專利名稱::具有馬達開電緩啟動與鎖死緩啟動的馬達驅(qū)動裝置的制作方法
技術領域:
:本發(fā)明是有關于一種馬達的驅(qū)動裝置,特別是有關于一種具有馬達開電緩啟動與鎖死緩啟動的馬達驅(qū)動裝置,是通過將外部PWM控制信號經(jīng)過一個緩啟動單元對馬達轉(zhuǎn)速信號計數(shù)后,來決定馬達驅(qū)動裝置的輸出,以達到開電緩啟動和鎖死緩啟動的目的。
背景技術:
:近年來,個人計算機(PersonalComputer,PC)、可攜式計算機(PortableComputer/Note-Boob,NB)或是工作站(WorkStation)的快速化發(fā)展,使得運算芯片的運作速度急遽上升,例如中央處理單元(CentralProcessorUnit,CPU)、數(shù)字信號處理器(DigitalSignalProcessor,DSP)0因此,隨著芯片動作速度的增加,亦使得頻率變高,造成芯片產(chǎn)生大量的熱。然而,高熱會引啟以下問題導致芯片運算不正常,或者對周圍電路產(chǎn)生影響。因此,芯片的散熱功能成為極其重要的技術。一般而言,用來作為這類型運算芯片散熱的方法,均會選擇以技術成熟的風扇(Fan)進行散熱。例如,控制馬達驅(qū)動裝置來啟動風扇的轉(zhuǎn)速,將涼空氣送至芯片表面將熱量帶走。而傳統(tǒng)馬達驅(qū)動裝置控制馬達驅(qū)動的方式,通常為了要克服馬達最大啟動力矩(torque),來達到馬達可以順利啟動,通常都是以最大力矩來驅(qū)動馬達;這樣的啟動方式,對一般小功率的馬達,可能不會出現(xiàn)什么問題,但如果是對大功率馬達或是對一些內(nèi)阻比較小的馬達時,其開電(Power-up)是以最大力矩啟動時,會在啟動的瞬間產(chǎn)生很大的電流,如圖1a所示,當開電后,啟動電壓及PWM信號則是100%全開;很明顯地,此時的啟動電流是最大,同時,噪聲也是最大。此時,如果馬達驅(qū)動裝置配置有電流保護裝置時,可能可以避免馬達驅(qū)動裝置被大電流給擊穿;但如果沒有電流保護裝置時,則馬達驅(qū)動裝置可能在一開電的瞬間就把馬達驅(qū)動裝置燒毀。另外,當馬達因為不可抗拒的外力或是馬達驅(qū)動裝置出錯,導致馬達進入鎖死狀態(tài)(lock),經(jīng)過一段時間后,馬達驅(qū)動裝置會重新去推動馬達,并且去確認外力是否解除。當外力解除后,馬達就會自動的重新啟動。相同的情況,為了確保馬達本身能夠重新啟動,通常在重新啟動時會用最大力矩來推動,在這種情況下就會和一開電的情形一樣,如果是大功率馬達或是內(nèi)阻比較小的馬達,就會在鎖死啟動的瞬間產(chǎn)生大電流,一樣有可能在鎖死重新啟動時,把馬達驅(qū)動裝置是燒毀,如圖1b所示。為解決此一馬達驅(qū)動裝置應用上的問題,本發(fā)明提供一種具有開電緩啟動與鎖死緩啟動功能的馬達驅(qū)動裝置,通過將外部PWM控制信號經(jīng)過一個緩啟動單元對馬達轉(zhuǎn)速信號計數(shù)后,來決定馬達驅(qū)動裝置的輸出,以達到開電緩啟動和鎖死緩啟動的目的。
