專利名稱：不需使用遮蔽程序的無感測(cè)器馬達(dá)控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無感測(cè)器馬達(dá)控制電路，尤其涉及一種不需使用任何遮蔽程序但仍可正確地偵測(cè)反電動(dòng)勢(shì)(back electrical motionforce，BEMF)的過零事件(zero-crossing)的無感測(cè)器馬達(dá)控制電路。
背景技術(shù)：
圖1顯示已知的三相馬達(dá)11與切換電路12的電路圖。馬達(dá)11具有三個(gè)線圈A、B、與C，其中各個(gè)線圈的一個(gè)端點(diǎn)耦合在一起，如圖1的中心點(diǎn)N所示，而各個(gè)線圈的另一端點(diǎn)Pa、Pb、與Pc則耦合于切換電路12。切換電路12具有三對(duì)相同的上側(cè)與下側(cè)開關(guān)SH1至SH3與SL1至SL3，用于分別決定三個(gè)線圈A、B、與C的端點(diǎn)Pa、Pb、與Pc是耦合到供應(yīng)電壓源Vm、或者耦合到地電位、又或者處于既不耦合到供應(yīng)電壓源Vm也不耦合到地電位的浮置狀態(tài)。
具體來說，切換電路12依次操作在六種相位，從而構(gòu)成一個(gè)操作循環(huán)，以便適當(dāng)?shù)貙?dǎo)引驅(qū)動(dòng)電流流經(jīng)三個(gè)線圈A、B、與C而有效地驅(qū)動(dòng)馬達(dá)11的運(yùn)轉(zhuǎn)。在第一相位中，僅第一上側(cè)開關(guān)SH1與第二下側(cè)開關(guān)SL2導(dǎo)通，使得線圈A的端點(diǎn)Pa耦合到供應(yīng)電壓源Vm、線圈B的端點(diǎn)Pb耦合到地電位、而線圈C的端點(diǎn)Pc則處于浮置狀態(tài)。結(jié)果，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電流從供應(yīng)電壓源Vm，依次經(jīng)過線圈A與B而流到地電位。在第二相位中，僅第一上側(cè)開關(guān)SH1與第三下側(cè)開關(guān)SL3導(dǎo)通，使得線圈A的端點(diǎn)Pa耦合到供應(yīng)電壓源Vm、線圈B的端點(diǎn)Pb處于浮置狀態(tài)、而線圈C的端點(diǎn)Pc則耦合到地電位。結(jié)果，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電流從供應(yīng)電壓源Vm，依次經(jīng)過線圈A與C而流到地電位。在第三相位中，僅第二上側(cè)開關(guān)SH2與第三下側(cè)開關(guān)SL3導(dǎo)通，使得線圈A的端點(diǎn)Pa處于浮置狀態(tài)、線圈B的端點(diǎn)Pb耦合到供應(yīng)電壓源Vm、而線圈C的端點(diǎn)Pc則耦合到地電位。結(jié)果，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電流從供應(yīng)電壓源Vm，依次經(jīng)過線圈B與C而流到地電位。在第四相位中，僅第二上側(cè)開關(guān)SH2與第一下側(cè)開關(guān)SL1導(dǎo)通，使得線圈A的端點(diǎn)Pa耦合到地電位、線圈B的端點(diǎn)Pb耦合到供應(yīng)電壓源Vm、而線圈C的端點(diǎn)Pc則處于浮置狀態(tài)。結(jié)果，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電流從供應(yīng)電壓源Vm，依次經(jīng)過線圈B與A而流到地電位。在第五相位中，僅第三上側(cè)開關(guān)SH3與第一下側(cè)開關(guān)SL1導(dǎo)通，使得線圈A的端點(diǎn)Pa耦合到地電位、線圈B的端點(diǎn)Pb處于浮置狀態(tài)、而線圈C的端點(diǎn)Pc則耦合到供應(yīng)電壓源Vm。結(jié)果，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電流從供應(yīng)電壓源Vm，依次經(jīng)過線圈C與A而流到地電位。在第六相位中，僅第三上側(cè)開關(guān)SH3與第二下側(cè)開關(guān)SL2導(dǎo)通，使得線圈A的端點(diǎn)Pa處于浮置狀態(tài)、線圈B的端點(diǎn)Pb耦合到地電位、而線圈C的端點(diǎn)Pc則耦合到供應(yīng)電壓源Vm。結(jié)果，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電流從供應(yīng)電壓源Vm，依次經(jīng)過線圈C與B而流到地電位。
