專利名稱：：驅(qū)動(dòng)直流馬達(dá)的方法及電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明是關(guān)于直流馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)方法，特別是關(guān)于利用定電流驅(qū)動(dòng)直流馬達(dá)的方法及電路。
背景技術(shù)：
：傳統(tǒng)上，直流無刷式風(fēng)扇的使用主要是為了各種電子產(chǎn)品的散熱功能。因?yàn)楫?dāng)熱量在產(chǎn)品內(nèi)部累積而無法散去時(shí)，各種組件將無法正常工作，甚至整個(gè)系統(tǒng)可能產(chǎn)生死機(jī)或組件產(chǎn)生損壞。所以，使用直流無刷式馬達(dá)風(fēng)扇作為熱量傳遞的裝置，以使系統(tǒng)內(nèi)各種組件可以在較佳的溫度環(huán)境下正常工作?？紤]到散熱程度等因素，過去的設(shè)計(jì)也經(jīng)常以高轉(zhuǎn)速為優(yōu)先考慮的方式。然而，隨著不同的產(chǎn)品應(yīng)用及品質(zhì)的需求，直流無刷風(fēng)扇的另兩種要求也逐漸受到重視。這兩種要求一為低噪音，另一為低功率操作。低功率操作意味著低轉(zhuǎn)速及低電流。低電流及低轉(zhuǎn)速風(fēng)扇可用在許多應(yīng)用中，例如，用來吹散芳香劑或用在濕潤器(humidifier)中用來散播濕氣等。傳統(tǒng)驅(qū)動(dòng)直流風(fēng)扇馬達(dá)的方法為定電壓輸出驅(qū)動(dòng)方法。圖1所示為包括兩晶體管的驅(qū)動(dòng)電路及直流風(fēng)扇馬達(dá)中可轉(zhuǎn)動(dòng)的兩電樞線圈(rotatablearmaturewindings)。兩晶體管102及106為雙極結(jié)晶體管(BJT)，它們的集電極(collector)對發(fā)射極(emitter)電壓Vce分別為Vce1及Vce2，也就是圖1中兩輸出點(diǎn)DO及DOB的電壓。兩電樞線圈100及104的阻抗R分別為R1及R2，供應(yīng)電壓及供應(yīng)總電流分別為Vcc及Icc，流經(jīng)兩電樞線圈的電流I分別為I1及I2。以定電壓輸出驅(qū)動(dòng)時(shí)，此兩晶體管102及106由兩控制電壓信號(hào)V1及V2所控制且不同時(shí)打開。當(dāng)“關(guān)閉”時(shí)，晶體管會(huì)進(jìn)入截止區(qū)(cutoffregion)，此時(shí)電流I非常小而接近零，所以輸出點(diǎn)的電壓大致等于Vcc。當(dāng)“打開”時(shí)，晶體管會(huì)逐漸進(jìn)入而鎖定在飽和區(qū)(saturationregion)，這時(shí)它們的集電極對發(fā)射極飽和電壓分別為Vce1，sat及Vce2，sat，這些信息可由集成電路晶體管的規(guī)格得知。因?yàn)殒i定時(shí)，Vce，即輸出電壓，幾乎固定不變，所以稱為定電壓輸出驅(qū)動(dòng)方式。此時(shí)Vcc＝Vce1，sat+I1R1＝Vce2，sat+I2R2其中，R1及R2為定值，由兩電樞線圈100及104所決定。如果變化Vcc(0～12V)，則這兩個(gè)飽和電壓Vce1，sat及Vce2，sat的變化量很小(0.3～0.6V)，而I1及I2的變化量很大(0mA～最大電流)，而且在鎖定時(shí)這些電流可高達(dá)1.5～2倍，所以定電壓輸出驅(qū)動(dòng)適合高轉(zhuǎn)速、高電流風(fēng)扇的應(yīng)用。若直流風(fēng)扇在某一驅(qū)動(dòng)電流(指流經(jīng)線圈的電流)值下，可產(chǎn)生起動(dòng)作用力，則此驅(qū)動(dòng)電流值稱為起動(dòng)電流，而為達(dá)到起動(dòng)電流所要求的Vcc的大小稱為起動(dòng)電壓。又I1及I2分別跟線圈阻抗R1及R2成反比，如果要開發(fā)低電流風(fēng)扇的話，定電壓驅(qū)動(dòng)需要較大的線圈阻抗R來限流，所以當(dāng)R較大時(shí)，為達(dá)到起動(dòng)電流所要求的起動(dòng)電壓會(huì)較高。所以在定電壓驅(qū)動(dòng)時(shí)，起動(dòng)電壓會(huì)受R的影響，也就是對生產(chǎn)的差異性(造成R值的不同)較敏感。另外，因?yàn)楦咦杩瓜蘖骶€圈不易生產(chǎn)，對低轉(zhuǎn)速風(fēng)扇而言，要進(jìn)行線圈阻抗匹配是困難的。此外，生產(chǎn)的低轉(zhuǎn)速風(fēng)扇每批轉(zhuǎn)速高低不一致，也就是轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定度差、控制困難。綜合以上所述的各種缺點(diǎn)，就低轉(zhuǎn)速及低電流風(fēng)扇應(yīng)用而言，定電壓輸出驅(qū)動(dòng)方法不是較好的方法。因此有必要改善直流風(fēng)扇馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)方法。
