專利名稱：馬達(dá)控制方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種馬達(dá)控制方法及其裝置，特別是涉及一種改善馬達(dá)轉(zhuǎn)速 控制信號，以提高馬達(dá)運轉(zhuǎn)效率的控制方法及裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今控制馬達(dá)的技術(shù)已經(jīng)成熟，早已有利用電路來控制馬達(dá)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運 動的技術(shù)，不僅如此，還可以利用此電路來改變馬達(dá)的轉(zhuǎn)速、限制馬達(dá)的轉(zhuǎn) 速、甚至于有其它的控制馬達(dá)的功能等。一種已知的馬達(dá)控制裝置如圖1所述，該馬達(dá)控制裝置1包括一馬達(dá)驅(qū)動電路10、 一霍爾檢測組件12、 一線圈切換電路14以及一脈寬調(diào)制產(chǎn)生電 路16?；魻枡z測組件12用以檢測馬達(dá)運轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的一相位信號，其中相 位信號與馬達(dá)中的一線圈組20運轉(zhuǎn)切換的相位相同；而馬達(dá)驅(qū)動電路IO電 連接于霍爾檢測組件12，用以接收來自霍爾檢測組件12的相位信號后，可 以產(chǎn)生一馬達(dá)轉(zhuǎn)速控制信號，其中馬達(dá)轉(zhuǎn)速控制信號通常是由多個規(guī)則且連 續(xù)的方波所組成。請參考圖2,圖中所示即為馬達(dá)轉(zhuǎn)速控制信號21的波形示 意圖，其中縱軸A表示波形的振幅，在此可以表示為電壓，而橫軸t表示為 時間，通常馬達(dá)驅(qū)動電路10為一特定集成電路(ASIC)所構(gòu)成，這樣的特 定集成電路已成為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟悉且容易取得的規(guī)格品。此外，線圏 切換電路14通常為兩個MOS開關(guān)所組成，當(dāng)馬達(dá)驅(qū)動電路10所產(chǎn)生的馬達(dá) 轉(zhuǎn)速控制信號21輸入至線圈切換電路14后，線圏切換電路14會依序?qū)ⅠR 達(dá)轉(zhuǎn)速控制信號21輸入至馬達(dá)的線圈組20中，使線圈組20在兩個相鄰的 相位之間切換電流方向，以使馬達(dá)達(dá)到持續(xù)運轉(zhuǎn)的目的；除此之外，脈寬調(diào) 制產(chǎn)生電路16還可以將馬達(dá)轉(zhuǎn)速控制信號21以脈寬調(diào)制的方式(P懇，Pulse WidthModulation)切成多個規(guī)則分布的小方波，請參考圖2所示，當(dāng)馬達(dá) 轉(zhuǎn)速控制信號21被切成多個小方波后，可以由等效原則得知，原先馬達(dá)轉(zhuǎn) 速控制信號21的振幅會被等效成較小的振幅，當(dāng)?shù)刃У鸟R達(dá)轉(zhuǎn)速控制信號 21輸入至馬達(dá)的線圈組20時，可以直接使馬達(dá)的轉(zhuǎn)速降低。由于傳統(tǒng)的馬達(dá)驅(qū)動方式皆是以固定工作周期(duty cycle)方式來控制線圈切換電路14 的閉或開，進(jìn)而控制馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，且在此一運轉(zhuǎn)下所呈現(xiàn)的電流信號22會 如圖4所示，圖中縱軸A表示波形的振幅，在此可以表示為電流，而橫軸t 表示為時間，如圖所示在換極的過程中，Pl及P2兩端點的電流峰值極高， 而此兩端點的電流峰值就是感應(yīng)組件(馬達(dá)線圏組60)在通電的過程中儲能 與釋能所產(chǎn)生的效應(yīng)，然而馬達(dá)在此方式驅(qū)動下的運轉(zhuǎn)的電流狀態(tài)以及效率 并非為最佳，如圖中呈凹陷的P區(qū)域即表示該馬達(dá)運轉(zhuǎn)的效率相較于其它區(qū) 域差，因此，若能將馬達(dá)運轉(zhuǎn)時的電流狀態(tài)調(diào)整一個趨近于直流的狀態(tài)，此 時，馬達(dá)的運轉(zhuǎn)效率將為最佳化。