具有拴锁保护模式的马达驱动装置的制作方法

    专利2022-07-07  130


    本发明涉及一种马达驱动装置,特别是涉及一种具有拴锁保护模式的马达驱动装置。



    背景技术:

    直流无刷马达为一种常见的马达,其具有高效率、轻、薄、短、小等优点,因而广泛地被应用于各种领域。在现今的电子产品中,如个人计算机、笔记本电脑、通讯装置及家用电器等等皆会使用到直流无刷马达,例如各种电子产品的风扇马达、计算机储存装置的主轴马达皆是使用直流无刷马达。一般来说,在驱动直流无刷马达时,必须侦测马达转子的位置,以正确地驱动换相开关来进行换相程序。

    现有的无刷直流马达系统通常包含三相无刷直流马达、霍尔传感器及驱动器。然而,由于霍尔传感器容易受外界环境的影响,造成感测准确度降低,甚至在某些环境下无法正常工作(例如温度过高的环境),另一方面,于无刷直流马达系统中多了霍尔传感器的设计,除了会增加系统的体积外,更提高了制造成本,因此,不使用传感器的无感测驱动方法进而被提出。

    在现有的无传感器驱动方法中,通过侦测反电动势来决定换相时机。而为了降低噪音,可侦测其中一相作为浮接相,并以其相对应的反电动势零点作为比较基准。

    然而,当马达启动后,若受到外力影响,导致马达被栓锁在某一位置,此时,由于马达的转子与定子间磁路的关系,会使得浮接相感应出错误的反电动势,使驱动电路误判为持续转动,而无法执行栓锁保护机制,导致马达线圈过热。

    因此,急需一种具有拴锁保护模式的马达驱动装置。



    技术实现要素:

    本发明所要解决的技术问题在于,针对现有技术的不足提供一种具有拴锁保护模式的马达驱动装置。

    为了解决上述的技术问题,本发明所采用的其中一技术方案是,提供一种具有拴锁保护模式的马达驱动装置,所述马达驱动装置用于驱动一马达,所述马达驱动装置包括:一转速侦测单元,经配置以侦测所述马达的转速;一运转单元,经配置以在所述转速侦测单元侦测到所述马达稳定运转后,进入一运转模式,所述运转单元依据一换相顺序产生具有多个相位的一运转信号,且所述换相顺序系依据所述马达的一预定转动方向所设定;一驱动单元,耦接于所述运转单元及所述马达,所述驱动单元经配置以多个所述相位驱动所述马达;一浮接点选择单元,耦接于所述驱动单元及所述马达,所述浮接点选择单元经配置以在所述运转模式下选择所述马达的一第一相电路作为一第一浮接相;一反电动势侦测单元,耦接于所述浮接点选择单元,所述反电动势侦测单元经配置以侦测所述第一浮接相的反电动势具有对应所述换相顺序的一第一电压位准或一第二电压位准,以产生一侦测结果;以及一控制单元,耦接于所述反电动势侦测单元及所述驱动单元,所述控制单元经配置以根据所述侦测结果,输出一换相信号至所述驱动单元,以使所述驱动单元依据所述换相顺序及所述换相信号,以所述运转信号驱动所述马达;一拴锁保护单元,经配置以在接收到一切换信号时,控制所述驱动单元进入所述拴锁保护模式,其中所述转速侦测单元经配置以判断所述马达的转速是否超过一预定转速,若是,则所述转速侦测单元输出所述切换信号至所述拴锁保护单元,使所述驱动单元进入所述拴锁保护模式,或控制所述浮接点选择单元选择所述马达的所述第一相电路及一第二相电路作为所述第一浮接相及一第二浮接相,且所述反电动势侦测单元经配置以侦测所述第一浮接相的反电动势及所述第二浮接相的反电动势,以判断是否输出所述切换信号至所述拴锁保护单元,使所述驱动单元进入所述拴锁保护模式,其中在所述拴锁保护模式中,所述驱动单元反复驱动及停止所述马达。

    优选地,所述反电动势侦测单元包括一迟滞比较器,经配置以侦测所述第一浮接相的反电动势或所述第二浮接相的反电动势是大于一迟滞电压的正值或小于所述迟滞电压的负值,以产生一高电压位准或一低电压位准。

    优选地,所述反电动势侦测单元包括一迟滞比较器,经配置以侦测所述第一浮接相的反电动势或所述第二浮接相的反电动势是大于一迟滞电压的正值或小于所述迟滞电压的负值,以产生一高电压位准或一低电压位准。

    优选地,所述控制单元经配置以依据多个所述相位的所述换相顺序将所述迟滞比较器设定为所述第一电压位准,以判断所述第一浮接相的反电动势或所述第二浮接相的反电动势是否小于所述迟滞电压的负值,或将所述迟滞比较器设定为所述第二电压位准,以判断所述第一浮接相的反电动势或所述第二浮接相的反电动势是否大于所述迟滞电压的正值。

