CN102403939B - 无感应组件的直流无刷马达驱动***及其启动方法 - Google Patents
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Abstract
一种无感应组件的直流无刷马达驱动***,由一震荡装置、一控制装置、一切换装置、一启动装置、一侦测装置、一驱动电路、一外部马达、以及一锁相频率装置所组成,其中利用侦测装置之一相位侦测电路侦测启动装置之一启动电路的输出频率,由两阶段的启动模式对侦测到的频率进行判断,可以决定外部马达是否已经启动成功,或者必须重新启动,以达到外部马达正确启动,及外部马达启动的稳定性。
Description
技术领域
本发明是有关于一种无感应组件的直流无刷马达驱动***及其启动方法,特别是有关于一种使用两阶段启动的马达启动装置,由两阶段马达转速来判断无感应组件的直流无刷马达驱动***是否已完成启动,以达到无感应组件的直流无刷马达驱动***正确启动的目的。
背景技术
就无感应组件的直流无刷马达驱动***的启动方式的先前技术而言,是利用一个启动电路来输出不同的启动频率,再经由控制电路,以输出不同的驱动电流,并于此驱动电流通过外部马达驱动线圈使外部马达转动后,由反馈将外部侦测电压通过侦测电路检测,确定外部马达的启动状态,达到外部马达正确启动的效果。
首先,请参考图1a,是一种公知的无感应组件的直流无刷马达驱动***方块示意图。如图1a所示,无感应组件的直流无刷马达驱动***是由外部马达11、控制电路12、输出电路13、侦测电路14、启动电路15,以及切换装置17所组成;其中启动电路15用以输出不同驱动频率(例如:方波)至控制电路12中,再由控制电路12提供输出驱动方波并送至驱动电路13,最后由驱动电路13输出相对应的输出电流至外部马达11的驱动线圈,外部马达11上的驱动线圈根据输入电流的转换方向并产生反电动势(BEMF),再由外部马达将反电动势反馈至侦测电路14,最后根据侦测到的反电动势(BEMF)状态,可以确定外部马达11的转速相位,达到外部马达11启动与转速控制的目的。
接着,请参考图1b,显示无感应组件的直流无刷马达驱动***公知的六步(Six-Step)马达驱动***。如图1b所示,当启动电路15启动后,会将启动频率讯号输出至控制电路12中,通过内部讯号转换,由控制电路12输出如图1b所示的六步驱动控制讯号并输入至驱动电路13,通过六步驱 动控制讯号的相位改变,即可决定外部马达11驱动线圈上的电流变化,通过驱动线圈上的电流变化,便可以决定外部马达11的转速与相位。
如图2所示,所示为一种公知的无感应组件的直流无刷马达驱动***的方块示意图,是由一锁相频率震荡器21、连续相位侦测电路22以及一转动模式驱动电路23所组成,由锁相频率震荡器21产生一连续频率增益,并由外部马达11上的驱动线圈电流变化,通过连续相位侦测电路22的侦测及反馈,可以确认外部马达11的转速;例如:当外部马达11的转速达到默认值时,驱动电路即切换到转动模式驱动电路23,由转动模式驱动电路23进行外部马达11加速,及转速控制的功能。
由以上无感应组件的直流无刷马达驱动***的公知技术可知,利用启动电路15输出增益启动频率,然后通过控制电路12及驱动电路13来驱动外部马达11,之后通过反馈输入侦测电路14侦测出外部马达11的转速达到预先的设定值时,即认为外部马达11已启动完成,故此时的启动电路15即会进入正常转速模式,达到外部马达11的转速控制。然而,此无感应组件的直流无刷马达的马达驱动***其初始处于静止状态,故其转子的相位事先并无法确定,即使通过启动电路15的启动后,也可能无法确定外部马达11的转向;另外外部马达11反馈电路提供的反电动势(BEMF)在外部马达11启动时,其抗噪声比,也不足以用已确认外部马达11的启动状态,因此容易造成外部马达11转向误判以及外部马达11启动失败的结果。