發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的目的在于提供一個馬達(dá)控制方法及其裝置，以可以產(chǎn)生 出 一種新的馬達(dá)轉(zhuǎn)速控制信號來控制馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，使馬達(dá)在運轉(zhuǎn)時可以具有 更佳的效率。于是，本發(fā)明提供一種馬達(dá)控制方法，其主要是改善馬達(dá)轉(zhuǎn)速控制信號， 以提升馬達(dá)運轉(zhuǎn)效率，其步驟包括首先自一電流檢測取樣電路檢測馬達(dá)運 轉(zhuǎn)時，該馬達(dá)的一線圈切換電路上的電流反饋信號，再通過一分隔信號產(chǎn)生 電路產(chǎn)生一分隔信號，進(jìn)而比較電流反饋信號及分隔信號并產(chǎn)生一新的馬達(dá) 轉(zhuǎn)速控制信號以控制馬達(dá)的運轉(zhuǎn)。本發(fā)明揭示一種馬達(dá)控制裝置，其包括 一線圈切換電路、 一馬達(dá)驅(qū)動 電路、 一分隔信號產(chǎn)生電路、 一電流檢測取樣電路及一比較電路。其中馬達(dá) 驅(qū)動電路電連接于線圈切換電路，用以控制線圈切換電路進(jìn)行相位切換；電 流檢測取樣電路電連接于線圏切換電路，是自線圏切換電路取得一電流反饋 信號并輸出的；分隔信號產(chǎn)生電路用以產(chǎn)生一分隔信號并輸出；而比較電路 則分別電連接于電流檢測取樣電路、分隔信號產(chǎn)生電路及馬達(dá)驅(qū)動電路，用 以比較上述的電流反饋信號及分隔信號并產(chǎn)生一控制信號，以輸出至馬達(dá)驅(qū) 動電路，進(jìn)而控制馬達(dá)的運轉(zhuǎn)。


圖1為已知馬達(dá)控制裝置的電路方塊圖。 圖2為已知馬達(dá)轉(zhuǎn)速控制信號的波形示意圖。圖3為已知加入脈寬調(diào)制產(chǎn)生電路后的馬達(dá)轉(zhuǎn)速控制信號的波形示意圖。圖4為已知電流波形示意圖。圖5為本發(fā)明馬達(dá)控制裝置較佳實施例的電路方塊圖。圖6為本發(fā)明馬達(dá)控制裝置較佳實施例的電路圖。圖7為本發(fā)明較佳實施例產(chǎn)生馬達(dá)轉(zhuǎn)速控制信號的波形示意圖。圖8為本發(fā)明較佳實施例中等效馬達(dá)轉(zhuǎn)速控制信號的電流波形示意圖。圖9為本發(fā)明實施例的馬達(dá)控制方法的流程圖。附圖符號說明1馬達(dá)控制裝置10馬達(dá)驅(qū)動電3各12霍爾檢測組件14線圈切換電路16脈寬調(diào)制產(chǎn)生電路20線圏組21馬達(dá)轉(zhuǎn)速控制信號22電流信號5馬達(dá)控制裝置50馬達(dá)驅(qū)動電3各51霍爾檢測組件52線圈切換電路53脈寬調(diào)制產(chǎn)生電路54電流檢測取樣電路55分隔信號產(chǎn)生電路56低通濾波電路57比庫交電^各60線圈組71電流反饋信號72分隔信號73控制信號74電流信號Slll--SI 16 步驟具體實施方式
請參考圖5及圖6,其為本發(fā)明第一較佳實施例的馬達(dá)控制裝置5的電 路方塊圖及電路圖，其中馬達(dá)控制裝置5包括一馬達(dá)驅(qū)動電路50、 一相位信 號取樣電路(本實施例以一霍爾檢測組件51為例)、 一線圈切換電路52、 一 脈寬調(diào)制產(chǎn)生電路53、 一電流檢測取樣電路54、 一分隔信號產(chǎn)生電路"、 一低通濾波電路56及一比較電路57;其中該馬達(dá)驅(qū)動電路50、霍爾4企測組 件51、脈寬調(diào)制產(chǎn)生電路53以及線圈切換電路54與已知技術(shù)并無不同，故 不在贅述。本發(fā)明所提供的分隔信號產(chǎn)生電路55用以產(chǎn)生一分隔信號。電流檢測 取樣電路54電連接于線圈切換電路52及低通濾波電路56,自線圈切換電路 52取得一檢測馬達(dá)運轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的電流反饋信號，并輸出至低通濾波電路 56。低通濾波電路56分別電連接于電流檢測取樣電路54與比較電路57，用 以接收電流檢測取樣電路54輸出的電流反饋信號并濾除電流反饋信號中的 相位電壓，以輸出上述的信號至比較電路57。比較電路57的兩輸入端分別 電連接于低通濾波電路56及分隔信號產(chǎn)生電路55,以及輸出端則電連接于 馬達(dá)驅(qū)動電路50，其用以比較電流反饋信號及分隔信號后，產(chǎn)生一個新的馬 達(dá)轉(zhuǎn)速控制信號并輸出至馬達(dá)驅(qū)動電路50中，而馬達(dá)驅(qū)動電路50通過該控 制信號控制線圈切換電路52對馬達(dá)的線圈組60進(jìn)行相位切換，以達(dá)到控制 馬達(dá)持續(xù)運轉(zhuǎn)的目的。
