TWI702790B - 具變頻機制的馬達驅動系統及方法 - Google Patents

具變頻機制的馬達驅動系統及方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI702790B
TWI702790B TW108133342A TW108133342A TWI702790B TW I702790 B TWI702790 B TW I702790B TW 108133342 A TW108133342 A TW 108133342A TW 108133342 A TW108133342 A TW 108133342A TW I702790 B TWI702790 B TW I702790B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
frequency
motor
signal
frequency signal
oscillation
Prior art date
Application number
TW108133342A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202114342A (zh
Inventor
蔡明融
Original Assignee
茂達電子股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 茂達電子股份有限公司 filed Critical 茂達電子股份有限公司
Priority to TW108133342A priority Critical patent/TWI702790B/zh
Priority to CN201910909469.XA priority patent/CN112532124B/zh
Priority to US16/738,849 priority patent/US11038447B2/en
Application granted granted Critical
Publication of TWI702790B publication Critical patent/TWI702790B/zh
Publication of TW202114342A publication Critical patent/TW202114342A/zh

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • H02P27/08—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation
    • H02P27/085—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters with pulse width modulation wherein the PWM mode is adapted on the running conditions of the motor, e.g. the switching frequency
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
    • H02P6/182—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using back-emf in windings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P7/00—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
    • H02P7/06—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current
    • H02P7/08—Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors for regulating or controlling an individual dc dynamo-electric motor by varying field or armature current by manual control without auxiliary power

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

本發明公開一種具變頻機制的馬達驅動系統及方法。系統包含查表模組、振盪電路、多頻訊號產生電路以及馬達驅動電路。查表模組儲存預設驅動訊號。振盪電路產生具有不同頻率的多個振盪訊號。多頻訊號產生電路依據多個振盪訊號輸出多頻訊號。多頻訊號在調頻區的波形區段具有第一振盪頻率。多頻訊號在調頻區外的其他波形區段具有第二振盪頻率。第一振盪頻率大於第二振盪頻率。馬達驅動電路在調頻區的時間區間內，當馬達的反電動勢或相電流到達零值時，依據預設驅動訊號以及多頻訊號輸出驅動訊號至馬達。