發(fā)明內(nèi)容鑒于以上所述以定電壓方式驅(qū)動(dòng)直流風(fēng)扇馬達(dá)的種種缺點(diǎn)，這些缺點(diǎn)尤其發(fā)生在低電流及低轉(zhuǎn)速風(fēng)扇應(yīng)用中，本發(fā)明的目的在于提出一種定電流驅(qū)動(dòng)方法及電路，以改善這些缺點(diǎn)、增進(jìn)低電流及低轉(zhuǎn)速風(fēng)扇的品質(zhì)。為達(dá)到上述目的，對包含兩磁性線圈的一直流風(fēng)扇馬達(dá)而言，本發(fā)明的定電流驅(qū)動(dòng)方法利用兩控制電壓信號(hào)分別對驅(qū)動(dòng)電路中連接到此兩磁性線圈的兩半導(dǎo)體開關(guān)加以控制，使得當(dāng)任一半導(dǎo)體開關(guān)開啟期間，流經(jīng)與此半導(dǎo)體開關(guān)相連接的磁性線圈的電流會(huì)趨向一固定值而保持不變。每一磁性線圈的一端連接到一高電壓，而每一半導(dǎo)體開關(guān)的一端連接到一低電壓。因?yàn)榱鹘?jīng)磁性線圈的電流基本固定不變，本方法稱為“定電流”驅(qū)動(dòng)方法。在低電流風(fēng)扇應(yīng)用中，由于本方法并非使用定電壓驅(qū)動(dòng)，所以能有效降低磁性線圈的阻抗R。在本方法的一實(shí)施例中，此兩半導(dǎo)體開關(guān)在實(shí)作時(shí)可使用雙極結(jié)晶體管(BJT)。根據(jù)本方法，本發(fā)明還提出一種定電流驅(qū)動(dòng)電路。在使用此兩半導(dǎo)體開關(guān)之外，此驅(qū)動(dòng)電路還使用一第三半導(dǎo)體開關(guān)。此第三半導(dǎo)體開關(guān)的一端連接到原本連接到一低電壓的此兩半導(dǎo)體開關(guān)的端點(diǎn)，而第三半導(dǎo)體開關(guān)的另一端才連接到一低電壓。在操作時(shí)，第三半導(dǎo)體開關(guān)會(huì)被開啟而提供一定電流，并且此兩半導(dǎo)體開關(guān)會(huì)被控制而不同時(shí)開啟，以致于在每一時(shí)刻此定電流流經(jīng)此兩半導(dǎo)體開關(guān)其中之一。在一實(shí)施例中，第三半導(dǎo)體開關(guān)能夠是雙極結(jié)晶體管。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，使用定電流驅(qū)動(dòng)方法下，如果變化Vcc(0～12V)，則Vce的變化量較大(0.3～9V)，因線圈電抗較小所以在鎖定時(shí)電流約為原先值的1.2～2倍；而電流I的變化量很小(0mA～額定電流)，而且在鎖定時(shí)此電流會(huì)維持固定不變，所以定電流輸出驅(qū)動(dòng)適合低轉(zhuǎn)速、低電流風(fēng)扇的應(yīng)用。同時(shí)，I不隨線圈阻抗R而改變，所以可用容易生產(chǎn)的阻抗R較小的線圈，故容易達(dá)到低轉(zhuǎn)速風(fēng)扇線圈的阻抗匹配。每批制造出的低轉(zhuǎn)速風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定度也很高，增進(jìn)低電流及低轉(zhuǎn)速風(fēng)扇的品質(zhì)。圖1是現(xiàn)有的直流風(fēng)扇馬達(dá)中可轉(zhuǎn)動(dòng)的兩電樞磁性線圈及包括兩晶體管的驅(qū)動(dòng)電路；圖2是本發(fā)明中的直流風(fēng)扇馬達(dá)中兩磁性線圈及包括兩晶體管的一驅(qū)動(dòng)電路實(shí)施例及其等效電路；圖3是本發(fā)明中的直流風(fēng)扇馬達(dá)中兩磁性線圈及包括三晶體管的一驅(qū)動(dòng)電路實(shí)施例及其等效電路；圖4是本發(fā)明在采用定電流驅(qū)動(dòng)下，連接到磁性線圈的晶體管在開啟期間，其集電極對發(fā)射極電壓隨線圈的高供應(yīng)電壓變化的近似改變結(jié)果以及流經(jīng)線圈電流和線圈阻抗的乘積隨線圈的高供應(yīng)電壓變化的近似改變結(jié)果；圖5是本發(fā)明在采用定電壓驅(qū)動(dòng)下，連接到磁性線圈的晶體管在開啟期間，其集電極對發(fā)射極電壓隨線圈的高供應(yīng)電壓變化的近似改變結(jié)果以及流經(jīng)線圈電流和線圈阻抗的乘積隨線圈的高供應(yīng)電壓變化的近似改變結(jié)果；圖6是本發(fā)明以定電流驅(qū)動(dòng)或定電壓驅(qū)動(dòng)的三個(gè)情形下，流經(jīng)磁性線圈電流隨線圈的高供應(yīng)電壓變化的三個(gè)近似于線性改變結(jié)果；圖7是本發(fā)明中的驅(qū)動(dòng)直流馬達(dá)中兩磁性線圈的一種含有四個(gè)腳位的集成電路芯片；圖8是本發(fā)明中的驅(qū)動(dòng)直流馬達(dá)中兩磁性線圈的另一種同樣含有四個(gè)腳位的集成電路芯片；圖9是圖1的驅(qū)動(dòng)電路在定電壓驅(qū)動(dòng)下兩輸出端(DO及DOB)的電壓(VDO及VDOB)隨時(shí)間的部份波形圖；圖10是圖2的驅(qū)動(dòng)電路在定電流驅(qū)動(dòng)下兩輸出端(DO及DOB)的電壓(VDO及VDOB)隨時(shí)間的部份波形圖；以及圖11是圖2的驅(qū)動(dòng)電路在定電流驅(qū)動(dòng)下兩輸出端(DO及DOB)其中之一的電壓(VDO或VDOB)隨時(shí)間的部份波形與轉(zhuǎn)速頻率偵測信號(hào)(FG)隨時(shí)間的部份波形的重疊對應(yīng)圖。