CN1305214C - 无刷直流马达的转速控制电路 - Google Patents

Abstract

一种无刷直流马达的转速控制电路，包含一风扇马达驱动电路、一过电流检知限流电路及一转速控制电路。该风扇马达驱动电路连接至该过电流检知限流电路，该过电流检知限流电路连接至该转速控制电路。该过电流检知限流电路用以检知转速及检测过电流，当转速异常产生过电流时，该过电流检知限流电路可控制该风扇马达驱动电路维持在一低电流准位。该转速控制电路用以控制该过电流检知限流电路，该转速控制电路的转速讯号可控制该过电流检知限流电路，以便完成该无刷直流马达的转速控制。

Description

无刷直流马达的转速控制电路

技术领域

本发明涉及一种转速控制电路，尤其是指这样一种无刷直流马达的转速控制电路，其将一转速控制电路并入该无刷直流马达，且该转速控制电路连接至一限流电路，以便适用于无刷直流马达的转速控制。

背景技术

请参照图1所示，于2003年5月23日公告的台湾专利公报公告第540902号“无刷直流风扇马达的二段式限流电路”，其揭示一风扇马达驱动电路10及二段式限流电路20。

该风扇马达驱动电路10包含一霍尔电压放大电路11、一相位反转电路12及一马达线圈绕组驱动电路13。该霍尔电压放大电路11用以放大微弱霍尔电压，再输出至该相位反转电路12。该相位反转电路12则将输入的放大电压相位反转180度，再输出至该马达线圈绕组驱动电路13，以便使马达线圈绕组交替激磁驱动转子旋转。

该二段式限流电路20包含一过电流检知电路21、一运转检知电路22及一限流电路23。该过电流检知电路21可输出一电压准位以供判别风扇马达是否发生过电流。该运转检知电路22撷取该霍尔电压放大电路11的电压，利用一整流及积分电路输出一电压准位(高或低准位)以判别风扇马达是否发生运转异常。该限流电路23则利用该过电流检知电路21及运转检知电路22的电压准位决定限流功能是否启动。藉此控制马达驱动电路10的相位反转电路12以抑制马达线圈绕组的电流限制在不足以破坏马达驱动电路的低准位。该限流电路23具有一比较器用以运算该过电流检知电路21及运转检知电路22的电压准位，再决定限流功能是否启动。

请参照图2所示，其为公知风扇马达的PWM控制电路方块图，该风扇马达1连接一PWM控制电路30及一温度感测元件31，以便依该温度感测元件31的温度进行PWM转速控制。由于该PWM控制电路30自外部***(未绘示)连接至该风扇马达1内部的驱动电路10，因此该驱动电路10受到该外部***的PWM控制电路30所产生的频宽比(duty cycle)控制。

图3揭示公知利用该：PWM控制电路30控制及调整风扇马达1的转速与温度的曲线图。该风扇马达1具有多段式转速控制。其至少在温度T0、T1、T2下具有转速S0、S1、S2。

请再参照图2、3所示，当该温度感测元件31的检测温度达T1时，该风扇转速调整至S1。当该温度感测元件31的检测温度达S2时，该风扇转速调整至S2。然而，由于该外部***的PWM控制电路30所产生的频宽比与该驱动电路10所需的频宽比并不一致，所以风扇转速无法精确控制。即当该温度感测元件31的检测温度未达T1或T2时，该风扇转速会提前切换至S1或S2(请参照图3所示)。

或当该温度感测元件31的检测温度超过T1及T2时，风扇转速仍无法切换至S1或S2。

简言之，自外部***引入PWM转速控制讯号并不适用在具有转速控制的无刷直流马达。

有鉴于此，本发明人为改进上述公知技术的缺陷，研发出本发明的无刷直流马达的转速控制电路。

发明内容

本发明要解决的主要技术问题是：提供一种无刷直流马达的转速控制电路，将一风扇马达驱动电路连接至一过电流检知限流电路，该过电流检知限流电路连接至一转速控制电路，藉该转速控制电路的转速讯号控制该过电流检知限流电路，使本发明具有转速控制的功效。