Description

具變頻機制的馬達驅動系統及方法
本發明涉及一種馬達驅動系統及方法，特別是涉及一種具變頻機制的馬達驅動系統及方法。
一般來說，為了驅動直流無刷馬達檢測馬達轉子的位置，都會採用位置傳感器檢測，如霍爾元件(Hall sensor)、光編碼器等，於馬達運轉時，取得適當地換相訊號以驅動馬達正常旋轉。然而，使用位置傳感器必須放置於馬達內，會使得系統體積變大、增加組裝難度以及增加系統成本，對於目前馬達小型化的趨勢，位置傳感器將限制馬達的發展與應用。
為了降低馬達佔據系統的體積以及組裝的難度，無需傳感器的直流無刷馬達技術被廣泛應用於各種驅動產品中。目前已提出的許多無需傳感器的直流無刷馬達驅動裝置，通過馬達定子(stator)所感應出的反電動勢(Back Electromotive Forces，BEMF)來確定轉子的位置和換相。或有另一種習知架構，利用馬達相電流為零來做換相動作。然而，以上兩者都仍可能無法即時檢測到馬達的反電動勢已到達零值或即時檢測到馬達相電流已為零。
本發明所要解決的技術問題在於，針對現有技術的不足提供一種具變頻機制的馬達驅動系統，適用於驅動馬達。具變頻機制的馬達驅動系統包含查表模組、振盪電路、多頻訊號產生電路以及馬達驅動電路。查表模組配置以儲存預設驅動訊號。振盪電路配置以產生具有不同頻率的多個振盪訊號。多頻訊號產生電路連接查表模組以及振盪電路。多頻訊號產生電路配置以傳輸預設驅動訊號，以及依據多個振盪訊號輸出多頻訊號。多頻訊號在調頻區的波形區段具有第一振盪頻率。多頻訊號在調頻區外的其他波形區段具有第二振盪頻率。第一振盪頻率大於第二振盪頻率。馬達驅動電路連接多頻訊號產生電路。馬達驅動電路配置以在調頻區的時間區間內檢測出馬達的反電動勢或相電流到達零值時，依據預設驅動訊號以及多頻訊號輸出驅動訊號以驅動馬達。
在一態樣中，多頻訊號產生電路配置以依據區域調整請求，重新定義調頻區。
在一態樣中，所述具變頻機制的馬達驅動系統更包含檢測電路，配置以在調頻區的時間區間內檢測馬達的反電動勢或相電流。
在一態樣中，檢測電路在調頻區內的時間點檢測到馬達的反電動勢或相電流到達零值，其中時間點分別與調頻區的起始時間點以及結束時間點相隔角度。
另外，本發明提供一種具變頻機制的馬達驅動方法，適用於驅動馬達，具變頻機制的馬達驅動方法包含以下步驟：利用查表模組，儲存預設驅動訊號；利用振盪電路，產生具有不同頻率的多個振盪訊號；利用多頻訊號產生電路，依據多個振盪訊號輸出多頻訊號，多頻訊號在調頻區內的波形區段具有第一振盪頻率，多頻訊號在調頻區外的其他波形區段具有第二振盪頻率，第一振盪頻率大於第二振盪頻率；利用多頻訊號產生電路，傳輸預設驅動訊號；以及利用馬達驅動電路，在調頻區的時間區間內檢測出馬達的反電動勢或相電流到達零值時，依據預設驅動訊號以及多頻訊號，輸出驅動訊號以驅動馬達。
在一態樣中，所述具變頻機制的馬達驅動方法更包含以下步驟：利用多頻訊號產生電路，依據區域調整請求，重新定義調頻區。
在一態樣中，所述具變頻機制的馬達驅動方法更包含以下步驟：利用檢測電路，在調頻區的時間區間內檢測馬達的反電動勢或相電流。
在一態樣中，所述具變頻機制的馬達驅動方法更包含以下步驟：利用檢測電路，在調頻區內的時間點檢測到馬達的反電動勢或相電流到達零值，其中時間點分別與調頻區的起始時間點以及結束時間點相隔角度。
如上所述，本發明提供一種具變頻機制的馬達驅動系統及方法，其利用振盪電路產生具有不同振盪頻率的多個振盪訊號，並依據多個振盪訊號的產生具有高頻波形區段以及低頻波形區段的多頻訊號，其中在高頻波形區段的時間區間內，以較高的檢測頻率、解析度檢測出馬達的電流和電動勢，藉此可精準且即時地檢測到電流和電動勢，作為驅動馬達的參數條件，進而提高馬達的運轉效率，而在未執行檢測作業時則提供低頻波形區段以降低開關切換損失、降低消耗功率。
為使能更進一步瞭解本發明的特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與圖式，然而所提供的圖式僅用於提供參考與說明，並非用來對本發明加以限制。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所公開有關的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所公開的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所公開的內容並非用以限制本發明的保護範圍。