具體實(shí)施例方式本發(fā)明提出一種定電流驅(qū)動(dòng)方法及電路，以解決上述采用定電壓方式驅(qū)動(dòng)的缺點(diǎn)、從而增進(jìn)低電流及低轉(zhuǎn)速風(fēng)扇的品質(zhì)。第一實(shí)施例請參照圖2，其示出了本發(fā)明的第一實(shí)施例。直流風(fēng)扇馬達(dá)具有二磁性線圈200、204，供接收電流驅(qū)動(dòng)以便進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。在此實(shí)施例中，每一磁性線圈200、204的一端連接到一高電壓Vcc，另一端則分別連接至兩個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)，在此例中為兩個(gè)雙極結(jié)晶體管(BJT)202、206。這兩個(gè)雙極結(jié)晶體管202與206各有一端連接到地，其接地參考低電壓在此標(biāo)示為Vss。并且，在此實(shí)施例中，通過對此兩個(gè)晶體管202、206的控制端施加符合條件的控制電壓信號(hào)bias1、bias2，以便產(chǎn)生定電流驅(qū)動(dòng)磁性線圈200、204。以下說明如何設(shè)定控制電壓信號(hào)bias1、bias2。首先，半導(dǎo)體開關(guān)，例如雙極結(jié)晶體管，具有隨著控制電壓的大小，而調(diào)整其輸出電流的特性。一般來說，半導(dǎo)體開關(guān)會(huì)隨著控制電壓與另外兩個(gè)輸出端的電壓之間的關(guān)系，而提供不同的電流輸出狀態(tài)。以雙極結(jié)晶體管為例，透過設(shè)定控制電壓的大小，可出現(xiàn)三種電流輸出狀態(tài)，也就是關(guān)閉狀態(tài)(cutoff)、主動(dòng)區(qū)域狀態(tài)(activeregionstatus)與飽和狀態(tài)(saturationregionstatus)。在主動(dòng)區(qū)域狀態(tài)中，雙極結(jié)晶體管將輸出實(shí)質(zhì)上為常數(shù)的定電流。在此實(shí)施例中，我們將控制電壓信號(hào)bias1、bias2依據(jù)半導(dǎo)體開關(guān)的規(guī)格而設(shè)定在使半導(dǎo)體開關(guān)處于主動(dòng)區(qū)域的狀態(tài)。并且，我們使控制電壓信號(hào)bias1、bias2在不同時(shí)間交錯(cuò)起作用，例如形成類似方波的時(shí)脈信號(hào)，這樣交錯(cuò)通過定電流驅(qū)動(dòng)磁性線圈200、204，以便轉(zhuǎn)動(dòng)馬達(dá)的風(fēng)扇或其它構(gòu)造。換句話說，這兩個(gè)晶體管202與206不同時(shí)開啟。當(dāng)晶體管202開啟期間，此晶體管202會(huì)處在主動(dòng)區(qū)(activeregion)，且流經(jīng)磁性線圈200的電流I1會(huì)趨向一固定值而保持不變。同樣地，另一晶體管206在開啟期間也會(huì)處在主動(dòng)區(qū)，且流經(jīng)磁性線圈204的電流I2也會(huì)趨向一固定值而不變。晶體管處在主動(dòng)區(qū)可由調(diào)整此兩控制電壓信號(hào)的電壓大小而達(dá)到。當(dāng)鎖定時(shí)，Vcc＝Vce1+I1R1＝Vce2+I2R2其中，I1及I2為定值，可由定電流的設(shè)計(jì)規(guī)格所決定，R1及R2分別為兩磁性線圈200及204的阻抗且為定值，Vce1及Vce2分別為晶體管202及206的集電極對發(fā)射極電壓，也就是分別在兩輸出點(diǎn)DO及DOB的電壓。Vce1及Vce2會(huì)隨Vcc而變化。參看圖2中右邊的等效電路，晶體管202及206分別如同受控制的定電流源208及210。在晶體管開啟期間定電流源才會(huì)提供定電流。當(dāng)晶體管202或206關(guān)閉期間，電流I1或I2幾乎為零，所以在輸出點(diǎn)DO或DOB的電壓接近Vcc，且相當(dāng)于等效定電流源的電流為零。第二實(shí)施例圖3示出了另一驅(qū)動(dòng)電路實(shí)施例。在圖中兩半導(dǎo)體開關(guān)，例如晶體管302與306各有一端連接到另一半導(dǎo)體開關(guān)，例如一晶體管308的一端點(diǎn)，而晶體管308的另一端點(diǎn)才連接到地，其電壓為Vss。兩控制電壓信號(hào)V1及V2分別控制晶體管302與306的開或關(guān)，且不同時(shí)開啟晶體管302與306。控制電壓信號(hào)bias3則控制晶體管308，其中當(dāng)開啟晶體管308時(shí)，晶體管308會(huì)處在主動(dòng)區(qū)(可由調(diào)整此控制電壓信號(hào)bias3的電壓大小而達(dá)到)且流經(jīng)其集電極的電流I會(huì)趨向一固定值而保持不變。在晶體管308開啟期間，當(dāng)晶體管302與306中任一晶體管開啟時(shí)，晶體管308所提供的定電流會(huì)流經(jīng)此開啟的晶體管，且使其處在飽和區(qū)。