    优选地,当所述迟滞比较器被设定为所述第一电压位准并判断所述第一浮接相的反电动势或所述第二浮接相的反电动势是否小于所述迟滞电压的负值时,若判断所述第一浮接相的反电动势或所述第二浮接相的反电动势小于所述迟滞电压的负值时,则产生所述低电压位准。

    优选地,当所述迟滞比较器被设定为所述第二电压位准以判断所述第一浮接相的反电动势或所述第二浮接相的反电动势是否大于所述迟滞电压的正值时,若判断所述第一浮接相的反电动势或所述第二浮接相的反电动势的反电动势大于所述迟滞电压的正值时,则产生所述高电压位准。

    为了解决上述的技术问题,本发明所采用的另外一技术方案是,提供一种具有拴锁保护模式的马达驱动装置,所述马达驱动装置用于驱动一马达,所述马达驱动装置包括:一转速侦测单元,经配置以侦测所述马达的转速;一运转单元,经配置以在所述转速侦测单元侦测到所述马达稳定运转后,进入一运转模式,所述运转单元依据一换相顺序产生具有多个相位的一运转信号,且所述换相顺序系依据所述马达的一预定转动方向所设定;一驱动单元,耦接于所述运转单元及所述马达,所述驱动单元经配置以多个所述相位驱动所述马达;一浮接点选择单元,耦接于所述驱动单元及所述马达,所述浮接点选择单元经配置以在所述运转模式下选择所述马达的一第一相电路作为一第一浮接相;一反电动势侦测单元,耦接于所述浮接点选择单元,所述反电动势侦测单元经配置以侦测所述第一浮接相的反电动势具有一第一电压位准或一第二电压位准,以产生一侦测结果;以及一控制单元,耦接于所述反电动势侦测单元及所述驱动单元,所述控制单元经配置以根据所述侦测结果,输出一换相信号至所述驱动单元,以使所述驱动单元依据所述换相顺序及所述换相信号,以所述运转信号驱动所述马达,且在产生所述换相信号后,控制所述反电动势侦测单元在一屏蔽时间后才侦测所述第一浮接相的反电动势;一拴锁保护单元,经配置以在接收到一切换信号时,控制所述驱动单元进入所述拴锁保护模式;一计数单元,经配置以在所述反电动势侦测单元于所述屏蔽时间结束后一预定时间内侦测到所述换相信号产生时,将一计数值增加,并在所述计数值累加到一预定计数值时,输出所述切换信号至所述拴锁保护单元,使所述驱动单元进入所述拴锁保护模式,或控制所述浮接点选择单元选择所述马达的所述第一相电路及一第二相电路作为所述第一浮接相及一第二浮接相,且所述反电动势侦测单元经配置以侦测所述第一浮接相的反电动势及所述第二浮接相的反电动势,以判断是否输出所述切换信号至所述拴锁保护单元,使所述驱动单元进入所述拴锁保护模式,其中在所述拴锁保护模式中,所述驱动单元反复驱动及停止所述马达。

    优选地,在所述计数值累加到所述预定计数值时,所述反电动势侦测单元经配置以侦测所述第一浮接相的反电动势及所述第二浮接相的反电动势是否具有对应所述换相顺序的所述第一电压位准或所述第二电压位准,若否,则判断为输出所述切换信号至所述拴锁保护单元,使所述驱动单元进入所述拴锁保护模式。

    优选地,所述反电动势侦测单元包括一迟滞比较器,经配置以侦测所述第一浮接相的反电动势或所述第二浮接相的反电动势是大于一迟滞电压的正值或小于所述迟滞电压的负值,以产生一高电压位准或一低电压位准。

    优选地,所述控制单元经配置以依据多个所述相位的所述换相顺序将所述迟滞比较器设定为所述第一电压位准,以判断所述第一浮接相的反电动势或所述第二浮接相的反电动势是否小于所述迟滞电压的负值,或将所述迟滞比较器设定为所述第二电压位准,以判断所述第一浮接相的反电动势或所述第二浮接相的反电动势是否大于所述迟滞电压的正值。

    优选地,当所述迟滞比较器被设定为所述第一电压位准并判断所述第一浮接相的反电动势或所述第二浮接相的反电动势是否小于所述迟滞电压的负值时,若判断所述第一浮接相的反电动势或所述第二浮接相的反电动势小于所述迟滞电压的负值时,则产生所述低电压位准。

    优选地,当所述迟滞比较器被设定为所述第二电压位准以判断所述第一浮接相的反电动势或所述第二浮接相的反电动势是否大于所述迟滞电压的正值时,若判断所述第一浮接相的反电动势或所述第二浮接相的反电动势的反电动势大于所述迟滞电压的正值时,则产生所述高电压位准。

