TWI731413B

TWI731413B - 具有拴鎖保護模式的馬達驅動裝置

Info

Publication number: TWI731413B
Application number: TW108132795A
Authority: TW
Inventors: 陳昆民
Original assignee: 茂達電子股份有限公司
Priority date: 2019-09-11
Filing date: 2019-09-11
Publication date: 2021-06-21
Also published as: US11088641B2; CN112491305B; US20210075348A1; TW202112048A; CN112491305A

Abstract

一種具有拴鎖保護模式的馬達驅動裝置，包括轉速偵測單元、運轉單元、驅動單元、浮接點選擇單元、反電動勢偵測單元、控制單元及拴鎖保護單元。運轉單元在馬達穩定運轉後，進入運轉模式，依據換相順序產生具有多個相位的運轉訊號，驅動單元以該些相位驅動馬達。反電動勢偵測單元偵測第一浮接相之反電動勢，以產生偵測結果。控制單元輸出換相訊號使驅動單元依據換相順序及換相訊號驅動馬達。當轉速偵測單元判斷馬達的轉速超過預定轉速時，輸出切換訊號至拴鎖保護單元，使驅動單元進入拴鎖保護模式以反覆驅動及停止馬達。

Description

具有拴鎖保護模式的馬達驅動裝置

本發明涉及一種馬達驅動裝置，特別是涉及一種具有拴鎖保護模式的馬達驅動裝置。

直流無刷馬達(direct current brushless motor)為一種常見的馬達，其具有高效率、輕、薄、短、小等優點，因而廣泛地被應用於各種領域。在現今之電子產品中，如個人電腦、筆記型電腦、通訊裝置及家用電器等等皆會使用到直流無刷馬達，例如各種電子產品之風扇馬達、電腦儲存裝置之主軸馬達皆是使用直流無刷馬達。一般來說，在驅動直流無刷馬達時，必須偵測馬達轉子的位置，以正確地驅動換相開關來進行換相程序。

現有的無刷直流馬達系統通常包含三相無刷直流馬達、霍爾感測器及驅動器。然而，由於霍爾感測器容易受外界環境的影響，造成感測準確度降低，甚至在某些環境下無法正常工作(例如溫度過高之環境)，另一方面，於無刷直流馬達系統中多了霍爾感測器的設計，除了會增加系統之體積外，更提高了製造成本，因此，不使用感測器之無感測驅動方法進而被提出。

在現有的無感測器驅動方法中，通過偵測反電動勢來決定換相時機。而為了降低噪音，可偵測其中一相作為浮接相，並以其相對應的反電動勢零點作為比較基準。

然而，當馬達啟動後，若受到外力影響，導致馬達被栓鎖在某一位置，此時，由於馬達的轉子與定子間磁路的關係，會使得浮接相感應出錯誤的反電動勢，使驅動電路誤判為持續轉動，而無法執行栓鎖保護機制，導致馬達線圈過熱。

因此，急需一種具有拴鎖保護模式的馬達驅動裝置。

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有拴鎖保護模式的馬達驅動裝置。

為了解決上述的技術問題，本發明所採用的其中一技術方案是，提供一種具有拴鎖保護模式的馬達驅動裝置，用於驅動一馬達，其包括轉速偵測單元、運轉單元、驅動單元、浮接點選擇單元、反電動勢偵測單元、控制單元及拴鎖保護單元。轉速偵測單元經配置以偵測該馬達的轉速，運轉單元經配置以在轉速偵測單元偵測到馬達穩定運轉後，進入運轉模式，運轉單元依據換相順序產生具有多個相位的運轉訊號，且換相順序係依據馬達的預定轉動方向所設定。驅動單元耦接於運轉單元及馬達，經配置以該些相位驅動馬達。浮接點選擇單元耦接於驅動單元及馬達，經配置以在運轉模式下選擇該馬達的第一相電路作為第一浮接相。反電動勢偵測單元耦接於浮接點選擇單元，經配置以偵測第一浮接相之反電動勢具有對應換相順序的第一電壓位準或第二電壓位準，以產生偵測結果。控制單元耦接於反電動勢偵測單元及該驅動單元，經配置以根據偵測結果，輸出換相訊號至驅動單元，以使驅動單元依據換相順序及換相訊號，以運轉訊號驅動馬達。拴鎖保護單元經配置以在接收到切換訊號時，控制驅動單元進入拴鎖保護模式。其中，轉速偵測單元經配置以判斷馬達的轉速是否超過預定轉速，若是，則輸出切換訊號至拴鎖保護單元，使驅動單元進入該拴鎖保護模式，或控制浮接點選擇單元選擇馬達的第一相電路及第二相電路作為第一浮接相及第二浮接相，且反電動勢偵測單元經配置以偵測第一浮接相的反電動勢及第二浮接相的反電動勢，以判斷是否輸出切換訊號至拴鎖保護單元，使驅動單元進入拴鎖保護模式。其中，在拴鎖保護模式中，驅動單元反覆驅動及停止馬達。