晶體管302與306中任一晶體管開啟且處在飽和區(qū)期間，其集電極對發(fā)射極電壓處于飽和值(Vce1，sat或Vce2，sat)且變化很小，而晶體管308的集電極對發(fā)射極電壓Vce3會(huì)隨Vcc而變化，所以在輸出端(DO或DOB)的電壓也會(huì)隨Vcc而變化。參看圖3中右邊的等效電路，晶體管308就如同受控制的一定電流源310。當(dāng)然，可以使用其它的定電流源來取代此處的晶體管308，也可達(dá)成相同的功效。第三實(shí)施例另一方面，直流風(fēng)扇馬達(dá)的運(yùn)轉(zhuǎn)必須通過計(jì)算機(jī)主機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)速頻率的偵測，再利用所測得的轉(zhuǎn)速頻率進(jìn)行復(fù)雜的修正程序，才能獲得準(zhǔn)確的規(guī)格轉(zhuǎn)速頻率。為了進(jìn)行轉(zhuǎn)速頻率的偵測，一個(gè)轉(zhuǎn)速頻率偵測信號(hào)FG(FrequencyGeneration)會(huì)被提供到計(jì)算機(jī)主機(jī)以進(jìn)行處理。在定電壓或定電流驅(qū)動(dòng)IC中，F(xiàn)G信號(hào)的產(chǎn)生一般是將圖2中晶體管202或206的輸出端(DO或DOB)直接接到一外部晶體管的基極(經(jīng)由一阻抗)，此外部晶體管的集電極經(jīng)由一阻抗接一高電壓、發(fā)射極接一參考低電壓，而集電極輸出電壓即為FG信號(hào)。這是利用輸出端(DO或DOB)連續(xù)高低轉(zhuǎn)換的電壓，通過被施加到此外部晶體管的基極而控制此外部晶體管的開與關(guān)，以便產(chǎn)生一連續(xù)高低轉(zhuǎn)換的FG信號(hào)，也就是此外部晶體管的集電極輸出電壓。所以此FG信號(hào)可反映出轉(zhuǎn)速頻率。輸出端(DO或DOB)在低電壓期間，此低電壓必須能使此外部晶體管關(guān)閉，以使FG信號(hào)處在高電壓。如圖7所示，一般定電壓或定電流驅(qū)動(dòng)IC700有四個(gè)腳位(pin)，分別是兩輸出端DO及DOB(外接到兩磁性線圈702及704)、接供應(yīng)電壓Vcc的端點(diǎn)以及接參考低電壓Vss的端點(diǎn)。然而在使用定電流驅(qū)動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)IC中兩晶體管(經(jīng)由輸出端DO及DOB外接到兩磁性線圈702及704)在開啟期間的Vce，也就是在輸出端(DO或DOB)的電壓，會(huì)變化且高于飽和值Vce，sat。如果將輸出端(DO或DOB)直接接到一外部晶體管的基極，可能在晶體管開啟期間的Vce過高而仍然打開此外部晶體管，造成FG信號(hào)處在低電壓(在晶體管開啟期間，此外部晶體管應(yīng)關(guān)閉，也就是FG信號(hào)應(yīng)在高電壓才是正確)。所以在使用定電流驅(qū)動(dòng)下，不適合為了產(chǎn)生FG信號(hào)而將輸出端(DO或DOB)直接接到一外部晶體管的基極。以上所述FG信號(hào)產(chǎn)生方式的缺點(diǎn)可由本發(fā)明的一種定電流驅(qū)動(dòng)集成電路芯片(IC)來解決。此集成電路芯片的一實(shí)施方式如圖8所示。驅(qū)動(dòng)IC800適合驅(qū)動(dòng)一直流馬達(dá)，此直流馬達(dá)包含磁性線圈802及804，此驅(qū)動(dòng)IC800采用四腳位(pin)單列直插式封裝(single-in-linepackage，SIP)，內(nèi)部含有兩半導(dǎo)體開關(guān)，例如兩晶體管812及814、兩二極管806及808以及一驅(qū)動(dòng)電路810。此四腳位是欲接到兩磁性線圈802及804的兩輸出端DO和DOB、欲接到一參考低電壓的輸出端Vss以及一轉(zhuǎn)速頻率偵測信號(hào)的輸出端FG。此兩晶體管812及814的各一端點(diǎn)分別連接至此兩輸出端DO和DOB，此兩二極管806及808的各一端點(diǎn)也分別連接至此兩輸出端DO和DOB，而此兩二極管806及808的另兩端點(diǎn)連接至此驅(qū)動(dòng)電路810的一輸入端816，此兩晶體管812及814的另兩端點(diǎn)分別連接至輸出端Vss，此驅(qū)動(dòng)電路810的一輸出端也連接至輸出端Vss，此驅(qū)動(dòng)電路810的另兩輸出端經(jīng)由端點(diǎn)818及820連接到此兩晶體管812及814。當(dāng)此驅(qū)動(dòng)IC800用來驅(qū)動(dòng)直流馬達(dá)時(shí)，此兩磁性線圈802及804的各一端點(diǎn)連接到一高直流電壓Vdd，輸出端Vss連接到外部一低參考電壓，而且此驅(qū)動(dòng)電路810經(jīng)由端點(diǎn)818及820提供兩控制電壓信號(hào)以控制此兩晶體管812及814，此兩控制電壓信號(hào)不同時(shí)開啟此兩晶體管812及814。在每一時(shí)刻此高直流電壓Vdd會(huì)經(jīng)由二極管806或808傳至此驅(qū)動(dòng)電路810的輸入端816，以作為此驅(qū)動(dòng)電路810以及此驅(qū)動(dòng)IC800內(nèi)部其它電路的一高供應(yīng)電壓Vcc。