TWI814515B

TWI814515B - 馬達換相測試電路

Info

Publication number: TWI814515B
Application number: TW111129049A
Authority: TW
Inventors: 劉宜政
Original assignee: 茂達電子股份有限公司
Priority date: 2022-08-03
Filing date: 2022-08-03
Publication date: 2023-09-01
Also published as: US20240044985A1; CN117554802A; TW202408148A

Abstract

本發明公開一種馬達換相測試電路。當換相測試電路決定所述馬達換相測試電路進入測試模式時，選擇電路選擇換相訊號產生電路，將換相訊號產生電路產生的模擬換相訊號傳輸出至控制電路。而當換相測試電路決定所述馬達換相測試電路進入運轉偵測模式時，選擇電路則選擇馬達運轉偵測電路，並將馬達運轉偵測電路所偵測到的馬達的換相訊號傳輸出至控制電路。

Description

馬達換相測試電路

本發明涉及馬達，特別是涉及一種馬達換相測試電路。

在電子設備中，風扇可用於冷卻電子裝置內的處理器等其他發熱元件。在風扇冷卻發熱元件的過程中，需精準地控制風扇的馬達運轉，才能使風扇表現出最適當的冷卻性能，適當地冷卻發熱元件。然而，現有風扇內的馬達控制器僅適用於驅動單一類型的馬達，而不適用於驅動其他風扇的不同特性的馬達，若用於驅動其他風扇的馬達，則其他風扇的馬達運轉效率差，且馬達運轉時會發出高噪音。

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馬達換相測試電路，包含馬達運轉偵測電路、換相訊號產生電路、換相測試電路以及選擇電路。馬達換相測試電路適用於馬達控制器電路。馬達控制器電路包含控制電路、驅動電路以及輸出級電路。驅動電路連接控制電路以及輸出級電路，輸出級電路連接馬達。控制電路控制驅動電路去驅動輸出級電路運作，進而控制馬達的狀態。馬達運轉偵測電路連接馬達。馬達運轉偵測電路配置以偵測馬達的換相狀態，以產生一實測換相訊號。換相訊號產生電路配置以產生一模擬換相訊號。換相測試電路配置以依據一模式指令訊號，決定所述的馬達換相測試電路進入測試模式還是進入運轉偵測模式，以輸出一模式切換訊號。選擇電路連接馬達運轉偵測電路、換相訊號產生電路、換相測試電路以及控制電路。選擇電路配置以依據模式切換訊號，以從馬達運轉偵測電路輸出的實測換相訊號以及換相訊號產生電路輸出的模擬換相訊號中選擇其中一者傳輸至控制電路。當換相測試電路決定所述的馬達換相測試電路進入運轉偵測模式時，選擇電路選擇實測換相訊號，控制電路依據從選擇電路接收到的實測換相訊號以控制驅動電路驅動輸出級電路。當換相測試電路決定所述的馬達換相測試電路進入測試模式時，選擇電路選擇模擬換相訊號，控制電路依據從選擇電路接收到的模擬換相訊號以控制驅動電路驅動輸出級電路。

在實施例中，換相訊號產生電路依據馬達的目標轉速以決定目標頻率，產生具有目標頻率的模擬換相訊號。當換相測試電路決定所述的馬達換相測試電路進入測試模式時，選擇電路選擇具有目標頻率的模擬換相訊號，控制電路依據從選擇電路接收到的具有目標頻率的模擬換相訊號以控制驅動電路驅動輸出級電路。

在實施例中，換相訊號產生電路儲存多個參考目標轉速以及多個參考頻率。多個參考頻率分別對應多個參考目標轉速。換相訊號產生電路依據馬達的目標轉速相同的參考目標轉速所對應的參考頻率以決定目標頻率，產生具有目標頻率的模擬換相訊號。

在實施例中，馬達的目標轉速寫入儲存元件。換相訊號產生電路依據儲存元件儲存的目標轉速以決定目標頻率，輸出具有目標頻率的模擬換相訊號至選擇電路。

在實施例中，儲存元件包含暫存器。

在實施例中，換相測試電路透過一引腳以從外部電路接收模式指令訊號。

在實施例中，換相測試電路從多個引腳從外部電路接收多個圖樣訊號，任一或每一圖樣訊號作為模式指令訊號。

在實施例中，馬達運轉偵測電路包含馬達轉子偵測電路。馬達轉子偵測電路配置以偵測馬達的轉子位置，依據所偵測到的馬達的轉子位置以判斷馬達的換相狀態，以輸出實測換相訊號。