應當可以理解的是，雖然本文中可能會使用到“第一”、“第二”、“第三”等術語來描述各種元件或者訊號，但這些元件或者訊號不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一訊號與另一訊號。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包含相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。
請參閱圖1，其為本發明實施例的具變頻機制的馬達驅動系統的方塊圖。如圖1所示，本發明實施例的具變頻機制的馬達驅動系統包含查表模組10、振盪電路20、多頻訊號產生電路30以及馬達驅動電路40。多頻訊號產生電路30連接查表模組10以及振盪電路20。馬達驅動電路40連接多頻訊號產生電路30。
查表模組10可為查表，或實務上可替換為資料庫、暫存器、記憶體或其他具有儲存功能的元件，在此僅舉例說明，本發明不以此為限。查表模組10配置以儲存預設驅動訊號MD。例如，預設驅動訊號MD可具有一或多個正弦波、三次諧波波形(third-order harmonics)或其他波形，在此僅舉例說明，本發明不以此為限。
振盪電路20配置以產生具有不同頻率的多個振盪訊號。在本實施例中，振盪電路20產生第一振盪訊號OWH以及第二振盪訊號OWL。例如，第一振盪訊號OWH以及第二振盪訊號OWL為三角波波形，在此僅舉例說明，本發明不以此為限。第一振盪訊號OWH可為高頻振盪訊號，其具有第一振盪頻率。第二振盪訊號OWL可為低頻振盪訊號，其具有第二振盪頻率。第一振盪訊號OWH的第一振盪頻率大於第二振盪訊號OWL的第二振盪頻率。
多頻訊號產生電路30配置以依據從振盪電路20取得的第一振盪訊號OWH以及第二振盪訊號OWL，以輸出多頻訊號MFS。舉例來說，多頻訊號產生電路30將第一振盪訊號OWH的波形的一波形區段定義在調頻區HFR內，並將調頻區HFR內的此波形區段進行調頻，以產生調頻區HFR內為第二振盪頻率並且調頻區HFR外為第一振盪頻率的多頻訊號MFS。相比於一般單一個振盪訊號僅具有單一頻率，本實施例的多頻訊號MFS的波形可具有兩個或實務上更多頻率。
實務上，多頻訊號產生電路30可從振盪電路20取得更多振盪訊號，並定義更多調頻區，本發明不受限於本實施例所舉例的兩個振盪訊號OWH、OWL。多頻訊號產生電路30可依據多個振盪訊號分別調頻在多個調頻區的多個波形區段，使同一多頻訊號MFS具有更多頻率。
本實施例的具變頻機制的馬達驅動系統可更包含檢測電路(圖未示)，配置以在調頻區的時間區間內檢測馬達三相的每一線圈的反電動勢或電流。多頻訊號產生電路30可依據區域調整請求，重新定義或調整調頻區位在多頻訊號MFS的不同角度範圍以及調頻區的寬度，藉此重新定義檢測馬達的時間區間。
馬達在一般運轉模式下以一般速度例如低轉速進行例如50HZ運轉，可維持低功耗。在欲檢測馬達的時間區間內，則將多頻訊號MFS在調頻區的波形區段的頻率提高例如100HZ，使檢測電路可精準地檢測馬達的電動勢或電流值。藉此，檢測電路可具有較高的檢測頻率、高解析度，可即時檢測到每次馬達的反電動勢或電流到達零值，可據以在檢測到馬達的電動勢或電流到達零值時，立即或經過一預設時間，例如調頻區的時間結束後(如圖6所示的調頻區WN的結束時間點PT2)，如預期地打入完整的正弦波或三次諧波波形至馬達，以提高馬達的運轉效率。
請一併參閱圖1和圖2，圖2為本發明實施例的具變頻機制的馬達驅動方法的步驟流程圖。如圖2所示，本實施例的具變頻機制的馬達驅動方法包含以下步驟S201~S213，適用於上述具變頻機制的馬達驅動系統。
在步驟S201，查表模組10提供所儲存的預設驅動訊號MD例如正弦波或三次諧波波形至多頻訊號產生電路30。
在步驟S203，利用振盪電路20產生第一振盪訊號OWH即高頻振盪訊號，提供至多頻訊號產生電路30。
在步驟S205，利用振盪電路20產生第二振盪訊號OWL即低頻振盪訊號，提供至多頻訊號產生電路30。
在步驟S207，利用多頻訊號產生電路30依據多個振盪訊號OWL、OWH輸出多頻訊號MFS。多頻訊號MFS在調頻區內的波形區段具有高頻振盪頻率。多頻訊號MFS在調頻區外的其他波形區段具有低頻振盪頻率。
在步驟S209，利用馬達驅動電路40所包含或額外的檢測電路在調頻區的時間區間內檢測馬達的電動勢或電流是否到達零值。
在步驟S211，當馬達的電動勢或電流到達零值時，利用馬達驅動電路40依據預設驅動訊號MD例如正弦波或三次諧波波形以及多頻訊號MFS例如三角波，以產生具有方波或脈波的驅動訊號。
在步驟S213，馬達驅動電路40利用驅動訊號，以驅動馬達運轉。
請一併參閱圖1和圖3，圖3為本發明實施例的具變頻機制的馬達驅動系統及方法的振盪訊號在調頻區的頻率經調頻後所產生的多頻訊號的一周期的波形圖。