发明内容
鉴于以上所述的无感应组件的直流无刷马达驱动***在确认外部马达的启动状态上的问题,本发明的目的是提供一种具有两阶段式启动功能的无感应组件的直流无刷马达驱动***,其在外部马达启动过程中,进行两阶段转速的判断,其先由启动电路启动无感应组件的直流无刷马达驱动***后,先进入第一阶段启动侦测的判断,并在侦测到外部马达驱动转速达到第一预定启动转速后,即启动外部马达进入转动模式,此时,即会进入第二阶段启动侦测的判断,当侦测到的外部马达驱动转速达到第二预定启动转速后,即可确定外部马达已经启动并达到可以侦测转速的状态,故可达到外部马达转速正常控制的效果。
提供上述具有两阶段式启动功能的无感应组件的直流无刷马达驱动***的主要目的在判断直流无刷马达驱动***的转速是否依序达到第一预定启动转速与递增的第二预定启动转速的具有两阶段式启动功能的启动电路来启动马达驱动***,以确保外部马达已完成启动,进而利用外部马达产生的反电动势来准确地侦测外部马达的转速。
依据上述目的,本发明首先提供一种具有两阶段式启动电路的无感应组件的直流无刷马达驱动***,包括:一震荡电路,其输出端与一控制装置的输入端连接,而此控制装置又由一切换装置分别与一启动电路以及一正常转动电路耦接;一启动电路,其输入端是经由切换装置接到控制装置的输出,其输出端接到一相位侦测电路的输入端;一正常转动电路,其输入端经由切换装置接到控制装置的输出端,其输出端接到一相位侦测电路的输入端;一相位侦测电路,其一输入端连接启动装置中的启动电路,其另一输入端连接到启动装置中的正常转动电路,而其一输入端则连接到一反电动势(BEMF)侦测器的输出端,其一输出端接至相位转动电路的输入端,另一输出端接至一锁相频率装置的输入端,而另一输出端则接至一频率侦测器的输入端;一相位转动电路,其一输入端接到相位侦测电路,另一输出端接到一驱动电路;驱动电路,其输入端接到相位转动电路,其输出端接到外部马达;一频率侦测器,其一输入端接到相位侦测电路输出端,另一输入端接到锁相频率装置的输出端,其输出端接到反电动势(BEMF)侦测器的输入端;一反电动势(BEMF)侦测电路,其一输入端接到频率侦测器的输出端,另一输入端则接到外部马达的输出端,其输出端接到相位侦测电路;一锁相频率装置,其一输出端接到相位侦测电路,另一输出端接到频率侦测器;一外部马达,其一输入端接到驱动电路的输出端,其输出端接到反电动势(BEMF)侦测器的输入端。其中由震荡装置输出震荡频率,经由切换装置输入到启动装置,由启动装置依序由第一预定启动转速递增至第二预定启动转速,最后进入正常预定操作频率,通过相位侦测电路,与相位转动驱动器,驱动外部马达,达到外部马达正确启动的效果。
本发明接着提供一种两阶段式启动电路,包括:一震荡电路,其输出端与一控制装置的输入端连接,而此控制装置又由一切换装置分别与一启动电路以及一正常转动电路耦接;一启动电路,其输入端经由切换装置连 接到控制装置的输出,其输出端接到一相位侦测电路的输入端;一正常转动电路,其输入端经由切换装置接到控制装置的输出端,其输出端接到一相位侦测电路的输入端;一相位侦测电路,其一输入端连接启动装置中的启动电路中,另一输入端连接到启动装置中的正常转动电路,又一输入端则连接到反电动势(BEMF)侦测器的输出端,其一输出端接至相位转动电路的输入端,另一输出端接至一锁相频率装置的输入端,而另一输出端则接至一频率侦测器的输入端;一相位转动电路,其一输入端接到相位侦测电路,另一输出端接到一驱动电路;驱动电路,其输入端接到相位转动电路,其输出端系接到外部马达;一频率侦测器,其一输入端接到相位侦测电路输出端,另一输入端接到锁相频率装置的输出端,其输出端接到反电动势(BEMF)侦测器的输入端;反电动势(BEMF)侦测器,其一输入端接到频率侦测器的输出端,另一输入端则接到外部马达的输出端,其输出端接到相位侦测电路;一锁相频率装置,其一输出端接到相位侦测电路,另一输出端接到频率侦测器;一外部马达,其一输入端接到驱动电路的输出端,其输出端接到反电动势(BEMF)侦测器的输入端。其中由震荡装置输出震荡频率,经由切换装置输入到启动装置,由启动装置启动马达驱动***,利用马达驱动***产生的反电动势,侦测外部马达的转速,达到外部马达正确启动的确认,与外部马达正常转速的恒定。
