控制器120將可在啟動狀態下帶動三相馬達M反轉一圈。

而當馬達控制電路100處於啟動狀態，且啟動控制器110與運轉控制器120判斷霍爾訊號HS第二次具有準位變換S4(即低準位變換為高準位)時，啟動控制器110停止控制儲存器130傳送多個數位模組至運轉控制器120。運轉控制器120平均第一組、第二組與第三組數位模型的時間總和以產生一切換時間T1，並進入正常運作狀態。舉例來說，第一組到第三組的時間總和為6微秒(ms)，故切換時間T1將為6ms/3=2ms。而當馬達控制電路100處於正常運作狀態時，運轉控制器120將以每隔切換時間T1由儲存器130依序擷取6組數位模型，並據此執行全橋電路140之相位切換。

因此，在正常運作狀態下，啟動控制器110將停止傳送換相訊號MU至儲存器130，以停止傳送多個數位模組至運轉控制器120。此時，運轉控制器120不再根據霍爾感測器20之準位變換而作動。運轉控制器120將每隔切換時間T1依序擷取儲存器130中的第四組、第五組、第六組、第一組、第二組與第三組數位模型，並據此執行全橋電路140之相位切換，以反轉三相馬達M。

值得注意的是，若馬達控制電路100欲具有正轉與反轉三相馬達M的功能，可利用啟動控制器110與運轉控制器120判斷霍爾訊號HS第一次與第二次分別具有哪種準位變換來區別正轉 三相馬達M與反轉三相馬達M。意即，當馬達控制電路100正轉三相馬達M時，啟動控制器110與運轉控制器120判斷霍爾訊號HS第一次與第二次具有準位變換分別為低準位變換為高準位，以及高準位變換為低準位。當馬達控制電路100反轉三相馬達M時，啟動控制器110與運轉控制器120判斷霍爾訊號HS第一次與第二次具有準位變換分別為高準位變換為低準位，以及低準位變換為高準位。當然，上述正轉與反轉三相馬達M的判斷機制亦可對調，本發明對此不作限制。

綜上所述，本發明實施例所提供的馬達控制電路，其利用一個霍爾感測器來感應三相馬達磁極位置，並同時搭配一相位切換機制來運轉三相馬達。據此，馬達控制電路將可利用一個霍爾感測器實現三相馬達磁極的換相動作，以利三相馬達朝向輕薄短小發展。

以上所述僅為本發明之實施例，其並非用以侷限本發明之專利範圍。

10‧‧‧外部元件

20‧‧‧霍爾感測器

100‧‧‧馬達控制電路

110‧‧‧啟動控制器

120‧‧‧運轉控制器

130‧‧‧儲存器

140‧‧‧全橋電路

C1、C2、C3、C4、C5、C6‧‧‧控制訊號

HS‧‧‧霍爾訊號

M‧‧‧三相馬達

MU‧‧‧換相訊號

TS‧‧‧充放電訊號

OUT1‧‧‧第一驅動電壓訊號

OUT2‧‧‧第二驅動電壓訊號

OUT3‧‧‧第三驅動電壓訊號

TO1、TO2、TO3‧‧‧驅動端

St‧‧‧啟動訊號

Claims (10)