發(fā)明內(nèi)容依據(jù)現(xiàn)有技術所存在的問題,本發(fā)明首先提供一種具有開電緩啟動功能的馬達驅(qū)動裝置,通過對馬達轉(zhuǎn)速信號的計數(shù)后,才來決定馬達驅(qū)動裝置的輸出控制信號。本發(fā)明的另一主要目的在提供一種具有鎖死緩啟動功能的馬達驅(qū)動裝置,通過對馬達轉(zhuǎn)速信號的計數(shù)后,才來決定馬達驅(qū)動裝置的輸出控制信號。本發(fā)明的再一主要目的在提供一種具有開電緩啟動與鎖死緩啟動功能的馬達驅(qū)動裝置,通過對馬達轉(zhuǎn)速信號的計數(shù)后,才來決定馬達驅(qū)動裝置的輸出控制信號,使得于開電緩啟動與鎖死緩啟動時的電流峰值降低,以增加馬達驅(qū)動裝置的使用壽命及可靠度。本發(fā)明還有一主要目的在提供一種具有開電緩啟動與鎖死緩啟動功能的馬達驅(qū)動裝置,通過對馬達轉(zhuǎn)速信號的計數(shù)后,才來決定馬達驅(qū)動裝置的輸出控制信號,使得于開電緩啟動與鎖死緩啟動時的電流峰值降低,使得馬達驅(qū)動裝置啟動時的噪聲可以降低。依據(jù)上述的各項目的,本發(fā)明提供一種馬達驅(qū)動裝置,是由控制單元、緩啟動單元及輸出單元所組成;其特征在于當外部控制信號輸入至緩啟動單元后,緩啟動單元產(chǎn)生一個內(nèi)部控制信號及一個開電初始信號,通過開電初始信號產(chǎn)生后,控制單元將其所輸出的馬達轉(zhuǎn)速信號送至緩啟動單元中,再經(jīng)由緩啟動單元計算多個馬達轉(zhuǎn)速信號(FG)后,由緩啟動單元選擇將外部控制信號或內(nèi)部控制信號其中之一輸出至輸出單元,以驅(qū)動馬達轉(zhuǎn)動。本發(fā)明提供另一種馬達驅(qū)動裝置,是由控制單元、緩啟動單元及輸出單元所組成,其特征在于當外部控制信號輸入至緩啟動單元后,緩啟動單元產(chǎn)生一個內(nèi)部控制信號及一開電初始信號,通過該開電初始信號產(chǎn)生后,該控制單元將其所輸出的該馬達轉(zhuǎn)速信號(FG)及一個由鎖死判斷裝置產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動偵測信號(RD)都送至緩啟動單元中,通過轉(zhuǎn)動偵測信號產(chǎn)生后,控制單元將其所輸出的馬達轉(zhuǎn)速信號及一個轉(zhuǎn)動偵測信號送至緩啟動單元中,再經(jīng)由緩啟動單元計算多個馬達轉(zhuǎn)速信號(FG)后,由緩啟動單元選擇將外部控制信號或內(nèi)部控制信號其中之一輸出至該輸出單元,以驅(qū)動馬達轉(zhuǎn)動。本發(fā)明接著再提供一種馬達驅(qū)動裝置,是由控制單元、緩啟動單元及輸出單元所組成,其特征在于緩啟動單元包括內(nèi)部PWM脈波信號產(chǎn)生電路,用以提供一個內(nèi)部控制信號;開電初始信號產(chǎn)生電路,用以提供一個開電初始信號;FG計數(shù)器,其輸入端與馬達轉(zhuǎn)速信號(FG)及開電初始信號連接,并于計算多個馬達轉(zhuǎn)速信號(FG)后,輸出控制信號;RS閂鎖電路,其輸入端與開電初始信號及FG計數(shù)器所輸出的控制信號連接,并由其輸出端送出一個選擇信號;選擇器電路,其第一輸入端與外部控制信號連接,其第二輸入端與內(nèi)部控制信號連接,其第三輸入端與選擇信號連接,并于輸出端送出一個緩啟動控制信號至控制單元中,再由該控制單元輸出一PWM控制信號至該輸出單元。其中,于前述的馬達驅(qū)動裝置中,控制單元包括霍爾偏壓,用以提供一個電源至霍爾元件,并由霍爾元件偵測馬達轉(zhuǎn)動時的換相信號;磁滯裝置,是與霍爾元件連接,并將換相信號轉(zhuǎn)換成馬達轉(zhuǎn)速信號(FG);計數(shù)裝置,其輸入端與內(nèi)部控制信號連接,并輸出一個計數(shù)信號;控制裝置,其輸入端與開電初始信號及緩啟動控制信號連接后,輸出一個信號至該輸出單元。