在無感測(cè)器馬達(dá)控制技術(shù)中，處于浮置狀態(tài)的線圈的端點(diǎn)電壓是用來判斷換相時(shí)機(jī)的重要依據(jù)，因?yàn)樘幱诟≈脿顟B(tài)的線圈的端點(diǎn)電壓與耦合中心點(diǎn)N間的電位差代表馬達(dá)的反電動(dòng)勢(shì)。圖2顯示線圈A、B、與C的端點(diǎn)Pa、Pb、與Pc處所呈現(xiàn)的電壓的時(shí)序圖。從圖中可清楚看出，線圈在進(jìn)入浮置狀態(tài)的初期，其端點(diǎn)電壓會(huì)發(fā)生劇烈的變化，這是由于線圈的電感特性所造成的。舉例來說，在從第一相位轉(zhuǎn)換到第二相位的情況中，由于原先流經(jīng)線圈B的電流無法被瞬間移除，所以它轉(zhuǎn)而導(dǎo)通第二上側(cè)開關(guān)SH2的飛輪二極管而流入供應(yīng)電壓源Vm。因此，在第二相位的初期，線圈B的端點(diǎn)Pb電壓從地電位瞬間跳高而比供應(yīng)電壓源Vm更高出了一個(gè)二極管正向?qū)▔航?。為了避免此種浮置初期的劇烈變化影響反電動(dòng)勢(shì)的偵測(cè)并造成錯(cuò)誤判斷反電動(dòng)勢(shì)的過零事件的不良后果，已知的無感測(cè)器馬達(dá)控制電路通常使用遮蔽電路，用于事先防止浮置初期的劇烈變化輸入到比較電路。
圖3顯示已知的無感測(cè)器馬達(dá)控制電路30的電路框圖。反電動(dòng)勢(shì)偵測(cè)電路33耦合于線圈A、B、與C的端點(diǎn)Pa、Pb、與Pc，以偵測(cè)浮置線圈的反電動(dòng)勢(shì)。遮蔽電路34設(shè)置于反電動(dòng)勢(shì)偵測(cè)電路33與比較電路35之間，用于防止浮置初期的劇烈變化傳送到比較電路35而造成錯(cuò)誤的偵測(cè)結(jié)果。基于比較電路35所測(cè)得的過零事件的發(fā)生，驅(qū)動(dòng)信號(hào)合成電路36產(chǎn)生適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)信號(hào)，用于控制切換電路32的上側(cè)與下側(cè)開關(guān)，以正確地進(jìn)行馬達(dá)31的換相操作。并且，驅(qū)動(dòng)信號(hào)也提供到遮蔽電路34與比較電路35，以控制遮蔽程序的執(zhí)行時(shí)機(jī)。
在已知技術(shù)中，遮蔽電路34通常預(yù)先設(shè)定好一個(gè)固定長(zhǎng)度的遮蔽時(shí)期，并假設(shè)其已足夠完全涵蓋浮置初期的劇烈變化。然而，浮置初期的劇烈變化所占據(jù)的時(shí)間范圍實(shí)際上并不是一個(gè)固定值，而是會(huì)隨著馬達(dá)的轉(zhuǎn)速以及馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電流的大小等各種因素而變化。雖然在有些已知技術(shù)中，遮蔽電路34改善成提供可調(diào)長(zhǎng)度的遮蔽時(shí)期，但即使如此，這種可調(diào)變長(zhǎng)度的調(diào)變率仍然必須預(yù)先設(shè)定，并且當(dāng)預(yù)先設(shè)定的調(diào)變率無法符合實(shí)際情況時(shí)，浮置初期的劇烈變化仍然無法被完全遮蔽。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于前述問題，本發(fā)明的一個(gè)目的就在于提供一種無感測(cè)器馬達(dá)控制電路，不需使用任何遮蔽程序仍可正確地偵測(cè)反電動(dòng)勢(shì)的過零事件。
