專利名稱：馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路及馬達(dá)驅(qū)動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于 一種馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路，特別關(guān)于 一種可提供穩(wěn)定轉(zhuǎn)速的馬達(dá)驅(qū) 動(dòng)電路。
背景技術(shù)：
隨著科技的進(jìn)步與計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，輕巧的電子產(chǎn)品，如筆記型計(jì)算 機(jī)，已日漸成為市場(chǎng)主流。在此輕薄短小的電子產(chǎn)品中，散熱能力的優(yōu)劣往 往影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性，產(chǎn)品的效能，甚至是產(chǎn)品的使用年限。以計(jì)算機(jī)系 統(tǒng)而言，為了能夠使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所產(chǎn)生的熱能能夠快速地散逸，通常計(jì)算機(jī) 系統(tǒng)配裝風(fēng)扇以作為散熱裝置，以使得計(jì)算機(jī)系統(tǒng)得以在適當(dāng)?shù)臏囟拳h(huán)境下 正常運(yùn)作。
一般來(lái)說(shuō)，使用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中用以散熱的風(fēng)扇多是由無(wú)刷直流馬達(dá)來(lái) 驅(qū)動(dòng)。請(qǐng)參照?qǐng)D1所示，目前習(xí)用的直流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路(開(kāi)回路驅(qū)動(dòng)電路)主
要是由客戶端系統(tǒng)6發(fā)送一脈寬調(diào)變信號(hào)SpwM給驅(qū)動(dòng)電路4,以驅(qū)動(dòng)馬達(dá)5運(yùn) 轉(zhuǎn)，如圖2A及圖2B所示，是分別表示轉(zhuǎn)速及風(fēng)壓的特性曲線示意圖，其中 馬達(dá)5工作于倍壓區(qū)時(shí)，會(huì)隨著其馬達(dá)5扇葉的葉形不同而使轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定， 且不容易控制，而其風(fēng)壓的特性也相對(duì)較差。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于上述課題，本發(fā)明的目的為提供一種能提供穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速的馬達(dá)驅(qū) 動(dòng)電^各及馬達(dá)驅(qū)動(dòng)方法。
因此，為達(dá)上述目的，依據(jù)本發(fā)明的一種馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路，包括一感測(cè)單 元、 一信號(hào)控制單元、 一比較單元及一驅(qū)動(dòng)單元。感測(cè)單元是感測(cè)馬達(dá)的轉(zhuǎn) 速而輸出一轉(zhuǎn)速信號(hào)。信號(hào)控制單元是產(chǎn)生一基準(zhǔn)信號(hào)。比較單元分別與感 測(cè)單元及信號(hào)控制單元電性連接，比較單元分別接收轉(zhuǎn)速信號(hào)及基準(zhǔn)信號(hào)， 并據(jù)以輸出一比較信號(hào)。驅(qū)動(dòng)單元與比較單元電性連接，并接收比較信號(hào)， 以輸出一驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。為達(dá)上述目的，依據(jù)本發(fā)明的一種馬達(dá)驅(qū)動(dòng)方法，其包括以下步驟感 測(cè)一馬達(dá)的轉(zhuǎn)速而輸出一轉(zhuǎn)速信號(hào)；輸出一基準(zhǔn)信號(hào)；依據(jù)轉(zhuǎn)速信號(hào)及基準(zhǔn) 信號(hào)以輸出 一比較信號(hào)；以及依據(jù)比較信號(hào)以輸出 一驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。
承上所述，因依據(jù)本發(fā)明的一種馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路及馬達(dá)驅(qū)動(dòng)方法，藉由感 測(cè)單元與比較單元產(chǎn)生一轉(zhuǎn)速反饋，并藉以控制馬達(dá)，使馬達(dá)不受倍壓區(qū)影 響，而能輸出穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速，以維持工作效率。


