專利名稱：具有轉換電路的單相馬達的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及馬達，尤其是一種具有轉換電路的單相馬達，將原應用于雙相馬達的驅動IC(US79KUA)轉換應用于單相馬達，于該US79KUA外接一轉換電路后連接于單相馬達，籍該轉換電路的控制使該驅動IC(US79KUA)的輸出可驅動單相馬達。
圖2揭示雙相馬達連接驅動IC(US79KUA)的應用電路圖；圖3揭示集成電路驅動IC(US79KUA)的輸出端(OUT1及OUT2)輸出波形的示意圖，其橫軸參考為時間、縱軸為電壓。請參照圖2所示，將電源的直流電壓(3-18V)自VCC端輸入，供應驅動IC所需電源。此時在驅動IC的霍爾元件感應轉子的永久磁鐵磁場變化的特定周期，若OUT1端子導通(close)時，電流流經(jīng)馬達線圈Coil-1驅動馬達的轉子轉動一特定角度。由于轉子角度的變換，使霍爾元件感應磁場變化開始進入下一特定周期，此時將OUT1端子開路(open)，同時將OUT2端子導通，電流流經(jīng)馬達線圈Coil-2驅動馬達的轉子轉動另一特定角度。請參照圖3所示，將OUT1及OUT2端子同步交替開路及導通作動，使該OUT1及OUT2端子分別輸出頻率相同但相位相反的方波。馬達籍由Coil-1及Coil-2在不同相位所產(chǎn)生的感應斥力連續(xù)驅動轉子旋轉。然而，該驅動IC僅適用于驅動雙線圈組的雙相馬達，而不適用于驅動單組線圈的單相馬達。
本實用新型主要目的是提供一種具有轉換電路的單相馬達，其于驅動IC(US79KUA)外接一轉換電路后連接于單相馬達，藉該轉換電路接收驅動IC(US79KUA)的輸出信號以控制串接于馬達線圈二端的二晶體管交替導通及關閉，使本實用新型具有擴大驅動IC適用馬達定子型式的功效。
本實用新型次要目的是提供一種具有轉換電路的單相馬達，其于驅動IC(US79KUA)外接一轉換電路后連接于單相馬達，藉該驅動IC(US79KUA)適用于構件簡單的單組線圈的單相馬達，其在空間構造上簡化線圈組，使本實用新型具有提升馬達構件品質(zhì)的功效。
本實用新型另一目的是提供一種具有轉換電路的單相馬效，其于驅動IC(US79KUA)外接一轉換電路后連接于單相馬達，該轉換電路增設二組分壓電路供適當壓降電源電壓，使馬達的工作電壓不受驅動IC(US79KUA)的額定電壓所限制，因此本實用新型具有擴大馬達工作電壓范圍的功效。
為達成上述目的，本實用新型的具有轉換電路的單相馬達，包含一驅動IC(US79KUA)、一轉換電路及一馬達線圈。該驅動IC具有二輸出端串接該轉換電路后再連接于該線圈。該轉換電路包含二晶體管分別連接于該線圈二端，籍由該驅動IC的二輸出端分別輸出交替導通的信號，使該二晶體管亦成分別交替導通及關閉，以決定流經(jīng)該線圈的電流方向，使線圈藉由不同的電流方向產(chǎn)生不同的磁場以驅動轉子。此外，該轉換電路設有二組分壓電路供適當調(diào)整壓降電源電壓，藉此擴大馬達工作電壓范圍，并使馬達的工作電壓不受驅動IC的額定電壓所限制。
圖4揭示本實用新型第一較佳實施例的單相馬達應用轉換電路的電路圖。
請參照圖4所示，該第一較佳實施例的單相馬達包含一驅動IC(US79KUA)、一轉換電路BLK1(虛線)及一馬達線圈Coil。該驅動IC外串接該轉換電路BLK1后再連接于該馬達線圈Coil。該驅動IC具有二輸出端OUT1及OUT2供輸出信號至該轉換電路BLK1及馬達線Coil。該轉換電路BLK1包含數(shù)個電阻R1、R2、R3、R4、二晶體管Q1及Q2，該二晶體管Q1、Q2分別連接于該馬達線圈Coil的第一端Cs及第二端Ce。該電阻R1及R3連接于晶體管Q1的基極，該電阻R2及R4連接于晶體管Q2的基極。該二晶體管Q1及Q2籍由轉換電路BLK1接收該驅動IC的二輸出端的信號，形成分別交替導通及關閉以決定該馬達線圈Coil的電流方向，使該馬達線圈Coil因由交替不同的電流流向產(chǎn)生不同的磁場以驅動轉子，因此該轉換電路BLK1使該驅動IC適用于單組馬達線圈Coil單相馬達。