根據(jù)本發(fā)明的馬達(dá)控制電路應(yīng)用于具有多個(gè)線圈的馬達(dá)，具有偵測(cè)電路、比較電路、篩選電路、以及驅(qū)動(dòng)電路。偵測(cè)電路耦合于該多個(gè)線圈，用于產(chǎn)生偵測(cè)信號(hào)。該偵測(cè)信號(hào)是關(guān)聯(lián)于該多個(gè)線圈中的一個(gè)被選定為浮置狀態(tài)的線圈的端點(diǎn)電壓。該比較電路是耦合于該偵測(cè)電路以便比較該偵測(cè)信號(hào)與參考電壓而產(chǎn)生比較信號(hào)。該篩選電路是耦合于該比較電路以便接收該比較信號(hào)。該篩選電路依次接收到該比較信號(hào)的第一次交越與第二次交越，并且響應(yīng)于該第二次交越而產(chǎn)生指示信號(hào)。該驅(qū)動(dòng)電路響應(yīng)于該指示信號(hào)而控制該馬達(dá)的換相操作。
根據(jù)本發(fā)明的馬達(dá)控制方法應(yīng)用于具有多個(gè)線圈的馬達(dá)，包含下列步驟。偵測(cè)該多個(gè)線圈中的被選定為浮置狀態(tài)的線圈的端點(diǎn)電壓而產(chǎn)生偵測(cè)信號(hào)。比較該偵測(cè)信號(hào)與參考電壓而產(chǎn)生比較信號(hào)。該比較信號(hào)具有第一次交越與第二次交越。從該第一次交越與該第二次交越中篩選出該第二次交越。響應(yīng)于該第二次交越而產(chǎn)生指示信號(hào)。響應(yīng)于該指示信號(hào)而控制該馬達(dá)的換相操作。


圖1顯示已知的三相馬達(dá)與切換電路的電路圖；圖2顯示馬達(dá)線圈的端點(diǎn)電壓的時(shí)序圖；圖3顯示已知的馬達(dá)控制電路的電路框圖；圖4顯示根據(jù)本發(fā)明的馬達(dá)控制電路的電路框圖；圖5顯示根據(jù)本發(fā)明的篩選電路的操作原理示意圖；圖6(A)顯示根據(jù)本發(fā)明的篩選電路的第一例子的詳細(xì)電路圖；圖6(B)顯示根據(jù)本發(fā)明的篩選電路的第一例子的操作波形時(shí)序圖；圖7顯示根據(jù)本發(fā)明的篩選電路的第二例子的詳細(xì)電路圖。
具體實(shí)施例方式
下文中的說明與附圖將使本發(fā)明的前述與其他目的、特征、與優(yōu)點(diǎn)更加明顯。這里將參照附圖詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖4顯示根據(jù)本發(fā)明的無感測(cè)器馬達(dá)控制電路40的電路框圖。首先與已知技術(shù)相同地，反電動(dòng)勢(shì)偵測(cè)電路43耦合于線圈A、B、與C的端點(diǎn)Pa、Pb、與Pc，以偵測(cè)浮置線圈的反電動(dòng)勢(shì)。然而在本發(fā)明中，反電動(dòng)勢(shì)偵測(cè)電路43的偵測(cè)信號(hào)是直接輸入到比較電路45，而不經(jīng)過任何已知的遮蔽電路34的調(diào)整或修正。隨后，篩選電路47接收比較電路45的比較信號(hào)并且進(jìn)行分析，以選出可用來控制換相的過零事件?；诤Y選電路47所選出的過零事件，驅(qū)動(dòng)信號(hào)合成電路46產(chǎn)生適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)信號(hào)，用于控制切換電路42而使馬達(dá)41進(jìn)行換相操作。換言之，已知技術(shù)的遮蔽電路與方法可視為屬于一種“過零偵測(cè)前(pre-zero-crossing)”的技術(shù)，然而根據(jù)本發(fā)明的篩選電路與方法則可視為屬于一種“過零偵測(cè)后(post-zero-crossing)”的技術(shù)。
圖5顯示根據(jù)本發(fā)明的篩選電路47的操作原理的示意圖。為了簡(jiǎn)化說明的緣故，在圖5中僅以線圈B為例。由于線圈A與線圈C的操作原理與線圈B的操作原理相同，所以本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀線圈B的范例后就可毫無困難地以此實(shí)施本發(fā)明在三相馬達(dá)系統(tǒng)的整體操作。尤其是，雖然本發(fā)明所公開的實(shí)施例是三相馬達(dá)，但根據(jù)本發(fā)明的篩選電路與方法可應(yīng)用于更多相的馬達(dá)，并且不局限于任何特定型態(tài)的馬達(dá)。