在一些實施例中，在轉速偵測單元判斷馬達的轉速超過預定轉速時，反電動勢偵測單元經配置以偵測第一浮接相的反電動勢及第二浮接相的反電動勢是否具有對應換相順序的第一電壓位準或第二電壓位準，若否，則判斷為輸出切換訊號至拴鎖保護單元，使驅動單元進入拴鎖保護模式。

在一些實施例中，反電動勢偵測單元包括遲滯比較器，經配置以偵測第一浮接相之反電動勢或第二浮接相的反電動勢是大於遲滯電壓的正值或小於遲滯電壓的負值，以產生高電壓位準或低電壓位準。

在一些實施例中，控制單元經配置以依據該些相位的該換相順序將該遲滯比較器設定為該第一電壓位準，以判斷該第一浮接相之反電動勢或該第二浮接相的反電動勢是否小於該遲滯電壓的負值，或將該遲滯比較器設定為該第二電壓位準，以判斷該第一浮接相之反電動勢或該第二浮接相的反電動勢是否大於該遲滯電壓的正值。

在一些實施例中，當該遲滯比較器被設定為該第一電壓位準並判斷該第一浮接相之反電動勢或該第二浮接相的反電動勢是否小於該遲滯電壓的負值時，若判斷該第一浮接相之反電動勢或該第二浮接相的反電動勢小於該遲滯電壓的負值時，則產生該低電壓位準。

在一些實施例中，當該遲滯比較器被設定為該第二電壓位準以判斷該第一浮接相之反電動勢或該第二浮接相的反電動勢是否大於該遲滯電壓的正值時，若判斷該第一浮接相之反電動勢或該第二浮接相的反電動勢的反電動勢大於該遲滯電壓的正值時，則產生該高電壓位準。

本發明所採用的另外一技術方案是，提供一種具有拴鎖保護模式的馬達驅動裝置，用於驅動一馬達，其包括轉速偵測單元、運轉單元、驅動單元、浮接點選擇單元、反電動勢偵測單元、控制單元、拴鎖保護單元及計數單元。轉速偵測單元經配置以偵測馬達的轉速，運轉單元，經配置以在轉速偵測單元偵測到該馬達穩定運轉後，進入運轉模式，該運轉單元依據換相順序產生具有多個相位的運轉訊號，且該換相順序係依據馬達的預定轉動方向所設定。驅動單元耦接於運轉單元及馬達，經配置以該些相位驅動馬達。浮接點選擇單元耦接於驅動單元及馬達，經配置以在運轉模式下選擇馬達的第一相電路作為第一浮接相。反電動勢偵測單元耦接於浮接點選擇單元，經配置以偵測第一浮接相之反電動勢具有第一電壓位準或第二電壓位準，以產生偵測結果。控制單元耦接於反電動勢偵測單元及驅動單元，經配置以根據該偵測結果，輸出一換相訊號至驅動單元，以使驅動單元依據換相順序及換相訊號，以運轉訊號驅動馬達，且在產生換相訊號後，控制反電動勢偵測單元在遮罩時間後才偵測第一浮接相的反電動勢。拴鎖保護單元，經配置以在接收到切換訊號時，控制該驅動單元進入該拴鎖保護模式。計數單元，經配置以在反電動勢偵測單元於該遮罩時間結束後一預定時間內偵測到該換相訊號產生時，將計數值增加，並在該計數值累加到預定計數值時，輸出切換訊號至該拴鎖保護單元，使該驅動單元進入拴鎖保護模式，或控制浮接點選擇單元選擇該馬達的該第一相電路及一第二相電路作為該第一浮接相及一第二浮接相，且該反電動勢偵測單元經配置以偵測該第一浮接相的反電動勢及該第二浮接相的反電動勢，以判斷是否輸出該切換訊號至該拴鎖保護單元，使該驅動單元進入該拴鎖保護模式。其中，在拴鎖保護模式中，驅動單元反覆驅動及停止馬達。

在一些實施例中，在該計數值累加到該預定計數值時，該反電動勢偵測單元經配置以偵測該第一浮接相的反電動勢及該第二浮接相的反電動勢是否具有對應該換相順序的該第一電壓位準或該第二電壓位準，若否，則判斷為輸出該切換訊號至該拴鎖保護單元，使該驅動單元進入該拴鎖保護模式。