1. 一種馬達控制電路，用以由一啟動狀態驅動一三相馬達至一正常運作狀態，該馬達控制電路包括：一全橋電路，電連接該三相馬達；一霍爾感測器，鄰近該三相馬達，且用以感測該三相馬達之單一磁極位置，以據此產生一霍爾訊號；一儲存器，電連接該霍爾感測器且儲存有6組數位模型，該6組數位模型具有一順序關係且關聯該全橋電路之一相位切換，以提供該三相馬達之運轉；一啟動控制器，電連接該霍爾感測器與該儲存器；以及一運轉控制器，電連接該霍爾感測器、該儲存器與該全橋電路；其中於該啟動狀態，該啟動控制器接收到代表啟動的一啟動訊號時，該啟動控制器週期性地產生一換相訊號，該儲存器根據該換相訊號與該霍爾訊號之準位由第一組該數位模型開始依序傳送該些數位模型至該運轉控制器，該運轉控制器根據依序接收到的該數位模型執行該全橋電路之該相位切換，以運轉該三相馬達；其中於該啟動狀態，該啟動控制器判斷該霍爾訊號第一次具有一準位變換時，該啟動控制器週期性地產生該換相訊號，該儲存器根據該換相訊號與該準位變換依序傳送第四組、第五組與第六組該數位模型至該運轉控制器，該運轉控制器根據依序接收到的該數位模型執行該全橋電路之該相位切換，以運轉該三相馬達；其中於該啟動狀態，該啟動控制器判斷該霍爾訊號第二次具有該準位變換時，該啟動控制器停止控制該儲存器傳送該些數位模組至該運轉控制器，且該運轉控制器平均第四組、第五組與第六組該數位模型的時間總和以產生一切換時間，並進入該正常運作狀態，以每隔該切換時間依序擷取該6組數位模型，並根據該切換時間執行該全橋電路之該相位切換。
2. 如請求項1之馬達控制電路，其中，該啟動控制器包括：一振盪電路，具有一端點，該端點電連接一外部元件，該振盪電路根據該外部元件由該端點產生一充放電訊號，且將該充放電訊號轉換為振盪的一時脈訊號；以及一計數器，電連接該振盪電路，其中該計數器於該啟動狀態期間，持續計數該時脈訊號，且該計數器週期性地計數到一預定次數時產生該換相訊號至該儲存器。
3. 如請求項2之馬達控制電路，其中，該計數器判斷該霍爾訊號第二次具有準位變換時，停止產生該換相訊號至該儲存器。
4. 如請求項2之馬達控制電路，其中，該振盪電路包含：一充放電電路，具有一充電元件與一放電元件，該充電元件與該放電元件之間具有該端點，且透過該端點對該外部元件進行充放電，以由該端點產生該充放電訊號；以及一時脈產生電路，電連接該充放電電路，且接收該充放電訊號，以據此產生該時脈訊號。
5. 如請求項2之馬達控制電路，其中，該外部元件為一電容與一電阻其中之一或其組合。
6. 如請求項1之馬達控制電路，其中，該霍爾訊號第一次具有該準位變換表示該霍爾訊號由一低準位變換為一高準位，且該霍爾訊號第二次具有該準位變換表示該霍爾訊號由該高準位變換為該低準位。
7. 如請求項1之馬達控制電路，其中，該霍爾訊號第一次具有該準位變換表示該霍爾訊號由一高準位變換為一低準位，且該霍爾 訊號第二次具有該準位變換表示該霍爾訊號由該低準位變換為該高準位。
8. 一種馬達控制電路，用以由一啟動狀態驅動一三相馬達至一正常運作狀態，該馬達控制電路包括：一全橋電路，電連接該三相馬達；一霍爾感測器，鄰近該三相馬達，且用以感測該三相馬達之單一磁極位置，以據此產生一霍爾訊號；一儲存器，電連接該霍爾感測器且儲存有6組數位模型，該6組數位模型具有一順序關係且關聯該全橋電路之一相位切換，以提供該三相馬達之運轉；一啟動控制器，電連接該霍爾感測器與該儲存器；以及一運轉控制器，電連接該霍爾感測器、該儲存器與該全橋電路；其中於該啟動狀態，該啟動控制器接收到代表啟動的一啟動訊號時，該啟動控制器週期性地產生一換相訊號，該儲存器根據該換相訊號與該霍爾訊號之準位由第四組該數位模型開始依序傳送該些數位模型至該運轉控制器，該運轉控制器根據依序接收到的該數位模型執行該全橋電路之該相位切換，以運轉該三相馬達；其中於該啟動狀態，該啟動控制器判斷該霍爾訊號第一次具有一準位變換時，該啟動控制器週期性地產生該換相訊號，該儲存器根據該換相訊號與該準位變換依序傳送第一組、第二組與第三組該數位模型至該運轉控制器，該運轉控制器根據依序接收到的該數位模型執行該全橋電路之該相位切換，以運轉該三相馬達；其中於該啟動狀態，該啟動控制器判斷該霍爾訊號第二次具有該準位變換時，該啟動控制器停止控制該儲存器傳送該些數位模組至該運轉控制器，且該運轉控制器平均第一組、第二組與第三組該數位模型的時間總和以產生一切換時間，並進入該正常運作狀態，以每隔該切換時間依序擷取該6組數位模型，並根據該切 換時間執行該全橋電路之該相位切換。
9. 如請求項8之馬達控制電路，其中，該啟動控制器包括：一振盪電路，具有一端點，該端點電連接一外部元件，該振盪電路根據該外部元件由該端點產生一充放電訊號，且將該充放電訊號轉換為振盪的一時脈訊號；以及一計數器，電連接該振盪電路，其中該計數器於該啟動狀期間態，持續計數該時脈訊號，且該計數器週期性地計數到一預定次數時產生該換相訊號至該儲存器，以及該計數器判斷該霍爾訊號第二次具有準位變換時，停止產生該換相訊號至該儲存器。
10. 如請求項9之馬達控制電路，其中，該外部元件為一電容與一電阻其中之一或其組合。