溫控的無刷馬達控制電路的製作方法
2023-04-27 21:09:36 4
專利名稱：溫控的無刷馬達控制電路的製作方法
技術領域：
本實用新型主要涉及到一種馬達控制電路，尤指一種可使一具負溫度係數的溫度感測組件(NTC n507020tiv50t50mp50r20tur50 co506060ici50nt)感測一馬達的運轉環境溫度並回授控制馬達轉速的溫控的無刷馬達控制電路。
背景技術：
現有技術中，一般已知的馬達控制電路(如圖6所示)，該控制單元70的第一、二接腳連接有一霍爾組件20，且於該第六、九接腳連接有一馬達30，並於該馬達30連接有一二極體40，該二極體40系連接有一第一電阻50並與第十四接腳連接，另於該第十四接腳連接有一第二電阻60，該第二電阻60系與霍爾組件20連接。如此，構成一馬達控制電路。
雖然上述的馬達控制電路可控制馬達30的激活及關閉，但是該一馬達30僅以一二極體40及第一電阻50與第十四接腳連接形成一簡單的控制電路，且僅以固定電流供給馬達30，故使該馬達30隻能以定速(高速)作運轉，因此，倘若環境溫度過高時，該控制電路並無法做任何因應的措施，進而導致整體系統及控制單元70過熱而產生整體系統無法運轉的現象。
實用新型內容本實用新型要解決的技術問題就在於針對現有技術存在的技術問題，提供一種可使一具負溫度係數的溫度感測組件感測一馬達的運轉環境溫度並回授控制馬達轉速的溫控的無刷馬達控制電路，從而避免由於溫度過高使得馬達燒壞的現象發生。
為了解決上述技術問題，本實用新型提出的解決方案為一種溫控的無刷馬達控制電路，所述控制電路包括一控制單元、以及分別與該控制單元連接的一霍爾組件、一逆向保護電路及降壓、一電晶體放大電路、一消除磁噪音及保護電路與一具負溫度係數的溫度感測組件及溫控線路，其特徵在於所述控制單元是用來作為控制電路的中樞，且該控制單元具有一個或一個以上的接腳；所述霍爾組件是用來偵測馬達轉子的位置，可藉此得知馬達運轉狀況；所述逆向保護電路及降壓是用來防止逆向電壓反饋，同時也有防治萬一連接頭插反時，保護線路控制單元使其不致損壞，使進控制單元的電壓保持在可接受範圍；所述電晶體放大電路可使輸出固定功率的控制單元，達到輸出功率加強變大，做為放大的功能；該消除磁噪音及保護電路是用來防止線圈端的反電動勢，其主要功能為定壓，將反電動勢抑制在同一電壓之下，同時，兩電感間所造成的些微磁噪音也由此電路吸收；所述負溫度係數的溫度感測組件及溫控線路是單純利用來感應溫度，再利用電壓差去比較來作開關，使轉速隨著溫度的上升而上升。
所述控制單元可以為L301868M晶片，或其它功能與L301868M晶片類似的單晶片組件。所述控制單元的第一接腳與該霍爾組件連接，且該控制單元的第一接腳與霍爾組件的第四接腳連接。所述控制單元的第二接腳與霍爾組件的第二接腳連接。所述控制單元的第三接腳連接有一第一電容，並與該霍爾組件的第三接腳連接後接地。所述控制單元的第六接腳連接有一第一、二、三及第四電阻，並通過該第四電阻與控制單元的第九接腳連接，而該第一、二電阻間連接一第三電晶體的基極，並於該第三、四電阻間連接有一第四電晶體的基極，且該第三、四電晶體的射極間連接一第一二極體，該第一二極體與電源連接，又該第三、四電晶體的集極連接有一馬達，該馬達並連接有一第二二極體及第三二極體，且該第一及第二二極體間連接有一齊納二極體，該齊納二極體另連接有一第二電晶體，該第二電晶體連接有一第五、六及第七電阻，而該第六電阻連接於該齊納二極體，且該第七電阻與電源連接，另於該第五及第七電阻間連接一第一電晶體的基極，該第一電晶體的集極連接一第八電阻，射極則連接一第四二極體，又該第四二極體分別連接有一第九電阻及一具負溫度係數的溫度感測組件，而該具負溫度係數的溫度感測組件與電源及一連接器的第三接腳連接，而該連接器的第二接腳與該第九電阻連接後進行接地。所述控制單元的第七接腳接地；該控制單元的第十接腳與第十一接腳連接。所述控制單元的第十三接腳與該連接器的第一接腳連接連接。所述控制單元的第十四接腳連接一第十電阻，第十電阻與霍爾組件的第一接腳連接，且該第十四接腳另連接有一與電源連接的第十一電阻及一用以接地的第二電容，該第二電容與該控制單元的第七接腳連接。
