模块化风扇马达控制电路及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种模块化风扇马达控制电路及其控制方法，该控制电路操作于风扇马达的相位感测控制，并包含驱动电路与微控制器集成电路。驱动电路电性连接风扇马达，以产生多个模拟驱动电压信号进而驱动风扇马达。微控制器集成电路电性连接驱动电路，并包含相位感测模块、控制单元以及驱动信号产生器。相位感测模块接收模拟驱动电压信号，以感测模拟驱动电压信号的相位，进而产生相位触发信号。控制单元连接该相位感测模块，并接收转速信号与相位触发信号，以产生控制信号。驱动信号产生器连接控制单元，并接收控制信号，以产生至少一个开关驱动信号进而控制驱动电路。

【技术实现步骤摘要】
模块化风扇马达控制电路及其控制方法
本专利技术有关一种风扇马达控制电路及其控制方法，尤指一种模块化风扇马达控制电路及其控制方法。
技术介绍
现有马达通过一定子与一转子相对设置，利用其磁力的吸引以及磁场的变化，使得转子相对于定子转动。其中，磁场的变化即是代表马达磁极的换相(commutation)动作。目前较常用的方式是利用电子式换相器来实现马达换相动作。其中，电子式换相器主要是利用霍尔感测器(Hallsensor)来感应马达磁极位置(或磁场变化)以判断转子的位置，并依据霍尔感测器感测的切换相位信号，以输出驱动信号至驱动电路进而控制马达的定子的线圈电流相互切换，而达到换相的目的。再者，利用霍尔感测器来感应磁场变化与马达的转速以及霍尔感测器的设置位置有关，因此，霍尔感测器必须调整在最佳位置才能作精确的感测。另外，若以无感测器理论方式制作，一般须采用高阶数字信号处理器(digitalsignalprocessor，DSP)搭配复杂的演算法，如磁场导向控制(fieldorientedcontrol，FOC)、直接转矩控制(directtorquecontrol，DTC)，以及周边电路才能达到最佳化的控制。亦或，可采以较简易的比较器方式，达到较简易的控制，但效率较差。然而，今日马达控制技术对于成本与体积(空间)的需求越来越严格，加上马达应用产品的多样化，对于减少电路元件与模块共用的需求更是与日俱增。因此，如何设计出一种模块化风扇马达控制电路及其控制方法，通过软体、韧体或者硬体提供具有参数设定的控制，以提高风扇马达控制电路控制的可靠度，并增加替换的方便性，乃为本案创作人所欲行克服并加以解决的一大课题。
技术实现思路
本专利技术的一目的在于提供一种模块化风扇马达控制电路，以克服现有技术的问题。因此本专利技术的模块化风扇马达控制电路，操作于一风扇马达的相位感测控制。模块化风扇马达控制电路包含一驱动电路与一微控制器集成电路。驱动电路电性连接风扇马达，以产生多个模拟驱动电压信号进而驱动风扇马达。微控制器集成电路电性连接驱动电路，并包含一相位感测模块、一控制单元以及一驱动信号产生器。相位感测模块接收该多个模拟驱动电压信号，以感测该多个模拟驱动电压信号的相位，进而产生一相位触发信号。控制单元连接相位感测模块，接收一转速信号与相位触发信号，以产生一控制信号。驱动信号产生器连接控制单元，并接收控制信号，以产生至少一个开关驱动信号进而控制驱动电路。本专利技术的一另目的在于提供一种模块化风扇马达控制电路的操作方法，以克服现有技术的问题。模块化风扇马达控制电路的操作方法，操作于一风扇马达的相位感测控制，并包含下列步骤：提供一驱动电路，以产生多个模拟驱动电压信号进而驱动风扇马达；提供一相位感测模块，以接收该多个模拟驱动电压信号，并感测该多个模拟驱动电压信号的相位，进而产生一相位触发信号；提供一控制单元，以接收一转速信号与相位触发信号，并产生一控制信号；及提供一驱动信号产生器，以接收控制信号，并产生至少一个开关驱动信号进而控制驱动电路。