在一些實施例中，該反電動勢偵測單元包括一遲滯比較器，經配置以偵測該第一浮接相之反電動勢或該第二浮接相的反電動勢是大於一遲滯電壓的正值或小於該遲滯電壓的負值，以產生一高電壓位準或一低電壓位準。

在一些實施例中，當該遲滯比較器被設定為該第二電壓位準以判斷該第一浮接相之反電動勢或該第二浮接相的反電動勢是否大於該遲滯電壓的正值時，若判斷該第一浮接相之反電動勢或該第二浮接相的反電動勢的反電動勢大於該遲滯電壓的正值時，則產生該高電壓位準以作為該偵測結果。

在一些實施例中，該計數單元經配置以接收一時脈訊號，且將該遮罩時間結束後，該時脈訊號的一週期作為該預定時間。

在一些實施例中，該計數單元經配置以接收一時脈訊號，且將該遮罩時間結束後，直到該時脈訊號出現首個上升緣或首個下降緣的期間作為該預定時間。

本發明的其中一有益效果在於，本發明所提供的具有拴鎖保護模式的馬達驅動裝置，在轉速超過預定轉速時，可直接進入拴鎖保護模式，以控制驅動單元反覆驅動及停止馬達，以嘗試推動馬達，以解除拴鎖狀況，同時使馬達溫升在安全範圍內，避免過熱造成馬達損壞。或者，可控制浮接點選擇單元選擇偵測馬達的其中兩個相電路，藉此正確判定馬達是否在拴鎖狀況下，以判定是否進入拴鎖保護模式。

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“馬達啟動裝置及方法”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信號，但這些元件或者信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，或者一信號與另一信號。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。

請一併參閱圖1至圖3，圖1為本發明實施例的馬達啟動電路的電路架構圖。

參閱圖1所示，本發明第一實施例提供一種具有拴鎖保護模式的馬達驅動裝置1，用於驅動一馬達11，其包括轉速偵測單元13、運轉單元10、驅動單元12、浮接點選擇單元14、反電動勢偵測單元16、控制單元18及拴鎖保護單元15。其中，馬達11可為無感測器的三相馬達。

轉速偵測單元13經配置以偵測馬達11的轉速，運轉單元10耦接於轉速偵測單元13，運轉單元10經配置以在轉速偵測單元13偵測到馬達11穩定運轉後，進入運轉模式，依據換相順序產生具有多個相位的運轉訊號S1，且換相順序係依據馬達11的預定轉動方向所設定。

驅動單元12耦接於運轉單元10及馬達11，經配置以在接收到運轉訊號S1時，以運轉訊號S1的該些相位驅動馬達11。

如圖2所示，圖2為本發明第一實施例的馬達及驅動單元的電路架構圖。驅動單元12可接收運轉訊號S1，以分別輸出開關訊號UH、UL、VH、VL、WH、WL來控制驅動單元12內之各個開關單元的導通或截止狀態。

一般而言，馬達11具有三個繞組，分別為U線圈繞組U、V線圈繞組V與W線圈繞組W。由圖2的電路架構可知，驅動單元12包括電晶體M1、M2、M3、M4、M5、M6，當電晶體M1與電晶體M5開啟時，此時馬達運轉的電流，由電源端經電晶體M1、馬達12的U線圈繞組U、V線圈繞組V，並再經由電晶體M5流到地端。

一般正常的馬達電流控制是由U線圈繞組U流向V線圈繞組V，U線圈繞組U流向W線圈繞組W，之後換向由U線圈繞組U流向W線圈繞組W，換向電流由V線圈繞組V流向W線圈繞組W，再由V線圈繞組V流向U線圈繞組U，V線圈繞組V流向W線圈繞組W。接著，其他的換相持續的控制U線圈繞組、V線圈繞組、W線圈繞組的電流流向，進而控制馬達的轉向，上述是馬達的換相方式，但這只是控制馬達換相的一種，其它的馬達的換相方式，於此不加以贅述。

再者，換相順序可例如為依序排列的UV、UW、VW、VU、WU及WV，依據此順序，啟動單元10可產生具有多個相位的初始啟動訊號S1，且換相順序UV、UW、VW、VU、WU及WV係依據馬達的預定轉動方向，例如正轉所設定。其中，U線圈繞組U作為浮接相時產生的反電動勢為Emf_A，V線圈繞組V作為浮接相時產生的反電動勢為Emf_B， W線圈繞組W作為浮接相時產生的反電動勢為Emf_C。