本发明要解决的另一技术问题是：提供一种无刷直流马达的转速控制电路，将一风扇马达驱动电路连接一过电流检知限流电路及一转速控制电路，且将该转速控制电路并入至该无刷直流马达内，以简化该无刷直流马达的转速控制电路的整体架构，使本发明具有简化构造的功效。

本发明的技术解决方案是：一种无刷直流马达的转速控制电路，包含：

一风扇马达驱动电路，其连接一电源：

一过电流检知限流电路，其连接至该风扇马达驱动电路，该过电流检知限流电路用以检知风扇马达的转速及检测其是否过电流，当转速异常且产生过电流时，该过电流检知限流电路可控制该风扇马达驱动电路维持在一低电流准位：及

一转速控制电路，其连接至该过电流检知限流电路，该转速控制电路产生PWM讯号以输出转速讯号至该过电流检知限流电路，该过电流检知限流电路控制该无刷直流马达的转速。

如上所述的无刷直流马达的转速控制电路，所述过电流检知限流电路包含一过电流检知电路、一运转检知电路及一限流电路，该限流电路连接该过电流检知电路及运转检知电路。

如上所述的无刷直流马达的转速控制电路，所述转速控制电路包含一PWM控制电路及一温度感测元件，该PWM控制电路连接至该温度感测元件，以便该温度感测元件的温度检测讯号输入该PWM控制电路。

如上所述的无刷直流马达的转速控制电路，所述PWM控制电路由一PwM产生器及一控制电路组成，该PWM产生器连接至该控制电路，该PWM产生器另连接至该过电流检知限流电路。

如上所述的无刷直流马达的转速控制电路，所述控制电路连接至该温度感测元件该过电流检知限流电路包含一运转检知电路，该控制电路另连接至该运转检知电路。

如上所述的无刷直流马达的转速控制电路，所述温度感测元件属一热敏电阻。

如上所述的无刷直流马达的转速控制电路，所述转速控制电路连接该过电流检知限流电路内的运转检知电路与限流电路。

如上所述的无刷直流马达的转速控制电路，所述风扇马达驱动电路包含一霍尔电压放大电路、一相位反转电路及一马达线圈绕组驱动电路，该相位反转电路连接该霍尔电压放大电路与马达线圈绕阻驱动电路。

本发明的特点和优点是：本发明提出的无刷直流马达的转速控制电路，是将一风扇马达驱动电路连接一过电流检知限流电路，再将一转速控制电路连接至该过电流检知限流电路，藉该转速控制电路的转速讯号控制该过电流检知限流电路，以便完成该风扇马达驱动电路的多段式转速控制。由于该转速控制电路具有PWM产生器，能提供符合该无刷直流马达的PWM讯号的频宽比，如此能精确控制该限流电路的限流开关，并精确控制该风扇马达驱动电路的相位反转电路；将该转速控制电路并入至该无刷直流马达内，以简化该无刷直流马达的转速控制电路的整体架构。从而克服了公知无刷直流马达的转速无法依检测的温度以精确切换转速，亦即该公知无刷直流马达具有过早切换转速或延迟切换转速的缺陷，本发明无刷直流马达的转速能依检测的温度精确切换转速，适用于无刷直流马达的转速控制，且具有简化构造的功效。

附图说明

图1为台湾专利公报公告第540902号的无刷直流风扇马达的二段式限流电路的方块图；

图2为公知风扇马达的PWM控制电路的方块图：

图3为公知风扇马达的转速与温度的曲线图；

图4为本发明具体实施例无刷直流马达的转速控制电路的方块图：

图5为本发明具体实施例无刷直流马达的转速控制电路的示意图；

图6为本发明具体实施例无刷直流马达的转速与温度的曲线图。

符号说明：

1、风扇马达        10、风扇马达驱动电路    11、霍尔电压放大电路

111、霍尔感应元件  12、相位反转电路        13、马达线圈绕组驱动电路

131、马达线圈      20、过电流检知限流电路  21、过电流检知电路

22、运转检知电路   30、PwM控制电路         41、PWM控制电路

42、温度感测元件   23、限流电路            31、温度感测元件

411、PWM产生器     231、限流开关           40、转速控制电路

412、控制电路

具体实施方式

为了让本发明的上述和其它目的、特征、和优点能更明确被了解，下丈将特举本发明具体实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