此外,進一步于前述的馬達驅(qū)動裝置中,控制單元包括霍爾偏壓,用以提供一個電源至霍爾元件,并由霍爾元件偵測馬達轉(zhuǎn)動時的換相信號;磁滯裝置,是與霍爾元件連接,并將換相信號轉(zhuǎn)換成馬達轉(zhuǎn)速信號(FG);計數(shù)裝置,其輸入端與內(nèi)部控制信號連接,并輸出一個計數(shù)信號;防鎖死判斷裝置,其輸入端分別與開電初始信號、計數(shù)信號及馬達轉(zhuǎn)速信號(FG)連接,并輸出一個轉(zhuǎn)動偵測信號(RD);控制裝置,其輸入端與開電初始信號及緩啟動控制信號連接后,輸出一個信號至該輸出單元。圖1a是現(xiàn)有技術的啟動的瞬間的電壓及電流示意圖;圖1b是現(xiàn)有技術的馬達鎖死啟動的瞬間的電壓及電流示意圖;圖2是本發(fā)明的較佳實施例的電路方塊示意圖;圖3是本發(fā)明的圖2各電路的波形示意圖;圖4是本發(fā)明的內(nèi)部PWM脈波信號產(chǎn)生電路示意圖;圖5是本發(fā)明的緩啟動區(qū)塊電路示意圖。主要元件符號說明馬達驅(qū)動裝置10霍爾偏壓110磁滯裝置120控制裝置130防鎖死判斷裝置140計數(shù)裝置150緩啟動單元160內(nèi)部PWM脈波信號產(chǎn)生電路161運算放大器1611電容(C1)1612電流源(Iqsc)1613/1614晶體管(M1)1615D型計數(shù)器1616/1617開電初始信號產(chǎn)生電路162選擇器電路163RS閂鎖電路165RS閂鎖電路1651/1652FG計數(shù)器167輸出單元200輸出單元210/220霍爾元件20電阻21/22外/內(nèi)部PWM驅(qū)動信號30馬達40具體實施例方式本發(fā)明主要是揭露一種具有開電緩啟動與鎖死緩啟動功能的馬達驅(qū)動裝置,通過對馬達轉(zhuǎn)速信號的計數(shù)后,來決定馬達驅(qū)動裝置的輸出。由于本發(fā)明是于一般馬達驅(qū)動裝置中增加一種具有開電緩啟動和鎖死緩啟動的電路來達成;故對于馬達驅(qū)動裝置中的馬達控制電路以及馬達輸出單元電路等,是與現(xiàn)有技術所使用相同,故對馬達控制電路及馬達輸出單元的詳細電路并未表示于圖中。此外,下述內(nèi)文中的圖式,亦并未依據(jù)實際的相關尺寸完整繪制,其作用僅在表達與本創(chuàng)作特征有關的示意圖。首先,請參考圖2及圖3,其中圖2是本發(fā)明的具有開電緩啟動和鎖死緩啟動功能的馬達驅(qū)動裝置實施例的示意圖,而圖3是相對圖2的馬達驅(qū)動裝置中的信號波形示意圖。如圖2所示,本發(fā)明的馬達驅(qū)動裝置10包括控制單元(未標示代表符號)、緩啟動單元160(Softstartunit)及一輸出單元200;其中控制單元是由霍爾偏壓110、磁滯裝置120、控制裝置130、防鎖死判斷裝置140及計數(shù)裝置150等所組成。