圖1為公知馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路的電路方塊圖。
圖2A至圖2B為公知馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路的較佳實(shí)施例的馬達(dá)特性曲線圖。 圖3為本發(fā)明馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路的第一實(shí)施例的電路方塊圖。 圖4為本發(fā)明馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路的第一實(shí)施例中的比較單元的輸入波形及輸 出波形示意圖。
圖5為本發(fā)明馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路的第二實(shí)施例的電路方塊圖。 圖6為本發(fā)明馬達(dá)驅(qū)動(dòng)方法的較佳實(shí)施例的流程圖。
特性曲線圖。
具體實(shí)施例方式
以下將參照相關(guān)圖式，說(shuō)明依據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例的一種馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路 及馬達(dá)驅(qū)動(dòng)方法。
如圖3所示，本發(fā)明第一實(shí)施例的一種馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路1是與馬達(dá)2搭配 應(yīng)用，馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路1是包括一感測(cè)單元12、 一信號(hào)控制單元13、 一比較單 元14以及一驅(qū)動(dòng)單元15。其中馬達(dá)2可為一直流無(wú)刷馬達(dá)，但不限于直流 無(wú)刷馬達(dá)。
感測(cè)單元12是感測(cè)馬達(dá)2的轉(zhuǎn)速而輸出一轉(zhuǎn)速信號(hào)Ss。該感測(cè)單元12 是包括一轉(zhuǎn)速感測(cè)組件121及一第一濾波組件122。轉(zhuǎn)速感測(cè)組件121是用 以感測(cè)馬達(dá)2的轉(zhuǎn)速值而輸出一轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)SSF。其中該轉(zhuǎn)速感測(cè)組件121 例如為一轉(zhuǎn)速計(jì)、 一霍爾組件。第一濾波組件122是與轉(zhuǎn)速感測(cè)組件121電 性連接，并將轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)SsF轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)速信號(hào)Ss。該第一濾波組件122是可 為一頻率轉(zhuǎn)電壓IC，主要將該轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)SsF轉(zhuǎn)換為一直流電壓信號(hào)(轉(zhuǎn)速信號(hào)Ss )。
信號(hào)控制單元13產(chǎn)生一基準(zhǔn)信號(hào)SB,其中該信號(hào)控制單元13是包括一 信號(hào)產(chǎn)生組件133、 一第二濾波組件132及一混頻組件134。第二濾波組件 132與一客戶端系統(tǒng)3電性連接，該濾波組件可以接收來(lái)自于客戶端系統(tǒng)3 發(fā)送的脈寬調(diào)變信號(hào)SpwM,并將脈寬調(diào)變信號(hào)SpwM轉(zhuǎn)換成一直流信號(hào)SDei,而客 戶端可藉由改變脈寬調(diào)變信號(hào)Spwm的工作周期(duty cycle)而進(jìn)一步改變基 準(zhǔn)信號(hào)Sb，以達(dá)到控制風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)的目的。
如圖3所示，混頻組件134是與第二濾波組件132及信號(hào)產(chǎn)生組件133 電性連接，信號(hào)產(chǎn)生組件133產(chǎn)生一載波信號(hào)S^并輸出至混頻組件133,混 頻組件133將載波信號(hào)S^與直流信號(hào)S^混頻后輸出基準(zhǔn)信號(hào)SB。其中該信 號(hào)產(chǎn)生組件133為一載波信號(hào)產(chǎn)生電路，其所產(chǎn)生的載波信號(hào)S^具有一固定 頻率，該載波信號(hào)S^的頻率與該基準(zhǔn)信號(hào)SB的頻率相同，但其頻率并不一定 等于脈寬調(diào)變信號(hào)S剛的頻率，此外，載波信號(hào)S^可為一三角波、 一鋸齒波 或一弦波。在本實(shí)施例中，載波信號(hào)ScR以三角波為例說(shuō)明，然非用以限制本 發(fā)明。