图4揭示本发明具体实施例无刷直流马达的转速控制电路的流程方块图；图5揭示本发明具体实施例无刷直流马达的转速控制电路的电路图；图6揭示本发明具体实施例无刷直流马达的转速与温度的曲线图。

请参照图4所示，本发明具体实施例在构造上相同于公知的部分采用相同图号组进行标示，以便易于了解本发明具体实施例与公知之间差异。本发明具体实施例的部分技术内容已揭示于公知说明内容，于此并入参考，不予详细赘述。

请参照图4所示，本发明具体实施例无刷直流马达的转速控制电路包含一风扇马达驱动电路10、一过电流检知限流电路20及一转速控制电路40。该风扇马达驱动电路10连接至该过电流检知限流电路20，该过电流检知限流电路20连接至该转速控制电路40。使该过电流检知限流电路20串接于该风扇马达驱动电路10及转速控制电路40之间。

请再参照图4所示，该风扇马达驱动电路10连接至一电源(VCC)，其用以驱动一转子旋转。该过电流检知限流电路20用以检知该转予的转速及检测是否过电流，当转速发生异常且同时产生过电流时，该过电流检知限流电路20控制该风扇马达驱动电路10维持在一低电流准位。该转速控制电路40用以控制该过电流检知限流电路20，该转速控制电路40以转速讯号控制该过电流检知限流电路20，以便完成该风扇马达驱动电路10的转速控制。

请参照图4、5所示，该风扇马达驱动电路10包含一霍尔电压放大电路11、一相位反转电路12及一马达线圈绕组驱动电路13，该相位反转电路12连接该霍尔电压放大电路11与马达线圈绕阻驱动电路13。该霍尔电压放大电路11连接至一霍尔感应元件111，以便将该霍尔感应元件111的霍尔讯号进行放大，再输出至该相位反转电路12。该相位反转电路12则将输入的放大电压相位反转180度，再输出至该马达线圈绕组驱动电路13。该马达线圈绕组驱动电路13连接一马达线圈131。藉该相位反转电路12的输出驱动该马达线圈131交替激磁，以便驱动转子旋转。

请再参照图4、5所示，该过电流检知限流电路20包含一过电流检知电路21、一运转检知电路22及一限流电路23。

请再参照图4、5所示，该过电流检知电路21串接在该马达线圈绕组驱动电路13及限流电路23之间。请再参照图5所示，该过电流检知电路21最好属一电阻，其输出一电压准位以供该限流电路23判别该马达线圈绕组驱动电路13是否发生过电流。

请再参照图4、5所示，该运转检知电路22串接在该霍尔电压放大电路11及限流电路23之间。该运转检知电路22撷取该霍尔电压放大电路11的电压，利用一整流及积分电路输出一电压准位(高或低准位)以供该限流电路23判别风扇马达是否发生运转异常。

请再参照图4、5所示，该限流电路23包含一限流开关231，其连接至该相位反转电路12，该限流电路23连接该过电流检知电路21与运转检知电路22。该限流电路利用该过电流检知电路21及运转检知电路22的电压准位决定限流功能是否启动，藉此控制马达驱动电路10的相位反转电路12以抑制马达线圈绕组131的电流限制在不足以破坏风扇马达驱动电路10的低准位。该限流电路23具有一比较器用以运算该过电流检知电路21及运转检知电路22的电压准位，该比较器的输出经由该限流开关231输出至该相位反转电路12，以便进行限流控制。