    优选地,所述计数单元经配置以接收一频率信号,且将所述屏蔽时间结束后,所述频率信号的一周期作为所述预定时间。

    优选地,所述计数单元经配置以接收一频率信号,且将所述屏蔽时间结束后,直到所述频率信号出现首个上升缘或首个下降缘的期间作为所述预定时间。

    本发明的其中一有益效果在于,本发明所提供的具有拴锁保护模式的马达驱动装置,在转速超过预定转速时,可直接进入拴锁保护模式,以控制驱动单元反复驱动及停止马达,以尝试推动马达,以解除拴锁状况,同时使马达温升在安全范围内,避免过热造成马达损坏。或者,可控制浮接点选择单元选择侦测马达的其中两个相电路,藉此正确判定马达是否在拴锁状况下,以判定是否进入拴锁保护模式。

    为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容,请参阅以下有关本发明的详细说明与附图,然而所提供的附图仅用于提供参考与说明,并非用来对本发明加以限制。

    附图说明

    图1为本发明第一实施例的具有拴锁保护模式的马达启动电路的电路架构图。

    图2为本发明第一实施例的马达及驱动单元的电路架构图。

    图3为本发明第二实施例的具有拴锁保护模式的马达启动电路的电路架构图。

    图4a至图4c为本发明第二实施例的屏蔽时间与马达驱动信号示意图。

    具体实施方式

    以下是通过特定的具体实施例来说明本发明所公开有关“马达启动装置及方法”的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用,本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用,在不悖离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外,本发明的附图仅为简单示意说明,并非依实际尺寸的描绘,事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容,但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。

    应当可以理解的是,虽然本文中可能会使用到“第一”、“第二”、“第三”等术语来描述各种组件或者信号,但这些组件或者信号不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一组件与另一组件,或者一信号与另一信号。另外,本文中所使用的术语“或”,应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。

    请一并参阅图1至图3,图1为本发明实施例的马达启动电路的电路架构图。

    参阅图1所示,本发明第一实施例提供一种具有拴锁保护模式的马达驱动装置1,用于驱动一马达11,其包括转速侦测单元13、运转单元10、驱动单元12、浮接点选择单元14、反电动势侦测单元16、控制单元18及拴锁保护单元15。其中,马达11可为无传感器的三相马达。

    转速侦测单元13经配置以侦测马达11的转速,运转单元10耦接于转速侦测单元13,运转单元10经配置以在转速侦测单元13侦测到马达11稳定运转后,进入运转模式,依据换相顺序产生具有多个相位的运转信号s1,且换相顺序系依据马达11的预定转动方向所设定。

    驱动单元12耦接于运转单元10及马达11,经配置以在接收到运转信号s1时,以运转信号s1的多个所述相位驱动马达11。

    如图2所示,图2为本发明第一实施例的马达及驱动单元的电路架构图。驱动单元12可接收运转信号s1,以分别输出开关信号uh、ul、vh、vl、wh、wl来控制驱动单元12内的各个开关单元的导通或截止状态。

    一般而言,马达11具有三个绕组,分别为u线圈绕组u、v线圈绕组v与w线圈绕组w。由图2的电路架构可知,驱动单元12包括晶体管m1、m2、m3、m4、m5、m6,当晶体管m1与晶体管m5开启时,此时马达运转的电流,由电源端经晶体管m1、马达12的u线圈绕组u、v线圈绕组v,并再经由晶体管m5流到地端。

    一般正常的马达电流控制是由u线圈绕组u流向v线圈绕组v,u线圈绕组u流向w线圈绕组w,之后换向由u线圈绕组u流向w线圈绕组w,换向电流由v线圈绕组v流向w线圈绕组w,再由v线圈绕组v流向u线圈绕组u,v线圈绕组v流向w线圈绕组w。接着,其他的换相持续的控制u线圈绕组、v线圈绕组、w线圈绕组的电流流向,进而控制马达的转向,上述是马达的换相方式,但这只是控制马达换相的一种,其它的马达的换相方式,于此不加以赘述。

    再者,换相顺序可例如为依序排列的uv、uw、vw、vu、wu及wv,依据此顺序,启动单元10可产生具有多个相位的初始启动信号s1,且换相顺序uv、uw、vw、vu、wu及wv系依据马达的预定转动方向,例如正转所设定。其中,u线圈绕组u作为浮接相时产生的反电动势为emf_a,v线圈绕组v作为浮接相时产生的反电动势为emf_b,w线圈绕组w作为浮接相时产生的反电动势为emf_c。