進一步，浮接點選擇單元14耦接於驅動單元12及馬達11，在初始啟動時，用來根據驅動單元12之驅動狀況，選擇馬達11上未被導通之浮接相。例如，以換相順序中的UV而言，即是U線圈繞組U及V線圈繞組V導通，而此時馬達11上未被導通之浮接相為W線圈繞組W，以換相順序中的UW而言，即是U線圈繞組U及W線圈繞組W導通，而此時馬達11上未被導通之浮接相為V線圈繞組V。

而當馬達11穩定運轉後進入運轉模式時，為了降低噪音，會將原本偵測多個浮接相的方式改為僅偵測其中之一，以減少電流不連續點。詳細而言，浮接點選擇單元14選擇馬達11的其中一相電路作為第一浮接相。

進一步，反電動勢偵測單元16耦接於浮接點選擇單元14，經配置以偵測第一浮接相之反電動勢具有第一電壓位準或第二電壓位準，以產生偵測結果。舉例來說，以換相順序中的UV而言，即是U線圈繞組U及V線圈繞組V導通，可設定反電動勢偵測單元16偵測馬達11的其中一個浮接相，例如為W線圈繞組W，以判斷是否具有對應換相順序的第一電壓位準或第二電壓位準。其中，第一電壓位準可為大於0的高電位，而第二電壓位準可為小於0的低電位，據此以產生偵測結果。

再者，控制單元18耦接於反電動勢偵測單元16及驅動單元14，經配置以依據換相順序，例如換相順序UV、UW、VW、VU、WU及WV，來控制反電動勢偵測單元16對浮接相之反電動勢進行偵測，以判定其具有第一電壓位準或第二電壓位準，並根據偵測結果，輸出換相訊號S2至驅動單元12。

例如，在馬達11由運轉訊號S1的第一相位驅動後，例如，第一相位可為控制U線圈繞組U及V線圈繞組V導通的開關訊號，而反電動勢偵測單元16偵測浮接相（此時為W線圈繞組W）的反電動勢（此時為反電動勢Emf_C）電壓是否具有第二電壓位準，若是，則產生偵測結果，控制單元18經配置以輸出換相訊號S2至驅動單元12。

當驅動單元12接收到換相訊號S2，可依據換相順序，以第一相位後的第二相位驅動馬達11。舉例來說，當第一相位為控制U線圈繞組U及V線圈繞組V導通的開關訊號，依據換相順序UV、UW、VW、VU、WU及WV，第二相位為控制U線圈繞組U及W線圈繞組W導通的開關訊號。接著，控制單元18控制反電動勢偵測單元16偵測浮接相（此時為V）的反電動勢（此時為反電動勢Emf_B）電壓是否具有第一電壓位準，若是，則產生偵測結果，控制單元18經配置以依據偵測結果輸出換相訊號S2至驅動單元14。更具體而言，控制單元18是依據換相順序，決定反電動勢偵測單元16此時要偵測的是第一電壓位準或第二電壓位準（例如大於0的高電位或小於0的低電位）。例如，依據換相順序UV及UW，以及預期要在U線圈繞組U、V線圈繞組V、W線圈繞組W上產生的反電動勢的趨勢，可決定反電動勢偵測單元16於換相順序UV時偵測第二電壓位準（小於0的低電位）。

此後，以三相無感測器馬達為例，以三相六步為一個循環，使馬達11運轉，同時，僅偵測其中一個浮接相的反電動勢電壓的高低準位，以作為換相基準。

此外，拴鎖保護單元15在接收到切換訊號S3時，控制驅動單元進入拴鎖保護模式。在拴鎖保護模式中，可控制驅動單元12反覆驅動及停止馬達11，以嘗試推動馬達11，同時使馬達11溫升在安全範圍內，避免過熱造成馬達11損壞。

以下說明切換至拴鎖保護模式的條件及時間點。詳細而言，轉速偵測單元13可進一步判斷馬達11的轉速是否超過預定轉速。當轉速偵測單元13判斷馬達11的轉速超過預定轉速，可進行兩種操作模式。其一，轉速偵測單元13可輸出切換訊號S3至拴鎖保護單元15，使拴鎖保護單元15直接控制驅動單元12進入拴鎖保護模式，以控制驅動單元12反覆驅動及停止馬達11，以嘗試推動馬達11，同時使馬達11溫升在安全範圍內，避免過熱造成馬達11損壞。