請再參照圖4所示，該第一較佳實施例在馬達運轉時，將電源的直流電壓(3-18V)自VCC端輸入，供應驅動IC所需電源。此時在驅動IC的霍爾元件感應轉子的永久磁鐵磁場變化的特定周期。若將OUT1輸出端導通時，電流流經(jīng)該電阻R1及R3在晶體管Q1的基極產(chǎn)生偏壓，而另一部分電流流經(jīng)該晶體管Q1及電阻R3促使該晶體管以導通。此時，該馬達線圈Coil的第一端Cs呈高電位狀態(tài)，反而晶體管Q2不導通(關閉)使該馬達線圈Coil的第二端Ce呈低電位狀態(tài)(GND)。該馬達線圈Coil的二端Cs及Ce的電位差使電流自第一端Cs流至第二端Ce，藉電流流經(jīng)馬達線圈Coil驅動馬達的轉子轉動一特定角度。由于轉子角度的變換，使霍爾元件感應磁場變化開始進入下一特定周期，此時將OUT1輸出端開路(關閉)，同時將OUT2端子導通。電流流經(jīng)該電阻R2及R4在晶體管Q2的基極產(chǎn)生偏壓，而另一部分電流流經(jīng)該晶體管Q2及電阻R4促使該晶體管Q2導通。
此時，該馬達線圈Coil的第二端Ce呈高電位狀態(tài)，反而晶體管Q1不導通(關閉)使該馬達線圈Coil的第一端Cs呈低電位狀態(tài)(GND)。該馬達線圈Coil的二端Ce及Cs的電位差使電流自第二端Ce流至第一端Cs，籍與前周期相反的電流流經(jīng)馬達線圈Coil產(chǎn)生驅動馬達的轉子轉動另一特定角度。由該驅動IC的二輸出端OUT1及OUT2交替開關，并經(jīng)轉換電路BLK1控制，促使該晶體管Q1及Q2亦呈交替開關，因而在該馬達線圈Coil的二端Cs及Ce產(chǎn)生同步反相的高、低電位變化，使馬達定子產(chǎn)生交變磁場驅動轉子。
圖5揭示本實用新型第二較佳實施例的單相馬達應用轉換電路的電路圖。
本實用新型第二較佳實施例單相馬達的元件相對應設置于第一較佳實施例的元件，因而在元件相同部分采用相同圖號組進行標示，以便易于了解本實用新型較佳實施例之間差異。使用第一較佳實施例的部分技術內(nèi)容已揭示于第一較佳實施例的說明內(nèi)容，于此并入?yún)⒖迹挥柙敿氋樖觥?br> 請參照圖5所示，該第二較佳實施例的單相馬達包含一驅動IC(US79KUA)、一轉換電路BLK2(虛線)及一馬達線圈Coil。該轉換電路BLK2包含數(shù)個電阻R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8及六晶體管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6，該六晶體管分別連接于該馬達線圈Coil的第一端CS及第二端Ce。該晶體管Q5及Q6分別藉由該驅動IC的二輸出端OUT1及OUT2交替導通及關閉，并經(jīng)轉換電路BLK2控制，以決定該馬達線圈Coil的電流方向。該晶體管Q1、Q2、Q3及Q4組成全對稱互補式驅動電路，其由晶體管Q1及Q4與晶體管Q2及Q3交替導通，使馬達線圈Coil的電流交替由第一端Cs流至第二端Ce或自第二端Ce流至第一端Cs。該電阻R3、晶體管Q5、電阻R4及晶體管Q6則組成開關控制電路分別對應連接于該驅動IC的二輸出端OUT1及OUT2，利用該晶體管Q5及晶體管Q6的集極電位變化，籍該驅動IC的二輸出端OUT1及OUT2的控制信號控制該全對稱互補式驅動電路的晶體管Q3及Q4的交替開關作用。此外，該電阻R5及R7及電阻R6及R8分別組成兩組分壓電路，該電路對該晶體管Q5及Q6除了具控制作用外，另具有將直流電源輸入電壓降至18V以下，以確保輸入驅動IC的電壓不超過該驅動IC的額定工作電壓。