    进一步,浮接点选择单元14耦接于驱动单元12及马达11,在初始启动时,用来根据驱动单元12的驱动状况,选择马达11上未被导通的浮接相。例如,以换相顺序中的uv而言,即是u线圈绕组u及v线圈绕组v导通,而此时马达11上未被导通的浮接相为w线圈绕组w,以换相顺序中的uw而言,即是u线圈绕组u及w线圈绕组w导通,而此时马达11上未被导通的浮接相为v线圈绕组v。

    而当马达11稳定运转后进入运转模式时,为了降低噪音,会将原本侦测多个浮接相的方式改为仅侦测其中之一,以减少电流不连续点。详细而言,浮接点选择单元14选择马达11的其中一相电路作为第一浮接相。

    进一步,反电动势侦测单元16耦接于浮接点选择单元14,经配置以侦测第一浮接相的反电动势具有第一电压位准或第二电压位准,以产生侦测结果。举例来说,以换相顺序中的uv而言,即是u线圈绕组u及v线圈绕组v导通,可设定反电动势侦测单元16侦测马达11的其中一个浮接相,例如为w线圈绕组w,以判断是否具有对应换相顺序的第一电压位准或第二电压位准。其中,第一电压位准可为大于0的高电位,而第二电压位准可为小于0的低电位,据此以产生侦测结果。

    再者,控制单元18耦接于反电动势侦测单元16及驱动单元14,经配置以依据换相顺序,例如换相顺序uv、uw、vw、vu、wu及wv,来控制反电动势侦测单元16对浮接相的反电动势进行侦测,以判定其具有第一电压位准或第二电压位准,并根据侦测结果,输出换相信号s2至驱动单元12。

    例如,在马达11由运转信号s1的第一相位驱动后,例如,第一相位可为控制u线圈绕组u及v线圈绕组v导通的开关信号,而反电动势侦测单元16侦测浮接相(此时为w线圈绕组w)的反电动势(此时为反电动势emf_c)电压是否具有第二电压位准,若是,则产生侦测结果,控制单元18经配置以输出换相信号s2至驱动单元12。

    当驱动单元12接收到换相信号s2,可依据换相顺序,以第一相位后的第二相位驱动马达11。举例来说,当第一相位为控制u线圈绕组u及v线圈绕组v导通的开关信号,依据换相顺序uv、uw、vw、vu、wu及wv,第二相位为控制u线圈绕组u及w线圈绕组w导通的开关信号。接着,控制单元18控制反电动势侦测单元16侦测浮接相(此时为v)的反电动势(此时为反电动势emf_b)电压是否具有第一电压位准,若是,则产生侦测结果,控制单元18经配置以依据侦测结果输出换相信号s2至驱动单元14。更具体而言,控制单元18是依据换相顺序,决定反电动势侦测单元16此时要侦测的是第一电压位准或第二电压位准(例如大于0的高电位或小于0的低电位)。例如,依据换相顺序uv及uw,以及预期要在u线圈绕组u、v线圈绕组v、w线圈绕组w上产生的反电动势的趋势,可决定反电动势侦测单元16于换相顺序uv时侦测第二电压位准(小于0的低电位)。

    此后,以三相无传感器马达为例,以三相六步为一个循环,使马达11运转,同时,仅侦测其中一个浮接相的反电动势电压的高低准位,以作为换相基准。

    此外,拴锁保护单元15在接收到切换信号s3时,控制驱动单元进入拴锁保护模式。在拴锁保护模式中,可控制驱动单元12反复驱动及停止马达11,以尝试推动马达11,同时使马达11温升在安全范围内,避免过热造成马达11损坏。

    以下说明切换至拴锁保护模式的条件及时间点。详细而言,转速侦测单元13可进一步判断马达11的转速是否超过预定转速。当转速侦测单元13判断马达11的转速超过预定转速,可进行两种操作模式。其一,转速侦测单元13可输出切换信号s3至拴锁保护单元15,使拴锁保护单元15直接控制驱动单元12进入拴锁保护模式,以控制驱动单元12反复驱动及停止马达11,以尝试推动马达11,同时使马达11温升在安全范围内,避免过热造成马达11损坏。

    其二,转速侦测单元13可控制浮接点选择单元14选择马达11的第一相电路及第二相电路作为第一浮接相及第二浮接相。例如,浮接点选择单元14可选择u线圈绕组u及w线圈绕组w,而反电动势侦测单元16可侦测第一浮接相的反电动势及第二浮接相的反电动势,以判断是否输出切换信号s3至拴锁保护单元15,使驱动单元12进入拴锁保护模式。其用意在于,由于在马达11因为外力造成拴锁时,马达11的转子与定子间磁路的关系,会使得浮接相感应出错误的反电动势,使反电动势侦测单元16误判马达11正持续转动,而无法执行栓锁保护机制,导致马达线圈过热,因此,当浮接点选择单元14选择侦测马达11的其中两个相电路,即便其中之一符合对应换相顺序的电压位准,另一浮接相应无法侦测到符合对应换相顺序的电压位准,藉此可正确判定马达是否在持续转动。