當(dāng)馬達(dá)41穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，線圈B的端點(diǎn)Pb電壓如圖5所示。在第一與第六相位P-I與P-VI中，線圈B的端點(diǎn)Pb耦合到地電位，故其電壓維持在地電位。在第二與第五相位P-II與P-V中，線圈B的端點(diǎn)Pb處于浮置狀態(tài)，因此其電壓代表著反電動(dòng)勢(shì)。在第三與第四相位P-III與P-IV中，線圈B的端點(diǎn)Pb耦合到供應(yīng)電壓源Vm，故其電壓維持在供應(yīng)電壓源Vm。如前所述，在第二相位P-II的初期，線圈B的端點(diǎn)Pb電壓從地電位瞬間跳高而比供應(yīng)電壓源Vm更高出一個(gè)二極管正向?qū)▔航怠Ｍ瑯拥?，在第四相位P-IV的初期，線圈B的端點(diǎn)Pb電壓從供應(yīng)電壓源Vm瞬間下降而比地電位更低了一個(gè)二極管正向?qū)▔航怠?br> 在比較電路45中，線圈B的端點(diǎn)Pb電壓與參考電壓Vref相互比較。在使用線性方式驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的例子中，參考電壓Vref可以通過直接偵測(cè)耦合中心點(diǎn)N的電壓而實(shí)施，或者僅單純使用供應(yīng)電壓源Vm的一半作為中心點(diǎn)N電壓的近似值。在使用脈沖寬度調(diào)制(pulse widthmodulation)方式驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的例子中，參考電壓Vref可以通過預(yù)定的補(bǔ)償電壓所實(shí)施，例如美國專利第6,633,145號(hào)所公開的偵測(cè)方式，這里將該文獻(xiàn)并入此處作為參考。
仔細(xì)觀察圖5可發(fā)現(xiàn)在線圈B處于浮置狀態(tài)的期間內(nèi)，亦即不論是第二相位P-II或第五相位P-V，線圈B的端點(diǎn)Pb電壓都會(huì)發(fā)生兩次穿過參考電壓Vref的情況。舉例來說在第二相位P-II中，當(dāng)造成浮置初期的劇烈變化的電感電流被完全排除后，線圈B的端點(diǎn)Pb電壓即回復(fù)到參考電壓Vref以下，此時(shí)發(fā)生第一次交越ZC1。隨后，線圈B的端點(diǎn)Pb電壓逐漸上升而再次穿過參考電壓Vref，此時(shí)發(fā)生第二次交越ZC2。因此，第一次交越ZC1是初期雜訊所引起的過零事件，而第二次交越ZC2才是可用來控制換相的過零事件。由于不論馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)方式、運(yùn)轉(zhuǎn)速度、與負(fù)載狀況如何變化，只有第二次交越才是可用來控制換相的過零事件，故根據(jù)本發(fā)明的篩選電路47是基于這一觀察而設(shè)計(jì)用來篩選出第二次交越ZC2。換言之，篩選電路47依次接收到比較電路45所輸出的第一次交越ZC1與第二次交越ZC2，而只有等到第二次交越ZC2發(fā)生時(shí)才產(chǎn)生指示信號(hào)以觸發(fā)驅(qū)動(dòng)信號(hào)合成電路46。通過篩選電路47，根據(jù)本發(fā)明的無感測(cè)器馬達(dá)控制電路40無須使用已知技術(shù)的遮蔽電路34，因而不必?fù)?dān)心無法完全遮蔽浮置初期的劇烈變化的問題。
圖6(A)顯示根據(jù)本發(fā)明的篩選電路60的第一例子的詳細(xì)電路圖。比較電路45是由第一比較器45a與第二比較器45b所實(shí)施，用于判斷線圈B的端點(diǎn)Pb電壓是大于或者小于參考電壓Vref。第一與第二比較器45a與45b的輸出恰好彼此呈反相關(guān)系。NAND邏輯門61與62是交叉耦合而形成的一個(gè)鎖存器結(jié)構(gòu)。NAND邏輯門61的輸出信號(hào)K1施加到D型觸發(fā)器63的時(shí)鐘端Ck，而NAND邏輯門62的輸出信號(hào)K2則施加到D型觸發(fā)器64的時(shí)鐘端Ck。D型觸發(fā)器63與64的復(fù)位端R都由驅(qū)動(dòng)信號(hào)BD的反相信號(hào)所控制。驅(qū)動(dòng)信號(hào)BD可以由驅(qū)動(dòng)信號(hào)合成電路46所提供，其中驅(qū)動(dòng)信號(hào)BD處于低電平時(shí)代表線圈B處于浮置狀態(tài)。D型觸發(fā)器63與64的輸出信號(hào)K3與K4經(jīng)過NAND邏輯門65而控制T型觸發(fā)器66的時(shí)鐘端Ck。因此，T型觸發(fā)器66輸出過零指示信號(hào)IZC，用于供應(yīng)到驅(qū)動(dòng)信號(hào)合成電路46以適當(dāng)?shù)乜刂岂R達(dá)的換相操作。