當(dāng)此驅(qū)動(dòng)IC800用來驅(qū)動(dòng)直流馬達(dá)時(shí)，此驅(qū)動(dòng)電路810也提供一馬達(dá)轉(zhuǎn)速頻率偵測信號(hào)到輸出端FG。此轉(zhuǎn)速頻率偵測信號(hào)會(huì)反映出任一此兩控制電壓信號(hào)的頻率。這種產(chǎn)生轉(zhuǎn)速頻率偵測信號(hào)的方式可避免上述的缺點(diǎn)，因?yàn)檗D(zhuǎn)速頻率偵測信號(hào)已不從輸出端DO或DOB直接接到一外部晶體管的基極，而且此種驅(qū)動(dòng)IC在腳位的分配上并沒有驅(qū)動(dòng)IC內(nèi)部電路所需連接到一高供應(yīng)電壓的腳位。使用定電流驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的分析參照圖4，其示出了在采用定電流驅(qū)動(dòng)下，晶體管202開啟期間，其集電極對發(fā)射極電壓Vce1與I1R1隨Vcc變化的近似結(jié)果。曲折線(1)代表Vce1隨Vcc變化的結(jié)果，而曲折線(2)代表I1R1隨Vcc變化的結(jié)果。在Vcc小于A時(shí)，由曲折線(2)可知I1尚未達(dá)到鎖定時(shí)的定電流值。在Vcc大于A之后，I1達(dá)到并維持在定電流值。若此定電流值被設(shè)計(jì)為一所需的低電流值，則風(fēng)扇即成為低電流風(fēng)扇。當(dāng)Vcc超過B之后，由曲折線(1)可知Vce1會(huì)隨Vcc的增大而呈現(xiàn)近似線性遞增。作為跟圖4的比較，圖5示出了若采用定電壓驅(qū)動(dòng)下，在晶體管202開啟期間，其集電極對發(fā)射極電壓Vce1與I1R1隨Vcc變化的近似結(jié)果。曲折線(1)代表I1R1隨Vcc變化的結(jié)果，而曲折線(2)代表Vce1隨Vcc變化的結(jié)果。由于晶體管202處在飽和區(qū)，曲折線(2)一直維持在很小的飽和值Vce1，sat，近似為一定電壓。隨著Vcc的增大，曲折線(1)顯示出I1會(huì)不斷地以近似于線性方式遞增，其可升至一相當(dāng)高的電流值，所以定電壓驅(qū)動(dòng)較適合高轉(zhuǎn)速、高電流風(fēng)扇的應(yīng)用。在此敘述關(guān)于起動(dòng)電壓的分析。依前所述，若直流風(fēng)扇在某一驅(qū)動(dòng)電流值下，可產(chǎn)生起動(dòng)作用力，則此驅(qū)動(dòng)電流值稱為起動(dòng)電流，而為達(dá)到起動(dòng)電流所要求的Vcc的大小稱為起動(dòng)電壓。請參照圖6，其示出了流經(jīng)磁性線圈的電流I(I1或I2)若要達(dá)到一起動(dòng)電流值的話，在三種情況下Vcc需要達(dá)到的起動(dòng)電壓的大小的比較結(jié)果。直線(1)代表在定電流驅(qū)動(dòng)下，磁性線圈的阻抗R較小的情況，其起動(dòng)電壓由數(shù)字1表示。直線(2)代表在定電流驅(qū)動(dòng)下，磁性線圈的阻抗R較大的情況，其起動(dòng)電壓由數(shù)字2表示。直線(3)代表在定電壓驅(qū)動(dòng)下，磁性線圈的阻抗R更大(需要大的阻抗以限流)的情況，其起動(dòng)電壓由數(shù)字3表示。由圖中可知，所需要的起動(dòng)電壓3大于起動(dòng)電壓2，且起動(dòng)電壓2大于起動(dòng)電壓1。這是因?yàn)榇判跃€圈的阻抗R跟此三直線的斜率(ΔI/ΔVcc)成反比，所以當(dāng)R較小時(shí)，Vcc小幅的增加即可使電流I有大的增加。在低電流風(fēng)扇應(yīng)用中，如果使用定電流驅(qū)動(dòng)方法，因?yàn)椴豁毾蘖?，則可以使用較小的磁性線圈阻抗R，所以為達(dá)到一起動(dòng)電流所需達(dá)到的起動(dòng)電壓也較低。關(guān)于低轉(zhuǎn)速、低電流風(fēng)扇的起動(dòng)電壓，在此舉例說明。已知一種名稱為A222的定電流驅(qū)動(dòng)IC，其在起動(dòng)電流時(shí)的Vce(Vce1或Vce2)為2.0V，其起動(dòng)電壓的算法為起動(dòng)電壓＝(起動(dòng)電流*線圈阻抗)+2.0V(若小于3.5V，則以3.5V計(jì))而另一稱為A276的定電壓驅(qū)動(dòng)IC，其Vce，sat(Vce1，sat或Vce2，sat)忽略不計(jì)，其起動(dòng)電壓的算法為起動(dòng)電壓＝起動(dòng)電流*線圈阻抗為了制作12V、2000rpm(每分鐘轉(zhuǎn)的數(shù)目)、鎖定后的I等于40mA、以及起動(dòng)電流為30mA的低轉(zhuǎn)速、低電流風(fēng)扇，若使用A222，只需使用30Ω的線圈阻抗，在約3.5V時(shí)便可起動(dòng)(30Ω*30mA小于3.5V)；若使用80Ω的線圈阻抗，起動(dòng)電壓約為(80Ω*30mA)+2.0V＝4.4V反觀同一風(fēng)扇，若使用A276時(shí)，為滿足低轉(zhuǎn)速、低電流，線圈阻抗需加大到300Ω，而起動(dòng)電壓也增加到30mA*300Ω＝9V。在此敘述關(guān)于功率消耗(powerdissipation，PD)的分析。