比較單元14分別與感測(cè)單元12及信號(hào)控制單元13電性連接。其中該比 較單元14是包括一比較組件141,其是分別接收轉(zhuǎn)速信號(hào)Ss及基準(zhǔn)信號(hào)Sb, 以輸出一比較信號(hào)Su至驅(qū)動(dòng)單元15，其中該比較信號(hào)Su的頻率與載波信號(hào) ScR的頻率、該基準(zhǔn)信號(hào)Sb的頻率相同。比較組件141是為一運(yùn)算放大器，而 比較信號(hào)Su是為一脈寬調(diào)變信號(hào)。而驅(qū)動(dòng)單元15是為一馬達(dá)驅(qū)動(dòng)IC。
如圖4所示，比較單元14的操作方式舉例如下當(dāng)三角波(基準(zhǔn)信號(hào) SB)電平高于直流信號(hào)(感測(cè)信號(hào)Ss)電平時(shí)，比較組件141輸出高電壓的 比較信號(hào)Su,而當(dāng)三角波電平低于直流信號(hào)電平時(shí)，比較組件141輸出低電 壓的比較信號(hào)Sei。當(dāng)客戶端的脈寬調(diào)變信號(hào)SpwM的頻率及工作周期(duty cycle)固定時(shí)，則基準(zhǔn)信號(hào)SB為固定的信號(hào)，而轉(zhuǎn)速信號(hào)Ss則會(huì)隨著馬達(dá) 的轉(zhuǎn)速不同而改變電平，因此，比較信號(hào)Su的工作周期也會(huì)隨著改變，故可 據(jù)以控制馬達(dá)2。上述比較單元14的操作僅為舉例性而非為限制性，其可依 照不同的比較單元而可能使其比較方式相反。
驅(qū)動(dòng)單元15與比較單元14電性連接，并接收比較信號(hào)Su，以輸出一驅(qū) 動(dòng)信號(hào)S。v驅(qū)動(dòng)馬達(dá)2。當(dāng)比較信號(hào)Su的工作周期增加時(shí)，控制馬達(dá)2提高風(fēng) 扇轉(zhuǎn)速，而當(dāng)比較信號(hào)Su的工作周期降低時(shí)，控制馬達(dá)2降低風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，藉此達(dá)到動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)速控制的目的。
此外，請(qǐng)參照?qǐng)D5所示，其是本發(fā)明第二實(shí)施例的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路1A，其
與第一實(shí)施例不同處在于比較單元14A更包括一第三濾波組件142,其與比 較組件141電性連接。其中該比較單元141輸出一脈寬調(diào)變信號(hào)，而第三濾 波組件142則將脈寬調(diào)變信號(hào)轉(zhuǎn)換成一比較信號(hào)S^并輸出至驅(qū)動(dòng)單元15,比
較信號(hào)Sc2是一直流信號(hào)。另外，當(dāng)比較信號(hào)Sc2的電平上升時(shí)，控制馬達(dá)2
提高風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，而當(dāng)比較信號(hào)Sn的電平下降時(shí)，控制馬達(dá)2降低風(fēng)扇轉(zhuǎn)速， 藉此達(dá)到動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)速控制的目的。
請(qǐng)參照?qǐng)D6所示，本發(fā)明較佳實(shí)施例的一種馬達(dá)驅(qū)動(dòng)方法包括步驟Sl至 步驟S4。
請(qǐng)參照?qǐng)D3及圖6所示，步驟Sl是感測(cè)馬達(dá)2的轉(zhuǎn)速而輸出一轉(zhuǎn)速信號(hào) Ss。步驟S2是輸出一基準(zhǔn)信號(hào)SB。步驟S3是依據(jù)轉(zhuǎn)速信號(hào)Ss及基準(zhǔn)信號(hào)Sb 以輸出一比較信號(hào)SC1。步驟S4是依據(jù)比較信號(hào)Sd以輸出一驅(qū)動(dòng)信號(hào)S。v驅(qū)動(dòng) 馬達(dá)2。
其中該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)方法已于上述第一實(shí)施例及第二實(shí)施例中詳述，故于此 不再加以贅述。
請(qǐng)參照?qǐng)D7A及圖7B所示，是分別表示電流、轉(zhuǎn)速及風(fēng)壓的特性曲線示 意圖，值得一提的是，依據(jù)本發(fā)明的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路及馬達(dá)驅(qū)動(dòng)方法，其中馬 達(dá)操作于倍壓區(qū)時(shí)，其所感測(cè)的轉(zhuǎn)速是穩(wěn)定的，且在空氣自由流通的條件下， 本發(fā)明比公知驅(qū)動(dòng)方式更能提升倍壓區(qū)的靜壓-風(fēng)量(P-Q)特性。