圖6(B)顯示根據(jù)本發(fā)明的篩選電路60的第一例子的操作波形時(shí)序圖。在時(shí)間t1，線圈B的端點(diǎn)Pb電壓小于參考電壓Vref，所以NAND邏輯門61的輸出信號(hào)K1處于高電平，而NAND邏輯門62的輸出信號(hào)K2則處于低電平。在時(shí)間t2，線圈B進(jìn)入浮置狀態(tài)，所以端點(diǎn)Pb電壓瞬間跳高超過參考電壓Vref。在時(shí)間t3，第一次交越ZC1發(fā)生，使得D型觸發(fā)器63的輸出信號(hào)K3轉(zhuǎn)態(tài)到高電平。然而此時(shí)D型觸發(fā)器64的輸出信號(hào)K4仍維持在低電平，所以T型觸發(fā)器66并沒有被觸發(fā)。在時(shí)間t4，第二次交越ZC2發(fā)生，使得D型觸發(fā)器64的輸出信號(hào)K4轉(zhuǎn)態(tài)到高電平。此時(shí)，由于D型觸發(fā)器63與64的輸出信號(hào)K3與K4都是高電平，所以T型觸發(fā)器66受觸發(fā)而使過零指示信號(hào)IZC轉(zhuǎn)態(tài)到高電平。因此，篩選電路60有效地篩選出第二次交越ZC2而正確地控制馬達(dá)的換相。在時(shí)間t5，驅(qū)動(dòng)信號(hào)BD從低電平轉(zhuǎn)態(tài)到高電平，使得D型觸發(fā)器63與64的輸出信號(hào)K3與K4重設(shè)到低電平，以預(yù)備下一次的篩選操作。
在時(shí)間t6，線圈B進(jìn)入浮置狀態(tài)，故端點(diǎn)Pb電壓瞬間下降而低于參考電壓Vref。在時(shí)間t7，第一次交越ZC1發(fā)生，使得D型觸發(fā)器64的輸出信號(hào)K4轉(zhuǎn)態(tài)到高電平。然而此時(shí)D型觸發(fā)器63的輸出信號(hào)K3仍維持在低電平，所以T型觸發(fā)器66并沒有被觸發(fā)。在時(shí)間t8，第二次交越ZC2發(fā)生，使得D型觸發(fā)器63的輸出信號(hào)K3轉(zhuǎn)態(tài)到高電平。此時(shí)，由于D型觸發(fā)器63與64的輸出信號(hào)K3與K4都是高電平，所以T型觸發(fā)器66受觸發(fā)而使過零指示信號(hào)IZC轉(zhuǎn)態(tài)到低電平。因此，篩選電路60有效地篩選出第二次交越ZC2而正確地控制馬達(dá)的換相。在時(shí)間t9，驅(qū)動(dòng)信號(hào)BD從低電平轉(zhuǎn)態(tài)到高電平，使得D型觸發(fā)器63與64的輸出信號(hào)K3與K4重設(shè)到低電平，以預(yù)備下一次的篩選操作。
圖7顯示根據(jù)本發(fā)明的篩選電路70的第二例子的詳細(xì)電路圖。第二例子的篩選電路70主要包含取樣記錄電路71與樣本集合分析電路72。取樣記錄電路71根據(jù)預(yù)定的時(shí)鐘信號(hào)CLK而對(duì)比較電路45的比較信號(hào)進(jìn)行取樣并記錄，以形成具有三個(gè)樣本的樣本集合[X1，X2，X3]。隨后，樣本集合分析電路72對(duì)于所記錄的樣本集合[X1，X2，X3]進(jìn)行分析，以剔除第一次交越ZC1并且選出第二次交越ZC2作為可用來控制換相的過零事件。請(qǐng)注意在使用線性方式驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的例子中，時(shí)鐘信號(hào)CLK的頻率越高，取樣密度越大，越可減小誤差范圍。在使用脈沖寬度調(diào)制方式驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的例子中，時(shí)鐘信號(hào)CLK可以直接使用脈沖寬度調(diào)制時(shí)鐘信號(hào)。