附图说明
图1a为公知技术无感应组件的直流无刷马达驱动***示意图;
图1b为公知技术六步马达驱动***之波形图;
图2为公知技术启动模式示意图;
图3为本发明的马达驱动***的架构图;
图4为本发明的***启动步骤流程图;
图5为本发明的启动模式切换的波形图;
图6a为公知技术之启动模式侦测的波形图;
图6b为本发明的启动模式侦测的波形图。
附图中主要组件符号说明:
外部马达11,控制电路12,输出电路13,侦测电路14,启动电路15, 切换装置17,锁相频率震荡器21,连续相位侦测电路22,转动模式驱动电路23,控制装置30,启动装置33,启动电路331,正常转动电路333,侦测装置34,相位侦测电路341,相位转动电路343,驱动电路35,外部马达36,反电动势(BEMF)侦测器345,频率侦测器347,锁相频率装置37,震荡装置31,切换装置32,步骤401~405。
具体实施方式
本发明主要公开了一种具有两阶段式启动的无感应组件的直流无刷马达驱动***的启动装置,由启动装置提供不同的启动频率增益来判断外部马达的启动状态,并由反馈反电动势,经过相位侦测电路,提供外部马达转速与相位的状态,进而反馈控制外部马达启动装置,达到外部马达正确启动与转速控制的效果。
首先,请参考图3,是本发明的具有两阶段式启动功能的无感应组件的直流无刷马达驱动***方块示意图。如图3所示,无感应组件的直流无刷马达驱动***包含控制装置30,其输入端与震荡装置31连接;切换装置32其输入端与控制装置30连接,而输出端与启动装置33连接,而启动装置33中包括启动电路331及正常转动电路333;侦测装置34,是由相位侦测电路341、相位转动电路343、反电动势侦测器345及频率侦测器347所组成;驱动电路35的输入端与侦测装置34中的相位转动电路343连接,其输出端与外部马达36连接;其中,侦测装置34中的相位侦测电路341与启动装置33、锁相频率装置37及相位转动电路343连接;反电动势侦测电路345与外部马达36、相位侦测电路341及频率侦测器347连接;而频率侦测器347与锁相频率装置37连接。
当具有两阶段式启动功能的无感应组件的直流无刷马达驱动***启动时,控制装置30控制震荡装置31输出一振荡讯号,控制装置30将震荡装置31所输出一振荡讯号,由切换装置32连接至启动装置33中的启动电路331,使得启动电路331根据震荡装置31的讯号,将启动转速输入至相位侦测电路341;接着,相位侦测电路341会根据启动转速输出相对应的三相驱动电压,并通过相位转动电路343转换成相对应的六步驱动电压,输入至驱动电路35,进而驱动外部马达36。在外部马达36被启动后,即会根据外 部马达36线圈上的电流变化,产生反电动势(BEMF)并输入到反电动势侦测器345,反电动势侦测器345根据侦测到的反电动势作取样,可以侦测到外部马达36目前的转速与相位;此时,当外部马达36的启动转速尚未达到第一预定启动转速的前,控制装置30会要求震荡装置31持续送出讯号,强迫外部马达36转动;当外部马达36的启动转速经过相位侦测电路341的侦测后,确定外部马达36的启动转速已达到第一预定启动转速之后(例如:此第一预定启动转速设定为30rpm),控制装置30会驱动切换装置32将启动装置33切换至正常转动电路333,以驱动外部马达36依据正常转动电路333所提供的讯号进行转动;同样地,在控制装置30将启动装置33切换至正常转动电路333后,相位侦测电路341会侦测到外部马达36的正常转速;接着,相位侦测电路341会根据马达的正常转速输出相对应的三相驱动电压,并通过相位转动电路343转换成相对应的六步驱动电压,输入至驱动电路35,进而由驱动电路35输出电流以驱动外部马达36。