本發(fā)明的 一 種馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路及馬達(dá)驅(qū)動(dòng)方法利用產(chǎn)生具有固定頻率的基 準(zhǔn)信號(hào)，再藉由轉(zhuǎn)速信號(hào)與基準(zhǔn)信號(hào)相互比較后，以判別馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)速過(guò) 高或過(guò)低，進(jìn)而輸出比較信號(hào)以控制馬達(dá)的轉(zhuǎn)速，因此能輸出穩(wěn)定轉(zhuǎn)速。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發(fā)明的精神與范 疇，而對(duì)其進(jìn)行的等效修改或變更，均應(yīng)包括于后附的權(quán)利要求范圍中。
權(quán)利要求
1、一種馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路，連接一馬達(dá)，其包括一感測(cè)單元，感測(cè)該馬達(dá)的轉(zhuǎn)速以輸出一轉(zhuǎn)速信號(hào)；一信號(hào)控制單元，產(chǎn)生一基準(zhǔn)信號(hào)；一比較單元，分別與該感測(cè)單元及該信號(hào)控制單元電性連接，該比較單元分別接收該轉(zhuǎn)速信號(hào)及該基準(zhǔn)信號(hào)，并據(jù)以輸出一比較信號(hào)；以及一驅(qū)動(dòng)單元，與該比較單元電性連接，并接收該比較信號(hào)，以輸出一驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)該馬達(dá)。
2、 如權(quán)利要求1所述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路，其中該感測(cè)單元包括 一轉(zhuǎn)速感測(cè)組件，用以感測(cè)該馬達(dá)的轉(zhuǎn)速值，并產(chǎn)生一轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)輸出；以及一第一濾波組件，與該轉(zhuǎn)速感測(cè)組件電性連接，并將該轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)轉(zhuǎn) 換成該轉(zhuǎn)速信號(hào)。
3、 如權(quán)利要求2所述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路，其中該第一濾波組件為一頻率轉(zhuǎn) 電壓IC，該轉(zhuǎn)速信號(hào)為一直流信號(hào)。
4、 如權(quán)利要求1所述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路，其連接一系統(tǒng)控制端，并接收自 該系統(tǒng)控制端傳送的一脈寬調(diào)變信號(hào)，其中該信號(hào)控制單元包括一第二濾波組件，與該系統(tǒng)控制端電性連接，并將該脈寬調(diào)變信號(hào)轉(zhuǎn)換 成一直流信號(hào)；一信號(hào)產(chǎn)生組件，產(chǎn)生一載波信號(hào)；以及一混頻組件，分別與該信號(hào)產(chǎn)生組件及該第二濾波組件電性連接，并將 該載波信號(hào)與該直流信號(hào)混頻后輸出該基準(zhǔn)信號(hào)。
5、 如權(quán)利要求4所述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路，其中該信號(hào)產(chǎn)生組件為一載波信 號(hào)產(chǎn)生電路，該載波信號(hào)具有一固定頻率，且該載波信號(hào)為一三角波、 一鋸 齒波或一弦波。
6、 如權(quán)利要求1所述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路，其中該比較信號(hào)的頻率、該載波 信號(hào)的頻率與該基準(zhǔn)信號(hào)的頻率相同。
7、 如權(quán)利要求1所述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路，其中該比較單元包括一比較組件， 其依據(jù)該轉(zhuǎn)速信號(hào)及該基準(zhǔn)信號(hào)而輸出該比較信號(hào)，該比較組件為一運(yùn)算放 大器，該比較信號(hào)為一脈寬調(diào)變信號(hào)，以及該比較信號(hào)的頻率、該載波信號(hào)的頻率與該基準(zhǔn)信號(hào)的頻率相同。
8、 如權(quán)利要求1所述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路，其中該比較單元包括 一比較組件，依據(jù)該轉(zhuǎn)速信號(hào)及該基準(zhǔn)信號(hào)而輸出一脈寬調(diào)變信號(hào)；以及一第三濾波組件，與該比較組件電性連接，并將該脈寬調(diào)變信號(hào)轉(zhuǎn)換成 該比4交信號(hào)。