當馬達驅(qū)動裝置10被啟動后(如圖3的開電電壓VCC波形所示),會由馬達驅(qū)動裝置10外的系統(tǒng)提供一個高電位的外部PWM驅(qū)動信號(EXT_PWM)30,此高電位的外部PWM驅(qū)動信號30(如圖3的外部PWM驅(qū)動信號波形所示)會經(jīng)過控制單元中的控制裝置130,以將此外部PWM驅(qū)動信號30直接送至輸出單元200中,通過從外部PWM驅(qū)動信號30輸出的驅(qū)動電壓來控制輸出單元200中線圈電流(即通入電流),以控制馬達40開始轉(zhuǎn)動;接著,位于馬達40上的霍爾元件20會將馬達40的轉(zhuǎn)動時的換相信號送到磁滯裝置120及輸出單元200中,用以判斷馬達40是否持續(xù)的在轉(zhuǎn)動。接著,霍爾元件20的第I端子經(jīng)由電阻21與施加有霍爾偏壓110的電源線相連接,其第2端子經(jīng)由電阻22接地。霍爾元件20的第I輸出端及第2輸出端所輸出的霍爾信號的電位隨著馬達40轉(zhuǎn)子的位置而改變。當馬達40旋轉(zhuǎn)時,霍爾信號是相互逆相且周期隨著馬達40的轉(zhuǎn)速而形成類弦波(如圖3的馬達輸出信號波形所示);而當此類弦波經(jīng)過磁滯裝置120后,會形成矩形波的馬達轉(zhuǎn)速信號(FrequencyGeneratorSignal;以下簡稱FG信號);同時,此磁滯裝置120輸出的FG信號(如圖3的FG信號波形所示)連接至防鎖死判斷裝置140。請繼續(xù)請參考圖2,本發(fā)明的開電緩啟動和鎖死緩啟動馬達驅(qū)動裝置中的緩啟動單兀160是由內(nèi)部PWM脈波信號產(chǎn)生電路(InternalPWMPulsegenerator)161、開電初始信號產(chǎn)生電路(Power-upinitialcircuit)162、選擇器電路(Selectcircuit)163、RS閂鎖電路165(RS-1atch)和FG計數(shù)器(FGCounter)167所組成。當本實施例的緩啟動單元160與前述的控制單元組合后,本實施例的詳細電路操作過程說明如下。當馬達驅(qū)動裝置10被啟動后,控制信號提供一個高電位的外部PWM驅(qū)動信號(EXT_PWM)30至馬達驅(qū)動裝置10時,此高電位的外部PWM驅(qū)動信號30會送至選擇器電路163的輸入端中。同時,磁滯裝置120所輸出的FG信號除了會連接至防鎖死判斷裝置140夕卜,還會將FG信號送到FG計數(shù)器167中。此外,由于在緩啟動單元160中會提供一個內(nèi)建的內(nèi)部PWM脈波產(chǎn)生電路161及一個開電初始信號產(chǎn)生電路162;故當馬達驅(qū)動裝置10被啟動后,此內(nèi)部PWM脈波產(chǎn)生器電路161會將所產(chǎn)生的內(nèi)部PWM脈波信號(如圖3的內(nèi)部PWM驅(qū)動信號波形所示)送到選擇器電路163及計數(shù)裝置150的輸入端,同時,開電初始信號產(chǎn)生電路162也會送出一個開電初始信號(如圖3的Power-upinitial波形所示)至控制裝置130、FG計數(shù)器167及防鎖死判斷裝置140的輸入端。由于,本發(fā)明的緩啟動單元160中的內(nèi)部PWM脈波產(chǎn)生器電路161是內(nèi)建于馬達驅(qū)動裝置10中,故此內(nèi)部PWM脈波信號是可以隨設計來調(diào)整的,而在本發(fā)明的較佳實施例中,此內(nèi)部PWM脈波信號是使用其有效供應電源周期(DUTYCYCLE)為50%的PWM脈波信號(如圖3的內(nèi)部PWM脈波信號波形所示)。