此时,外部马达36即会根据外部马达36线圈上的电流变化,产生反电动势并输入到反电动势侦测器345,反电动势侦测器345根据侦测到的反电动势作取样,可以侦测到外部马达36目前的转速与相位。特别要强调,在本发明的一较佳实施例中,控制装置30还会进一步侦测外部马达36的转速是否到达第二预定启动转速(例如:此第二预定启动转速设定为180rpm);当反电动势侦测器345侦测到的马达转速未能达到180rpm时,即表示外部马达36并未启动完成;因此,控制装置30会驱动切换装置32将启动装置33切换至启动电路331,并要求外部马达36依据启动电路331所提供的讯号进行转动,直到相位侦测电路341确定外部马达36的启动转速已达到第一预定启动后,再由控制装置30驱动切换装置32将启动装置33切换至正常转动电路302;当反电动势侦测器341侦测到的外部马达36转速已达到或超过第二预定启动转速时(即外部马达36的转速已到达180rpm),即表示外部马达36已依据正常转动电路333的讯号正常转动;此时,控制装置30即判断外部马达36启动完成,而将启动装置33固定连接至正常转动电路333。最后,反电动势侦测器345将侦测到的外部马达36目前的转速与相位输出至相位侦测电路341,确定外部马达36的输出与相位侦测电路341输出的驱动频率一致。
接着请参考图4所示,为本发明的具有两阶段式启动的无感应组件的 直流无刷马达驱动***启动步骤的流程图。首先,如步骤401所示,在第一启动阶段,无感应组件的直流无刷马达驱动***的控制装置30会要求震荡装置31输出一震荡频率至启动电路331后,使得马达36启动并产生一启动转速,此外部马达36启动转速会经过反电动势侦测器345输入至相位侦测电路341;随即会进入步骤402,此时控制装置30会持续侦测此一外部马达36的启动转速,当此外部马达36的启动转速达到第一预定启动转速时;例如:此第一预定启动转速设定为30rpm;此时,控制装置30会进入到步骤403;步骤403在外部马达36的启动转速达到第一预定启动转速时,控制装置30会驱动切换装置32将启动装置33切换至正常转动电路333以进入正常操作模式,使外部马达36正常转动并持续输出外部马达36转速;再接着,进入步骤404,控制装置30持续侦测外部马达36的转速,当外部马达36的转速达到第二预定启动转速时;例如:此第二预定启动转速设定为180rpm;此时,即确定外部马达36启动完成;随即进入步骤405,控制装置30会结束此启动程序。随后,外部马达36持续处于正常操作模式下转动,达到无感应组件的直流无刷马达驱动***预定的操作转速。反的,当控制装置30启动外部马达36之后的启动转速经侦测后,尚未达到第一预设定启动转速时,此时,控制装置30会持续停留在步骤402,并由控制装置30强迫马达驱动***的震荡装置31持续输出震荡频率,以使外部马达36转动持续攀升,直到外部马达36转速达到第一预设定启动转速后,控制装置30即会将启动装置33切换至正常转动电路333,以驱使外部马达36进入正常操作模式,使外部马达36正常转动并持续输出外部马达36转速。当无感应组件的直流无刷马达驱动***进入正常操作模式的外部马达36转速,经相位侦测电路341侦测未能达到第二预定启动转速时,表示外部马达36并未成功的启动,如步骤404所示;此时,控制装置30会回到步骤402中,同时控制装置30会将启动装置33切换回启动电路331,以强迫外部马达36持续输出震荡频率,以确保外部马达36转速在达到第一预定启动转速及第二预定启动转速后,随即***会进入步骤405,此时完成***启动的动作。