其二，轉速偵測單元13可控制浮接點選擇單元14選擇馬達11的第一相電路及第二相電路作為第一浮接相及第二浮接相。例如，浮接點選擇單元14可選擇U線圈繞組U及W線圈繞組W，而反電動勢偵測單元16可偵測第一浮接相的反電動勢及第二浮接相的反電動勢，以判斷是否輸出切換訊號S3至拴鎖保護單元15，使驅動單元12進入拴鎖保護模式。其用意在於，由於在馬達11因為外力造成拴鎖時，馬達11的轉子與定子間磁路的關係，會使得浮接相感應出錯誤的反電動勢，使反電動勢偵測單元16誤判馬達11正持續轉動，而無法執行栓鎖保護機制，導致馬達線圈過熱，因此，當浮接點選擇單元14選擇偵測馬達11的其中兩個相電路，即便其中之一符合對應換相順序的電壓位準，另一浮接相應無法偵測到符合對應換相順序的電壓位準，藉此可正確判定馬達是否在持續轉動。

也因此，當兩者中有其中之一不符合對應換相順序的電壓位準，則可產生切換訊號S3，使拴鎖保護單元15控制驅動單元進入拴鎖保護模式。在拴鎖保護模式中，可控制驅動單元12反覆驅動及停止馬達11，以嘗試推動馬達11，同時使馬達11溫升在安全範圍內，避免過熱造成馬達11損壞。

在一些實施例中，反電動勢偵測單元16可為一遲滯比較器，經配置以偵測上述第一浮接相之反電動勢或第二浮接相的反電動勢是大於遲滯電壓的正值，或小於遲滯電壓的負值，以產生高電壓位準H或低電壓位準L用於指示偵測結果。

例如，控制單元18可依據換相順序UV、UW、VW、VU、WU及WV，將遲滯比較器設定為第一電壓位準，進而判斷所設定的浮接相的反電動勢是否小於遲滯電壓的負值，或將遲滯比較器設定為第二電壓位準，以判斷所設定的浮接相的反電動勢是否大於遲滯電壓的正值。

詳細而言，在換相順序為UV時，控制單元18可將遲滯比較器設定為高電位，此時，遲滯比較器偵測第一浮接相之反電動勢（此時為W線圈繞組W的反電動勢Emf_C）是否小於遲滯電壓的負值。在換相順序為UW時，控制單元18可將遲滯比較器設定為低電位，此時，遲滯比較器偵測第二浮接相之反電動勢（此時為V線圈繞組V的反電動勢Emf_B）是否大於遲滯電壓的正值。如此，將可避免電壓小幅擾動造成比較器誤判反電動勢電壓的位準的情形，進而提昇偵測的精確度。

在一些實施例中，當遲滯比較器被設定為第一電壓位準並判斷第一浮接相的反電動勢是否小於該遲滯電壓的負值時，若判斷第一浮接相的反電動勢小於遲滯電壓的負值時，則產生低電壓位準以作為偵測結果，並據此產生換相訊號。或者，遲滯比較器可被設定為第一電壓位準並判斷第二浮接相的反電動勢是否小於該遲滯電壓的負值，以用於判定是否進入拴鎖保護模式。

另一方面，當遲滯比較器被設定為第二電壓位準以判斷第一浮接相的反電動勢是否大於遲滯電壓的正值時，若判斷第一浮接相的反電動勢大於遲滯電壓的正值，則產生高電壓位準以作為偵測結果，並據此產生換相訊號。或者，遲滯比較器可被設定為第二電壓位準並判斷第二浮接相的反電動勢是否大於遲滯電壓的正值，以用於判定是否進入拴鎖保護模式。

因此，本發明第一實施例提供的具有拴鎖保護模式的馬達驅動裝置，在轉速超過預定轉速時，可直接進入拴鎖保護模式，以控制驅動單元反覆驅動及停止馬達，以嘗試推動馬達，以解除拴鎖狀況，同時使馬達溫升在安全範圍內，避免過熱造成馬達損壞。或者，可控制浮接點選擇單元選擇偵測馬達的其中兩個相電路，藉此正確判定馬達是否在拴鎖狀況下，以判定是否進入拴鎖保護模式。

進一步，請參照圖3，其為本發明第二實施例的具有拴鎖保護模式的馬達啟動電路的電路架構圖。

本發明第二實施例另外提供一種具有拴鎖保護模式的馬達驅動裝置1’，用於驅動馬達11，其包括轉速偵測單元13、運轉單元10、驅動單元12、浮接點選擇單元14、反電動勢偵測單元16、控制單元18、拴鎖保護單元15及計數單元17。

其中，轉速偵測單元13、運轉單元10、驅動單元12、浮接點選擇單元14、反電動勢偵測單元16之運作類似於本發明的第一實施例，故不在此贅述。

與第一實施例不同之處在於，控制單元18進一步在產生換相訊號S2後，控制反電動勢偵測單元16在遮罩時間後才偵測第一浮接相的反電動勢。此處，遮罩時間之設計在於避免浮接相在換相時，剛切換而未達到穩定電壓時，會造成反電動勢電壓位準的誤判情形。