上述馬達(dá)驅(qū)動電路50也可以自 一脈寬調(diào)制產(chǎn)生電路53取得一脈寬調(diào)制 信號以調(diào)制馬達(dá)轉(zhuǎn)速控制信號，進(jìn)而改變馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。
請結(jié)合圖7,圖中所示為電流反饋信號71與分隔信號72進(jìn)行比較的波 形示意圖，其中縱軸A表示波形的振幅，在此可以表示為電壓(由于電壓與 電流及功率之間呈正比關(guān)系，故在其它實施例中其縱軸部分也可以表示為電 流或功率)，而橫軸t表示為時間。由圖中所示可以看出上述的分隔信號產(chǎn) 生電路55所產(chǎn)生的分隔信號72為多個連續(xù)性且規(guī)則分布的三角波所組成； 然而該分隔信號72并不限于此，也可以由多個規(guī)則分布的梯形波、正弦波 或多邊形波組成，或是依據(jù)設(shè)計者的需要而定。此外，當(dāng)上述分隔信號72 與電流反饋信號71經(jīng)由比較電路57比較后，可以得到一個新的馬達(dá)轉(zhuǎn)速控 制信號73,而其比較電路57運作的方式是當(dāng)分隔信號72的值大于電流反饋 信號71的值時，可以輸出一高電平信號，反之則輸出一低電平信號，藉此 方式，即可以產(chǎn)生上述的馬達(dá)轉(zhuǎn)速控制信號73。其中控制信號73由多個方 波所組成，且在一相位范圍之中，相對于電流反饋信號71中振幅較低的部 份(呈凹陷的區(qū)域)，其方波的波寬(沿著時間軸的波形寬度)會較寬，而振 幅越高的部份，其波寬亦相對較窄，且隨振幅的大小，其方波的波寬亦會隨 之改變。
另結(jié)合圖8所示，上述的控制信號73會輸出至馬達(dá)驅(qū)動電路50，并進(jìn) 而控制馬達(dá)的運轉(zhuǎn)，且該馬達(dá)運轉(zhuǎn)時的等效的電流信號74會較上述的電流 反饋信號71波形更趨近于理想輸出的直流狀態(tài)，因此，馬達(dá)可以獲得較佳的效率。
再者，由于上述的馬達(dá)控制裝置5會不斷地發(fā)送馬達(dá)轉(zhuǎn)速控制信號73 至馬達(dá)的線圈組60,因此，上述的控制信號73在每次輸出前都會隨著新產(chǎn) 生的馬達(dá)轉(zhuǎn)速控制信號74的波形進(jìn)行調(diào)整，因此，通過不斷地調(diào)整控制信 號74，將使馬達(dá)運轉(zhuǎn)效率會逐次更佳。
請參考圖9所示，本發(fā)明提供一種馬達(dá)控制方法，其主要改善一馬達(dá)轉(zhuǎn) 速控制信號73，以提升馬達(dá)運轉(zhuǎn)效率，其步驟如下所述。
首先，利用電流檢測取樣電路54檢測馬達(dá)運轉(zhuǎn)時，其線圈切換電路52 上的等效電流反饋信號71,該電流反饋信號71并通過低通濾波電路56以濾 除該電流反饋信號71中的相位電壓部分(如步驟Slll、 S112)。
再經(jīng)由分隔信號產(chǎn)生電路55取得一分隔信號72，其中分隔信號72為多 個連續(xù)性且規(guī)則分布的分隔波所組成，例如三角波、正弦波、梯形波或多邊 形波(如步驟S113)。
比較電流反饋信號71及分隔信號72后，產(chǎn)生控制信號73，亦即新的馬 達(dá)轉(zhuǎn)速控制信號7 3 (如步驟S114及S115);
將該控制信號73輸出至馬達(dá)驅(qū)動電路50,進(jìn)而控制馬達(dá)的線圈組60， 使馬達(dá)持續(xù)運轉(zhuǎn)(如步驟S116)。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，上述實施例僅用來說明而非用以限 定本發(fā)明的權(quán)利要求，本發(fā)明的范疇由權(quán)利要求所界定。凡依本發(fā)明權(quán)利要 求所作的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1、一種馬達(dá)控制方法，其步驟包括取得一電流反饋信號；產(chǎn)生一分隔信號；以及比較該電流反饋信號及該分隔信號，并產(chǎn)生一馬達(dá)轉(zhuǎn)速控制信號以控制該馬達(dá)的運轉(zhuǎn)。