在第一步驟中，取樣記錄電路71將還沒有進(jìn)入浮置狀態(tài)前的線圈B的端點(diǎn)Pb電壓與參考電壓Vref間的比較信號(hào)記錄下來作為第一元素X1。在第二步驟中，在線圈B已經(jīng)進(jìn)入浮置狀態(tài)后，取樣記錄電路71則根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)CLK的兩個(gè)相連續(xù)的周期對(duì)比較電路45的比較信號(hào)取樣并記錄，依次作為第二元素X2與第三元素X3。如此一來，取樣記錄電路71就形成了具有三個(gè)元素的樣本集合[X1，X2，X3]。在第三步驟中，樣本集合分析電路72判斷該樣本集合[X1，X2，X3]是否符合[L，L，H]或[H，H，L]兩者中的任何一種排列，其中L代表低電平而H代表高電平。倘若不符合，則回頭重復(fù)進(jìn)行第二步驟，根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)CLK更新第二元素X2與第三元素X3。請(qǐng)注意第一元素X1仍維持在第一步驟中所記錄的值。一旦樣本集合[X1，X2，X3]符合[L，L，H]或[H，H，L]兩者中的任何一種排列，樣本集合分析電路72就判斷第二次交越ZC2的發(fā)生。
第二例子的篩選方法可回頭參照?qǐng)D5而獲得明顯的驗(yàn)證。如圖5所示，假設(shè)線圈B在進(jìn)入浮置狀態(tài)前耦合于地電位，亦即處于第一相位P-I，則取樣記錄電路71在第一步驟中所紀(jì)錄的第一元素X1是低電平L。在隨后的線圈B處于浮置狀態(tài)的第二相位P-II中，第一次交越ZC1發(fā)生在線圈B的端點(diǎn)Pb電壓從大于參考電壓Vref轉(zhuǎn)變成小于參考電壓Vref的情況。因此，在第一次交越ZC1發(fā)生前所取樣記錄的第二元素X2為高電平H，而在第一次交越ZC1發(fā)生后所取樣記錄的第三元素X3為低電平L。然而，第二次交越ZC2則發(fā)生在線圈B的端點(diǎn)Pb電壓從小于參考電壓Vref轉(zhuǎn)變成大于參考電壓Vref的情況。因此，在第二次交越ZC2發(fā)生前所取樣記錄的第二元素X2為低電平L，而在第二次交越ZC2發(fā)生后所取樣記錄的第三元素X3為高電平H。由此可知，在第二相位P-II中，當(dāng)所記錄的樣本集合為[L，L，H]時(shí)才是指示第二次交越ZC2的發(fā)生。
同樣地，假設(shè)線圈B在進(jìn)入浮置狀態(tài)前耦合于供應(yīng)電壓源Vm，亦即處于第四相位P-IV，則取樣記錄電路71在第一步驟中所紀(jì)錄的第一元素X1為高電平H。在隨后的線圈B處于浮置狀態(tài)的第五相位P-V中，第一次交越ZC1發(fā)生在線圈B的端點(diǎn)Pb電壓從小于參考電壓Vref轉(zhuǎn)變成大于參考電壓Vref的情況。因此，在第一次交越ZC1發(fā)生前所取樣記錄的第二元素X2為低電平L，而在第一次交越ZC1發(fā)生后所取樣記錄的第三元素X3為高電平H。然而，第二次交越ZC2則發(fā)生在線圈B的端點(diǎn)Pb電壓從大于參考電壓Vref轉(zhuǎn)變成小于參考電壓Vref的情況。因此，在第二次交越ZC2發(fā)生前所取樣記錄的第二元素X2為高電平H，而在第二次交越ZC2發(fā)生后所取樣記錄的第三元素X3為低電平L。由此可知，在第五相位P-V中，當(dāng)所記錄的樣本集合為[H，H，L]時(shí)才是指示第二次交越ZC2的發(fā)生。
