馬達控制裝置的製作方法

2023-07-25 23:01:11 4

專利名稱：馬達控制裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種控制裝置，特別涉及一種馬達的控制裝置。
技術背景在目前馬達控制的領域當中，通過霍爾組件可感應馬達;茲極轉動時的位 置，因此在馬達的控制裝置中，可通過適當地擺設霍爾組件以監控馬達運轉。如圖1與圖2所示，已知的電子系統1包括霍爾組件11、馬達12以及 控制器13。該霍爾組件11擺設於位置P！以感測該馬達12在轉動時》茲極的 變化。該控制器13依據該霍爾組件11的感測結果調整該馬達12的驅動電 流121。然而，當該馬達12轉速提高時，若該霍爾組件ll仍擺設於該位置Pp 則該驅動電流121在接近反向點時容易產生突波(如圖2所示)，且該驅動 電流121的相位將落後於該馬達12的驅動電壓，因而造成該馬達12運轉時 容易產生噪音並以較差效率運轉。目前為改善上述情形，將該霍爾組件11擺設於位置P2，如此一來該馬 達12在高速運轉時，該驅動電流121與驅動電壓之間的相位差，以及該驅 動電流121在接近反向點時容易產生突波的情況將得以改善，因而該馬達12 的噪音得以減小，運轉效率得以提高。但是該馬達12在低速運轉時的效率 降低且噪音提高。因此，當該馬達12在不同轉速之下，該霍爾組件ll擺設於適當的位置Pp該位置P2或其它轉速下對應的最佳擺設位置，將影響該控制器13控制該馬達12的效能。因此，本發明提供一種馬達的控制裝置，以期能夠當馬達轉速變換時不 必考慮傳感器擺設位置的影響，並能夠確實反應及適當的調整馬達的轉速， 進而提升馬達的工作效率以及使用壽命，減少馬達運轉時產生的噪音。發明內容有鑑於上述課題，本發明的目的為提供一種能夠當馬達轉速變換時不必考慮傳感器的擺設位置的馬達的控制裝置。於是，為達到上述目的，本發明的一種馬達控制裝置包括一感測電路、 一相移電路、 一比較電路以及一控制電路。該感測電路感測該馬達，並產生 一感測信號。該相移電路與該感測電路電連接，其接收及依據該感測信號以 產生一相移信號。該比較電路與該相移電路電連接，其接收及依據該相移信 號以產生一比較信號。該控制電路與該比較電路及該馬達電連接，其接收及 依據該比較信號而產生一控制信號以控制該馬達的轉速。承上所述，本發明的該馬達控制裝置增加該相移電路及該比較電路，通 過該相移電路將該感測信號相移而產生該相移信號，並通過該比較電路比較 該相移信號以產生該比較信號，且僅需將該感測電路鄰設於該馬達的一固定 位置，即可感測該馬達的轉速。此種方式，不僅可通過該相移電^各依據該感 測信號就可立即適當地調整該馬達的轉速，還不需一再改變該感測電路的感 測位置，如此一來即可提升該馬達的工作效率以及使用壽命，並減少馬達運 轉時產生的噪音。


圖1為已知電子系統的示意圖； 圖2為已知電子系統的馬達驅動電流的波形示意圖； 圖3為依據本發明較佳實施例的馬達控制裝置的示意圖； 圖4為圖3的等效電路的示意圖；以及圖5為依據本發明較佳實施例的馬達控制裝置，其感測信號、相移信號 及比較信號的波形示意圖。附圖符號說明 1:電子系統 12、 M:馬達 13:控制器 21:感測電路 22:相移電路 222:第二相位調整單元 231:運算放大器11:霍爾組件121:驅動電流'2:控制裝置211:霍爾傳感器221:第一相位調整單元23:比較電路24:控制電路Cl:第一電容器 C3:第三電容器 Sl:感測信號C2: 第二電容器 C4:第四電容器S1A:第一子感測信號S2:相移信號S2B:第二子相移信號S1B:第二子感測信號 S2A:第一子相移信號 S3:比較信號 Pp P2:位置S4:控制信號 R:電阻器Rl:第一電阻器 R3:第三電阻器 R5:第五電阻器 12:第二輸入端R2:第二電阻器 R4:第四電阻器 II:第一輸入端 0:輸出端具體實施方式