請再參照圖5所示，該第二較佳實施例在馬達運轉時，將電源的直流電壓(3-24V)自VCC端輸入，供應驅動IC所需電源。此時在驅動IC內(nèi)的霍爾元件感應轉子的永久磁鐵磁場變化的特定周期。若驅動IC的輸出端OUT1不導通時，電流流經(jīng)該電阻R5、R7及晶體管Q5，使該晶體管Q5導通。由于該晶體管Q5導通使電源VCC流經(jīng)電阻R3及晶體管Q3的電流被引導至GND，該晶體管Q3的基極無偏壓而呈開路狀態(tài)。同時驅動IC的另一輸出端OUT2導通時，流經(jīng)該電阻R6、R8及晶體管Q6的電流被引導流入該驅動IC至GND，使該晶體管Q6的基極無偏壓而呈開路狀態(tài)，該電阻R6及R8在驅動IC的輸出端OUT2形成壓降。由于該晶體管Q6不導通，促使流經(jīng)該電阻R4的電流全部被引導至該晶體管Q4，因而該晶體管Q4呈導通狀態(tài)，此時該馬達線圈Coil的第二端Ce呈低電位狀態(tài)(GND)。當該馬達線圈Coil的第二端Ce呈低電位時，該晶體管Q1的偏壓電流從VCC流經(jīng)該晶體管Q1、電阻R1及晶體管Q4使該晶體管Q1導通；同時該馬達線圈Coil的第一端Cs呈高電位，該晶體管Q2及電阻R2兩端無電位差而呈開路狀態(tài)。此時馬達線圈Coil的電流自VCC經(jīng)晶體管Q1、馬達線圈Coil的第一端Cs至第二端Ce、再經(jīng)晶體管Q4至GND，籍電流流經(jīng)馬達線圈Coil產(chǎn)生磁場以驅動馬達的轉子轉動一特定角度。
請再參照圖5所示，相對的當轉子轉動前述特定角度后，該驅動IC內(nèi)的霍耳元件感應磁場進入下一周期，驅動IC的輸出端OUT2不導通時，電流流經(jīng)該電阻R6、R8及晶體管Q6，使該晶體管Q6導通。由于該晶體管Q6導通使電源VCC流經(jīng)電阻R4及晶體管Q4的電流被引導至GND，該晶體管Q4的基極無偏壓而呈開路狀態(tài)。同時驅動IC的輸出端OUT1導通時，流經(jīng)該電阻R5、R7及晶體管Q5的電流被引導流入該驅動IC至GND，使該晶體管Q5的基極無偏壓而呈開路狀態(tài)，該電阻R5及R7在驅動IC的輸出端OUT1形成壓降。由于該晶體管Q5不導通，促使流經(jīng)該電阻R3的電流全部被引導至該晶體管Q3，因而該晶體管Q3呈導通狀態(tài)，此時該馬達線圈Coil的第一端Cs呈低電位狀態(tài)(GND)。當該馬達線圈Coil的第一端Cs呈低電位時，該晶體管Q2的偏壓電流從VCC流經(jīng)該晶體管Q2、電阻R2及晶體管Q3使該晶體管Q2導通；同時該馬達線圈Coil的第二端Ce呈高電位，該晶體管Q1及電阻R1兩端無電位差而呈開路狀態(tài)。此時馬達線圈Coil的電流自VCC經(jīng)晶體管Q2、馬達線圈Coil的第二端Ce至第一端Cs、再經(jīng)晶體管Q3至GND，籍電流流經(jīng)馬達線圈Coil產(chǎn)生磁場以驅動馬達的轉子轉動另一特定角度。該驅動IC的二輸出端OUT1及OUT2交替開關作用，促使該晶體管Q1及Q2交替開關，因而在該馬達線圈Coil的二端Cs及Ce產(chǎn)生同步反相的高、低電位變化，使馬達定子產(chǎn)生交變磁場驅動轉子。
請再參照圖2、4所示，習用雙相馬達僅直接連接驅動IC(US79KUA)的應用電路；反觀本實用新型的單相馬達應用轉換電路BLK1，使該驅動IC適用于構件簡單的單組線圈的單相馬達，其在空間構造上簡化線圈組，使本實用新型具有提升馬達構件品質(zhì)的功效。
請再參照圖2、5所示，習用雙相馬達連接驅動IC(US79KUA)的應用電路僅限制適用于直流電壓(3-18V)的電源；反觀本實用新型的單相馬達應用轉換電路BLK2，該轉換電路BLK2包含由電阻R5及R7及電阻R6及R8分別組成兩組壓降電路具分壓作用，將直流輸入24V電壓降至18V以下，以確保驅動IC的工作電壓不會超過額定電壓而損壞，使本實用新型具有擴大馬達工作電壓范圍的功效。
以上所述實施例僅系為說明本實用新型的技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝的人士能夠了解本實用新型的內(nèi)容并據(jù)以實施，當不能以其限定本實用新型的專利范圍，即大凡依本實用新型所揭示的精神所作的均等變化或修飾，仍應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍內(nèi)。