故當內(nèi)部PWM脈波信號輸入至計數(shù)裝置150后,由于計數(shù)裝置150可以在一定時間內(nèi)數(shù)到內(nèi)部PWM脈波信號時,即表示馬達轉(zhuǎn)動正常狀態(tài);此時,計數(shù)裝置150會將此狀態(tài)的信號(例如送出一個低電位的信號)送到防鎖死判斷裝置140中;之后,在防鎖死判斷裝置140也接收到開電初始信號產(chǎn)生電路162所傳來的開電初始信號后,會輸出一個信號并分別送到RS閂鎖電路165及FG計數(shù)器167的輸入端中。接著,當FG計數(shù)器167在接收到磁滯裝置120所送來的FG信號以及開電初始信號產(chǎn)生電路162所傳來的初始啟動信號后,會在計數(shù)到一個設定的數(shù)時,送出一個nFG信號(其中η是整數(shù));例如在本實施例中,當FG計數(shù)器167在收到磁滯裝置120所送來的FG信號以及開電初始信號產(chǎn)生電路162所傳來的初始啟動信號(例如當VCC電源開電時,開電初始信號產(chǎn)生電路162送來的是一高電位信號)后,其會在計數(shù)到3個FG信號時,即送出一個3FG信號(如圖3的3FG信號波形所示)至RS閂鎖電路165中。此時,RS閂鎖電路165會根據(jù)輸入端所接收的信號(包括開電啟始信號、防鎖死判斷裝置140送來的信號及3FG信號)來輸出一個選擇信號(SELSignal;如圖3的選擇信號波形所示),并再將此選擇信號SEL輸出至選擇器電路163中。之后,再由選擇器電路163根據(jù)輸入的外部PWM驅(qū)動信號30、內(nèi)部PWM脈波信號和選擇信號SEL來輸出一個緩啟動信號(SOFTStart;如圖3的緩啟動信號波形所示)至控制裝置130后,再由控制裝置130去控制輸出單元200,以驅(qū)動馬達40轉(zhuǎn)動,由此過程達到開電緩啟動(power-upsoftstart)的功能及目的。此外,由于防鎖死判斷裝置140的其中一個輸入端是與磁滯裝置120輸出的FG信號連接,而其另一個輸入端是與計數(shù)裝置150的輸出端連接;故當計數(shù)裝置150在此第一設定的時間內(nèi)只能計數(shù)到高電位或是低電位時(即表示磁滯裝置120輸出的矩形波信號為高電位或是低電位),則表示馬達40的相位沒有變換,表示馬達處于鎖死(Lock)狀態(tài)。當馬達進入鎖死狀態(tài)之后,鎖死判斷電路140會產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動偵測信號(RotationDetectingSignal;以下簡稱RD信號)來通知RS閂鎖電路165,馬達已經(jīng)進入鎖死狀態(tài),并且透過此RD信號(如圖3的RD信號波形所示,為一高電位信號)將FG計數(shù)器167重置(Reset),以便在馬達鎖死號解除后,外部霍爾元件20再將馬達轉(zhuǎn)動信號經(jīng)過霍爾放大器110所產(chǎn)生的FG信號,重新經(jīng)過FG計數(shù)器167以產(chǎn)生的一個新的計數(shù)時間信號3FG,并且和鎖死判斷電路140所產(chǎn)生的RD信號,一啟輸入到RS閂鎖電路165后,再將一個選擇信號SEL輸出到選擇器電路161中,由此選擇信號SEL來選擇是以內(nèi)部PWM信號輸出或是以外部PWM信號來做為選擇器電路161所輸出的緩啟動信號(如圖3的緩啟動信號波形所示);之后,再將此緩啟動信號(SOFTStart)送至控制裝置130后,再由控制裝置130去控制輸出單元200,以驅(qū)動馬達40轉(zhuǎn)動,由此過程達到,以達到鎖死緩啟動(softlockstart)的功能及目的。