以下將參照相關附圖，說明依據本發明較佳實施例的一種馬達控制裝置。請同時參考圖3至圖4所示，其中圖4為圖3的等效電路示意圖。本發 明較佳實施例的馬達M的控制裝置2包括一感測電路.21、 一相移電路22、 一比較電路23以及一控制電路24。本實施例的該馬達M,在實施上可應用 於各種電子裝置，例如一風扇裝置。在本實施例中，該感測電路21包括一霍爾傳感器(hall sensor)211及 一電阻器R，並通過該霍爾傳感器211相鄰設置於該馬達M的一固定位置， 以感應該馬達M轉動時》茲極的變化，並產生一感測信號S1。此外，本實施例 的該感測信號Sl具有一第一子感測信號S1A及一第二子感測信號S1B,並分 別自該感測電路21的該霍爾傳感器211的兩端輸出(如圖4所示)，且在實 施上，該第一子感測信號S1A與該第二子感測信號S1B的相位差為180度(如 圖5所示)。請再同時參考圖3與圖4所示，該相移電路22與該感測電路21電連接， 並接收及依據該感測信號Sl以產生一相移信號S2，而該相移信號S2具有一 第一子相移信號S2A及一第二子相移信號S2B。在實施上，該第一子相移信 號S2A及該第二子相移信號S2B的相位差為180度。另外，該相移電路22包括一第一相位調整單元221及一第二相位調整單元222 (如圖4所示)。該第一相位調整單元221具有一第一電阻器R1、 一 第一電容器C1、 一第二電阻器R2、 一第二電容器C2及一第三電阻器R3。該 第一電阻器R1的一端與該感測電路21的該霍爾傳感器211的一端電連接， 以接收該感測信號Sl的該第一子感測信號S1A。該第一電容器Cl的一端與 該第一電阻器Rl的該端電連接，其另一端與該第一電阻器Rl的另一端電連 接。該第二電阻器R2的一端與該第一電阻器Rl的該另端電連接，並傳輸該 相移信號S2的該第一子相移信號S2A。該第二電容器R2的一端與該第二電 阻器R2的該端電連接，其一端與該第二電阻器R2的另一端電連接。該第三 電阻器R3的一端與該第二電阻器R2的該另端電連接，其另一端接地。該第二相位調整單元222具有一第四電阻器R4、 一第三電容器C3、 一 第五電阻器R5、 一第四電容器C4以及一第六電阻器R6。該第四電阻器R4 的一端與該感測電路21的該霍爾傳感器211的另一端電連接，以接收該感 測信號Sl的該第二子感測信號S1B。該第三電容器R3的一端與該第四電阻 器R4的該端電連接，其另一端與該第四電阻器R4的另一端電連接。第五電 阻器R5的一端與該第四電阻器R4的該另端電連接，並傳輸該相移信號S2 的該第二子相移信號S2B。第四電容器R4的一端與該第五電阻器R5的該端 電連接，其另一端與該第五電阻器R5的另一端電連接。該第六電阻器R6的 一端與該第五電阻器R5的該另端電連接，其另一端接地。請再參考圖3與圖4所示，本實施例的該比較電路23包括一運算放大 器231,而該運算放大器231具有一第一輸入端II、 一第二輸入端I2及一 輸出端0。該第一輸入端II與該相移電路22的該第一相位調整單元221電 連接，以接收該第一子相移信號S2A。該第二輸入端12與該相移電路22的 該第二相位調整單元222電連接，以接收該第二子相移信號S2B。該比較電 路23的該運算放大器231比較該第一子相移信號S2A與該第二子相移信號 S2B,而在該運算放大器231的該輸出端0輸出一比較信號S3。在本實施例中，該比較信號S3在實施上為一方波(如圖5所示)，並具 有一高電平及一低電平，當該第一子相移信號S2A大於該第二子相移信號 S2B時，該比較信號S3為該高電平，而當該第一子相移信號S2A小於該第二 子相移信號S2B時，該比較信號S3為該低電平。此外，請再參考圖5所示，本實施例的該感測信號Sl與該相移信號S2 相差一相位角度6 ,而該比較信號S3依據該相移信號S2的該第一子相移信號S2A的值與該第二子相移信號S2B的值相互比較所得的結果而產生，故當 該感測信號Sl與該相移信號S2相差該相位角度6即相位差時，則該感測信 號Sl與該比較信號S3也相差該相位角度6 。在本實施例中，該控制電路24可為一可程序晶片、 一集成電路、 一處 理器、 一數位訊號處理器、 一微控制器或一微處理晶片，其接收該比較信號 S3，並依據該比較信號S3以產生一控制信號S4至該馬達M以調整轉速。本實施例的該控制裝置2在該感測電路21及該控制電路24之間，增加 該相移電路22及該比較電路23,以通過該相移電路22依據該感測信號Sl 而產生該相移信號S2,再通過該比較電路23依據該相移信號S2而產生比較 信號S3，使該控制電路24可依據該比較信號S3而產生該控制信號S4以控 制該馬達M的轉速。此種方式，不僅不需一再變換該參測電路21中的該霍 爾傳感器211的擺設位置，僅需通過該相移調整電路調整該感測信號Sl的 相位就可立即調整該馬達M的轉速，以提升該馬達M的工作效率以及使用壽 命，並減少馬達運轉時產生的噪音。