9、 如權(quán)利要求1或8所述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路，其中該比較組件為一運(yùn)算放 大器，該比較信號(hào)為一直流信號(hào)。
10、 如權(quán)利要求1所述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路，其中該馬達(dá)為一直流無(wú)刷式馬 達(dá)，該驅(qū)動(dòng)單元為一馬達(dá)驅(qū)動(dòng)IC。
11、 一種馬達(dá)驅(qū)動(dòng)方法，其包括以下步驟 感測(cè) 一 馬達(dá)的轉(zhuǎn)速并輸出 一轉(zhuǎn)速信號(hào)； 輸出一基準(zhǔn)信號(hào)；依據(jù)該轉(zhuǎn)速信號(hào)及該基準(zhǔn)信號(hào)以輸出一比較信號(hào)；以及 依據(jù)該比較信號(hào)以輸出 一驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)該馬達(dá)。
12、 如權(quán)利要求11所述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)方法，其中感測(cè)該馬達(dá)的該狀態(tài)輸出 該轉(zhuǎn)速信號(hào)包括以下步驟感測(cè)該馬達(dá)的一轉(zhuǎn)速值，并產(chǎn)生一轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)輸出；以及 將該轉(zhuǎn)速反饋信號(hào)經(jīng)由濾波成該轉(zhuǎn)速信號(hào)。
13、 如權(quán)利要求11所述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)方法，其中該轉(zhuǎn)速信號(hào)為一直流信號(hào)。
14、 如權(quán)利要求11所述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)方法，其中于輸出該基準(zhǔn)信號(hào)前更包 括以下步驟接收一脈寬調(diào)變信號(hào)； 將該脈寬調(diào)變信號(hào)經(jīng)由濾波成一直流信號(hào)； 產(chǎn)生一載波信號(hào)；以及將該載波信號(hào)與該直流信號(hào)混頻后形成該基準(zhǔn)信號(hào)。
15、 如權(quán)利要求14所述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)方法，其中該脈寬調(diào)變信號(hào)經(jīng)由一客 戶端系統(tǒng)發(fā)送。
16、 如權(quán)利要求14所述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)方法，其中該載波信號(hào)具有一固定頻 率，且該載波信號(hào)為一三角波、 一鋸齒波或一弦波。
17、 如權(quán)利要求11所述的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)方法，其中該比較信號(hào)的頻率、該載波信號(hào)的頻率與該基準(zhǔn)信號(hào)的頻率相同，且該比較信號(hào)為一脈寬調(diào)變信號(hào)或 一直流信號(hào)，而該直流信號(hào)是將該脈寬調(diào)變信號(hào)經(jīng)由濾波而成。
全文摘要
一種馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路包括一感測(cè)單元、一信號(hào)控制單元、一比較單元及一驅(qū)動(dòng)單元。感測(cè)單元感測(cè)馬達(dá)的轉(zhuǎn)速而輸出一轉(zhuǎn)速信號(hào)。信號(hào)控制單元產(chǎn)生一基準(zhǔn)信號(hào)。比較單元分別與感測(cè)單元及信號(hào)控制單元電性連接，且比較單元分別接收轉(zhuǎn)速信號(hào)及基準(zhǔn)信號(hào)，并據(jù)以輸出一比較信號(hào)。驅(qū)動(dòng)單元與比較單元電性連接，并接收比較信號(hào)以輸出一驅(qū)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。
文檔編號(hào)H02P6/00GK101471619SQ20071030546
公開(kāi)日2009年7月1日 申請(qǐng)日期2007年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月28日
發(fā)明者吳彥宏, 謝宗融, 黃躍龍 申請(qǐng)人:臺(tái)達(dá)電子工業(yè)股份有限公司