在實施例中，換相訊號產生電路包含震盪器。震盪器配置以輸出一震盪訊號作為模擬換相訊號。

在實施例中，馬達為單相馬達或三相馬達。

如上所述，本發明提供一種馬達換相測試電路，其可在一運轉偵測模式以及一測試模式之間進行切換。在運轉偵測模式下，本發明的馬達換相測試電路直接偵測馬達運轉時的換相訊號，用於測試馬達以及用以控制馬達運轉的電路元件的可靠度。而當風扇因尚未有扇葉或其他因素，導致馬達無法運轉而據以產生換相訊號時，則進入測試模式。在測試模式下，由換相訊號產生電路例如震盪器產生一模擬換相訊號，用於測試馬達以及用以控制馬達運轉的電路元件的可靠度。

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。

1000:馬達換相測試電路

10:換相測試電路

20:換相訊號產生電路

21:馬達運轉偵測電路

30:選擇電路

40:控制電路

50:驅動電路

60:輸出級電路

MT:馬達

P1:引腳

OT1:第一端

OT2:第二端

OT3:第三端

S101~S115:步驟

圖1為本發明實施例的馬達換相測試電路與馬達、控制電路、驅動電路以及輸出級電路的方塊圖。

圖2為本發明實施例的馬達換相測試電路的方塊圖。

圖3為本發明實施例的馬達換相測試電路的步驟流程圖。

以下是通過特定的具體實施例來說明本發明的實施方式，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，在不背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。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至圖3，其中圖1為本發明實施例的馬達換相測試電路與馬達、控制電路、驅動電路以及輸出級電路的方塊圖，圖2為本發明實施例的馬達換相測試電路的方塊圖，圖3為本發明實施例的馬達換相測試電路的步驟流程圖。

如圖1所示，本發明實施例的馬達換相測試電路1000適用於測試馬達MT以及馬達控制器電路的狀態例如可靠度。所述的馬達控制器電路可包含控制電路40、驅動電路50以及輸出級電路60。

在所述的馬達控制器電路內，控制電路40連接驅動電路50，驅動電路50連接輸出級電路60。輸出級電路60連接馬達MT。

值得注意的是，本發明實施例的馬達換相測試電路1000可包含如圖1和圖2所示的換相測試電路10、換相訊號產生電路20、馬達運轉偵測電路21以及選擇電路30。

本發明實施例的馬達換相測試電路1000的馬達運轉偵測電路21 可連接馬達MT例如單相馬達MT的第一端OT1以及第二端OT2，或可連接馬達MT例如三相馬達的第一端OT1、第二端OT2以及第三端OT3。

換相測試電路10可連接選擇電路30以及外部電路。選擇電路30連接換相訊號產生電路20、控制電路40以及馬達運轉偵測電路21。

首先，如在圖3的步驟S101，換相測試電路10可如圖1所示通過馬達控制器電路的一引腳P1從外部電路接收一模式指令訊號。實務上，換相測試電路10可通過多個引腳，例如但不限於I2C協定所需的兩個引腳SCL與SDA，從外部電路接收一或多個圖樣訊號，每一或任一圖樣訊號可作為模式指令訊號。應理解，本發明不受限於模式指令訊號的來源。

接著，如在圖3的步驟S103，換相測試電路10可依據接收到的模式指令訊號，以決定本發明實施例的馬達換相測試電路1000進入一測試模式還是進入一運轉偵測模式。

值得注意的是，當風扇的所有元件尚未完整組裝(例如風扇尚未有扇葉)或馬達MT尚未帶動風扇的扇葉運轉等因素，將導致馬達MT無法換相而無法據以產生換相訊號。在此情況下，換相測試電路10接收到的模式指令訊號具有一測試模式訊息，換相測試電路10據以決定本發明實施例的馬達換相測試電路1000進入測試模式，以輸出具有測試模式訊息的一模式切換訊號。

在測試模式下，本發明實施例的馬達換相測試電路1000執行步驟S105~S107、S113和S115的測試模式的測試作業，如下詳細說明。

如在圖3的步驟S105，在測試模式下，選擇電路30依據從換相測試電路10接收到的具有測試模式訊息的模式切換訊號，從馬達運轉偵測電路21以及換相訊號產生電路20兩者中，選擇換相訊號產生電路20例如震盪器。

如在圖3的步驟S107，在測試模式下，換相訊號產生電路20例如震盪器產生一模擬換相訊號。例如，換相測試電路10可包含震盪器或其他電路元件，用以產生一震盪訊號作為一模擬換相訊號。

若有需要，在測試模式下，換相訊號產生電路20可依據馬達MT的目標轉速以決定目標頻率的頻率值，輸出具有目標頻率的模擬換相訊號。馬達MT的目標轉速可(通過馬達控制器電路的一或多個引腳，例如I2C協定所需的兩個引腳SCL與SDA兩個引腳)從外部電路寫入儲存元件例如暫存器，換相測試電路10可從此儲存元件取得儲存的目標轉速以決定一目標頻率，輸出具有目標頻率的一模擬換相訊號。

