專利名稱：交直流兩用馬達(dá)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是涉及一種馬達(dá)控制裝置，特別是一種交直流兩用馬達(dá)控制裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)交流風(fēng)扇是以交流電源作為工作電源，通過定子或轉(zhuǎn)子線圈繞組形成感應(yīng)磁場，使馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)。然而，因馬達(dá)轉(zhuǎn)速與交流電源的頻率成正比，故會(huì)受限于交流電源頻率太低而無法提高交流馬達(dá)的轉(zhuǎn)速。在某些特定需高風(fēng)量的場合，因上述風(fēng)扇的馬達(dá)使用交流電源而無法提高其轉(zhuǎn)速。
傳統(tǒng)上若要使用交流馬達(dá)得到高風(fēng)量的話，需使用多個(gè)馬達(dá)組以達(dá)到較大風(fēng)量輸出。另一個(gè)作法是增加交流馬達(dá)中的極數(shù)繞組，使得風(fēng)扇轉(zhuǎn)速提高而增加風(fēng)量的輸出。然而增加極數(shù)繞組的作法不僅增加線圈卷繞的困難，也會(huì)增加馬達(dá)的制造成本，且馬達(dá)的體積也會(huì)增大，因此并不符合經(jīng)濟(jì)效益。
又，交流馬達(dá)除了上述的缺點(diǎn)，因其配合交流電源的使用，其線圈會(huì)依電源不斷交變，而使風(fēng)扇之線圈一直處于交流狀態(tài)。而交流馬達(dá)工作電流的公式為I＝V/Z (1)其中，I系為交流馬達(dá)工作電流，V系為電源電壓，Z系為線圈阻抗。由公式(1)可知，線圈阻抗值Z為Z=R2+XL2---(2)]]>其中，XL系為線圈交流感抗值。因此當(dāng)馬達(dá)線圈由靜止至運(yùn)轉(zhuǎn)，需足夠的電流才能使線圈產(chǎn)生足夠的啟動(dòng)扭力，又電流與電壓成正比，故馬達(dá)的啟動(dòng)電壓亦相當(dāng)高，使得交流馬達(dá)低壓特性相當(dāng)差。再者，傳統(tǒng)馬達(dá)鎖住時(shí)，因并無斷電保護(hù)裝置，致溫升過高而燒毀也常有所聞。
是故，目前風(fēng)扇采用交流馬達(dá)不論是轉(zhuǎn)速、啟動(dòng)方法、保護(hù)裝置及制造成本皆受限于交流電源，無法突破上述的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種使用交流電源且能夠有效提高風(fēng)扇馬達(dá)轉(zhuǎn)速的馬達(dá)控制裝置。
為實(shí)現(xiàn)該目的，本發(fā)明提出了一種交直流兩用馬達(dá)控制裝置，該裝置用于直流馬達(dá)，馬達(dá)包括多個(gè)線圈，馬達(dá)控制裝置包括交/直流轉(zhuǎn)換單元、穩(wěn)壓單元、相位檢知及控制單元及高壓驅(qū)動(dòng)單元。交/直流轉(zhuǎn)換單元接收交流電源，用以將交流電源轉(zhuǎn)換為高壓直流電壓。穩(wěn)壓單元耦接至交/直流轉(zhuǎn)換單元，用以接收高壓直流電壓并將之轉(zhuǎn)換為低壓直流電壓。相位檢知及控制單元與馬達(dá)及穩(wěn)壓單元耦接，用以接收低壓直流電壓以作為工作電源，并檢知永久磁鐵之極性，據(jù)以輸出第一檢知信號(hào)與第二檢知信號(hào)，在馬達(dá)鎖住時(shí)提供斷電保護(hù)。高壓驅(qū)動(dòng)單元與交/直流轉(zhuǎn)換單元、相位檢知及控制單元及馬達(dá)耦接，接收高壓直流電壓以作為工作電源，并接收第一檢知信號(hào)與第二檢知信號(hào)，據(jù)以輸出第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)與第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)以驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。
本發(fā)明的有益效果是一、以直流馬達(dá)結(jié)構(gòu)取代風(fēng)扇中的交流馬達(dá)結(jié)構(gòu)，并通過電路設(shè)計(jì)使馬達(dá)在交流電源供電狀態(tài)下高速運(yùn)轉(zhuǎn)，故交流電源頻率的影響不能限制其轉(zhuǎn)速。二、馬達(dá)由靜止至運(yùn)轉(zhuǎn)期間，線圈由直流電源供應(yīng)其工作電源，故線圈阻抗相較于交流電源狀態(tài)下運(yùn)作時(shí)少了XL的阻抗值，所以可以順利在低電壓啟動(dòng)。三、從本實(shí)施例的電路可知本發(fā)明之控制單元可以在風(fēng)扇鎖住時(shí)使輸出值O1為高電位，輸出值O2為低電位，因此可使馬達(dá)斷電，防止溫升過高，同時(shí)，若接收直流電源亦可正常運(yùn)作，因此本發(fā)明系為交直流兩用的馬達(dá)控制裝置，增加使用的彈性。
