專利名稱：無刷直流馬達鎖住保護回路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是關于一種無刷直流馬達鎖住保護回路，特別是關于在一PWM驅動IC組件及一轉換電路之間連接引入一運轉信號，在馬達鎖住時，該運轉信號可維持該馬達在預定轉速模式運轉的保護回路。
背景技術：
請參照圖1所示，常用無刷直流馬達具有一馬達驅動電路1連接至一馬達線圈2，以便控制該馬達線圈2進行交變激磁，如此能驅動一馬達轉子產生旋轉。該馬達驅動電路1包含一PWM驅動IC組件10、一霍爾IC組件11及一轉換電路12。該PWM驅動IC組件10電性連接至該霍爾IC組件11，以便接收該霍爾IC組件11的轉子檢測信號。該PWM驅動IC組件10具有一引腳VTH，該引腳VTH電性連接至該轉換電路12。該轉換電路12具有一PWM輸入端121，其連接輸入一PWM信號，如此該PWM信號經該轉換電路12轉換為電壓信號后，再將該電壓信號輸入至該PWM驅動IC組件10的引腳VTH，以便決定該馬達線圈2進行交變激磁的周期，如此能控制該馬達轉子的轉速。
由于馬達運轉狀態(tài)包含高速狀態(tài)、低速(低于全速)運轉狀態(tài)及停止(零轉速)狀態(tài)。因此該PWM驅動IC組件10可依輸入PWM信號決定該馬達的運轉狀態(tài)，以便該馬達可適當依系統(tǒng)需求調整轉速。例如，當該PWM驅動IC組件10的引腳VTH的電位高于3.6V時，該PWM驅動IC組件10將馬達控制在停止狀態(tài)，即轉速為0RPM；當該引腳VTH的電位低于2.0V時，該PWM驅動IC組件10將馬達控制在高速運轉狀態(tài)，即轉速為6000RPM；當該引腳VTH的電位介于3.6V至2.0V時，該PWM驅動IC組件10將馬達控制在低轉速狀態(tài)，即轉速為大于0RPM、但小于6000RPM。
請再參照圖1所示，在電路配置上，在該PWM驅動IC組件10及轉換電路12之間并聯(lián)一電容器3，該電容器3一端直接接地，其用以自該轉換電路12輸入的鋸齒波進行整波，如此能穩(wěn)定該PWM驅動IC組件10的引腳VTH的電位。在該馬達進行運轉時，該PWM驅動IC組件10的引腳VTH的電位能決定該馬達的轉速。
請參照圖2A及圖2B所示，該馬達的PWM驅動IC組件10可控制馬達為高轉速模式(high-speed mode)或低轉速模式(low-speed mode)。在該馬達正常運轉期間，當該引腳VTH的電位維持在3.0V(電位低于3.6V、但高于2.0V)時，該馬達的轉速維持在2000RPM，即該馬達進入低轉速模式。另外，當該引腳VTH的電位為0V(電位低于2.0V)時，該馬達則為高轉速模式。
然而，由于該電容器3形成接地，如圖1及圖2A所示，因此在該馬達激活時，該電容器3的電位必然由零開始進行充電。此時，該PWM驅動IC組件10的引腳VTH亦為零電位，如圖2A所示，因此馬達激活時該馬達系處于高轉速模式，即馬達一激活轉速立即跳升至6000RPM(高速)，如圖2B所示。
請再參照圖1及圖2B所示，一旦該馬達激活時，該馬達立即進入高轉速模式，因而在急速增加轉速下，該馬達不但產生噪音及震動，且亦產生極大的組件磨擦，因而增加馬達組件耗損的缺點。