類似的，拴鎖保護單元15在接收到切換訊號S3時，控制驅動單元12進入拴鎖保護模式。在拴鎖保護模式中，可控制驅動單元12反覆驅動及停止馬達11，以嘗試推動馬達11，同時使馬達11溫升在安全範圍內，避免過熱造成馬達11損壞。

本實施例的馬達驅動裝置1’進一步包括計數單元17，經配置以在反電動勢偵測單元16於遮罩時間MSK結束後一預定時間內偵測到換相訊號S2產生時，將計數值增加1。

請參照圖4A至圖4C，其為本發明第二實施例的遮罩時間與馬達驅動訊號示意圖。換言之，通常遮罩時間MSK結束後距離換相點仍有一段時間，而此遮罩時間MSK實際上會隨著轉速上升而下降，而若遮罩時間MSK結束後，連續一段時間，反電動勢偵測單元16均馬上於第一浮接相偵測到對應換相順序的預定電壓位準，則代表馬達可能已經在拴鎖狀態下。

因此，配置計數單元17進行計數，若在預定時間內使計數值累加到預定計數值時，可進行兩種操作模式。類似的，其一，轉速偵測單元13可輸出切換訊號S3至拴鎖保護單元15，使拴鎖保護單元15直接控制驅動單元12進入拴鎖保護模式，以控制驅動單元12反覆驅動及停止馬達11，以嘗試推動馬達11，同時使馬達11溫升在安全範圍內，避免過熱造成馬達11損壞。

類似的，在本實施例中，反電動勢偵測單元16亦可為一遲滯比較器，經配置以偵測上述第一浮接相之反電動勢或第二浮接相的反電動勢是大於遲滯電壓的正值，或小於遲滯電壓的負值，以產生高電壓位準H或低電壓位準L用於指示偵測結果。其實施方式已經在第一實施例中描述過，且亦可應用於本實施例的反電動勢偵測單元16，故不在此贅述。

需要說明的是，計數單元17可經配置以接收時脈訊號CLK。此時脈訊號CLK可為時脈產生單元所產生，或來自於馬達驅動裝置內建的PWM訊號產生器所產生。其中，計數單元17可將在遮罩時間MSK結束後，時脈訊號CLK的一週期(例如，由高位準至低位準為一循環的時脈訊號CLK的週期)作為預定時間，或者，在一些實施例中，當時脈訊號CLK為PWM訊號時，可將在遮罩時間MSK結束後，直到出現首個上升緣或首個下降緣的期間作為預定時間。本發明不限於此。

因此，本發明第二實施例提供的具有拴鎖保護模式的馬達驅動電路，可通過計數單元及遮罩時間的設定來判定馬達是否處在拴鎖狀態，提昇判斷的精確度，並且可讓使用者以不同方式設定預定時間，在轉速超過預定轉速時，可直接進入拴鎖保護模式，以控制驅動單元反覆驅動及停止馬達，以嘗試推動馬達，以解除拴鎖狀況，同時使馬達溫升在安全範圍內，避免過熱造成馬達損壞。或者，可控制浮接點選擇單元選擇偵測馬達的其中兩個相電路，藉此正確判定馬達是否在拴鎖狀況下，以判定是否進入拴鎖保護模式。

[實施例的有益效果]

此外，可通過計數單元及遮罩時間的設定來判定馬達是否處在拴鎖狀態，提昇判斷的精確度，並且可讓使用者以不同方式設定預定時間，以提昇系統應用的靈活度。

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。

1、1’:馬達驅動裝置 10:運轉單元 11:馬達 12:驅動單元 13:轉速偵測單元 14:浮接點選擇單元 15:拴鎖保護單元 16:反電動勢偵測單元 17:計數單元 18:控制單元 S1:運轉訊號 S2:換相訊號 S3:切換訊號 M1、M2、M3、M4、M5、M6:電晶體 UH、UL、VH、VL、WH、WL:開關訊號 U:U線圈繞組 V:V線圈繞組 W:W線圈繞組 Emf_A、Emf_B、Emf_C:反電動勢 CLK:時脈訊號 MSK:遮罩時間