本发明进一步详细说明上述图4的启动步骤流程图与图3的无感应组件的直流无刷马达驱动***合并参考详述而言。首先,如步骤401所示,无感应组件直流无刷马达驱动***的控制装置30控制震荡装置31输出一 震荡频率,同时控制装置30会将震荡装置31输出的一震荡频率由切换装置32连接至启动电路331,而启动电路331会将震荡装置31输出的震荡频率转换而输出一启动转速输入至相位侦测电路341,***则会进入到步骤402,此时,马达驱动***处于第一阶段启动模式,并持续侦测此外部马达36的启动转速。相位侦测电路341会根据启动电路331输出的启动转速,输出相对应的三相驱动控制讯号输入到相位转动电路343,相位转动电路343会根据输入的三相驱动控制讯号,转换成驱动外部马达36的六步驱动电压,输入到驱动电路35,驱动电路35根据输入的六步驱动电压决定其输出的三相电流,此三相电流会输出到外部马达36上的驱动线圈,迫使外部马达36转动,其中外部马达36驱动线圈上的三相电流相位转换是根据输入到驱动电路35的六步驱动电压的相位变化决定;由于六步驱动电压为三相转换的驱动电压,所以同一时间只会有一个相位处于停止状态(Stop State),由这个停止状态(Stop State),外部马达36会停止供应驱动线圈上的电流,由于电磁效应,当驱动线圈上的电流由供给变为停止输出,会产生一感应反电动势,由这一感应反电动势的相位大小与频率,输入到反电动势(BEMF)侦测器345可以得到反电动势侦测的抗噪声比,以及外部马达36的转速与转子相位。然而,当外部马达36的转速尚未达到第一阶段启动转速(例如:30rpm)时,此时,外部马达36驱动线圈上产生的感应反电动势震幅并不大,因此反电动势(BEMF)侦测器345上对于反电动势侦测的抗噪声能力相对较弱,对于外部马达36的转速与转子的相位侦测也相对较为不准确,因此反电动势(BEMF)侦测器345输出的PWM转速控制讯号也较易受到噪声的影响,得到较为不准确的输出值;同时,当反电动势(BEMF)侦测器345输出的PWM转速控制讯号输入至相位侦测电路341时,相位侦测电路341也会根据输入的PWM转速控制讯号来决定目前外部马达36的转速;当外部马达36的转速达到预定的第一启动转速(例如:30rpm)时,***即会进入到步骤403。此时,控制装置30会由切换装置32从启动电路331切换连接至正常转动电路333使直流无刷马达驱动***进入正常操作模式;然而,外部马达36虽已开始运转但并不代表已经完全启动,因此当外部马达36的转速达到第一预定启动转速(例如:30rpm)时,***会将相位侦测电路341的侦测频率改为第二预定启动转速(例如:180rpm),而在本实施例中,此第 二预定启动转速(180rpm)为第一预定启动转速(30rpm)的倍数。此时,马达驱动***也会立刻从第一阶段启动模式进入第二阶段启动模式,并持续侦测外部马达36的启动转速,也就是步骤404,其中启动装置33中的正常转动电路333产生的启动转速会持续上升,输入到相位侦测电路341,而相位侦测电路341会根据输入的启动转速产生三相驱动控制讯号,而此三相驱动控制讯号会输入到相位转动电路343,由相位转动电路343内部电路转换,相位转动电路343会输出一六步驱动电压,输入至马达驱动电路35,此六步驱动电压由马达驱动电路35而被转换成三相电流输出到外部马达36上的驱动线圈,由于如前所述,外部马达36的驱动线圈上的驱动电流供应,是对应于相位转动电路343输出的六步驱动电压,同一时间只会有一个线圈相位会处于停止状态(Stop State),根据电磁效应,会产生一较大的感应反电动势,输入到反电动势(BEMF)侦测器345,此时由于感应的反电动势较大,相对的抗噪声的能力也比较大,反电动势(BEMF)侦测器345也比较能够准确地侦测反电动势的相位,并输出相对应的PWM转速控制讯号,并反馈输入至相位侦测电路341,当PWM转速控制讯号达到第二预定启动转速(30的倍数,例如:180rpm=30rpm x6)时,启动装置33即会进入到步骤405完成整个启动程序。