當三角波波形的頻率太高時，馬達的各相連接的上橋開關以及下橋開關在切換過程中將產生切換損失(Switching Loss)，特別是具有離散元件(Discrete MOSFET Device)的馬達應用。若欲精準地檢測出馬達的電動勢和電流的零點以決定馬達的後續驅動時，三角波波形則應具有高頻頻率。
因此，如圖3所示，多頻訊號產生電路30產生的多頻訊號的三角波波形具有在調頻區HFR的高頻波形區段TRWH，以及在調頻區HFR外的低頻波形區段TRWL。也就是說，在調頻區HFR的時間區間內，檢測馬達的電動勢和電流的零點，而在未執行檢測作業時則輸出低頻波形區段TRWL，以降低開關切換損失。
查表模組10儲存的預設驅動訊號SIWL具有正弦波波形，或其實務上替換為三次諧波波形。馬達驅動電路40比較預設驅動訊號SIWL與具有波形區段TRWH、TRWL的多頻訊號，以輸出具有方波或脈波波形的驅動訊號DM至馬達，以驅動馬達。換言之，此驅動訊號DM可為脈寬調變訊號，其多個波形具有不同頻率，在調頻區HFR的脈波的頻率高於在調頻區HFR外的脈波的頻率。
請一併參閱圖1和圖4，圖4為本發明實施例的具變頻機制的馬達驅動系統及方法的振盪訊號在調頻區的頻率經調頻後所產生的多頻訊號的兩周期的波形圖。
如圖4所示，查表模組10儲存的預設驅動訊號SIWL的正弦波波形對應振盪電路20產生的低頻振盪訊號的三角波波形。多頻訊號產生電路30可在預設驅動訊號SIWL的正弦波波形上定義出調頻區HRR1、HRR2、HRR3。在本實施例中，調頻區HRR1、HRR2、HRR3具有相同的寬度，但實務上，其可可依據需求調整為具有不同的寬度。
多頻訊號產生電路30可依據振盪電路20產生的高頻振盪訊號的頻率，在調頻區HRR1、HRR2、HRR3內，以波形區段TRWH1、TRWH2、TRWH3的高頻頻率驅動馬達。
此外，多頻訊號產生電路30可依據振盪電路20產生的單一個高頻振盪訊號，以調頻波形區段TRWH1、TRWH2、TRWH3具有彼此相同的頻率。替換地，多頻訊號產生電路30可依據振盪電路20產生的多個高頻振盪訊號，以調頻波形區段TRWH1、TRWH2、TRWH3具有彼此不同的頻率。
應理解，在本文中，「高頻」和「低頻」可僅作為相對性用語使用，用於強調多頻訊號的在調頻區內的波形區段的頻率高於多頻訊號的在調頻區外的波形區段的頻率，或多頻訊號的在調頻區外的波形區段的頻率低於多頻訊號的在調頻區內的波形區段的頻率，這些用語並非用以限制多頻訊號的頻率需調頻至特定不可變的頻率範圍內。
請參閱圖5，其為本發明實施例的具變頻機制的馬達驅動系統及方法檢測到馬達的電流訊號的波形圖。
如圖5所示的虛線A1標示出，檢測電路所檢測到的馬達的輸出電流ID的多個波形的波峰的電流值相同。如圖5所示的虛線A2標示出，檢測電路所檢測到的馬達的輸出電流ID的多個波形的波谷的電流值相同。
檢測電路在驅動訊號的調頻區(即具有較高頻率的波形區段)檢測馬達，相比於在低頻的波形區段檢測馬達，具有較高的檢測頻率、高解析度，在單位時間內可檢測的次數較多，而可較精準地檢測出電流值和馬達的電動勢。而在檢測到馬達的電動勢或電流值為零值之後，馬達驅動電路可即時或經過一預定時間後再打入三次諧波波形或正弦波至馬達。
請一併參閱圖1、圖6、圖7，其中圖6為本發明實施例的具變頻機制的馬達驅動系統及方法提供的三角波訊號、弦波訊號、三角波準位訊號、馬達驅動訊號以及馬達的節點電壓訊號的波形圖；圖7為應用本發明實施例的具變頻機制的馬達驅動系統及方法於馬達的節點電壓訊號以及電流流向訊號的波形圖。
如圖1所示的振盪電路20可產生第一振盪訊號以及第二振盪訊號。如圖1所示的多頻訊號產生電路30依據第一振盪訊號以及第二振盪訊號，產生多頻訊號。如圖6所示，此多頻訊號在調頻區WN內具有高頻振盪頻率的高頻波形區段TRMH，以及在調頻區WN外具有低頻振盪頻率的低頻波形區段TRML。
三角波準位訊號的低頻波形區段TRLEL的下降緣對準多頻訊號的低頻波形區段TRML的波峰，以及高頻波形區段TRLEH的下降緣對準多頻訊號的高頻波形區段TRMH的波峰。
馬達驅動電路40比較多頻訊號與正弦波訊號SIML，以產生驅動訊號輸出至馬達，以驅動馬達運轉。此驅動訊號在調頻區WN內具有高頻振盪頻率的高頻波形區段DMTH，以及在調頻區WN外的低頻振盪頻率的低頻波形區段DMTL。
馬達例如三相馬達，可包含U相、V相以及W相。如圖1所示的馬達驅動電路40可包含U相的上橋開關以及下橋開關、V相的上橋開關以及下橋開關，以及W相的上橋開關以及下橋開關。U相的上橋開關以及下橋開關之間的節點連接馬達的U相的線圈的一端。V相的上橋開關以及下橋開關之間的節點連接馬達的V相的線圈的一端。W相的上橋開關以及下橋開關之間的節點連接馬達的W相的線圈的一端。U相的線圈的另一端、V相的線圈的另一端以及W相的線圈的另一端連接一共接點。