由于在定電流驅(qū)動(dòng)時(shí)，Vce會(huì)隨Vcc升高而升高，因此必須考慮IC封裝的散熱(功率消耗PD)限制。通過適度調(diào)整線圈阻抗R以及降低Vce，以降低IC對熱能的負(fù)荷。舉例而言，要將一A222驅(qū)動(dòng)IC的PD在70℃時(shí)維持在480mW，此IC的Vcc等于12V、鎖定時(shí)流經(jīng)一磁性線圈的電流I(每一時(shí)刻只有一磁性線圈有電流I，因?yàn)閮删w管不同時(shí)開啟)等于40mA、IC內(nèi)部供應(yīng)端總電流Icc等于10mA，則計(jì)算過程如下PD＝Vce*I+Vcc*Icc＝Vce*40mA+12V*10mA＝480mW所以Vce＝9V線圈的電壓VR＝Vcc-Vce＝12-9＝3V又VR＝I*R＝40mA*R＝3V所以R＝75Ω因此建議線圈阻抗用75Ω，鎖定時(shí)Vce＝9V。如果鎖定時(shí)流經(jīng)磁性線圈的電流I等于80mA，則計(jì)算過程如下PD＝Vce*I+Vcc*Icc＝Vce*80mA+12V*10mA＝480mW所以Vce＝4.5V線圈的電壓VR＝Vcc-Vce＝12-4.5＝7.5V又VR＝I*R＝80mA*R＝7.5V所以R＝93.75Ω因此建議線圈阻抗用93.75Ω，鎖定時(shí)Vce＝4.5V。以上必須確保鎖定時(shí)Vce的大小在此IC的規(guī)格范圍內(nèi)。圖9示出了圖1的驅(qū)動(dòng)電路在定電壓驅(qū)動(dòng)下輸出端DO及DOB的電壓VDO及VDOB隨時(shí)間的部份波形。由圖中可知，VDO及VDOB是交替升高至Vcc(兩磁性線圈100及104所連接到的高供應(yīng)電壓)，因?yàn)榉謩e連接到兩磁性線圈的兩晶體管102及106是不同時(shí)開啟的。當(dāng)VDO在高電壓Vcc時(shí)(晶體管102關(guān)閉)，由于晶體管106為開啟且處在飽和區(qū)，所以晶體管106的Vce，也就是VDOB，等于飽和值Vce，sat。Vcc跟Vce，sat的差距為流經(jīng)磁性線圈的電流I(I1或I2)與磁性線圈的阻抗R(R1或R2)的乘積。圖10示出了圖2的驅(qū)動(dòng)電路在定電流驅(qū)動(dòng)下輸出端DO及DOB的電壓VDO及VDOB隨時(shí)間的部份波形。由圖中可知，VDO及VDOB是交替升高至Vcc(兩磁性線圈200及204所連接到的高供應(yīng)電壓)，因?yàn)榉謩e連接到兩磁性線圈的兩晶體管202及206是不同時(shí)開啟的。當(dāng)VDO在高電壓Vcc時(shí)(晶體管202關(guān)閉)，由于晶體管206為開啟且處在主動(dòng)區(qū)，所以VDOB等于晶體管206的Vce。Vcc跟Vce的差距為流經(jīng)磁性線圈的電流I(I1或I2)與磁性線圈的阻抗R(R1或R2)的乘積。圖11為圖2的驅(qū)動(dòng)電路在定電流驅(qū)動(dòng)下兩輸出端DO及DOB其中之一的電壓VDO或VDOB隨時(shí)間的部份波形與FG信號(hào)隨時(shí)間的部份波形的重疊對應(yīng)圖。由圖可知，F(xiàn)G信號(hào)為一時(shí)脈信號(hào)，當(dāng)VDO或VDOB為高電壓時(shí)，F(xiàn)G信號(hào)為高電壓，而當(dāng)VDO或VDOB為低電壓時(shí)，F(xiàn)G信號(hào)為低電壓。所以由FG信號(hào)的頻率可以知道VDO或VDOB的轉(zhuǎn)換頻率，所以可以偵測馬達(dá)的轉(zhuǎn)速頻率。此外，使用定電流驅(qū)動(dòng)方法下，如果變化Vcc(0～12V)，則Vce的變化量較大(0.3～9V)，因線圈電抗較小所以在鎖定時(shí)電流約為原先值的1.2～2倍；而電流I的變化量很小(0mA～額定電流)，而且在鎖定時(shí)此電流會(huì)維持固定不變，所以定電流輸出驅(qū)動(dòng)適合低轉(zhuǎn)速、低電流風(fēng)扇的應(yīng)用。又I不隨線圈阻抗R而改變，所以可用容易生產(chǎn)的R較小的線圈，故容易達(dá)到低轉(zhuǎn)速風(fēng)扇線圈的阻抗匹配。每批制造出的低轉(zhuǎn)速風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定度也很高。以上所述是本發(fā)明的一些實(shí)施例，其目的是用來詳盡解說如何應(yīng)用本發(fā)明。其它不同的實(shí)施方式或修改是被允許的，只要該實(shí)施方式或修改是符合后面所述的權(quán)利要求范圍的構(gòu)思及落在其范圍中。權(quán)利要求1.