2、 如權(quán)利要求1所述的馬達(dá)控制方法，其中該電流反饋信號自一電流 檢測取樣電路檢測該馬達(dá)運轉(zhuǎn)時，該馬達(dá)的 一線圈切換電路所產(chǎn)生的信號。
3、 如權(quán)利要求1所述的馬達(dá)控制方法，其中該電流反饋信號還包括一 相位信號，且該電流反饋信號在與該分隔信號進(jìn)行比較前通過一低通濾波器 以濾除該電流反^t信號中的該相位信號。
4、 如權(quán)利要求1或2所述的馬達(dá)控制方法，其中該分隔信號自一分隔 信號產(chǎn)生電路取得。
5、 如權(quán)利要求4所述的馬達(dá)控制方法，其中該分隔信號為多個連續(xù)性 且規(guī)則分布的三角波、正弦波、梯形波或多邊形波信號。
6、 如權(quán)利要求1所述的馬達(dá)控制方法，其中該馬達(dá)轉(zhuǎn)速控制信號由多 個方波所組成，且在一特定的相位范圍之中，相對于該電流反饋信號的振幅 較低區(qū)域，其方波波寬會較寬，而相對于該電流反饋信號的振幅較高區(qū)域， 其方波波寬會較窄。
7、 一種馬達(dá)控制裝置，其包括 一線圈切換電路；一馬達(dá)驅(qū)動電路，電連接于該線圏切換電路，用以控制該線圈切換電路 進(jìn)行相位切換；一電流檢測取樣電路，電連接于該線圈切換電路，是自該線圈切換電路取得一 電流反饋信號并輸出的；一分隔信號產(chǎn)生電路，是用以產(chǎn)生一分隔信號并輸出的；一比較電路，分別電連接于該電流檢測取樣電路、該分隔信號產(chǎn)生電路及該馬達(dá)驅(qū)動電路，用以比較該電流反饋信號及該分隔信號并產(chǎn)生一控制信號，以輸出至該馬達(dá)驅(qū)動電路，進(jìn)而控制該馬達(dá)的運轉(zhuǎn)。
8、 如權(quán)利要求7所述的馬達(dá)控制裝置，其中該比較電路運作的方式是當(dāng)分隔信號的值大于電流反饋信號的值時，可以輸出一高電平信號，反之則 輸出一低電平信號。
9、 如權(quán)利要求7所述的馬達(dá)控制裝置，其中該分隔信號為多個連續(xù)性 且規(guī)則分布的三角波、正弦波、梯形波或多邊形波信號。
10、 如權(quán)利要求7所述的馬達(dá)控制裝置，其中該控制信號由多個方波所 組成，且在一特定的相位范圍之中，相對于該電流反饋信號的振幅較低區(qū)域， 其方波波寬會較寬，而相對于該電流反饋信號的振幅較高區(qū)域，其方波波寬 會較窄。
11、 如權(quán)利要求7所述的馬達(dá)控制裝置，其還包括一相位信號取樣電路， 電連接于馬達(dá)驅(qū)動電路，用以檢測該馬達(dá)運轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的一切換相位信號， 并將該相位信號輸出至該馬達(dá)驅(qū)動電^各。
12、 如權(quán)利要求7所述的馬達(dá)控制裝置，其還包括一低通濾波電路，分 別電連接于該電流檢測取樣電路及該比較電路，用以濾除該電流反饋信號中 的相位信號并輸出至該比較電路。
13、 如權(quán)利要求7所述的馬達(dá)控制裝置，其還包括一脈寬調(diào)制產(chǎn)生電路， 電連接于該馬達(dá)驅(qū)動電路，用以調(diào)制該馬達(dá)驅(qū)動電路所接收的控制信號，進(jìn) 而改變該馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。
全文摘要
本發(fā)明有關(guān)于一種馬達(dá)控制方法及其裝置，首先檢測馬達(dá)運轉(zhuǎn)時，該馬達(dá)的一線圈切換電路上的電流反饋信號，并再產(chǎn)生一分隔信號，進(jìn)而比較電流反饋信號及分隔信號并產(chǎn)生一個新的馬達(dá)轉(zhuǎn)速控制信號以控制馬達(dá)的運轉(zhuǎn)。
文檔編號H02P6/08GK101320950SQ20071010888
公開日2008年12月10日 申請日期2007年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月5日
發(fā)明者唐仲宏, 邱俊隆, 邱進(jìn)發(fā) 申請人:臺達(dá)電子工業(yè)股份有限公司