    也因此,当两者中有其中之一不符合对应换相顺序的电压位准,则可产生切换信号s3,使拴锁保护单元15控制驱动单元进入拴锁保护模式。在拴锁保护模式中,可控制驱动单元12反复驱动及停止马达11,以尝试推动马达11,同时使马达11温升在安全范围内,避免过热造成马达11损坏。

    在一些实施例中,反电动势侦测单元16可为一迟滞比较器,经配置以侦测上述第一浮接相的反电动势或第二浮接相的反电动势是大于迟滞电压的正值,或小于迟滞电压的负值,以产生高电压位准h或低电压位准l用于指示侦测结果。

    例如,控制单元18可依据换相顺序uv、uw、vw、vu、wu及wv,将迟滞比较器设定为第一电压位准,进而判断所设定的浮接相的反电动势是否小于迟滞电压的负值,或将迟滞比较器设定为第二电压位准,以判断所设定的浮接相的反电动势是否大于迟滞电压的正值。

    详细而言,在换相顺序为uv时,控制单元18可将迟滞比较器设定为高电位,此时,迟滞比较器侦测第一浮接相的反电动势(此时为w线圈绕组w的反电动势emf_c)是否小于迟滞电压的负值。在换相顺序为uw时,控制单元18可将迟滞比较器设定为低电位,此时,迟滞比较器侦测第二浮接相的反电动势(此时为v线圈绕组v的反电动势emf_b)是否大于迟滞电压的正值。如此,将可避免电压小幅扰动造成比较器误判反电动势电压的位准的情形,进而提升侦测的精确度。

    在一些实施例中,当迟滞比较器被设定为第一电压位准并判断第一浮接相的反电动势是否小于所述迟滞电压的负值时,若判断第一浮接相的反电动势小于迟滞电压的负值时,则产生低电压位准以作为侦测结果,并据此产生换相信号。或者,迟滞比较器可被设定为第一电压位准并判断第二浮接相的反电动势是否小于所述迟滞电压的负值,以用于判定是否进入拴锁保护模式。

    另一方面,当迟滞比较器被设定为第二电压位准以判断第一浮接相的反电动势是否大于迟滞电压的正值时,若判断第一浮接相的反电动势大于迟滞电压的正值,则产生高电压位准以作为侦测结果,并据此产生换相信号。或者,迟滞比较器可被设定为第二电压位准并判断第二浮接相的反电动势是否大于迟滞电压的正值,以用于判定是否进入拴锁保护模式。

    因此,本发明第一实施例提供的具有拴锁保护模式的马达驱动装置,在转速超过预定转速时,可直接进入拴锁保护模式,以控制驱动单元反复驱动及停止马达,以尝试推动马达,以解除拴锁状况,同时使马达温升在安全范围内,避免过热造成马达损坏。或者,可控制浮接点选择单元选择侦测马达的其中两个相电路,藉此正确判定马达是否在拴锁状况下,以判定是否进入拴锁保护模式。

    进一步,请参照图3,其为本发明第二实施例的具有拴锁保护模式的马达启动电路的电路架构图。

    本发明第二实施例另外提供一种具有拴锁保护模式的马达驱动装置1’,用于驱动马达11,其包括转速侦测单元13、运转单元10、驱动单元12、浮接点选择单元14、反电动势侦测单元16、控制单元18、拴锁保护单元15及计数单元17。

    其中,转速侦测单元13、运转单元10、驱动单元12、浮接点选择单元14、反电动势侦测单元16的运作类似于本发明的第一实施例,故不在此赘述。

    与第一实施例不同之处在于,控制单元18进一步在产生换相信号s2后,控制反电动势侦测单元16在屏蔽时间后才侦测第一浮接相的反电动势。此处,屏蔽时间的设计在于避免浮接相在换相时,刚切换而未达到稳定电压时,会造成反电动势电压位准的误判情形。

    类似的,拴锁保护单元15在接收到切换信号s3时,控制驱动单元12进入拴锁保护模式。在拴锁保护模式中,可控制驱动单元12反复驱动及停止马达11,以尝试推动马达11,同时使马达11温升在安全范围内,避免过热造成马达11损坏。

    本实施例的马达驱动装置1’进一步包括计数单元17,经配置以在反电动势侦测单元16于屏蔽时间msk结束后一预定时间内侦测到换相信号s2产生时,将计数值增加1。

    请参照图4a至图4c,其为本发明第二实施例的屏蔽时间与马达驱动信号示意图。换言之,通常屏蔽时间msk结束后距离换相点仍有一段时间,而此屏蔽时间msk实际上会随着转速上升而下降,而若屏蔽时间msk结束后,连续一段时间,反电动势侦测单元16均马上于第一浮接相侦测到对应换相顺序的预定电压位准,则代表马达可能已经在拴锁状态下。