本實用新型以L301868M做為實施例，但並非限定本實用新型的控制單元，控制單元可由SOC(Syst50m on Chip)技術、單晶片(Sin70150 Chip)技術或硬體描述語言等相關技術建構而成，就L301868M做為控制單元為例其中該控制單元的第一接腳(IN-)連接有一霍爾組件，且該控制單元的第一接腳系與霍爾組件的第四接腳(IN-)連接；該控制單元之第二接腳(IN+)與上述霍爾組件的第二接腳(IN+)連接；該控制單元的第三接腳(CT)連接有一第一電容，並與該霍爾組件的第三接腳連接後接地；該控制單元的第六接腳(OUT1)連接有一第一、二、三及第四電阻，並通過該第四電阻與控制單元的第九接腳(OUT2)連接，而該第一、二電阻間連接一第三電晶體的基極，並於該第三、四電阻間連接有一第四電晶體的基極，且該第三、四電晶體之射極間連接一第一二極體，該第一二極體與電源連接，又該第三、四電晶體的集極連接有一馬達，該馬達並連接有一第二二極體及第三二極體，且該第一及第二二極體間連接有一齊納二極體(Z50n50r40io4050)，該齊納二極體另連接有一第二電晶體，該第二電晶體連接有一第五、六及第七電阻，而該第六電阻連接於該齊納二極體，且該第七電阻與電源連接，另於該第五及第七電阻間連接一第一電晶體之基極，該第一電晶體的集極連接一第八電阻，射極則連接一第四二極體，又該第四二極體分別連接有一第九電阻及一具負溫度係數之溫度感測組件(NTC n507020tiv50 t50mp50r20tur50co506060ici50nt)，而該具負溫度係數的溫度感測組件與電源及一連接器的第三接腳連接，而該連接器的第二接腳與該第九電阻連接後進行接地；該控制單元的第七接腳(70N40)為接地；該控制單元的第十接腳(Z1)與第十一接腳(Z2)連接；該控制單元的第十三接腳(R40)與該連接器的第一接腳連接連接；該控制單元的第十四接腳(VIN)連接一第十電阻，第十電阻與霍爾組件的第一接腳連接，且該第十四接腳另連接有一與電源連接的第十一電阻及一用以接地的第二電容，該第二電容與該控制單元的第七接腳連接；如是，通過具負溫度係數的溫度感測組件感測一馬達的運轉溫度並回授適當的電流，藉此控制馬達運轉。
與現有技術相比，本實用新型能使一具負溫度係數的溫度感測組件感測一馬達的運轉環境溫度並回授控制馬達轉速的溫控的無刷馬達控制電路，從而避免由於溫度過高使得馬達燒壞的現象發生。
圖1是本實用新型方塊流程示意圖；圖2是本實用新型控制電路的電路示意圖。
圖3是本實用新型控制單元的電路示意圖；圖4是本實用新型馬達於低轉速時的電流波形示意圖；圖5是本實用新型馬達於高轉速時的電流波形示意圖；圖6是現有技術的控制電路示意圖。
圖例說明本實用新型部分逆向保護電路及降壓1電晶體放大電路101
消除磁噪音及保護電路102溫控線路103控制單元10霍爾組件11負溫度係數之溫度感測組件12馬達13第一電阻141第二電阻142第三電阻143第四電阻144第五電阻145第六電阻146第七電阻147第八電阻148第九電阻149第十電阻150第十一電阻151第一電晶體161第二電晶體162第三電晶體163第四電晶體164第一二極體171第二二極體172第三二極體173第四二極體174齊納二極體175連接器18第一電容191第二電容192