一種驅(qū)動(dòng)直流馬達(dá)的方法，該直流馬達(dá)包含一第一磁性線圈及一第二磁性線圈，其中該第一磁性線圈具有一第一端點(diǎn)及一第二端點(diǎn)，該第二磁性線圈具有一第三端點(diǎn)及一第四端點(diǎn)，該第一端點(diǎn)連接到一高直流電壓，該第三端點(diǎn)也連接到該高直流電壓，其特征在于，該方法至少包括將一第一半導(dǎo)體開關(guān)連接至該第一線圈，其中該第一半導(dǎo)體開關(guān)具有一第一控制端、一第一輸出端及一第二輸出端，該第一輸出端連接到該第一磁性線圈的該第二端點(diǎn)，且該第二輸出端連接到一參考低電壓；將一第二半導(dǎo)體開關(guān)連接至該第二線圈，其中該第二半導(dǎo)體開關(guān)具有一第二控制端、一第三輸出端及一第四輸出端，該第三輸出端連接到該第二磁性線圈的該第四端點(diǎn)，且該第四輸出端也連接到該參考低電壓；對該第一半導(dǎo)體開關(guān)的該第一控制端施加一第一控制電壓信號(hào)，其中當(dāng)該第一控制電壓信號(hào)開啟該第一半導(dǎo)體開關(guān)期間，流經(jīng)該第一輸出端的電流值實(shí)質(zhì)上保持不變；以及對該第二半導(dǎo)體開關(guān)的該第二控制端施加一第二控制電壓信號(hào)，其中該第二控制電壓信號(hào)開啟該第二半導(dǎo)體開關(guān)期間，流經(jīng)該第三輸出端的電流值實(shí)質(zhì)上保持不變，并且該第一控制電壓信號(hào)及該第二控制電壓信號(hào)于不同時(shí)間交錯(cuò)開啟該第一半導(dǎo)體開關(guān)及該第二半導(dǎo)體開關(guān)。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該第一半導(dǎo)體開關(guān)為一第一雙極結(jié)晶體管，該第二半導(dǎo)體開關(guān)為一第二雙極結(jié)晶體管，當(dāng)該第一控制電壓信號(hào)開啟該第一雙極結(jié)晶體管期間，該第一雙極結(jié)晶體管處于主動(dòng)區(qū)(activeregion)，并且當(dāng)該第二控制電壓信號(hào)開啟該第二雙極結(jié)晶體管期間，該第二雙極結(jié)晶體管也處于主動(dòng)區(qū)。3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于第一控制端、該第一輸出端及該第二輸出端分別為該第一雙極結(jié)晶體管的基極端、集電極端及發(fā)射極端，并且該第二控制端、該第三輸出端及該第四輸出端分別為該第二雙極結(jié)晶體管的基極端、集電極端及發(fā)射極端。4.一種驅(qū)動(dòng)直流馬達(dá)的定電流驅(qū)動(dòng)電路，該直流馬達(dá)包含一第一磁性線圈及一第二磁性線圈，該第一磁性線圈具有一第一端點(diǎn)及一第二端點(diǎn)，該第一端點(diǎn)連接到一高直流電壓，該第二磁性線圈具有一第三端點(diǎn)及一第四端點(diǎn)，該第三端點(diǎn)連接到該高直流電壓，其特征在于，該定電流驅(qū)動(dòng)電路至少包括一第一半導(dǎo)體開關(guān)，該第一半導(dǎo)體開關(guān)具有一第一控制端、一第一輸出端及一第二輸出端，該第一輸出端連接到該第一磁性線圈的該第二端點(diǎn)；一第二半導(dǎo)體開關(guān)，該第二半導(dǎo)體開關(guān)具有一第二控制端、一第三輸出端及一第四輸出端，該第三輸出端連接到該第二磁性線圈的該第三端點(diǎn)；以及一定電流源，該定電流源具有一第五端點(diǎn)及一第六端點(diǎn)，該第五端點(diǎn)連接到該第一半導(dǎo)體開關(guān)的該第二輸出端及該第二半導(dǎo)體開關(guān)的該第四輸出端，該第六端點(diǎn)則連接到一參考低電壓，該定電流源提供一定電流，其中，在操作時(shí)，該第一半導(dǎo)體開關(guān)的該第一控制端接收一第一控制電壓信號(hào)，該第二半導(dǎo)體開關(guān)的該第二控制端接收一第二控制電壓信號(hào)，且該第一控制電壓信號(hào)及該第二控制電壓信號(hào)不同時(shí)開啟該第一半導(dǎo)體開關(guān)及該第二半導(dǎo)體開關(guān)。5.如權(quán)利要求4所述的定電流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于該第一半導(dǎo)體開關(guān)為一第一雙極結(jié)晶體管，該第二半導(dǎo)體開關(guān)為一第二雙極結(jié)晶體管，當(dāng)該第一控制電壓信號(hào)開啟該第一雙極結(jié)晶體管期間，該第一雙極結(jié)晶體管處于飽和區(qū)(saturationregion)，且當(dāng)該第二控制電壓信號(hào)開啟該第二雙極結(jié)晶體管期間，該第二雙極結(jié)晶體管也處于飽和區(qū)，該第一雙極結(jié)晶體管及該第二雙極結(jié)晶體管的飽和電流皆實(shí)質(zhì)上等于該定電流值。6.如權(quán)利要求5所述的定電流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于該第一控制端、該第一輸出端及該第二輸出端分別為該第一雙極結(jié)晶體管的基極端、集電極端及發(fā)射極端，該第二控制端、該第三輸出端及該第四輸出端分別為該第二雙極結(jié)晶體管的基極端、集電極端及發(fā)射極端。7.如權(quán)利要求6所述的定電流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于該定電流源為一第三雙極結(jié)晶體管，該第三雙極結(jié)晶體管具有一第三控制端，該第三控制端接收一第三控制電壓信號(hào)，且該第三控制電壓信號(hào)使該第三雙極結(jié)晶體管處在主動(dòng)區(qū)。8.