为了能更进一步了解本专利技术为达成预定目的所采取的技术、手段及功效，请参阅以下有关本专利技术的详细说明与附图，相信本专利技术的目的、特征与特点，当可由此得一深入且具体的了解，然而所附图式仅提供参考与说明用，并非用来对本专利技术加以限制者。本专利技术具有以下之的优点：整合该相位感测模块、该控制单元以及该驱动信号产生器在一微控制器集成电路内，以形成模块化架构，并通过软件、固件或者硬件提供具有参数设定的控制，以提高风扇马达控制电路控制的可靠度，并增加替换的方便性；附图说明图1为本专利技术模块化风扇马达控制电路的电路方块示意图；图2为本专利技术模块化风扇马达控制电路的一相位感测模块的较佳实施例的电路方块示意图；图3A为本专利技术该相位感测模块操作的第一实施例的示意图；图3B为本专利技术该相位感测模块操作的第二实施例的示意图；图3C为本专利技术该相位感测模块操作的第三实施例的示意图；图4为本专利技术该相位感测模块接收一反馈控制信号的方块示意图；图5为本专利技术为本专利技术模块化风扇马达控制电路的控制方法的流程图。其中，附图标记说明如下：﹝本专利技术﹞10微控制器集成电路102相位感测模块1021模拟选择矩阵单元1022共模电压产生单元1023模拟滤波器1025三相模拟比较器1027数字转换单元1029多工器104控制单元106驱动信号产生器1062反馈控制信号产生器20驱动电路30风扇马达VuU相模拟驱动电压信号VvV相模拟驱动电压信号VwW相模拟驱动电压信号Vn中性点电位Vu’U相模拟滤波电压信号Vv’V相模拟滤波电压信号Vw’W相模拟滤波电压信号Vu”U相模拟比较电压信号Vv”V相模拟比较电压信号Vw”W相模拟比较电压信号Sp相位触发信号Sc控制信号Scr反馈控制信号Sg11～Sg32开关驱动信号Ss转速信号Vc中性共模电位DuU相数字电压信号DvV相数字电压信号DwW相数字电压信号Dc控制信号Tm信号遮断区间UU相VV相WW相S100～S400步骤具体实施方式兹有关本专利技术的
技术实现思路
及详细说明，配合图式说明如下：请参见图1为本专利技术模块化风扇马达控制电路的电路方块示意图。该模块化风扇马达控制电路，操作于一风扇马达30的相位感测控制。该模块化风扇马达控制电路包含一驱动电路20与一微控制器集成电路10。该驱动电路20电性连接该风扇马达30，以产生多个模拟驱动电压信号进而驱动该风扇马达30。其中，该驱动电路20为一具有三组上下桥臂的六开关电路。在本实施例中，由于该风扇马达30为一三相马达，因此，该驱动电路20产生三个模拟驱动电压信号制该风扇马达30，分别为一U相模拟驱动电压信号Vu、一V相模拟驱动电压信号Vv以及一W相模拟驱动电压信号Vw。该微控制器集成电路10电性连接该驱动电路20，并包含一相位感测模块102、一控制单元104以及一驱动信号产生器106。其中，该微控制器集成电路10可为一微处理器(CPU)、一微控制器(MCU)、一可程序逻辑门阵列(FPGA或CPLD)…等具有可程序化的集成电路(IC)元件、或应用特定集成电路元件(ASIC)。该相位感测模块102接收该多个模拟驱动电压信号Vu，Vv，Vw，以感测该多个模拟驱动电压信号Vu，Vv，Vw的相位，进而产生一相位触发信号Sp。该控制单元104连接该相位感测模块102，并接收一外部转速信号Ss与该相位触发信号Sp，以产生一控制信号Sc。其中，该外部转速信号Ss用以调控该风扇马达30的转速。该驱动信号产生器106电性连接该控制单元104，并接收该控制信号Sc，以产生多个开关驱动信号Sg11，Sg12，Sg21，Sg22，Sg31，Sg32进而控制该驱动电路20。其中，该多个开关驱动信号Sg11，Sg12，Sg21，Sg22，Sg31，Sg32分别对该三组上下桥臂的六开关进行控制。另外，请参见图2为本专利技术模块化风扇马达控制电路的该相位感测模块的较佳实施例的电路方块示意图。如图所示，该相位感测模块102包含一模拟选择矩阵单元1021、一模拟滤波器1023、一三相模拟比较器1025、一数字转换单元1027以及一多工器1029。