為讓本發(fā)明之上述目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉一較佳實(shí)施例，并結(jié)合附圖，作詳細(xì)說明如下。

圖1繪示依照本發(fā)明一較佳實(shí)施例的一種交直流兩用馬達(dá)控制裝置之方塊圖。
圖2繪示為交/直流轉(zhuǎn)換單元之一例電路圖。
圖3繪示為穩(wěn)壓電路之一例電路圖。
圖4繪示為相位檢知及控制單元之一例電路圖。
圖5繪示為高壓驅(qū)動(dòng)單元之一例電路圖。圖中標(biāo)號(hào)說明100交直流兩用馬達(dá)控制裝置110交/直流轉(zhuǎn)換單元120穩(wěn)壓單元130相位檢知及控制單元140高壓驅(qū)動(dòng)單元150馬達(dá)410霍爾感知組件420放大組件430反相器440控制單元具體實(shí)施方式請參照圖1，其繪示依照本發(fā)明一較佳實(shí)施例的一種交直流兩用馬達(dá)控制裝置之方塊圖。交直流兩用馬達(dá)控制裝置100接收交流電源AC并據(jù)以驅(qū)動(dòng)馬達(dá)150。馬達(dá)150包括永久磁鐵、線圈L1與線圈L2。交直流兩用馬達(dá)控制裝置100包括交/直流轉(zhuǎn)換單元110、穩(wěn)壓單元120、相位檢知及控制單元130與高壓驅(qū)動(dòng)單元140。交/直流轉(zhuǎn)換單元110接收交流電源AC，用以將交流電源AC轉(zhuǎn)換為高壓直流電壓V1。穩(wěn)壓單元120耦接至交/直流轉(zhuǎn)換單元110，用以接收高壓直流電壓V1并將之轉(zhuǎn)換為低壓直流電壓V2。相位檢知及控制單元130與馬達(dá)150及穩(wěn)壓單元120耦接，用以接收低壓直流電壓V2以作為工作電源，并檢知永久磁鐵的極性信號(hào)P，并據(jù)以輸出檢知信號(hào)H1和檢知信號(hào)H2。高壓驅(qū)動(dòng)單元140與交/直流轉(zhuǎn)換單元110、相位檢知及控制單元130和馬達(dá)150耦接，接收高壓直流電壓V1以作為工作電源，且接收檢知信號(hào)H1與檢知信號(hào)H2并據(jù)以輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)以驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子線圈L1與L2。
交/直流轉(zhuǎn)換單元110可為一全波整流器或一半波整流器，在此以全波整流器為例說明。請參照圖2，其繪示為交/直流轉(zhuǎn)換單元110之一實(shí)施例的電路圖。交/直流轉(zhuǎn)換單元110包括二極管D1、D2、D3、D4、電阻R1與電容C1，各組件連接關(guān)系如圖中所示。節(jié)點(diǎn)A與B耦接至交流電源AC兩端，節(jié)點(diǎn)N的電壓即為輸出的高壓直流電壓V1。交流電源AC經(jīng)二極管D1、D2、D3、D4與電容C1整流后即轉(zhuǎn)換為高壓直流電壓V1并輸出。
請參照圖3，其繪示為穩(wěn)壓單元120之一實(shí)施例的電路圖。穩(wěn)壓單元120包括壓降電阻R2、穩(wěn)壓二極管D5與穩(wěn)壓電容C2。壓降電阻R2與交/直流轉(zhuǎn)換單元110耦接，其一端接收高壓直流電壓V1，用以提供一壓降。穩(wěn)壓電容C2與壓降電阻R2之另一端耦接，穩(wěn)壓二極管D5與穩(wěn)壓電容C2并聯(lián)。穩(wěn)壓電容C2的跨壓即為低壓直流電壓V2。
請參照圖4，其繪示為相位檢知及控制單元130之一實(shí)施例的電路圖。相位檢知及控制單元130包括電阻R3、霍爾(Hall)檢知組件410、放大組件420、控制單元440、反相器430、晶體管Q1與Q2?；魻枡z知組件410接收極性信號(hào)P，用以檢知永久磁鐵的極性變化，并輸出霍爾信號(hào)。放大組件420與霍爾檢知組件410耦接，接收霍爾信號(hào)，放大后輸出放大信號(hào)。控制單元440中包括馬達(dá)死鎖偵測及保護(hù)電路，當(dāng)馬達(dá)鎖住時(shí)，控制單元440即輸出暫停信號(hào)，當(dāng)馬達(dá)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，控制單元440即輸出所接收的放大信號(hào)。反相器430、晶體管Q1及Q2組成一小功率驅(qū)動(dòng)組件，小功率驅(qū)動(dòng)組件與控制單元440耦接，輸出檢知信號(hào)H1與檢知信號(hào)H2，當(dāng)馬達(dá)鎖住時(shí)，檢知信號(hào)H1與檢知信號(hào)H2為低電位，即呈現(xiàn)斷電狀態(tài)。控制單元440更包括一馬達(dá)轉(zhuǎn)速控制電路，可接收外界輸入的溫度、電壓、頻率或脈波訊號(hào)，以調(diào)整馬達(dá)轉(zhuǎn)速。