請再參照圖2A及圖2B所示，在該電容器3充電后，該電容器3的電位逐漸達3V。此時，該PWM驅動IC組件10的引腳VTH的電位高于2.0V、但低于3.6V，因此該馬達將終止高轉速模式，且該馬達的轉速可降至預定轉速或低轉速2000RPM。
然而，當系統(tǒng)剛開機時，亦即馬達在激活時，其系統(tǒng)內部溫度尚未達高溫狀態(tài)，因此該PWM驅動IC組件10將馬達轉速驟升至6000RPM(高速狀態(tài))不符合正常工作的需求，且具有不當耗損能量的缺點。因此常用PWM馬達有必要進一步的改進改進，以避免馬達一激活即進入高速狀態(tài)。
為了解決馬達一激活即進入高速狀態(tài)，申請人已提呈中國臺灣地區(qū)發(fā)明專利申請第94133994號的「PWM馬達驅動電路」，其利用在一PWM驅動IC組件及一轉換電路之間并聯(lián)一電容器，該電容器的一端連接于一電壓源，在馬達激活時，其可避免在該PWM驅動IC組件的引腳VTH產生零電位，以防止馬達一激活即進入高轉速模式。
請再參照圖1所示，當該馬達正常運轉時，該馬達的PWM驅動IC組件10僅發(fā)生正常的操作溫度。例如，該馬達的運轉電流為0.543A時，該PWM驅動IC組件10的操作溫度僅達36℃，其不致?lián)p壞該PWM驅動IC組件10。一旦該馬達發(fā)生卡死而無法運轉時，由于仍正常輸入高轉速模式的運轉電流至該馬達的PWM驅動IC組件10，因而造成該馬達的PWM驅動IC組件10的操作溫度不斷升高，甚至造成該馬達的運轉電流亦發(fā)生同步升高。例如，該馬達的正常運轉電流為0.543A時，而一旦該馬達發(fā)生卡死而無法運轉時，該PWM驅動IC組件10的操作溫度急遽升高至73.1℃，且該馬達的運轉電流亦同步升高至1.086A，其容易造成該PWM驅動IC組件10的損壞。
有鑒于此，本發(fā)明為了改進上述缺點，其在一PWM驅動IC組件及一轉換電路之間連接引入一運轉信號，在馬達鎖住時，該運轉信號可建立一預定電壓供該馬達仍維持在一預定低轉速模式運轉，以避免發(fā)生該PWM驅動IC組件的操作溫度急遽升高。

發(fā)明內容
本發(fā)明的主要目的是提供一種無刷直流馬達鎖住保護回路，其在一PWM驅動IC組件及一轉換電路之間連接引入一運轉信號，在馬達鎖住時，該轉速信號可建立一電壓供該馬達在一預定轉速模式運轉，以避免發(fā)生該PWM驅動IC組件的操作溫度急遽升高，使本發(fā)明具有保護PWM驅動IC組件的功效。
本發(fā)明的另一目的是提供一種無刷直流馬達鎖住保護回路，其在一PWM驅動IC組件及一轉換電路之間連接引入一運轉信號，在馬達鎖住時，該運轉信號可使馬達立即切換至預定轉速模式運轉，使本發(fā)明具有在馬達鎖住時防止馬達運轉電流急遽升高的功效。
根據本發(fā)明的無刷直流馬達鎖住保護回路，其包含一PWM驅動IC組件、一霍爾IC組件、一轉換電路及一運轉信號端。該PWM驅動IC組件電性連接至該霍爾IC組件，該PWM驅動IC組件具有一引腳電性連接至該轉換電路。在該PWM驅動IC組件的引腳及轉換電路之間電性連接該運轉信號端，該運轉信號端另連接于一運轉信號源。在馬達無法激活或鎖住時，該運轉信號源可輸出一信號以使該運轉信號端建立一預定電位，使馬達仍能激活或維持在一預定轉速運轉，以避免該PWM驅動IC組件的工作溫度急遽升高。


圖1常用PWM馬達驅動電路之電路示意圖。
圖2A常用PWM馬達驅動電路在驅動IC組件的引腳產生電位的示意圖。