圖1為本發明第一實施例的具有拴鎖保護模式的馬達啟動電路的電路架構圖。

圖2為本發明第一實施例的馬達及驅動單元的電路架構圖。

圖3為本發明第二實施例的具有拴鎖保護模式的馬達啟動電路的電路架構圖。

圖4A至圖4C為本發明第二實施例的遮罩時間與馬達驅動訊號示意圖。

1:馬達驅動裝置

10:運轉單元

11:馬達

12:驅動單元

13:轉速偵測單元

14:浮接點選擇單元

15:拴鎖保護單元

16:反電動勢偵測單元

18:控制單元

S1:運轉訊號

S2:換相訊號

S3:切換訊號

Claims

一種具有拴鎖保護模式的馬達驅動裝置，用於驅動一馬達，其包括：一轉速偵測單元，經配置以偵測該馬達的轉速；一運轉單元，經配置以在該轉速偵測單元偵測到該馬達穩定運轉後，進入一運轉模式，該運轉單元依據一換相順序產生具有多個相位的一運轉訊號，且該換相順序係依據該馬達的一預定轉動方向所設定；一驅動單元，耦接於該運轉單元及該馬達，經配置以該些相位驅動該馬達；一浮接點選擇單元，耦接於該驅動單元及該馬達，經配置以在該運轉模式下選擇該馬達的一第一相電路作為一第一浮接相；一反電動勢偵測單元，耦接於該浮接點選擇單元，經配置以偵測該第一浮接相之反電動勢具有對應該換相順序的一第一電壓位準或一第二電壓位準，以產生一偵測結果；以及一控制單元，耦接於該反電動勢偵測單元及該驅動單元，經配置以根據該偵測結果，輸出一換相訊號至該驅動單元，以使該驅動單元依據該換相順序及該換相訊號，以該運轉訊號驅動該馬達；一拴鎖保護單元，經配置以在接收到一切換訊號時，控制該驅動單元進入該拴鎖保護模式，其中該轉速偵測單元經配置以判斷該馬達的轉速是否超過一預定轉速，若是，則輸出該切換訊號至該拴鎖保護單元，使該驅動單元進入該拴鎖保護模式，或控制該浮接點選擇單元選擇該馬達的該第一相電路及一第二相電路作為該第一浮接相及一第二浮接相，且該反電動勢偵測單元經配置以偵測該第一浮接相的反電動勢及該第二浮接相的反電動勢，以判斷是否輸出該切換訊號至該拴鎖保護單元，使該驅動單元進入該拴鎖保護模式，其中在該拴鎖保護模式中，該驅動單元反覆驅動及停止該馬達。
如申請專利範圍第1項所述的具有拴鎖保護模式的馬達驅動裝置，其中在該轉速偵測單元判斷該馬達的轉速超過該預定轉速時，該反電動勢偵測單元經配置以偵測該第一浮接相的反電動勢及該第二浮接相的反電動勢是否具有對應該換相順序的該第一電壓位準或該第二電壓位準，若否，則判斷為輸出該切換訊號至該拴鎖保護單元，使該驅動單元進入該拴鎖保護模式。
如申請專利範圍第1項所述的具有拴鎖保護模式的馬達驅動裝置，其中該反電動勢偵測單元包括一遲滯比較器，經配置以偵測該第一浮接相之反電動勢或該第二浮接相的反電動勢是大於一遲滯電壓的正值或小於該遲滯電壓的負值，以產生一高電壓位準或一低電壓位準。
如申請專利範圍第2項所述的具有拴鎖保護模式的馬達驅動裝置，其中該控制單元經配置以依據該些相位的該換相順序將該遲滯比較器設定為該第一電壓位準，以判斷該第一浮接相之反電動勢或該第二浮接相的反電動勢是否小於該遲滯電壓的負值，或將該遲滯比較器設定為該第二電壓位準，以判斷該第一浮接相之反電動勢或該第二浮接相的反電動勢是否大於該遲滯電壓的正值。
如申請專利範圍第3項所述的具有拴鎖保護模式的馬達驅動裝置，其中當該遲滯比較器被設定為該第一電壓位準並判斷該第一浮接相之反電動勢或該第二浮接相的反電動勢是否小於該遲滯電壓的負值時，若判斷該第一浮接相之反電動勢或該第二浮接相的反電動勢小於該遲滯電壓的負值時，則產生該低電壓位準。
如申請專利範圍第4項所述的具有拴鎖保護模式的馬達驅動裝置，其中當該遲滯比較器被設定為該第二電壓位準以判斷該第一浮接相之反電動勢或該第二浮接相的反電動勢是否大於該遲滯電壓的正值時，若判斷該第一浮接相之反電動勢或該第二浮接相的反電動勢的反電動勢大於該遲滯電壓的正值時，則產生該高電壓位準。