現有技術部分霍爾組件20馬達30二極體40第一電阻50第二電阻60控制單元70具體實施方式
如圖1至圖5所示，本實用新型一種溫控的無刷馬達控制電路，該控制電路具有一控制單元10、一霍爾組件11、一具負溫度係數的溫度感測組件(NTC n507020tiv50 t50mp50r20tur50co506060ici50nt)12、一馬達13、一連接器18及配合數個電晶體、二極體、電阻及電容。如此，通過具負溫度係數的溫度感測組件感測環境溫度並回授控制馬達13轉速以維持系統溫度，其中本實用新型控制單元10配合限流電阻151施予適當的電流，而不致產生過熱關閉的現象。
上述所提的控制單元10是用來作為控制電路的中樞，且該控制單元10可以為L301868M晶片，或其它類似功能的單晶片組件，其中該控制單元10的第一接腳(IN-)連接有一霍爾組件11，且該控制單元10的第一接腳與霍爾組件11的第四接腳(IN-)連接；而該霍爾組件11是用來偵測馬達13轉子的位置，可藉此得知馬達運轉狀況；該控制單元10的第二接腳(IN+)與上述霍爾組件11的第二接腳(IN+)連接；該控制單元10的第三接腳(CT)連接有一第一電容191，並與該霍爾組件11的第三接腳連接後接地；該控制單元10的第六接腳(OUT1)連接有一第一、二、三及第四電阻141、142、143、144，並通過該第四電阻144與控制單元10的第九接腳(OUT2)連接，而該第一、二電阻141、142間連接一第三電晶體163的基極，並於該第三、四電阻143、144間連接有一第四電晶體164的基極，且該第三、四電晶體163、164的射極間系連接一第一二極體171，該第一二極體171與電源連接，又該第三、四電晶體163、164的集極連接有一馬達13，該馬達13並連接有一第二二極體172及第三二極體173，且該第一及第二二極體172、173間連接有一齊納二極體175(Z50n50r 40io4050)，該齊納二極體175另連接有一第二電晶體162，該第二電晶體162連接有一第五、六及第七電阻145、146、147，而該第六電阻146連接於該齊納二極體175，且該第七電阻147與電源連接，另於該第五及第七電阻145、147間連接一第一電晶體161的基極，該第一電晶體161的集極連接一第八電148阻，射極則連接一第四二極體174，又該第四二極體174分別連接有一第九電阻149及一具負溫度係數的溫度感測組件(NTCn507020tiv50 t50mp50r20tur50 co506060ici50nt)12，負溫度係數的溫度感測組件12與電源及一連接器18的第三接腳連接，而該連接器18的第二接腳與該第九電阻149連接後進行接地；該控制單元10的第七接腳(70N40)為接地；該控制單元10的第十接腳(Z1)與第十一接腳(Z2)連接；該控制單元10的第十三接腳(R40)與該連接器18的第一接腳連接；該控制單元10的第十四接腳(VIN)系連接一第十電阻150，第十電阻150與霍爾組件11的第一接腳連接，且該第十四接腳另連接有一與電源連接的第十一電阻151及一用以接地的第二電容192，其中該第十一電阻151做為限流電阻可避免電流過大所產生的熱效應並配合該第二電容192與該控制單元10的第七接腳連接；藉此構成一逆向保護電路及降壓1、一電晶體放大電路101、一消除磁噪音及保護電路102與一負溫度係數的溫度感測組件12及溫控線路103(如圖1所示)。