為了避免馬達的U相、V相或W相的任一相的上橋開關與下橋開關同時導通時會發生短路，上橋開關與下橋開關之間的切換過程中，提供一切換時間，又可稱為失效或死區時間(Dead Time)。
舉例來說，在死區時間(Dead Time)內，當電流從V相流入W相時，如圖7所示的電流流向訊號ILEV的負半週波形指出，對W相而言，電流為逆流。在此過程中，電流流過W相的上橋開關的內接二極體，並往W相的上橋開關連接的輸入電壓源流動。其結果為，如圖6、圖7所示的節點電壓訊號在調頻區WN內的高頻波形區段VLDH具有上凹波形，其代表W相的上橋開關以及下橋開關之間的節點即節點電壓訊號的電壓(例如5.7V)等於輸入電壓源VCC的輸出電壓(例如5V)加上內接二極體的電壓(例如0.7V)。
相反地，在死區時間內，當電流從W相流入V相時，如圖7所示的電流流向訊號ILEV的正半週波形指出，對W相而言，電流為順流。在此過程中，電流流過W相的下橋開關的內接二極體，接著流出W相，最後流入V相。在電流流過W相的下橋開關的內接二極體時，如圖6所示的節點電壓訊號在調頻區WN內的高頻波形區段VLDH具有下凹波形，其代表W相的上橋開關以及下橋開關之間的節點即節點電壓訊號的電壓(例如-0.7V)等於地電壓GND(例如0V)扣除內接二極體的電壓(例如0.7V)。
因此，可藉由偵測U相、V相或W相的任一相的上橋開關與下橋開關之間的節點的電壓，即節點電壓訊號的電壓值，以判斷電流的流動方向，例如逆流還是順流。
如圖7所示，本發明實施例的具變頻機制的馬達驅動系統更可包含比較器CMP。 比較器CMP的第一輸入端連接馬達的U相、V相或W相的任一相的上橋開關與下橋開關之間的節點，以取得此節點的電壓即節點電壓訊號的電壓。另外，比較器CMP可從一參考電壓源取得參考電壓VR。比較器CMP可配置以比較節點的電壓(例如-0.7V)即節點電壓訊號的電壓例如與參考電壓VR(例如-0.35V)，以輸出一比較訊號，以提供如圖1所示的馬達驅動電路40對馬達的控制依據。由上可知，在檢測區段，電流波型由上凹變成下凹的時間點，或由下凹變成上凹的時間點，皆可藉由較高的U相、V相或W相切換頻率，避免錯過真正電流為零值的時間點。得到較精準的零點資訊。
[實施例的有益效果]
綜上所述，本發明的有益效果在於，本發明提供一種具變頻機制的馬達驅動系統及方法，其利用振盪電路產生具有不同振盪頻率的多個振盪訊號，並依據多個振盪訊號的產生具有高頻波形區段以及低頻波形區段的多頻訊號，其中在高頻波形區段的時間區間內，以較高的檢測頻率、解析度檢測出馬達的電流和電動勢，藉此可精準且即時地檢測到電流和電動勢，作為驅動馬達的參數條件，進而提高馬達的運轉效率，而在未執行檢測作業時則提供低頻波形區段以降低開關切換損失、降低消耗功率。
以上所公開的內容僅為本發明的優選可行實施例，並非因此侷限本發明的申請專利範圍，所以凡是運用本發明說明書及圖式內容所做的等效技術變化，均包含於本發明的申請專利範圍內。
10:查表模組
20:振盪電路
30:多頻訊號產生電路
40:馬達驅動電路
MD:預設驅動訊號
OWH:第一振盪訊號
OWL:第二振盪訊號
LFR:非調頻區
HFR:調頻區
MFS:多頻訊號
S201~S213:步驟
TRWH:高頻波形區段
TRWL:低頻波形區段
SIWL:預設驅動訊號
DM:驅動訊號
HRR1、HRR2、HRR3:調頻區
TRWH1、TRWH2、TRWH3:波形區段
ID:電流
A1、A2:虛線
WN:調頻區
PT1:開始時間點
PT2:結束時間點
SIML:正弦波訊號
TRMH、TRLEH、DMTH、VLDH:高頻波形區段
TRML、TRLEL、DMTL、VLDL:低頻波形區段
VCC:輸入電壓源
GND:地電壓
VR:參考電壓
CMP:比較器
ILEV:電流流向訊號
圖1為本發明實施例的具變頻機制的馬達驅動系統的方塊圖。
圖2為本發明實施例的具變頻機制的馬達驅動方法的步驟流程圖。
圖3為本發明實施例的具變頻機制的馬達驅動系統及方法的振盪訊號在調頻區的頻率經調頻後所產生的多頻訊號的一周期的波形圖。
圖4為本發明實施例的具變頻機制的馬達驅動系統及方法的振盪訊號在調頻區的頻率經調頻後所產生的多頻訊號的兩周期的波形圖。
圖5為本發明實施例的具變頻機制的馬達驅動系統及方法檢測到馬達的電流訊號的波形圖。
圖6為本發明實施例的具變頻機制的馬達驅動系統及方法提供的三角波訊號、弦波訊號、三角波準位訊號、馬達驅動訊號以及馬達的節點電壓訊號的波形圖。
圖7為應用本發明實施例的具變頻機制的馬達驅動系統及方法於馬達的節點電壓訊號以及電流流向訊號的波形圖。
10:查表模組
20:振盪電路
30:多頻訊號產生電路
40:馬達驅動電路
MD:預設驅動訊號
OWH:第一振盪訊號
OWL:第二振盪訊號
LFR:非調頻區
HFR:調頻區
MFS:多頻訊號