請參照圖5，其繪示為高壓驅(qū)動(dòng)單元140之一實(shí)施例的電路圖。高壓驅(qū)動(dòng)單元140包括第一電流放大組件與第二電流放大組件，分別接收檢知信號(hào)H1與檢知信號(hào)H2并放大，以分別驅(qū)動(dòng)線圈L1與線圈L2。第一電流放大組件包括電阻R6、晶體管Q3、壓控晶體管Q4與電容C3；第二電流放大組件包括電阻R7、晶體管Q5、壓控晶體管Q6與電容C4，其連接關(guān)系如圖中所示。其中，壓控晶體管Q4與Q6可為金屬氧化半導(dǎo)體晶體管，電容C3與C4用以消除線圈L1與L2變換極性時(shí)所產(chǎn)生的反電動(dòng)勢。
以上所述為本發(fā)明之馬達(dá)控制裝置的一較佳實(shí)施例之的結(jié)構(gòu)連接關(guān)系，現(xiàn)結(jié)合附圖，進(jìn)一步詳細(xì)說明其電路的動(dòng)作過程交流電源AC經(jīng)過交/直流換單元110后轉(zhuǎn)換為連波狀的高壓直流電壓V1，并將高壓直流電壓V1饋入下一級之穩(wěn)壓單元120及高壓驅(qū)動(dòng)單元140。高壓直流電壓V1經(jīng)過穩(wěn)壓單元120后即轉(zhuǎn)換為低壓直流電壓V2，以作為相位檢知及控制單元130的工作電壓。相位檢知及控制單元130的霍爾檢知組件410在檢知永久磁鐵的極性變換時(shí)，輸出的霍爾信號(hào)經(jīng)放大組件420放大后即為放大信號(hào)。放大信號(hào)饋入控制單元440，當(dāng)馬達(dá)150正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，控制單元440之輸出值O1與O2等于控制單元440所接收的放大信號(hào)，當(dāng)馬達(dá)150鎖住時(shí)，即輸出暫停信號(hào)以切斷馬達(dá)的供電，也就是其輸出值O1為高電位，輸出值O2為低電位，所以正常狀態(tài)下，即可使晶體管Q1與Q2輪流導(dǎo)通，進(jìn)而導(dǎo)通晶體管Q3、Q5與壓控晶體管Q4、Q6，以使線圈L1、L2得到足夠之驅(qū)動(dòng)功率，使得馬達(dá)150產(chǎn)生扭力轉(zhuǎn)動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種交直流兩用馬達(dá)控制裝置，用于一馬達(dá)，其特征在于該馬達(dá)包括一永久磁鐵、一第一線圈與一第二線圈，該馬達(dá)控制裝置包括一交/直流轉(zhuǎn)換單元，接收一交流電源，用以將該交流電源轉(zhuǎn)換為一高壓直流電壓；一穩(wěn)壓單元，耦接至該交/直流轉(zhuǎn)換單元，用以接收該高壓直流電壓并將之轉(zhuǎn)換為一低壓直流電壓；一相位檢知及控制單元，與該馬達(dá)及該穩(wěn)壓單元耦接，用以接收該低壓直流電壓以作為工作電源，并檢知該馬達(dá)之該永久磁鐵之極性并據(jù)以輸出一第一檢知信號(hào)與一第二檢知信號(hào)；以及一高壓驅(qū)動(dòng)單元，與該交/直流轉(zhuǎn)換單元、該相位檢知及控制單元及該馬達(dá)耦接，接收該高壓直流電壓以作為工作電源，且接收該第一檢知信號(hào)與該第二檢知信號(hào)并據(jù)以輸出一第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)與一第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)以分別驅(qū)動(dòng)該第一線圈與該第二線圈。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在于其中該相位檢知及控制單元包括一霍爾檢知組件，與該馬達(dá)耦接，用以檢知該永久磁鐵的極性變化，并輸出一霍爾信號(hào)；一放大組件，與該霍爾感知組件耦接，接收該霍爾信號(hào)，放大后輸出一放大信號(hào)；以及一小功率驅(qū)動(dòng)組件，與該放大組件耦接，接收該放大信號(hào)并據(jù)以輸出該第一檢知信號(hào)與該第二檢知信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在于該相位檢知及控制單元還包括一控制單元，該控制單元位于該放大組件與該小功率驅(qū)動(dòng)組件之間，該控制單元包括有馬達(dá)死鎖偵測及保護(hù)電路，當(dāng)該馬達(dá)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，該控制單元輸出該放大信號(hào)至該小功率驅(qū)動(dòng)組件，當(dāng)該馬達(dá)鎖住時(shí)，該控制單元輸出一暫停信號(hào)至該小功率驅(qū)動(dòng)組件，以停止驅(qū)動(dòng)該馬達(dá)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在于其中該控制單元輸出一第一值與一第二值，當(dāng)該馬達(dá)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，該第一值與該第二值等于該放大信號(hào)，當(dāng)該馬達(dá)鎖住時(shí)，該第一值為高電位，該第二值為低電位。