圖2B常用PWM馬達驅動電路的驅動IC組件輸出轉速的示意圖。
圖3本發(fā)明較佳實施例的無刷直流馬達鎖住保護回路的電路示意圖。
圖4本發(fā)明另一較佳實施例的無刷直流馬達鎖住保護回路的電路示意圖。
符號說明1馬達驅動電路10PWM驅動IC組件101第一引腳102第二引腳 103第三引腳104電阻11霍爾IC組件 12轉換電路 121PWM輸入端
2馬達線圈3電容器3’電容器4運轉信號端 41齊納二極管具體實施方式
為了讓本發(fā)明的上述及其它目的、特征、優(yōu)點能更明顯易懂，下文將特舉本發(fā)明較佳實施例，并配合所附圖式，作詳細說明如下。
圖3揭示本發(fā)明較佳實施例的無刷直流馬達鎖住保護回路的電路示意圖。請參照圖3所示，本發(fā)明較佳實施例的馬達驅動電路1具有一鎖住保護回路。一旦發(fā)生馬達鎖住或卡死時，其用以保護該馬達驅動電路1。該馬達驅動電路1電性連接至一馬達線圈2，該馬達線圈2可選自單相線圈、雙相線圈或三相線圈等。該馬達驅動電路1包含一PWM驅動IC組件10、一霍爾IC組件11、一轉換電路12、至少一電容3’及一運轉信號端4。如此，該運轉信號端4的配置構成該鎖住保護回路。該馬達驅動電路1用以驅動導通該馬達線圈2，以便該馬達線圈2可產生一交變磁場。
請再參照圖3所示，該PWM驅動IC組件10的輸入端電性連接至該霍爾IC組件11。該PWM驅動IC組件10具有一第一引腳101、一第二引腳102及一第三引腳103。該第一引腳(VTH)101電性連接至該轉換電路12用以輸入PWM信號；該第二引腳102則用以提供一預定電壓至該轉換電路12及電容器3’；該第三引腳(RD)103則輸出一運轉信號用以決定是否建立該運轉信號端4的預定電壓。且該第三引腳103并經由一電阻(R1)連接至該第二引腳102，又該第三引腳103亦經串接一齊納二極管41再連接至第一引腳與轉換電路12之間，以形成一運轉信號端4。當馬達在正常運轉時該第三引腳103輸出低(Low)電位信號，則運轉信號端4不會有電壓建立；相反的，在馬達不正常運轉(死鎖)時該第三引腳103會輸出高(High)電位信號，其會使運轉信號端4建立一預定電壓。
請再參照圖3所示，在馬達一開始激活時，該PWM驅動IC組件10的第一引腳101可借由該電容器3’連接至該第二引腳102形成一預定電壓，例如6V電壓。此時馬達開始加速運轉且該電容器3′亦開始放電。當該第一引腳101的電位維持在預定的3.0V(電位低于3.6V、但高于2.0V)時，該馬達的轉速維持在2000RPM，即該馬達進入預定轉速模式。
在該馬達激活時，該PWM驅動IC組件10的第一引腳101的電位為6V；接著，由于該第一引腳101連接一電容器3’，因此該電位會下降至預定的3V。相對的，在該馬達激活時，其轉速為零；接著，該馬達之轉速由零轉速逐漸增加至2000RPM或預定轉速。簡言之，在激活該馬達時，該PWM驅動IC組件10具有一加速緩沖期，以便該馬達可增速至一預定轉速。
請再參照圖3所示，該霍爾IC組件11用以提供轉子檢測信號至該PWM驅動IC組件10，以便該PWM驅動IC組件10適當導通該馬達線圈2，如此該馬達線圈2能驅動轉子進行旋轉。同時，該PWM驅動IC組件10的第三引腳103可輸出一運轉信號以控制該運轉信號端4電壓的建立。