    因此,配置计数单元17进行计数,若在预定时间内使计数值累加到预定计数值时,可进行两种操作模式。类似的,其一,转速侦测单元13可输出切换信号s3至拴锁保护单元15,使拴锁保护单元15直接控制驱动单元12进入拴锁保护模式,以控制驱动单元12反复驱动及停止马达11,以尝试推动马达11,同时使马达11温升在安全范围内,避免过热造成马达11损坏。

    其二,转速侦测单元13可控制浮接点选择单元14选择马达11的第一相电路及第二相电路作为第一浮接相及第二浮接相。例如,浮接点选择单元14可选择u线圈绕组u及w线圈绕组w,而反电动势侦测单元16可侦测第一浮接相的反电动势及第二浮接相的反电动势,以判断是否输出切换信号s3至拴锁保护单元15,使驱动单元12进入拴锁保护模式。其用意在于,由于在马达11因为外力造成拴锁时,马达11的转子与定子间磁路的关系,会使得浮接相感应出错误的反电动势,使反电动势侦测单元16误判马达11正持续转动,而无法执行栓锁保护机制,导致马达线圈过热,因此,当浮接点选择单元14选择侦测马达11的其中两个相电路,即便其中之一符合对应换相顺序的电压位准,另一浮接相应无法侦测到符合对应换相顺序的电压位准,藉此可正确判定马达是否在持续转动。

    也因此,当两者中有其中之一不符合对应换相顺序的电压位准,则可产生切换信号s3,使拴锁保护单元15控制驱动单元进入拴锁保护模式。在拴锁保护模式中,可控制驱动单元12反复驱动及停止马达11,以尝试推动马达11,同时使马达11温升在安全范围内,避免过热造成马达11损坏。

    类似的,在本实施例中,反电动势侦测单元16亦可为一迟滞比较器,经配置以侦测上述第一浮接相的反电动势或第二浮接相的反电动势是大于迟滞电压的正值,或小于迟滞电压的负值,以产生高电压位准h或低电压位准l用于指示侦测结果。其实施方式已经在第一实施例中描述过,且亦可应用于本实施例的反电动势侦测单元16,故不在此赘述。

    需要说明的是,计数单元17可经配置以接收频率信号clk。此频率信号clk可为频率产生单元所产生,或来自于马达驱动装置内建的pwm信号产生器所产生。其中,计数单元17可将在屏蔽时间msk结束后,频率信号clk的一周期(例如,由高位准至低位准为一循环的频率信号clk的周期)作为预定时间,或者,在一些实施例中,当频率信号clk为pwm信号时,可将在屏蔽时间msk结束后,直到出现首个上升缘或首个下降缘的期间作为预定时间。本发明不限于此。

    因此,本发明第二实施例提供的具有拴锁保护模式的马达驱动电路,可通过计数单元及屏蔽时间的设定来判定马达是否处在拴锁状态,提升判断的精确度,并且可让使用者以不同方式设定预定时间,在转速超过预定转速时,可直接进入拴锁保护模式,以控制驱动单元反复驱动及停止马达,以尝试推动马达,以解除拴锁状况,同时使马达温升在安全范围内,避免过热造成马达损坏。或者,可控制浮接点选择单元选择侦测马达的其中两个相电路,藉此正确判定马达是否在拴锁状况下,以判定是否进入拴锁保护模式。

    实施例的有益效果

    本发明的其中一有益效果在于,本发明所提供的具有拴锁保护模式的马达驱动装置,在转速超过预定转速时,可直接进入拴锁保护模式,以控制驱动单元反复驱动及停止马达,以尝试推动马达,以解除拴锁状况,同时使马达温升在安全范围内,避免过热造成马达损坏。或者,可控制浮接点选择单元选择侦测马达的其中两个相电路,藉此正确判定马达是否在拴锁状况下,以判定是否进入拴锁保护模式。

    此外,可通过计数单元及屏蔽时间的设定来判定马达是否处在拴锁状态,提升判断的精确度,并且可让使用者以不同方式设定预定时间,以提升系统应用的灵活度。

    以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例,并非因此局限本发明的权利要求书的保护范围,所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化,均包含于本发明的权利要求书的保护范围内。


    技术特征:

    1.一种具有拴锁保护模式的马达驱动装置,其特征在于,所述马达驱动装置用于驱动一马达,所述马达驱动装置包括:

    一转速侦测单元,经配置以侦测所述马达的转速;

    一运转单元,经配置以在所述转速侦测单元侦测到所述马达稳定运转后,进入一运转模式,所述运转单元依据一换相顺序产生具有多个相位的一运转信号,且所述换相顺序依据所述马达的一预定转动方向所设定;