请再参照图4所示，该转速控制电路40经由过电流检知电路20连接于风扇马达驱动电路10，该转速控制电路40可并入该无刷直流马达内，

使该无刷直流马达本身具有PWM控制。且该转速控制电路40包含一PWM控制电路41及一温度感测元件42。该PWM控制电路41由一PwM产生器411及一控制电路412组成。该转速控制电路40连接该运转检知电路22及限流电路23，以便获得转速检知讯号。该控制电路412另连接至该温度感测元件42，以便获得温度检测讯号。该PWM产生器411连接在该限流电路23及控制电路412之间，该PWM产生器411用以产生PWM讯号，并输入至该限流电路23，以控制该风扇马达驱动电路10。该控制电路412则连接该运转检知电路22及温度感测元件42。

请再参照图5所示，该PWM控制电路41的PWM产生器411及控制电路412可制成单一晶片。

请再参照图5所示，该温度感测元件42属一热敏电阻，其用以检测温度，以便将温度检测讯号输入该PWM控制电路41的控制电路412。

请再参照图4所示，由于该转速控制电路40具有该PWM产生器411，因此能提供符合该无刷直流马达的PWM讯号的频宽比，如此能精确控制该限流电路23的限流开关231，如图5所示。因此该转速控制电路40能经由该限流开关231精确控制该风扇马达驱动电路10的相位反转电路12。

请参照图6所示，在该转速控制电路40控制下，当该温度感测元件42检测温度为T0、T1、T2、T3时，该转速控制电路40能精确控制该无刷直流马达的转速为S0、S1、S2、S3。例如，当温度上升至T1时，该无刷直流马达的转速立即自S0切换增加至S1。同样的，当温度下降至T0时，该无刷直流马达的转退立即自S1切换降低至S0。

请再参照图1至图6所示，公知无刷直流马达的转速无法依检测的温度以精确切换转速，亦即该公知无刷直流马达具有过早切换转速或延迟切换转速的缺陷。相对的，本发明无刷直流马达的转速却能依检测的温度精确切换转速，使本发明的转速控制电路40适用于无刷直流马达的转速控制。

虽然本发明已以具体实施例揭示，但其并非用以限定本发明，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和范围的前提下所作出的等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，皆应仍属本专利涵盖之范畴。

Claims (8)

1、一种无刷直流马达的转速控制电路，其特征在于：所述转速控制电路包含：

一风扇马达驱动电路，其连接一电源；

一过电流检知限流电路，其连接至该风扇马达驱动电路，该过电流检知限流电路用以检知风扇马达的转速及检测其是否过电流，当转速异常且产生过电流时，该过电流检知限流电路控制该风扇马达驱动电路维持在一低电流准位；及

一转速控制电路，其连接至该过电流检知限流电路，该转速控制电路产生PWM讯号以输出转速讯号至该过电流检知限流电路，该过电流检知限流电路控制该无刷直流马达的转速。

2、如权利要求1所述的无刷直流马达的转速控制电路，其特征在于：所述过电流检知限流电路包含一过电流检知电路、一运转检知电路及一限流电路，该限流电路连接该过电流检知电路及运转检知电路。

3、如权利要求1所述的无刷直流马达的转速控制电路，其特征在于：所述转速控制电路包含一PWM控制电路及一温度感测元件，该PWM控制电路连接至该温度感测元件，以便该温度感测元件的温度检测讯号输入该PWM控制电路。

4、如权利要求3所述的无刷直流马达的转速控制电路，其特征在于：所述PWM控制电路由一PWM产生器及一控制电路组成，该PWM产生器连接至该控制电路，该PWM产生器另连接至该过电流检知限流电路。

5、如权利要求4所述的无刷直流马达的转速控制电路，其特征在于：所述控制电路连接至该温度感测元件，该过电流检知限流电路包含一运转检知电路，该控制电路另连接至该运转检知电路。

6、如权利要求3所述的无刷直流马达的转速控制电路，其特征在于：所述温度感测元件属一热敏电阻。

7、如权利要求2所述的无刷直流马达的转速控制电路，其特征在于：所述转速控制电路连接该过电流检知限流电路内的运转检知电路与限流电路。

8、如权利要求1所述的无刷直流马达的转速控制电路，其特征在于：所述风扇马达驱动电路包含一霍尔电压放大电路、一相位反转电路及一马达线圈绕组驱动电路，该相位反转电路连接该霍尔电压放大电路与马达线圈绕阻驱动电路。

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