一種具有拴鎖保護模式的馬達驅動裝置，用於驅動一馬達，其包括：一轉速偵測單元，經配置以偵測該馬達的轉速；一運轉單元，經配置以在該轉速偵測單元偵測到該馬達穩定運轉後，進入一運轉模式，該運轉單元依據一換相順序產生具有多個相位的一運轉訊號，且該換相順序係依據該馬達的一預定轉動方向所設定；一驅動單元，耦接於該運轉單元及該馬達，經配置以該些相位驅動該馬達；一浮接點選擇單元，耦接於該驅動單元及該馬達，經配置以在該運轉模式下選擇該馬達的一第一相電路作為一第一浮接相；一反電動勢偵測單元，耦接於該浮接點選擇單元，經配置以偵測該第一浮接相之反電動勢具有一第一電壓位準或一第二電壓位準，以產生一偵測結果；以及一控制單元，耦接於該反電動勢偵測單元及該驅動單元，經配置以根據該偵測結果，輸出一換相訊號至該驅動單元，以使該驅動單元依據該換相順序及該換相訊號，以該運轉訊號驅動該馬達，且在產生該換相訊號後，控制該反電動勢偵測單元在一遮罩時間後才偵測該第一浮接相的反電動勢；一拴鎖保護單元，經配置以在接收到一切換訊號時，控制該驅動單元進入該拴鎖保護模式；一計數單元，經配置以在該反電動勢偵測單元於該遮罩時間結束後一預定時間內偵測到該換相訊號產生時，將一計數值增加，並在該計數值累加到一預定計數值時，輸出該切換訊號至該拴鎖保護單元，使該驅動單元進入該拴鎖保護模式，或控制該浮接點選擇單元選擇該馬達的該第一相電路及一第二相電路作為該第一浮接相及一第二浮接相，且該反電動勢偵測單元經配置以偵測該第一浮接相的反電動勢及該第二浮接相的反電動勢，以判斷是否輸出該切換訊號至該拴鎖保護單元，使該驅動單元進入該拴鎖保護模式，其中在該拴鎖保護模式中，該驅動單元反覆驅動及停止該馬達。
如申請專利範圍第7項所述的具有拴鎖保護模式的馬達驅動裝置，其中在該計數值累加到該預定計數值時時，該反電動勢偵測單元經配置以偵測該第一浮接相的反電動勢及該第二浮接相的反電動勢是否具有對應該換相順序的該第一電壓位準或該第二電壓位準，若否，則判斷為輸出該切換訊號至該拴鎖保護單元，使該驅動單元進入該拴鎖保護模式。
如申請專利範圍第7項所述的具有拴鎖保護模式的馬達驅動裝置，其中該反電動勢偵測單元包括一遲滯比較器，經配置以偵測該第一浮接相之反電動勢或該第二浮接相的反電動勢是大於一遲滯電壓的正值或小於該遲滯電壓的負值，以產生一高電壓位準或一低電壓位準。
如申請專利範圍第9項所述的具有拴鎖保護模式的馬達驅動裝置，其中該控制單元經配置以依據該些相位的該換相順序將該遲滯比較器設定為該第一電壓位準，以判斷該第一浮接相之反電動勢或該第二浮接相的反電動勢是否小於該遲滯電壓的負值，或將該遲滯比較器設定為該第二電壓位準，以判斷該第一浮接相之反電動勢或該第二浮接相的反電動勢是否大於該遲滯電壓的正值。
如申請專利範圍第10項所述的具有拴鎖保護模式的馬達驅動裝置，其中當該遲滯比較器被設定為該第一電壓位準並判斷該第一浮接相之反電動勢或該第二浮接相的反電動勢是否小於該遲滯電壓的負值時，若判斷該第一浮接相之反電動勢或該第二浮接相的反電動勢小於該遲滯電壓的負值時，則產生該低電壓位準。
如申請專利範圍第11項所述的具有拴鎖保護模式的馬達驅動裝置，其中當該遲滯比較器被設定為該第二電壓位準以判斷該第一浮接相之反電動勢或該第二浮接相的反電動勢是否大於該遲滯電壓的正值時，若判斷該第一浮接相之反電動勢或該第二浮接相的反電動勢的反電動勢大於該遲滯電壓的正值時，則產生該高電壓位準。
如申請專利範圍第7項所述的具有拴鎖保護模式的馬達驅動裝置，其中該計數單元經配置以接收一時脈訊號，且將該遮罩時間結束後，該時脈訊號的一週期作為該預定時間。
如申請專利範圍第7項所述的具有拴鎖保護模式的馬達驅動裝置，其中該計數單元經配置以接收一時脈訊號，且將該遮罩時間結束後，直到該時脈訊號出現首個上升緣或首個下降緣的期間作為該預定時間。