如權(quán)利要求7所述的定電流驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于該第三控制端、該第五端點(diǎn)及該第六端點(diǎn)分別為該第三雙極結(jié)晶體管的基極端、集電極端及發(fā)射極端。9.一種驅(qū)動(dòng)直流馬達(dá)的集成電路芯片，該直流馬達(dá)包含一第一磁性線圈及一第二磁性線圈，該第一磁性線圈具有一第一端點(diǎn)及一第二端點(diǎn)，該第一端點(diǎn)連接到一高直流電壓，該第二磁性線圈具有一第三端點(diǎn)及一第四端點(diǎn)，該第三端點(diǎn)連接到該高直流電壓，其特征在于，該集成電路芯片至少包括一個(gè)供連接到該第一磁性線圈的該第二端點(diǎn)的第一芯片輸出端；一個(gè)供連接到該第二磁性線圈的該第四端點(diǎn)的第二芯片輸出端；一第一半導(dǎo)體開關(guān)，該第一半導(dǎo)體開關(guān)具有一第一控制端、一第三輸出端及一第四輸出端，該第三輸出端連接到該第一輸出端，該第一控制端接收一第一控制電壓信號(hào)；一第二半導(dǎo)體開關(guān)，該第二半導(dǎo)體開關(guān)具有一第二控制端、一第五輸出端及一第六輸出端，該第五輸出端連接到該第二輸出端，該第二控制端接收一第二控制電壓信號(hào)；一第一二極管，其具有一第五端點(diǎn)及一第六端點(diǎn)，該第五端點(diǎn)連接到該第一輸出端；一第二二極管，其具有一第七端點(diǎn)及一第八端點(diǎn)，該第七端點(diǎn)連接到該第二輸出端，該第八端點(diǎn)連接到該第六端點(diǎn)；一驅(qū)動(dòng)電路，其提供該第一控制電壓信號(hào)及該第二控制電壓信號(hào)，該驅(qū)動(dòng)電路具有一第九端點(diǎn)及一第十端點(diǎn)，該第九端點(diǎn)連接到該第六端點(diǎn)；一第三芯片輸出端，其連接到該驅(qū)動(dòng)電路，以便接收一馬達(dá)轉(zhuǎn)速頻率偵測信號(hào)，且該馬達(dá)轉(zhuǎn)速頻率偵測信號(hào)反映出該第一控制電壓信號(hào)或該第二控制電壓信號(hào)的頻率；以及一第四芯片輸出端，其連接到該第十端點(diǎn)、該第四輸出端及該第六輸出端，且該第四芯片輸出端連接到一外部參考低電壓。10.如權(quán)利要求9所述的集成電路芯片，其特征在于該集成電路芯片采用四腳位單列直插式封裝，這些腳位包含該第一芯片輸出端、該第二芯片輸出端、該第三芯片輸出端及該第四芯片輸出端；當(dāng)該集成電路芯片用來驅(qū)動(dòng)該直流馬達(dá)時(shí)，該第一控制電壓信號(hào)及該第二控制電壓信號(hào)不同時(shí)開啟該第一半導(dǎo)體開關(guān)及該第二半導(dǎo)體開關(guān)，而且在每一時(shí)刻該高直流電壓經(jīng)由該第一二極管或該第二二極管實(shí)質(zhì)上傳至該第九端點(diǎn)，以作為該驅(qū)動(dòng)電路的一高供應(yīng)電壓；當(dāng)該集成電路芯片用來驅(qū)動(dòng)該直流馬達(dá)時(shí)，該驅(qū)動(dòng)電路提供一馬達(dá)轉(zhuǎn)速頻率偵測信號(hào)至該第三芯片輸出端，該馬達(dá)轉(zhuǎn)速頻率偵測信號(hào)反映出該第一控制電壓信號(hào)或該第二控制電壓信號(hào)的頻率。11.如權(quán)利要求9所述的集成電路芯片，其特征在于該第一半導(dǎo)體開關(guān)為一第一雙極結(jié)晶體管，該第二半導(dǎo)體開關(guān)為一第二雙極結(jié)晶體管，當(dāng)該第一控制電壓信號(hào)開啟該第一雙極結(jié)晶體管期間，該第一雙極結(jié)晶體管處于主動(dòng)區(qū)，且當(dāng)該第二控制電壓信號(hào)開啟該第二雙極結(jié)晶體管期間，該第二雙極結(jié)晶體管也處于主動(dòng)區(qū)。12.如權(quán)利要求11所述的集成電路芯片，其特征在于該第一控制端、該第三輸出端及該第四輸出端分別為該第一雙極結(jié)晶體管的基極端、集電極端及發(fā)射極端，該第二控制端、該第五輸出端及該第六輸出端分別為該第二雙極結(jié)晶體管的基極端、集電極端及發(fā)射極端。全文摘要本發(fā)明提供一種驅(qū)動(dòng)直流馬達(dá)，諸如直流風(fēng)扇馬達(dá)的定電流驅(qū)動(dòng)方法及電路。對于包含兩磁性線圈的一直流馬達(dá)而言，本發(fā)明的定電流驅(qū)動(dòng)方法利用兩控制電壓信號(hào)分別對驅(qū)動(dòng)電路中連接到此兩磁性線圈的兩半導(dǎo)體開關(guān)加以控制，使得此兩半導(dǎo)體開關(guān)不同時(shí)開啟，而且當(dāng)每一半導(dǎo)體開關(guān)開啟期間，流經(jīng)每一磁性線圈的電流會(huì)趨向一固定值而保持不變。每一磁性線圈的一端連接到一高電壓，而每一半導(dǎo)體開關(guān)的一端連接到一低電壓。用此定電流驅(qū)動(dòng)方法尤其適合生產(chǎn)低轉(zhuǎn)速、低電流的直流馬達(dá)。文檔編號(hào)H02P6/08GK1612462SQ200310103700公開日2005年5月4日申請日期2003年10月30日優(yōu)先權(quán)日2003年10月30日發(fā)明者林逸彬,古昌祥申請人:安普生科技股份有限公司