    一驱动单元,耦接于所述运转单元及所述马达,所述驱动单元经配置以多个所述相位驱动所述马达;

    一浮接点选择单元,耦接于所述驱动单元及所述马达,所述浮接点选择单元经配置以在所述运转模式下选择所述马达的一第一相电路作为一第一浮接相;

    一反电动势侦测单元,耦接于所述浮接点选择单元,所述反电动势侦测单元经配置以侦测所述第一浮接相的反电动势具有对应所述换相顺序的一第一电压位准或一第二电压位准,以产生一侦测结果;以及

    一控制单元,耦接于所述反电动势侦测单元及所述驱动单元,所述控制单元经配置以根据所述侦测结果,输出一换相信号至所述驱动单元,以使所述驱动单元依据所述换相顺序及所述换相信号,以所述运转信号驱动所述马达;

    一拴锁保护单元,经配置以在接收到一切换信号时,控制所述驱动单元进入所述拴锁保护模式,

    其中所述转速侦测单元经配置以判断所述马达的转速是否超过一预定转速,若是,则所述转速侦测单元输出所述切换信号至所述拴锁保护单元,使所述驱动单元进入所述拴锁保护模式,或控制所述浮接点选择单元选择所述马达的所述第一相电路及一第二相电路作为所述第一浮接相及一第二浮接相,且所述反电动势侦测单元经配置以侦测所述第一浮接相的反电动势及所述第二浮接相的反电动势,以判断是否输出所述切换信号至所述拴锁保护单元,使所述驱动单元进入所述拴锁保护模式,

    其中在所述拴锁保护模式中,所述驱动单元反复驱动及停止所述马达。

    2.根据权利要求1所述的具有拴锁保护模式的马达驱动装置,其特征在于,所述反电动势侦测单元包括一迟滞比较器,经配置以侦测所述第一浮接相的反电动势或所述第二浮接相的反电动势是大于一迟滞电压的正值或小于所述迟滞电压的负值,以产生一高电压位准或一低电压位准。

    3.根据权利要求1所述的具有拴锁保护模式的马达驱动装置,其特征在于,所述反电动势侦测单元包括一迟滞比较器,经配置以侦测所述第一浮接相的反电动势或所述第二浮接相的反电动势是大于一迟滞电压的正值或小于所述迟滞电压的负值,以产生一高电压位准或一低电压位准。

    4.根据权利要求2所述的具有拴锁保护模式的马达驱动装置,其特征在于,所述控制单元经配置以依据多个所述相位的所述换相顺序将所述迟滞比较器设定为所述第一电压位准,以判断所述第一浮接相的反电动势或所述第二浮接相的反电动势是否小于所述迟滞电压的负值,或将所述迟滞比较器设定为所述第二电压位准,以判断所述第一浮接相的反电动势或所述第二浮接相的反电动势是否大于所述迟滞电压的正值。

    5.根据权利要求3所述的具有拴锁保护模式的马达驱动装置,其特征在于,当所述迟滞比较器被设定为所述第一电压位准并判断所述第一浮接相的反电动势或所述第二浮接相的反电动势是否小于所述迟滞电压的负值时,若判断所述第一浮接相的反电动势或所述第二浮接相的反电动势小于所述迟滞电压的负值时,则产生所述低电压位准。

    6.根据权利要求4所述的具有拴锁保护模式的马达驱动装置,其特征在于,当所述迟滞比较器被设定为所述第二电压位准以判断所述第一浮接相的反电动势或所述第二浮接相的反电动势是否大于所述迟滞电压的正值时,若判断所述第一浮接相的反电动势或所述第二浮接相的反电动势的反电动势大于所述迟滞电压的正值时,则产生所述高电压位准。

    7.一种具有拴锁保护模式的马达驱动装置,其特征在于,所述马达驱动装置用于驱动一马达,所述马达驱动装置包括:

    一转速侦测单元,经配置以侦测所述马达的转速;

    一运转单元,经配置以在所述转速侦测单元侦测到所述马达稳定运转后,进入一运转模式,所述运转单元依据一换相顺序产生具有多个相位的一运转信号,且所述换相顺序依据所述马达的一预定转动方向所设定;

    一驱动单元,耦接于所述运转单元及所述马达,所述驱动单元经配置以多个所述相位驱动所述马达;

    一浮接点选择单元,耦接于所述驱动单元及所述马达,所述浮接点选择单元经配置以在所述运转模式下选择所述马达的一第一相电路作为一第一浮接相;