該逆向保護電路及降壓1通過第十一電阻151及第一二極體171所組成，利用該第一二極體171防止逆向電壓反饋，同時也有防治萬一連接頭插反時，保護線路控制單元10使其不致損壞，而利用該第十一電阻151，使進控制單元10的電壓保持在可接受範圍。
該電晶體放大電路101是由第一電阻141、第二電阻142、第三電阻143、第四電阻144、第三電晶體163及第四電晶體164所組成，由於該控制單元10輸出的功率是固定的，為使輸出功率加強變大，故特別加了兩顆電晶體(第三電晶體163及第四電晶體164)來當放大的功能，達靈頓電路是這邊的重點所在，同時在外圍的四個電阻(第一電阻141、第二電阻142、第三電阻143、第四電阻144)為偏壓電阻。
該消除磁噪音及保護電路102由第二二極體172、第三二極體173及齊納二極體175所組成，並接在線圈(馬達13)的兩端，防止線圈端的反電動勢，齊納的主要功能為定壓，將反電動勢抑制在同一電壓之下，超過者由齊納消除。同時，兩電感間所造成的些微磁噪音也由此電路吸收。
該負溫度係數的溫度感測組件12及溫控線路103是由溫度感測組件12、第五電阻145、第六電阻146、第七電阻147、第八電阻148、第九電阻149、第一電晶體161、第二電晶體162及第四二極體174所組成，單純利用負溫度係數的溫度感測組件12來感應溫度，再利用電壓差去比較，最後經一第二電晶體162(MOS6050T)來作開關，使轉速隨著溫度的上升而上升。這是此電路的重點所在，再藉由幾個電阻(第五電阻145、第六電阻146、第七電阻147、第八電阻148、第九電阻149)去調電壓，使轉速能夠符合需求，所以說，負溫度係數的溫度感測組件12的溫度係數及本身的電阻變化，只要配合這個比較電壓電路，便能使在規定的溫度下，達到所要的轉速。
可使控制單元10不致產生過熱關閉(Th50rm201 shut40own)的現象；如是，通過上述的控制電路構成一全新的溫控的無刷馬達控制電路，當電源開啟時便立即傳送一信號給控制單元10，並激活控制單元10產生半波控制信號控制馬達13，其波形圖如圖4所示，為馬達13低轉速的電流波形圖，圖4的上半部表示本實用新型馬達於低運轉時輸出的電流波形、以及下半部是圖2中控制單元10(即L301868M晶片)的第13支接腳的標準訊號線波形，由圖中可知該風扇輸出電流的峰值為720m20，故可通過控制單元10(40RIV50IC)輸出功率配合電晶體放大，而當馬達13於高速運轉時是通過霍爾組件11及具負溫度係數的溫度感測組件12隨時了解馬達13運轉狀態並做修正，而該馬達13於高轉速時的的電流波形，如圖5所示，經該溫控電路與MOS6050T為開關的電路後所呈現的波形圖，圖5的上半部表示本實用新型馬達於高運轉時輸出的電流波形、以及下半部圖2中控制單元10(即L301868M晶片)的第13支接腳的標準訊號線波形，由圖中可知該風扇輸出電流的峰值為1.2220，因此由圖4、圖5觀之即可發現，本實用新型將馬達配合控制單元10(即L301868M晶片)、及負溫度係數的溫度感測組件(NTC)，確實可減少輸出功率，進而減少該IC輸入電流，故由圖4和圖5可知本實用新型確可依據負溫度係數的溫度感測組件(NTC)的訊號控制不同環境溫度的馬達轉速的速度調整，如此，可使控制單元不至於因使用時輸入控制單元峰值電流太高而導致控制單元10過熱關閉現象(Th50rm201 shut40own)因此通過上述電路組件組合可使馬達控制更有效率，另外上述電路組件可進一步串接或並接電容、電阻、二極體或電晶體等電路基本組件以提升於實際應用時的特殊要求，如匹配等。