根据上述,当无感应组件的直流无刷马达驱动***处于步骤402时,也就是马达驱动***处于第一启动阶段时,马达驱动***会持续侦测其外部马达36的启动转速,当外部马达36的启动转速尚未达到第一预定启动转速(30rpm)时,马达驱动***会一直停留在步骤402,此时外部马达36驱动线圈产生的感应反电动势,由于其值大小是与外部马达36上的转速成正比,同时亦处于低转速的状态,所以反电动势(BEMF)侦测器345侦测到的感应反电动势抗噪声比也较弱,因此此时相位侦测电路341侦测到的反电动势(BEMF)侦测器345所输出的PWM转速控制讯号所显示的启动转速并不代表马达驱动***已经正常启动,因此当外部马达36达到第一预定启动转速(30rpm)时,也就是步骤403时,即会进入正常程序,控制装置30也会由切换装置32连接至正常转动电路333并从第一阶段启动模式切换到第二阶段启动模式,此时外部马达36线圈产生的感应反电动势已经大到足够可以提供给反电动势(BEMF)侦测器345用以侦测外部马达36的转速与相位, 随即马达驱动***会进入步骤404,并持续侦测外部马达36的启动转速,此时如果相位侦测电路341侦测到的PWM转速控制讯号不如预期的大于第一预定启动转速或是无法在预定时间内达到第二预定启动转速时,此时控制装置30会认定外部马达36启动失败,而马达驱动***会立刻回到步骤402,重复上述的动作,直至相位侦测电路341侦测到的外部马达36启动转速持续达到第一预定启动转速(30rpm)与第二预定启动转速(180rpm)为止。反之,如果相位侦测电路341侦测到的PWM转速控制讯号如预期般的达到第二预定启动转速(180rpm),此时马达驱动***可被视为已经启动完成,此时控制装置30会持续运作,并提高转速进入高速运转模式。
再请参考图5所示,为本发明的无感应组件的直流无刷马达驱动***的启动模式切换示意图。如图5所示,启动模式切换总共可以分为四个区间,第一区间为起始区间,第二区间为加速区间,第三区间为转动区间,第四区间为稳定转速区间。第一区间为低转速状态,控制装置30会强制启动马达驱动***,此时外部马达36所产生的感应反电动势(BEMF)大小并不足以用以确认马达驱动***已经正常启动;而当马达驱动***进入到第二区间后,外部马达36驱动线圈上所产生的感应反电动势已经大到足以提供给反电动势(BEMF)侦测器345用以侦测外部马达36的转速与转子相位,并确认马达驱动***已经启动;接着,当外部马达36的启动转速达到第二预定启动转速(180rpm)时,表示外部马达36已经确定启动,此时进入第三区间,表示外部马达36已经完成启动,并进入高速运转状态,同时外部马达36转速会持续上升,最后到达第四区间,此时外部马达36已经达到预设的高速运转状态,维持稳定的状态。