再次參照?qǐng)D7，取樣記錄電路71主要包含多路器73以及三個(gè)D型觸發(fā)器F1到F3。驅(qū)動(dòng)信號(hào)BD施加到多路器73的選擇端S，并且經(jīng)過反相后施加到D型觸發(fā)器F1的時(shí)鐘端Ck。驅(qū)動(dòng)信號(hào)BD可以由驅(qū)動(dòng)信號(hào)合成電路46所提供，其中驅(qū)動(dòng)信號(hào)BD處于低電平時(shí)代表線圈B處于浮置狀態(tài)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)BD處于高電平時(shí)，多路器73允許過零指示信號(hào)IZC的反相信號(hào)通過。當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)BD處于低電平時(shí)，多路器73允許比較電路45的比較信號(hào)通過。D型觸發(fā)器F1是根據(jù)驅(qū)動(dòng)信號(hào)BD而操作的，所以可記錄浮置狀態(tài)前的第一元素X1。D型觸發(fā)器F2與F3是根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)CLK而操作的，依次記錄第二元素X2與第三元素X3，所以第二元素X2比第三元素X3早了一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)CLK的周期。樣本集合分析電路72主要包含邏輯電路74與D型觸發(fā)器F4。第一到第三元素X1到X3施加到邏輯電路74以分析其是否符合[L，L，H]或[H，H，L]的排列。換言之，當(dāng)?shù)谝辉豖1相同于第二元素X2并且第二元素X2不同于第三元素X3時(shí)，邏輯電路74的輸出即從低電平轉(zhuǎn)態(tài)成高電平，代表偵測(cè)到第二次交越ZC2的發(fā)生。由于邏輯電路74的輸出施加到D型觸發(fā)器F4的時(shí)鐘端Ck，所以每當(dāng)邏輯電路74偵測(cè)到第二次交越ZC2的發(fā)生時(shí)，D型觸發(fā)器F4即受觸發(fā)而使過零指示信號(hào)IZC轉(zhuǎn)態(tài)。因此，篩選電路70有效地篩選出第二次交越ZC2而正確地控制馬達(dá)的換相操作。
雖然本發(fā)明已經(jīng)通過優(yōu)選實(shí)施例作為例示加以說明，應(yīng)該了解的是本發(fā)明并不局限于這里公開的實(shí)施例。相反地，本發(fā)明想要涵蓋對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是明顯的各種修改與相似配置。因此，權(quán)利要求書的范圍應(yīng)根據(jù)最廣的詮釋，以包容所有此類修改與相似配置。
權(quán)利要求
1.一種馬達(dá)控制電路，應(yīng)用于具有多個(gè)線圈的馬達(dá)，包含偵測(cè)電路，耦合于該多個(gè)線圈，用于產(chǎn)生偵測(cè)信號(hào)，其是關(guān)聯(lián)于該多個(gè)線圈中的一個(gè)被選定為浮置狀態(tài)的線圈的一個(gè)端點(diǎn)電壓；比較電路，耦合于該偵測(cè)電路以便比較該偵測(cè)信號(hào)與參考電壓而產(chǎn)生比較信號(hào)；篩選電路，耦合于該比較電路以便接收該比較信號(hào)，其中該篩選電路是依次接收到該比較信號(hào)的第一次交越與第二次交越，并且響應(yīng)于該第二次交越而產(chǎn)生指示信號(hào)；以及驅(qū)動(dòng)電路，響應(yīng)于該指示信號(hào)而控制該馬達(dá)的換相操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的馬達(dá)控制電路，其中該比較信號(hào)具有第一狀態(tài)與第二狀態(tài)，該第一狀態(tài)代表該偵測(cè)信號(hào)大于該參考電壓，而該第二狀態(tài)代表該偵測(cè)信號(hào)小于該參考電壓，并且該第一次交越關(guān)聯(lián)于該比較信號(hào)從該第一狀態(tài)轉(zhuǎn)換到該第二狀態(tài)，并且該第二次交越關(guān)聯(lián)于該比較信號(hào)從該第二狀態(tài)轉(zhuǎn)換到該第一狀態(tài)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的馬達(dá)控制電路，其中該比較信號(hào)具有第一狀態(tài)與第二狀態(tài)，該第一狀態(tài)代表該偵測(cè)信號(hào)大于該參考電壓，而該第二狀態(tài)代表該偵測(cè)信號(hào)小于該參考電壓，并且該第一次交越關(guān)聯(lián)于該比較信號(hào)從該第二狀態(tài)轉(zhuǎn)換到該第一狀態(tài)，并且該第二次交越關(guān)聯(lián)于該比較信號(hào)從該第一狀態(tài)轉(zhuǎn)換到該第二狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的馬達(dá)控制電路，其中該參考電壓是通過偵測(cè)該多個(gè)線圈的一個(gè)耦合中心點(diǎn)的電壓所產(chǎn)生的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的馬達(dá)控制電路，其中該參考電壓由預(yù)定的電壓值所實(shí)施。