舉例而言，在測試模式下，換相訊號產生電路20可在一查表上儲存多個參考目標轉速以及多個參考頻率，其中多個參考頻率分別對應多個參考目標轉速。換相訊號產生電路20可從此查表上查找與馬達MT的目標轉速相同的參考目標轉速所對應的參考頻率，以決定一目標頻率等於查找到的此參考頻率，輸出具有此目標頻率的模擬換相訊號。模擬換相訊號的目標頻率等於所查找到的對應目標轉速的參考頻率。

在測試模式下，選擇電路30取得所選擇的換相訊號產生電路20例如震盪器所產生的一模擬換相訊號，接著將此模擬換相訊號傳輸至控制電路40。

在執行圖3的步驟S107之後，執行圖3的步驟S113。如在圖3的步驟S113，在測試模式下，控制電路40依據從選擇電路30接收到的換相訊號產生電路20例如震盪器所產生的模擬換相訊號，以輸出一控制訊號至驅動電路50，以控制驅動電路50輸出驅動訊號。

接著，如在圖3的步驟S115，在測試模式下，輸出級電路60(例如橋式電路的多個上橋開關以及多個下橋開關)依據從驅動電路50接收到的驅動訊號運作以輸出一輸出級訊號至馬達MT，進而控制馬達MT的狀態。

在執行上述測試模式的測試作業後，可依據控制電路40、驅動電路50、輸出級電路60以及馬達MT的線圈的輸出訊號等運作狀態數據，以判斷控制電路40、驅動電路50、輸出級電路60以及馬達MT的線圈等電路元件的狀態例如可靠度。

然而，當馬達MT開始運轉、進行換相，據以產生換相訊號時，換相測試電路10從外部電路接收到的模式指令訊號具有一馬達運轉偵測訊息，換相測試電路10據以決定本發明實施例的馬達換相測試電路1000進入一馬達運轉偵測模式，以輸出具有一馬達運轉偵測訊息的一模式切換訊號。

在馬達運轉偵測模式下，本發明實施例的馬達換相測試電路1000執行步驟S109~S115的馬達運轉偵測模式的偵測作業，如下詳細說明。

如在圖3的步驟S109，在馬達運轉偵測模式下，選擇電路30依據從換相測試電路10接收到的具有一馬達運轉偵測訊息的模式切換訊號，從馬達運轉偵測電路21以及換相訊號產生電路20兩者中，選擇馬達運轉偵測電路21。

如在圖3的步驟S111，在馬達運轉偵測模式下，馬達運轉偵測電路21偵測馬達MT的換相狀態以產生一換相訊號，作為一實測換相訊號。例如，馬達運轉偵測電路21可包含一馬達轉子偵測電路，例如但不限於霍爾感測器。馬達運轉偵測電路21可偵測馬達MT的轉子的位置，根據馬達MT的轉子位置的變化，以判斷馬達MT的換相狀態，以產生一換相訊號，作為一實測換相訊號。選擇電路30從選擇的馬達運轉偵測電路21取得一實測換相訊號，將此實測換相訊號傳輸至控制電路40。

在執行圖3的步驟S111之後，執行圖3的步驟S113。如在圖3的步驟S113，在馬達運轉偵測模式下，控制電路40依據從選擇電路30接收到的一實測換相訊號，以輸出一控制訊號。

接著，如在圖3的步驟S113，輸出級電路60(例如橋式電路的多個上橋開關以及下橋開關)依據從驅動電路50接收到的驅動訊號以輸出一輸出級訊號至馬達MT，進而控制馬達MT的狀態。

在執行上述馬達運轉偵測模式的偵測作業後，可依據控制電路40、驅動電路50、輸出級電路60以及馬達MT的線圈的輸出訊號等運作狀態數據，以判斷控制電路40、驅動電路50、輸出級電路60以及馬達MT的線圈等電路元件的狀態例如可靠度。

也就是說，當馬達MT無法自行產生換相訊號時，由換相訊號產生電路20產生一模擬換相訊號(例如為震盪器產生的震盪訊號)，由選擇電路30選擇此模擬換相訊號輸出至控制電路40進行測試。而當馬達MT在運轉狀態下進行換相時，選擇電路30則選擇由馬達運轉偵測電路21偵測馬達MT的換相訊號以輸出一實測換相訊號。

簡言之，由選擇電路30(依據馬達MT的運轉狀態)，選擇換相訊號來源，用於測試馬達MT以及馬達控制器電路的性能(例如可靠度)測試。

綜上所述，本發明提供一種馬達換相測試電路，其可在一運轉偵測模式以及一測試模式之間進行切換。在運轉偵測模式下，本發明的馬達換相測試電路直接偵測馬達運轉時的換相訊號，用於測試馬達以及用以控制馬達運轉的電路元件的可靠度。而當風扇因尚未有扇葉或其他因素，導致馬達無法運轉而據以產生一換相訊號時，則進入測試模式。在測試模式下，由換相訊號產生電路例如震盪器產生一模擬換相訊號，用於測試馬達以及用以控制馬達運轉的電路元件的可靠度。

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。