请再参考图6,为本发明的无感应组件的直流无刷马达驱动***启动侦测与六步驱动电压的示意图。首先,如图6a所示,为沿袭公知技术用以侦测外部马达是否启动的方式,其中相位侦测电路341是用一内部低频频率来侦测反馈PWM转速控制讯号,此一反馈PWM转速控制讯号是由相位转动电路343输出的六步驱动电压经过马达驱动电路35后,输出驱动电流到外部马达36的感应线圈;当外部马达36上的驱动线圈产生感应反电动势后,经由反电动势(BEMF)侦测器345转换接收到的感应反电动势所产生;当外部马达36启动后,相位侦测电路341以一第一固定低频侦测频率(周 期T1)持续监测反馈的PWM转速控制讯号,以确认外部马达36的相位与转速,当外部马达36的转速达到第一预定启动转速(30rpm),马达驱动***即会切换至第二阶段启动模式,也就是将控制装置30由切换装置32从启动电路331切换连接至正常转动电路333,在这一阶段若发现外部马达36启动处于不正常状态,代表第一阶段启动模式失败,必须要重新启动,此时相位侦测电路341会利用第一固定低频侦测频率(周期T1),来侦测反馈PWM转速控制讯号,并以进入第二启动阶段后的第一固定低频侦测频率(周期T1)的第二上升缘作为取样点,由此可以发现侦测的时间需要一个第一固定低频侦测频率的周期T1,并在之后的半个第一固定低频侦测频率的半周期T1将马达驱动***切回第一阶段启动模式,也就是将控制装置30由切换装置32连接至启动电路331。
接着,请参考图6b,其为经过本发明的启动侦测与六步驱动电压的示意图。当相位侦测电路341以一个第二固定低频侦测频率(周期T2)取代第一固定低频侦测频率(周期T1)作为侦测频率来侦测反馈PWM转速控制讯号时,此第二固定低频侦测频率为第一固定低频侦测频率除频后的结果;当控制装置30进入第二阶段启动模式后,其利用第二固定低频侦测频率(周期T2)来侦测反馈PWM转速控制讯号,并以进入第二阶段启动模式后的第二固定低频侦测频率(周期T2)的第二上升缘为取样点,由此可以发现侦测的时间需要一个第二固定低频侦测频率的周期T2,并在半个第二固定低频侦测频率的半周期T2将控制装置30切回第一阶段启动模式。由此可知,图6b中所述的侦测方式较图6a中所述的侦测方式节省一半的时间,可以避免掉马达驱动***不稳定的时间,而且当控制装置30重新切回第一阶段启动模式时也可以避免掉因为错误侦测造成***不正常运作,而造成整体***的错误震荡。
以上为针对本发明的较佳实施例的说明,为阐明本发明的目的,并无意限定本发明的精确应用形式,因此在不违反本发明所阐明的精神与范围的内,皆由以上所述或由本发明的实施例所涵盖。因此,本发明的技术思想将由申请的权利要求范围及其均等来决定。
Claims (14)
1.一种具有两阶段式启动功能的无感应组件的直流无刷马达驱动***,包括一控制装置的一端与一震荡装置连接,一切换装置的一端与该控制装置连接而另一端与一启动装置连接,一侦测装置的一端与该启动装置连接,一驱动电路的一端与该侦测装置连接,其另一端与一外部马达连接并反馈至该侦测装置的另一端;其中该具有两阶段式启动功能的无感应组件的直流无刷马达驱动***的特征在于:
该侦测装置,由一相位侦测电路、一相位转动电路、一反电动势侦测器及一频率侦测器所组成,而该相位侦测电路的一端与该启动装置连接,其另一端与该相位转动电路的一端连接,而该相位转动电路的另一端与该驱动电路的该端连接,该反电动势侦测器的一端与该驱动电路及该外部马达的反馈连接,而其另一端与该相位侦测电路及该频率侦测器连接,同时该频率侦测器与该相位侦测电路连接;以及
该无感应组件的直流无刷马达驱动***中的该外部马达完成启动时,该外部马达的转速依序地达到一第一预定启动转速与另一频率的一第二预定启动转速,以达到一***预定转速。
2.如权利要求1所述的无感应组件的直流无刷马达驱动***,其中,该启动装置由一启动电路及一正常转动电路所组成。
3.如权利要求1所述的无感应组件的直流无刷马达驱动***,其中,该第二预定启动转速为该第一预定启动转速的整数倍。
4.如权利要求3所述的无感应组件的直流无刷马达驱动***,其中,该第一预定启动转速为30rpm。
5.如权利要求1所述的无感应组件的直流无刷马达驱动***,其中,该无感应组件的直流无刷马达驱动***包括一锁相频率装置,该锁相频率装置的一端与该相位侦测电路连接,其另一端与该频率侦测器连接。