Claims (6)

  1. 一種具變頻機制的馬達驅動系統，適用於驅動一馬達，該具變頻機制的馬達驅動系統包含：一查表模組，配置以儲存一預設驅動訊號；一振盪電路，配置以產生具有不同頻率的多個振盪訊號；一多頻訊號產生電路，連接該查表模組以及該振盪電路，配置以傳輸該預設驅動訊號以及依據該多個振盪訊號輸出一多頻訊號，該多頻訊號在一調頻區的波形區段具有一第一振盪頻率，該多頻訊號在該調頻區外的其他波形區段具有一第二振盪頻率，該第一振盪頻率大於該第二振盪頻率；一檢測電路，連接該馬達，配置以在該調頻區的時間區間內檢測並輸出該馬達的一反電動勢或一相電流；以及一馬達驅動電路，連接該多頻訊號產生電路以及該檢測電路，配置以在該檢測電路檢測到該反電動勢或該相電流到達零值時，依據該預設驅動訊號以及該多頻訊號輸出一驅動訊號以驅動該馬達。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的具變頻機制的馬達驅動系統，其中該多頻訊號產生電路配置以依據一區域調整請求，重新定義該調頻區。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的具變頻機制的馬達驅動系統，其中該檢測電路在該多頻訊號的該調頻區內的一時間點檢測到該反電動勢或該相電流到達零值，該時間點分別與該調頻區的一起始時間點以及一結束時間點在該多頻訊號的波形上相隔一角度。
  4. 一種具變頻機制的馬達驅動方法，適用於驅動一馬達，該具變頻機制的馬達驅動方法包含以下步驟：利用一查表模組，儲存一預設驅動訊號； 利用一振盪電路，產生具有不同頻率的多個振盪訊號；利用一多頻訊號產生電路，依據該多個振盪訊號輸出一多頻訊號，該多頻訊號在一調頻區內的波形區段具有一第一振盪頻率，該多頻訊號在該調頻區外的其他波形區段具有一第二振盪頻率，該第一振盪頻率大於該第二振盪頻率；利用該多頻訊號產生電路，傳輸該預設驅動訊號；利用一檢測電路，在該調頻區的時間區間內檢測該馬達的一反電動勢或一相電流；以及利用一馬達驅動電路，在該檢測電路檢測到該反電動勢或該相電流到達零值時，依據該預設驅動訊號以及該多頻訊號，輸出一驅動訊號以驅動該馬達。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的具變頻機制的馬達驅動方法，更包含以下步驟：利用該多頻訊號產生電路，依據一區域調整請求，重新定義該調頻區。
  6. 如申請專利範圍第4項所述的具變頻機制的馬達驅動方法，更包含以下步驟：利用該檢測電路，在該多頻訊號的該調頻區內的一時間點檢測到該反電動勢或該相電流到達零值，其中該時間點分別與該調頻區的一起始時間點以及一結束時間點在該多頻訊號的波形上相隔一角度。
TW108133342A 2019-09-17 2019-09-17 具變頻機制的馬達驅動系統及方法 TWI702790B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW108133342A TWI702790B (zh) 2019-09-17 2019-09-17 具變頻機制的馬達驅動系統及方法
CN201910909469.XA CN112532124B (zh) 2019-09-17 2019-09-25 具有变频机制的马达驱动系统及方法
US16/738,849 US11038447B2 (en) 2019-09-17 2020-01-09 System and method for driving motor with frequency conversion mechanism