權利要求1.一種具有轉換電路的單相馬達，其特征是該馬達包含一驅動IC，至少具有一第一輸出端、一第二輸出端及一接地端；一馬達線圈，其具有一第一端(Cs)及一第二端(Ce)；及一轉換電路，其連接于驅動IC的二輸出端，該轉換電路包含一第一晶體管及一第二晶體管并分別對應連接于該馬達線圈的第一端(Cs)及第二端(Ce)，籍由該驅動IC的二輸出端交替導通及關閉以決定電流從該單組馬達線圈的第一端流向第二端或是從第二端流向第一端，使該馬達線圈產(chǎn)生交變磁場以驅動轉子。
2.如權利要求1所述的具有轉換電路的單相馬達，其特征是該驅動IC可為US79KUA，且包含一直流穩(wěn)壓電路模組、一控制及保護電路模組及一霍爾栓鎖模組。
3.如權利要求2所述的具有轉換電路的單相馬達，其特征是該驅動IC的第一輸出端及第二輸出端分別連接于馬達線圈的第二端(Ce)及第一端(Cs)，且該驅動IC的霍爾栓鎖模組感應轉子的永久磁鐵磁場變化的特定周期，若該驅動IC的第一輸出端導通時，電流流經(jīng)該第一晶體管使該馬達線圈的第二端(Ce)呈高電位，此時該第二晶體管關閉使該馬達線圈的第一端(Cs)呈低電位，使電流自該馬達線圈的第二端(Ce)至第一端(Cs)；該驅動IC的霍爾栓鎖模組感應轉子的永久磁鐵磁場變化的另一特定周期，若將該驅動IC的第二輸出端導通時，電流導通該第二晶體管使該馬達線圈的第一端(Cs)呈高電位狀態(tài)，此時該第一晶體管關閉使該馬達線圈的第二端(Ce)呈低電位狀態(tài)，使電流自該馬達線圈的第一端Cs至第二端(Ce)。
4.如權利要求2所述的具有轉換電路的單相馬達，其特征是轉換電路另包含一第三晶體管及一第四晶體管，該第三及第四晶體管與第一及第二晶體管組成全對稱互補式驅動電路，該第一晶體管及第三晶體管的組合及該第二晶體管及第四晶體管的組合分別對應連接于該馬達線圈的第一端(Cs)及第二端(Ce)，且由該第一晶體管及第四晶體管的導通或該第二晶體管及第三晶體管的導通，使電流交替由該馬達線圈第二端(Ce)流至第一端(Cs)或自第一端(Cs)流至第二端(Ce)，使該馬達線圈產(chǎn)生磁場驅動轉子。
5.如權利要求4所述的具有轉換電路的單相馬達，其特征是轉換電路另包含一第五晶體管及一第六晶體管，該第五晶體管及第六晶體管則組成開關控制電路分別對應連接于該驅動IC的第一輸出端及第二輸出端，該第五晶體管及第六晶體管分別控制該第三晶體管及第四晶體管的導通及關閉；其中該驅動IC的霍爾栓鎖模組成應轉子的永久磁鐵磁場變化的特定周期，若該驅動IC的第一輸出端導通第五晶體管而第二端子關閉第六晶體管時，電流流經(jīng)該第一晶體管、該馬達線圈的第二端(Ce)至第一端(Cs)及第四晶體管；若該驅動IC的第二輸出端關閉第五晶體管而第二端子導通第六晶體管時，電流流經(jīng)該第二晶體管、該馬達線圈的第一端(Cs)至第二端(Ce)及第三晶體管。
6.如權利要求5所述的具有轉換電路的單相馬達，其特征是另包含數(shù)個電阻分別組成二組壓降電路，該二電路分別對該第五晶體管及第六晶體管除了具控制作用外另具分壓作用。
專利摘要本實用新型為一種具有轉換電路的單相馬達,包含一驅動IC(US79KUA)、一轉換電路及一馬達線圈;該驅動IC具有二輸出端串接該轉換電路后再連接于該線圈。該轉換電路包含二晶體管分別連接于該線圈二端,藉由該驅動IC的二輸出端分別輸出交替導通的信號,使該二晶體管亦成分別交替導通及關閉,以決定流經(jīng)該線圈的電流方向,使線圈藉由不同的電流方向產(chǎn)生不同的磁場以驅動轉子;此外,該轉換電路設有二組分壓電路供適當調(diào)整壓降電源電壓,藉此擴大馬達工作電壓范圍,并使馬達的工作電壓不受驅動IC的額定電壓所限制。
文檔編號H02P6/16GK2519531SQ0127527
公開日2002年10月30日 申請日期2001年12月6日 優(yōu)先權日2001年12月6日
發(fā)明者洪銀樹, 呂英雅, 王銘圣 申請人:建準電機工業(yè)股份有限公司