该模拟选择矩阵单元1021，具有多个输入端，并接收该多个模拟驱动电压信号Vu，Vv，Vw，以判断该多本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模块化风扇马达控制电路，操作于一风扇马达的相位感测控制；该模块化风扇马达控制电路包含：一驱动电路，电性连接该风扇马达，以产生多个模拟驱动电压信号进而驱动该风扇马达；及一微控制器集成电路，电性连接该驱动电路；该微控制器集成电路包含：一相位感测模块，接收该多个模拟驱动电压信号，以感测该多个模拟驱动电压信号的相位，进而产生一相位触发信号；一控制单元，连接该相位感测模块，并接收一转速信号与该相位触发信号，以产生一控制信号；及一驱动信号产生器，连接该控制单元，并接收该控制信号，以产生至少一个开关驱动信号进而控制该驱动电路。

【技术特征摘要】
1.一种模块化风扇马达控制电路，操作于一风扇马达的相位感测控制；该模块化风扇马达控制电路包含：一驱动电路，电性连接该风扇马达，以产生多个模拟驱动电压信号进而驱动该风扇马达；及一微控制器集成电路，电性连接该驱动电路；该微控制器集成电路包含：一相位感测模块，接收该多个模拟驱动电压信号，以感测该多个模拟驱动电压信号的相位，进而产生一相位触发信号,该相位感测模块包含：一模拟选择矩阵单元，具有多个输入端，并接收该多个模拟驱动电压信号，以判断该多个模拟驱动电压信号的电压系统型态；一模拟滤波器，连接该模拟选择矩阵单元，以对该多个模拟驱动电压信号进行滤波处理；一三相模拟比较器，连接该模拟滤波器，并接收滤波后的该多个模拟驱动电压信号，以比较该多个模拟驱动电压信号的相位顺序，并产生模拟比较电压信号；一数字转换单元，连接该三相模拟比较器，以将该多个模拟比较电压信号转换为多个数字驱动电压信号；及一多工器，连接该数字转换单元，并接收该多个数字驱动电压信号，以产生该相位触发信号；一控制单元，连接该相位感测模块，并接收一转速信号与该相位触发信号，以产生一控制信号；及一驱动信号产生器，连接该控制单元，并接收该控制信号，以产生至少一个开关驱动信号进而控制该驱动电路。2.如权利要求1所述的模块化风扇马达控制电路，其中该三相模拟比较器利用零交越方式，比较该多个模拟驱动电压信号的相位顺序。3.如权利要求1所述的模块化风扇马达控制电路，其中当该多个模拟驱动电压信号的电压系统型态为单相时，该相位触发信号为一单相脉波信号。4.如权利要求1所述的模块化风扇马达控制电路，其中当该多个模拟驱动电压信号的电压系统型态为三相三线式时，该相位触发信号为一三相脉波信号。5.如权利要求1所述的模块化风扇马达控制电路，其中当该多个模拟驱动电压信号的电压系统型态为三相四线式时，该相位触发信号为一三相脉波信号。6.如权利要求2所述的模块化风扇马达控制电路，其中该相位感测模块更包含一共模电压产生单元，当该多个模拟驱动电压信号为三相三线式时，该共模电压产生单元产生一中性共模电位，以提供零交越方式比较该多个模拟驱动电压信号的相位顺序。7.如权利要求2所述的模块化风扇马达控制电路，其中当该多个模拟驱动电压信号为三相四线式时，该模拟选择矩阵单元接收一中性点电位，以提供零交越方式比较该多个模拟驱动电压信号的相位顺序。8.如权利要求1所述的模块化风扇马达控制电路，其中该相位感测模块更包含一单相模拟比较器，当该模拟驱动电压信号为单相时，该单相模拟比较器接收滤波后的该模拟驱动电压信号，以比较该模拟驱动电压信号的相位。9.如权利要求1所述的模块化风扇马达控制电路，其中该驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱俊隆，马文川，王文志，
申请(专利权)人：台达电子工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71