6.一种无感应组件的直流无刷马达驱动***的启动方法,该无感应组件的直流无刷马达驱动***包括一控制装置,其一端与一震荡装置连接;一切换装置,其一端与该控制装置连接而另一端与一启动装置连接,而该启动装置由一启动电路及一正常转动电路所组成;一侦测装置,其一端与该启动装置连接;一驱动电路,其一端与该侦测装置连接,其另一端与一外部马达连接并反馈至该侦测装置的另一端;其特征在于:该侦测装置,由一相位侦测电路、一相位转动电路、一反电动势侦测器及一频率侦测器所组成,而该相位侦测电路的一端与该启动装置连接,其另一端与该相位转动电路的一端连接,而该相位转动电路的另一端与该驱动电路的该端连接,该反电动势侦测器的一端与该驱动电路及该外部马达的反馈连接,而其另一端与该相位侦测电路及该频率侦测器连接,同时该频率侦测器与该相位侦测电路连接;以及该无感应组件的直流无刷马达驱动***的启动方法包括:
提供一震荡频率,该震荡频率由该控制装置要求该震荡装置输出,以驱动该外部马达产生一第一启动转速;
判断该第一启动转速是否达到一第一预定启动转速,由该侦测装置依据该驱动电路与该外部马达连接的反馈讯号并提供至该控制装置进行判断;
切换该启动装置至该正常转动电路,于该控制装置判断该第一启动转速已达到该第一预定启动转速时,该控制装置驱动该切换装置切换至该正常转动电路,以驱动该外部马达进行一正常转速转动;
判断该外部马达的该正常转速是否达到一第二预定启动转速,由该侦测装置依据该驱动电路与该外部马达连接的反馈讯号并提供至该控制装置进行判断;以及
判断该外部马达启动完成,于该控制装置判断该正常转速已达到该第二预定启动转速时,该控制装置保持该正常转动电路连接。
7.如权利要求6所述的无感应组件的直流无刷马达驱动***的启动方法,其中,当该控制装置判断该外部马达转速未达到该第一预定启动转速时,该控制装置保持与该启动电路连接。
8.如权利要求6所述的无感应组件的直流无刷马达驱动***的启动方法,其中,当该控制装置判断该外部马达转速未达到该第二预定启动转速时,该控制装置驱动该切换装置由该正常转动电路切换至该启动电路。
9.如权利要求6所述的无感应组件的直流无刷马达驱动***的启动方法,其中,该第二预定启动转速为该第一预定启动转速的整数倍。
10.如权利要求6所述的无感应组件的直流无刷马达驱动***的启动方法,其中,该外部马达最后会达到一***预定转速。
11.如权利要求10所述的无感应组件的直流无刷马达驱动***的启动方法,其中,该控制装置包含有四个启动模式区间:
第一区间,为尚未达到该第一预定启动转速的一起始区间;
第二区间,为尚未达到该第二预定启动转速的一加速区间;
第三区间,为尚未达到该***预定转速的一转动区间;以及
第四区间,为达到该***预定转速后的一稳定转速区间。
12.如权利要求6所述的无感应组件的直流无刷马达驱动***的启动方法,其中,该无感应组件直流无刷马达驱动***的启动方法更包括:该相位侦测电路以一第一固定低频侦测频率及一第二固定低频侦测频率侦测一回授PWM转速控制讯号,其中该第二固定低频侦测频率系为该第一固定低频侦测频率除频后的结果。
13.如权利要求12所述的无感应组件的直流无刷马达驱动***的启动方法,其中,该侦测装置的该相位侦测电路用该第二固定低频侦测频率侦测该反馈PWM转速控制讯号,并以达到该第一预定启动转速后的该第二固定低频侦测频率的一第二上升缘为取样点,对该反馈PWM转速控制讯号作取样。
14.如权利要求13所述的无感应组件的直流无刷马达驱动***的启动方法,其中,当该侦测装置的该相位侦测电路发现该外部马达处于不正常状态,则该控制装置藉由该切换装置切换连接至该启动装置的该启动电路。
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