綜上所述，本發明的馬達控制裝置增加該相移電路及該比較電路，通過 該相移電路使該感測信號產生相位移而產生該相移信號，並通過該比較電路 比較該相移信號以產生該比較信號。且僅需將該感測電路鄰設於該馬達的一 固定位置，即可感測該馬達的轉速。此種方式，不^l可通過該相移電路依據 該感測信號就可立即適當地調整該馬達的轉速，還不需一再改變該感測電路 的感測位置，如此一來即可提升該馬達的工作效率以及使用壽命，又減少馬 達運轉時產生的噪音。以上所述僅為舉例性，而並非用以限制本發明。任何未脫離本發明的精 神與範疇，而對其進行的等效修改或變更，均應包含於本申請的權利要求 中。
權利要求
1、一種馬達控制裝置，包括一感測電路，感測該馬達，並產生一感測信號；一相移電路，與該感測電路電連接，其接收及依據該感測信號以產生一相移信號；一比較電路，與該相移電路電連接，其接收及依據該相移信號以產生一比較信號；以及一控制電路，與該比較電路及該馬達電連接，其接收及依據該比較信號以產生一控制信號控制該馬達的轉速。
2、 如權利要求1所述的控制裝置，其中該感測電路包括一霍爾傳感器。
3、 如權利要求1所述的控制裝置，其中該感測信號具有一第一子感測 信號及一第二子感測信號。
4、 如權利要求3所述的控制裝置，其中該第一子感測信號與該第二子 感測信號的相位差為180度。
5、 如權利要求1所述的控制裝置，其中該相移電路包括 一第一相位調整單元，與該感測電路電連接，其接收及依據該感測信號以產生一第一子相移信號；以及一第二相位調整單元，與該感測電路電連接，其接收及依據該感測信號 以產生一第二子相移信號。
6、 如權利要求5所述的控制裝置，其中該第一相位調整單元包括 一第一電阻器，其一端與該感測電路電連接，以接收該感測信號； 一第一電容器，其一端與該第一電阻器的該端電連接，其另一端與該第一電阻器的另一端電連接；一第二電阻器，其一端與該第一電阻器的該另端電連接，並傳輸該第一 子相移信號；一第二電容器，其一端與該第二電阻器的該端電連接，其另一端與該第 二電阻器的另一端電連接；以及一第三電阻器，其一端與該第二電阻器的該另端電連接，其另一端接地。
7、 如權利要求5所述的控制裝置，其中該第二相位調整單元包括 一第四電阻器，其一端與該感測電路電連接，以接收該感測信號；一第三電容器，其一端與該第四電阻器的該端電連接，其另一端與該第四電阻器的另一端電連接；一第五電阻器，其一端與該第四電阻器的該另端電連接，並傳輸該第二 子相移信號；一第四電容器，其一端與該第五電阻器的該端電連接，其另一端與該第 五電阻器的另一端電連接；以及一第六電阻器，其一端與該第五電阻器的該另端電連接，其另一端接地。
8、 如權利要求1所述的控制裝置，其中該相移信號具有該第一子相移 信號及該第二子相移信號。
9、 如權利要求5或8所述的控制裝置，其中該第一子相移信號及該第 二子相移信號的相位差為180度。
10、 如權利要求1所述的控制裝置，其中該比較電路包括一運算放大器， 其具有一第一輸入端、 一第二輸入端及一輸出端，該第一輸入端與該第二輸 入端分別與該相移電路電連接以接收該相移信號，而該輸出端則傳輸該比較 信號。
11、 如權利要求1所述的控制裝置，其中該比較信號的波形為一方波。
12、 如權利要求1所述的控制裝置，其中該感測信號與該相移信號的相 位差與該感測信號與該比較信號的相位差相等。
13、 如權利要求1所述的控制裝置，其中該感測信號與該相移信號相差 一相位角度。
14、 如權利要求1所述的控制裝置，其中該控制電路為一可程序晶片、 一集成電路、 一處理器、 一數位訊號處理器、 一微控制器或一微處理晶片。
全文摘要
一種馬達控制裝置包括一感測電路、一相移電路、一比較電路以及一控制電路。該感測電路感測該馬達，並產生一感測信號。該相移電路與該感測電路電連接，其接收及依據該感測信號以產生一相移信號。該比較電路與該相移電路電連接，其接收及依據該相移信號以產生一比較信號。該控制電路與該比較電路及該馬達電連接，其接收及依據該比較信號而產生一控制信號以控制該馬達的轉速。
文檔編號H02P6/08GK101325391SQ200710110358
公開日2008年12月17日 申請日期2007年6月13日 優先權日2007年6月13日
發明者蔡明熹, 邱俊隆 申請人:臺達電子工業股份有限公司