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW108133342A TWI702790B (zh) 2019-09-17 2019-09-17 具變頻機制的馬達驅動系統及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TWI702790B true TWI702790B (zh) 2020-08-21
TW202114342A TW202114342A (zh) 2021-04-01

Family

ID=73003351

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW108133342A TWI702790B (zh) 2019-09-17 2019-09-17 具變頻機制的馬達驅動系統及方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11038447B2 (zh)
CN (1) CN112532124B (zh)
TW (1) TWI702790B (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW561682B (en) * 2001-11-09 2003-11-11 Delta Electronics Inc Motor control device and method
CN102577086A (zh) * 2009-10-08 2012-07-11 密克罗奇普技术公司 无传感器无刷直流马达中用于减少零交叉粒度的可变脉宽调制
CN102624298A (zh) * 2011-01-25 2012-08-01 日本电产高科电机控股公司 马达
TW201234761A (en) * 2011-02-08 2012-08-16 Univ Nat Central Motor control method without sensor
TW201509114A (zh) * 2013-05-14 2015-03-01 Allegro Microsystems Llc 用於調整施加至電動馬達的驅動信號之啓動特性的電子電路和方法
CN104467567A (zh) * 2013-09-16 2015-03-25 立锜科技股份有限公司 多相马达控制方法与装置
US9093939B2 (en) * 2012-12-18 2015-07-28 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Motor driving control apparatus, motor driving control method, and motor using the same
US10003288B2 (en) * 2016-02-03 2018-06-19 Rohm Co., Ltd. Motor control circuit and fan including the same