請再參照圖3所示，本發(fā)明較佳實施例的電容器3’并聯(lián)在該PWM驅動IC組件10的第一引腳101及轉換電路12之間，該電容器3’亦可選擇由數(shù)個電容單元并聯(lián)或串聯(lián)組成。同時，該電容器3’跨接于該PWM驅動IC組件10的第一引腳101及第二引腳102之間；或該電容器3’亦可選擇直接連接于一電壓源。
請再參照圖3所示，本發(fā)明較佳實施例的電容器3’的電容值可依產品需求進行調整，以便調整該PWM驅動IC組件10的加速緩沖期的時間長度，如此該馬達經過該加速緩沖期后，其轉速方可達成預定轉速，以避免產生不當加速現(xiàn)象。
請再參照圖3所示，當該馬達正常運轉時，該PWM驅動IC組件10的第三引腳103輸出低電位信號，因此具6V電壓的第二引腳102的電流無法經該電阻(R1)104流經該齊納二極管41，亦即無法在該PWM驅動IC組件10的第一引腳101及轉換電路12之間的電源信號端4建立一電壓，因此其不致影響該第一引腳101在馬達正常運轉時的電位。
相反的，在該馬達發(fā)生不正常運轉或鎖住時，該PWM驅動IC組件10的第三引腳103會輸出的高(High)電位信號，以使具6V電壓的第二引腳102的電流會流經該齊納二極管41至電源信號端4，以使該電源信號端4建立一預定電壓，所以該第三引腳103的高電位信號可用以建立該第一引腳101的預定電位，因而使該馬達在鎖住卡死時仍能維持在預定的低轉速模式運轉。
請再參照圖3所示，當該馬達再重新激活時，該電容器3’的電位(即PWM驅動IC組件10的第一引腳101的電位)自6V逐漸降至3V。相對的，該馬達的轉速自零轉速(停止狀態(tài))激活，并經過該加速緩沖期，最后增加至2000RPM或預定轉速。一旦該馬達能排除鎖住時，該PWM驅動IC組件10的第三引腳103即輸出為低電位信號，該低電位信號會使原在馬達鎖住時所建立在該運轉信號端4的電壓消失，如此該馬達的轉速即恢復正常的轉速模式。
請再參照圖3所示，當該馬達正常運轉時，該馬達的PWM驅動IC組件10僅發(fā)生正常的操作溫度。例如，該馬達的運轉電流為0.543A時，該PWM驅動IC組件10的操作溫度僅達36℃，其不致?lián)p壞該PWM驅動IC組件10。一旦該馬達發(fā)生卡死而無法運轉時，該馬達會立即切換至一預定的低轉速模式。此時，由于僅輸入較小運轉電流至該馬達的PWM驅動IC組件10，因而僅造成略升高該馬達的PWM驅動IC組件10的操作溫度。例如，該馬達的運轉電流為0.543A時，且一旦該馬達發(fā)生卡死而無法運轉時，該馬達的運轉電流立即降至0.069A，因而該PWM驅動IC組件10的操作溫度僅升高至39.2℃，其不致造成該PWM驅動IC組件10的損壞。
圖4揭示本發(fā)明另一較佳實施例的無刷直流馬達鎖住保護回路的電路示意圖。請參照圖4所示，相對的該較佳實施例減少電容3’，因此該馬達驅動電路1僅包含一PWM驅動IC組件10、一霍爾IC組件11、一轉換電路12及一運轉信號端4。本實施例同樣可達到一旦該馬達發(fā)生不正常運轉或鎖住時，該PWM驅動IC組件10的第三引腳103的輸出高電位信號以控制至該PWM驅動IC組件10的第一引腳101及轉換電路12之間建立一電壓，所以該第三引腳103在馬達鎖住時可輸出一高電位信號用以建立該第一引腳101的一預定電位，以使該馬達的轉速仍能維持在一預定的低轉速模式。