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的馬達(dá)控制電路，其中該篩選電路包含取樣記錄電路，用于根據(jù)預(yù)定的時(shí)鐘信號(hào)對(duì)于該比較信號(hào)進(jìn)行取樣，并且記錄第一元素、第二元素、與第三元素，其中該第一元素在該被選定為浮置狀態(tài)的線圈進(jìn)入該浮置狀態(tài)之前所取樣紀(jì)錄的，該第二元素與該第三元素則都是在被選定為浮置狀態(tài)的線圈已進(jìn)入該浮置狀態(tài)時(shí)所取樣紀(jì)錄的，以及分析電路，用于分析該第一元素、該第二元素、與該第三元素而篩選出該第二次交越。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的馬達(dá)控制電路，其中該第三元素是在該時(shí)鐘信號(hào)的目前周期所取樣紀(jì)錄的，并且該第二元素是在該目前周期的前一周期所取樣紀(jì)錄的。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的馬達(dá)控制電路，其中該分析電路根據(jù)該第一元素相同于該第二元素且該第二元素不相同于第三元素的分析準(zhǔn)則而篩選出該第二次交越。
9.一種馬達(dá)控制方法，應(yīng)用于具有多個(gè)線圈的馬達(dá)，包含偵測(cè)該多個(gè)線圈中的一個(gè)被選定為浮置狀態(tài)的線圈的一個(gè)端點(diǎn)電壓而產(chǎn)生偵測(cè)信號(hào)；比較該偵測(cè)信號(hào)與參考電壓而產(chǎn)生比較信號(hào)，該比較信號(hào)具有第一次交越與第二次交越；從該第一次交越與該第二次交越中篩選出該第二次交越；響應(yīng)于該第二次交越而產(chǎn)生指示信號(hào)；以及響應(yīng)于該指示信號(hào)而控制該馬達(dá)的換相操作。
10.一種過零偵測(cè)電路，用于控制馬達(dá)的換相操作，包含第一電路，用于產(chǎn)生第一信號(hào)，其代表該馬達(dá)的處于浮置狀態(tài)的線圈的反電動(dòng)勢(shì)；第二電路，用于比較該第一信號(hào)與參考電壓而產(chǎn)生第二信號(hào)，該第二信號(hào)具有第一次交越與第二次交越；以及第三電路，依次接收該第一次交越與該第二次交越，并且響應(yīng)于該第二次交越而產(chǎn)生第三信號(hào)，該第三信號(hào)用于控制該馬達(dá)的該換相操作。
全文摘要
馬達(dá)控制電路包含偵測(cè)電路、比較電路、篩選電路、以及驅(qū)動(dòng)電路。偵測(cè)電路耦合于馬達(dá)的多個(gè)線圈，用于產(chǎn)生偵測(cè)信號(hào)。偵測(cè)信號(hào)關(guān)聯(lián)于該多個(gè)線圈中的一個(gè)被選定為浮置狀態(tài)的線圈的端點(diǎn)電壓?；谠搨蓽y(cè)信號(hào)與參考電壓間的比較，比較電路產(chǎn)生比較信號(hào)。篩選電路依次接收到比較信號(hào)的第一次交越與第二次交越，并且響應(yīng)于第二次交越而產(chǎn)生指示信號(hào)。驅(qū)動(dòng)電路響應(yīng)于指示信號(hào)而控制馬達(dá)的換相操作。
文檔編號(hào)H02P6/14GK1949653SQ20051011380
公開日2007年4月18日 申請(qǐng)日期2005年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月12日
發(fā)明者陳企揚(yáng), 莊豐榮 申請(qǐng)人:圓創(chuàng)科技股份有限公司