    一反电动势侦测单元,耦接于所述浮接点选择单元,所述反电动势侦测单元经配置以侦测所述第一浮接相的反电动势具有一第一电压位准或一第二电压位准,以产生一侦测结果;以及

    一控制单元,耦接于所述反电动势侦测单元及所述驱动单元,所述控制单元经配置以根据所述侦测结果,输出一换相信号至所述驱动单元,以使所述驱动单元依据所述换相顺序及所述换相信号,以所述运转信号驱动所述马达,且在产生所述换相信号后,控制所述反电动势侦测单元在一屏蔽时间后才侦测所述第一浮接相的反电动势;

    一拴锁保护单元,经配置以在接收到一切换信号时,控制所述驱动单元进入所述拴锁保护模式;

    一计数单元,经配置以在所述反电动势侦测单元于所述屏蔽时间结束后一预定时间内侦测到所述换相信号产生时,将一计数值增加,并在所述计数值累加到一预定计数值时,输出所述切换信号至所述拴锁保护单元,使所述驱动单元进入所述拴锁保护模式,或控制所述浮接点选择单元选择所述马达的所述第一相电路及一第二相电路作为所述第一浮接相及一第二浮接相,且所述反电动势侦测单元经配置以侦测所述第一浮接相的反电动势及所述第二浮接相的反电动势,以判断是否输出所述切换信号至所述拴锁保护单元,使所述驱动单元进入所述拴锁保护模式,

    其中在所述拴锁保护模式中,所述驱动单元反复驱动及停止所述马达。

    8.根据权利要求7所述的具有拴锁保护模式的马达驱动装置,其特征在于,在所述计数值累加到所述预定计数值时,所述反电动势侦测单元经配置以侦测所述第一浮接相的反电动势及所述第二浮接相的反电动势是否具有对应所述换相顺序的所述第一电压位准或所述第二电压位准,若否,则判断为输出所述切换信号至所述拴锁保护单元,使所述驱动单元进入所述拴锁保护模式。

    9.根据权利要求7所述的具有拴锁保护模式的马达驱动装置,其特征在于,所述反电动势侦测单元包括一迟滞比较器,经配置以侦测所述第一浮接相的反电动势或所述第二浮接相的反电动势是大于一迟滞电压的正值或小于所述迟滞电压的负值,以产生一高电压位准或一低电压位准。

    10.根据权利要求9所述的具有拴锁保护模式的马达驱动装置,其特征在于,所述控制单元经配置以依据多个所述相位的所述换相顺序将所述迟滞比较器设定为所述第一电压位准,以判断所述第一浮接相的反电动势或所述第二浮接相的反电动势是否小于所述迟滞电压的负值,或将所述迟滞比较器设定为所述第二电压位准,以判断所述第一浮接相的反电动势或所述第二浮接相的反电动势是否大于所述迟滞电压的正值。

    11.根据权利要求10所述的具有拴锁保护模式的马达驱动装置,其特征在于,当所述迟滞比较器被设定为所述第一电压位准并判断所述第一浮接相的反电动势或所述第二浮接相的反电动势是否小于所述迟滞电压的负值时,若判断所述第一浮接相的反电动势或所述第二浮接相的反电动势小于所述迟滞电压的负值时,则产生所述低电压位准。

    12.根据权利要求11所述的具有拴锁保护模式的马达驱动装置,其特征在于,当所述迟滞比较器被设定为所述第二电压位准以判断所述第一浮接相的反电动势或所述第二浮接相的反电动势是否大于所述迟滞电压的正值时,若判断所述第一浮接相的反电动势或所述第二浮接相的反电动势的反电动势大于所述迟滞电压的正值时,则产生所述高电压位准。

    13.根据权利要求7所述的具有拴锁保护模式的马达驱动装置,其特征在于,所述计数单元经配置以接收一频率信号,且将所述屏蔽时间结束后,所述频率信号的一周期作为所述预定时间。

    14.根据权利要求7所述的具有拴锁保护模式的马达驱动装置,其特征在于,所述计数单元经配置以接收一频率信号,且将所述屏蔽时间结束后,直到所述频率信号出现首个上升缘或首个下降缘的期间作为所述预定时间。

    技术总结
    一种具有拴锁保护模式的马达驱动装置,包括转速侦测单元、运转单元、驱动单元、浮接点选择单元、反电动势侦测单元、控制单元及拴锁保护单元。运转单元在马达稳定运转后,进入运转模式,依据换相顺序产生具有多个相位的运转信号,驱动单元以多个所述相位驱动马达。反电动势侦测单元侦测第一浮接相的反电动势,以产生侦测结果。控制单元输出换相信号使驱动单元依据换相顺序及换相信号驱动马达。当转速侦测单元判断马达的转速超过预定转速时,输出切换信号至拴锁保护单元,使驱动单元进入拴锁保护模式以反复驱动及停止马达。

    技术研发人员:陈昆民
    受保护的技术使用者:茂达电子股份有限公司
    技术研发日:2019.09.24
    技术公布日:2021.03.12

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