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在于當(dāng)該小功率驅(qū)動(dòng)組件接收到該暫停信號(hào)時(shí)，該第一檢知信號(hào)與該第二檢知信號(hào)為低電位。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在于該控制單元還包括一馬達(dá)轉(zhuǎn)速控制電路，該馬達(dá)轉(zhuǎn)速控制電路可接受外界輸入的溫度、電壓、頻率或脈波訊號(hào)，用以調(diào)整馬達(dá)轉(zhuǎn)速。
7.根據(jù)權(quán)利要示2所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在于該小功率驅(qū)動(dòng)組件包括一反相器，與該放大組件耦接，接收該放大信號(hào)并輸出一反相信號(hào)；一第一晶體管，其基極與該反相器耦接，以接收該反相信號(hào)，該第一晶體管的集電極輸出該第一檢知信號(hào)；以及一第二晶體管，其基極與該放大組件耦接，其集電極輸出該第二檢知信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在于其中該穩(wěn)壓單元包括一壓降電阻，與該交/直流轉(zhuǎn)換單元耦接，該壓降電阻的一端用以接收該高壓直流電壓，另一端的電壓即為該低壓直流電壓；一穩(wěn)壓電容，與該壓降電阻之另一端耦接；以及一穩(wěn)壓二極管，與該壓降電阻之另一端耦接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在于其中該交/直流轉(zhuǎn)換單元包括一全波整流器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在于其中該交/直流轉(zhuǎn)換單元包括一半波整流器。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在于其中該高壓驅(qū)動(dòng)單元包括一第一電流放大組件，用以接收該第一檢知信號(hào)，放大后輸出該第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)以驅(qū)動(dòng)該第一線圈；以及一第二電流放大組件，用以接收該第二檢知信號(hào)，放大后輸出該第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)以驅(qū)動(dòng)該第二線圈。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在于其中該第一電流放大組件包括一第三晶體管，接收該第一檢知信號(hào)；以及一壓控晶體管，與該第三晶體管與該第一線圈耦接，用以輸出該第一驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在于其中該第二電流放大組件包括一第四晶體管，接收該第二檢知信號(hào)；以及一壓控晶體管，與該第四晶體管與該第二線圈耦接，用以輸出該第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
全文摘要
一種交直流兩用馬達(dá)控制裝置，包括交/直流轉(zhuǎn)換單元、穩(wěn)壓單元、相位檢知及控制單元及高壓驅(qū)動(dòng)單元。交/直流轉(zhuǎn)換單元接收交流電源并將之轉(zhuǎn)換為高壓直流電壓。穩(wěn)壓單元接收高壓直流電壓并將之轉(zhuǎn)換為低壓直流電壓。相位檢知及控制單元檢知馬達(dá)永久磁鐵線圈的極性并據(jù)以輸出第一檢知信號(hào)與第二檢知信號(hào)，并在馬達(dá)鎖住時(shí)自動(dòng)斷電。高壓驅(qū)動(dòng)單元接收第一檢知信號(hào)與第二檢知信號(hào)并據(jù)以驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。本發(fā)明突破傳統(tǒng)交流風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速受限于交流電源的頻率因素，轉(zhuǎn)速無法提高的缺點(diǎn)，并可降低馬達(dá)的啟動(dòng)電壓，尤其當(dāng)馬達(dá)鎖住時(shí)可提供斷電保護(hù)及自動(dòng)啟動(dòng)的功能。
文檔編號(hào)H02P6/16GK1449107SQ0210844
公開日2003年10月15日 申請日期2002年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月29日
發(fā)明者林碧霞 申請人:旺玖科技股份有限公司