本發(fā)明的馬達驅動電路1另包含該運轉信號端4連接在該PWM驅動IC組件10的第一引腳101及轉換電路12之間。一旦該馬達發(fā)生不正常運轉或鎖住時，該PWM驅動IC組件10的第三引腳103的輸出高電位信號可控制至該PWM驅動IC組件10的第一引腳101及轉換電路12之間建立一電壓，所以該第三引腳103在馬達鎖住時可輸出一高電位信號用以建立該第一引腳101的一預定電位，以使該馬達的轉速仍能維持在一預定的低轉速模式。
權利要求
1.一種無刷直流馬達鎖住保護回路，其包含一PWM驅動IC組件，其電性連接至一馬達線圈，該PWM驅動IC組件可控制馬達的轉速；一轉換電路，其電性連接至該PWM驅動IC組件；及一運轉信號端，其電性連接至該PWM驅動IC組件及轉換電路之間，該運轉信號端另連接一運轉信號源；其中該運轉信號端在該PWM驅動IC組件及該轉換電路之間連接引入一運轉信號，在馬達鎖住時，該運轉信號源會輸出一信號使運轉信號端立即建立一預定電壓，以維持該馬達在一預定的低轉速模式運轉。
2.如權利要求1所述的無刷直流馬達鎖住保護回路，其中該運轉信號源配置于該PWM驅動IC組件的一引腳。
3.如權利要求2所述的無刷直流馬達鎖住保護回路，其中另包含至少一齊納二極管，該運轉信號端經該齊納二極管連接至該運轉信號源。
4.如權利要求1所述的無刷直流馬達鎖住保護回路，其中另包含至少一電容器，其并聯(lián)于該PWM驅動IC組件及轉換電路之間，該電容器另連接一電壓源；在該馬達激活時，該電容器具有一預定電位可使該PWM驅動IC組件防止馬達立即進入高轉速模式，該電容器并控制該PWM驅動IC組件使馬達轉速逐漸從零轉速增速至一預定轉速。
5.如權利要求4所述的無刷直流馬達鎖住保護回路，其中該PWM驅動IC組件具有一第一引腳及一第二引腳，該電容器跨接于該第一引腳及第二引腳之間。
6.如權利要求4所述的無刷直流馬達鎖住保護回路，其中該電容器選擇由數(shù)個電容單元并聯(lián)、串聯(lián)組成。
7.如權利要求4所述的無刷直流馬達鎖住保護回路，其中該電容器可構成該PWM驅動IC組件的一加速緩沖期，如此使該馬達經過該加速緩沖期后，其轉速方可達成預定轉速。
8.如權利要求6所述的無刷直流馬達鎖住保護回路，其中該電容器的電容值可依產品需求進行調整，以便調整該PWM驅動IC組件加速緩沖期的時間長度。
9.如權利要求3所述的無刷直流馬達鎖住保護回路，其中該PWM驅動IC組件具有一第一引腳、一第二引腳及一第三引腳，該運轉信號源配置于該第三引腳，該第三引腳經一電阻連接至該第二引腳，以便提供一預定電壓至運轉信號端。
全文摘要
一種無刷直流馬達鎖住保護回路，其包含一PWM驅動IC組件、一霍爾IC組件、一轉換電路及一運轉信號端。該PWM驅動IC組件電性連接至該霍爾IC組件，該PWM驅動IC組件具有一引腳電性連接至該轉換電路。在該PWM驅動IC組件的引腳及轉換電路之間電性連接該運轉信號端，該運轉信號端另連接于一運轉信號源。在馬達無法激活或鎖住時，該運轉信號源可輸出一信號以使該運轉信號端建立一預定電位，使馬達仍能激活或維持在一預定轉速運轉，以避免該PWM驅動IC組件的工作溫度急遽升高。
文檔編號H02H7/08GK101026354SQ20061000829
公開日2007年8月29日 申請日期2006年2月21日 優(yōu)先權日2006年2月21日
發(fā)明者洪銀樹, 鄭宗根 申請人:建準電機工業(yè)股份有限公司