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR920701796A (ko) * 1989-12-15 1992-08-12 스가이 신지 인버터 제어물품 반송 측정장치
US5481166A (en) * 1993-12-30 1996-01-02 Whirlpool Corporation Motor control for brushless permanent magnet using only three wires
DE69927373D1 (de) * 1999-09-30 2005-10-27 St Microelectronics Srl Zitterfreie Erkennung von Strom- oder Spannungs-Signalen an mit Pulswechselmodulation betriebener Wicklung
JP5292770B2 (ja) * 2007-11-07 2013-09-18 セイコーエプソン株式会社 Ｐｗｍ制御回路、該ｐｗｍ制御回路を備えた電動機、該電動機を備えた装置及びｐｗｍ信号を生成する方法
TWI424679B (zh) * 2011-04-08 2014-01-21 Ind Tech Res Inst 具能量回收之無感測元件馬達控制方法
CN103248291B (zh) * 2013-05-30 2015-09-09 北京航空航天大学 一种高速无刷直流电动机无位置传感器控制系统
CN103973180B (zh) * 2014-04-25 2016-08-24 天津大学 一种用于无刷直流电机的反电势过零点检测方法
US9887653B2 (en) * 2016-05-25 2018-02-06 Allegro Microsystems, Llc Sensorless brushless direct current (BLDC) motor position control
CN107834917B (zh) * 2017-10-31 2020-07-24 上海拓攻机器人有限公司 一种直流无刷电机的反电动势换相点检测电路及方法
CN108233792B (zh) * 2018-01-15 2020-09-22 峰岹科技(深圳)股份有限公司 Bldc电机及其反电动势过零点采集方法和驱动装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW561682B (en) * 2001-11-09 2003-11-11 Delta Electronics Inc Motor control device and method
CN102577086A (zh) * 2009-10-08 2012-07-11 密克罗奇普技术公司 无传感器无刷直流马达中用于减少零交叉粒度的可变脉宽调制
CN102624298A (zh) * 2011-01-25 2012-08-01 日本电产高科电机控股公司 马达
TW201234761A (en) * 2011-02-08 2012-08-16 Univ Nat Central Motor control method without sensor
US9093939B2 (en) * 2012-12-18 2015-07-28 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Motor driving control apparatus, motor driving control method, and motor using the same
TW201509114A (zh) * 2013-05-14 2015-03-01 Allegro Microsystems Llc 用於調整施加至電動馬達的驅動信號之啓動特性的電子電路和方法
CN104467567A (zh) * 2013-09-16 2015-03-25 立锜科技股份有限公司 多相马达控制方法与装置
US10003288B2 (en) * 2016-02-03 2018-06-19 Rohm Co., Ltd. Motor control circuit and fan including the same

Also Published As

Publication number Publication date
CN112532124B (zh) 2022-03-29
US11038447B2 (en) 2021-06-15
US20210083606A1 (en) 2021-03-18
TW202114342A (zh) 2021-04-01
CN112532124A (zh) 2021-03-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7839113B2 (en) Apparatus and method for driving synchronous motor
JP4674942B2 (ja) ブラシレスモータ用駆動制御装置
US20120286705A1 (en) Apparatus and method for controlling rotary electric machine
CN103684140B (zh) 无刷直流电机及其转子位置定位方法、启动方法
JP2005312217A (ja) ブラシレスｄｃモータの駆動装置
KR101397763B1 (ko) 모터 구동 제어 장치, 모터 구동 제어 방법 및 그를 이용한 모터
JP3808583B2 (ja) インバータ装置
TWI702790B (zh) 具變頻機制的馬達驅動系統及方法
JPH10146086A (ja) モータ用インバータ駆動回路
JP5405224B2 (ja) モータ駆動装置、及びモータに備えられたロータの相対位置の判別方法
JP6348779B2 (ja) 同期電動機の駆動システム
JP2000232797A (ja) ブラシレスモータの駆動装置
JP4793068B2 (ja) モータインバータ
KR100313252B1 (ko) 브러쉬리스 직류 모터의 센서리스 모드전환장치
JP3549312B2 (ja) インバータ装置
WO2020121368A1 (ja) モータ駆動装置及びモータ駆動方法
JP3422356B2 (ja) 交流電動機の惰性回転情報検出方法及び装置及び電動機駆動方法
JP4007731B2 (ja) インバータ装置
JP4178766B2 (ja) モータの制御方法およびモータ駆動装置
JP3458539B2 (ja) モータ用インバータ制御装置
TW201902109A (zh) 具有追相模組之馬達控制系統
JP2012161219A (ja) ブラシレスｄｃモータの制御装置
WO2019180968A1 (ja) モータ駆動装置、電気掃除機及び手乾燥機
JP2006109641A (ja) インバータ制御装置
JP3246544B2 (ja) ブラシレスモータ駆動回路