權利要求1.一種溫控的無刷馬達控制電路，所述控制電路包括一控制單元、以及分別與該控制單元連接的一霍爾組件、一逆向保護電路及降壓、一電晶體放大電路、一消除磁噪音及保護電路與一具負溫度係數的溫度感測組件及溫控線路，其特徵在於所述控制單元是用來作為控制電路的中樞，且該控制單元具有一個或一個以上的接腳；所述霍爾組件是用來偵測馬達轉子的位置，可藉此得知馬達運轉狀況；所述逆向保護電路及降壓是用來防止逆向電壓反饋，同時也有防治萬一連接頭插反時，保護線路控制單元使其不致損壞，使進控制單元的電壓保持在可接受範圍；所述電晶體放大電路可使輸出固定功率的控制單元，達到輸出功率加強變大，做為放大的功能；所述消除磁噪音及保護電路是用來防止線圈端的反電動勢，其主要功能為定壓，將反電動勢抑制在同一電壓之下，同時，兩電感間所造成的些微磁噪音也由此電路吸收；所述負溫度係數的溫度感測組件及溫控線路是單純利用來感應溫度，再利用電壓差去比較來作開關，使轉速隨著溫度的上升而上升。
2.根據權利要求1所述的溫控的無刷馬達控制電路，其特徵在於所述控制單元可以為L301868M晶片，或其它功能與L301868M晶片類似的單晶片組件。
3.根據權利要求1所述的溫控的無刷馬達控制電路，其特徵在於所述控制單元的第一接腳與該霍爾組件連接，且該控制單元的第一接腳與霍爾組件的第四接腳連接。
4.根據權利要求1所述的溫控的無刷馬達控制電路，其特徵在於所述控制單元的第二接腳與霍爾組件的第二接腳連接。
5.根據權利要求1所述的溫控的無刷馬達控制電路，其特徵在於所述控制單元的第三接腳連接有一第一電容，並與該霍爾組件的第三接腳連接後接地。
6.根據權利要求1所述的溫控的無刷馬達控制電路，其特徵在於所述控制單元的第六接腳連接有一第一、二、三及第四電阻，並通過該第四電阻與控制單元的第九接腳連接，而該第一、二電阻間連接一第三電晶體的基極，並於該第三、四電阻間連接有一第四電晶體的基極，且該第三、四電晶體的射極間連接一第一二極體，該第一二極體與電源連接，又該第三、四電晶體的集極連接有一馬達，該馬達並連接有一第二二極體及第三二極體，且該第一及第二二極體間連接有一齊納二極體，該齊納二極體另連接有一第二電晶體，該第二電晶體連接有一第五、六及第七電阻，而該第六電阻連接於該齊納二極體，且該第七電阻與電源連接，另於該第五及第七電阻間連接一第一電晶體的基極，該第一電晶體的集極連接一第八電阻，射極則連接一第四二極體，又該第四二極體分別連接有一第九電阻及一具負溫度係數的溫度感測組件，而該具負溫度係數的溫度感測組件與電源及一連接器的第三接腳連接，而該連接器的第二接腳與該第九電阻連接後進行接地。
7.根據權利要求1所述的溫控的無刷馬達控制電路，其特徵在於所述控制單元的第七接腳接地；該控制單元的第十接腳與第十一接腳連接。
8.根據權利要求1所述的溫控的無刷馬達控制電路，其特徵在於所述控制單元的第十三接腳與該連接器的第一接腳連接連接。
9.根據權利要求1所述的溫控的無刷馬達控制電路，其特徵在於所述控制單元的第十四接腳連接一第十電阻，第十電阻與霍爾組件的第一接腳連接，且該第十四接腳另連接有一與電源連接的第十一電阻及一用以接地的第二電容，該第二電容與該控制單元的第七接腳連接。
專利摘要本實用新型主要涉及到一種溫控的無刷馬達控制電路，該控制電路具有一控制單元、一霍爾組件、一具負溫度係數的溫度感測組件、一馬達及配合數個電阻、電容、二極體及電晶體。如此，通過具負溫度係數的溫度感測組件感測環境溫度並回授給馬達以控制轉速，維持系統環境溫度。
文檔編號H02P6/14GK2706960SQ200420069559
公開日2005年6月29日 申請日期2004年6月17日 優先權日2004年6月17日
發明者李建玄 申請人:達隆科技股份有限公司