很明顯地,本發(fā)明是將一個外部PWM驅(qū)動信號30經(jīng)過一個緩啟動單元160中的RS閂鎖電路165所輸出的選擇信號(SELSignal),再將此選擇信號送至選擇器電路163后,由選擇器電路163輸出一個緩啟動信號(S0FT),其中,是由選擇器電路163來決定是由內(nèi)部PWM脈波信號或是由外部PWM脈波信號作為輸出的緩啟動信號;而此緩啟動信號再經(jīng)過一個控制裝置130輸出到輸出單元200去控制馬達轉(zhuǎn)速,由此過程達到開電緩啟動(power-upsoftstart)和鎖死緩啟動(softlockstart)的目的。很明顯地,在本發(fā)明的一個較佳實施例中,于馬達驅(qū)動裝置10被啟動后,選擇器電路163選擇由內(nèi)部PWM脈波信號作為輸出的緩啟動信號,請參考圖3中的選擇信號波形及緩啟動信號波形;當FG計數(shù)器167計數(shù)到3個FG信號后,選擇器電路163則再選擇由外部PWM脈波信號作為輸出的緩啟動信號,請參考圖3中的選擇信號波形、FG信號及緩啟動信號波形;此外,當防鎖死判斷裝置140送出RD信號后,貝1J選擇器電路163會選擇再由內(nèi)部PWM脈波信號作為輸出的緩啟動信號;而當馬達鎖死解除后,再當FG計數(shù)器167計數(shù)到3個FG信號后,則選擇器電路163也會選擇由外部PWM脈波信號做為輸出的緩啟動信號,請參考圖3。在上述的由FG計數(shù)器167計數(shù)到3個FG信號后,由此3FG信號做為選擇器電路163選擇是由內(nèi)部PWM脈波信號或是由外部PWM脈波信號的控制信號,其目的在避免馬達驅(qū)動裝置10啟動瞬間所產(chǎn)生的大電流。如圖3的啟動電流波形所示,當馬達驅(qū)動裝置10啟動時,是由內(nèi)部PWM脈波信號作為緩啟動信號(例如內(nèi)部PWM脈波信號為一個50%的PWM脈波信號,故并未形成一開電就是由外部PWM脈波信號的100%的PWM脈波信號來驅(qū)動),而是當經(jīng)過3個FG信號后,再交由外部PWM脈波信號30作為緩啟動信號。再由圖3的啟動電流波形可以看出,當馬達驅(qū)動裝置10交回外部PWM脈波信號30作為緩啟動信號的輸出時,此時的啟動電流的峰值已降至約65%(如圖3中的虛線標示處),故除了可以避免馬達驅(qū)動裝置10啟動瞬間所產(chǎn)生的大電流外,還可以明顯地降低啟動時的噪聲。接著,請參考圖4,是本發(fā)明的緩啟動區(qū)塊電路中的內(nèi)部PWM脈波產(chǎn)生電路示意圖。如圖4所示,內(nèi)部PWM脈波產(chǎn)生電路161為一個振蕩器電路,其是由運算放大器1611、電容(Cl)1612、電流源(lose)1613/1614、晶體管(Ml)1615和電阻R1/R1/R3所組成;而運算放大器1611所輸出的振蕩信號(OSC)則輸出至D型計數(shù)器1616來產(chǎn)生內(nèi)部PWM脈波信號(INT_PWM)。請再參考圖4,內(nèi)部PWM脈波產(chǎn)生電路161的具體工作原理說明如下。首先,內(nèi)部PWM脈波產(chǎn)生電路161是將一個用作比較器的運算放大器1611的一端連接至一個電容(Cl)1612和第一電流源(lose)1613及第二電流源(lose)1614,之后,透過運算放大器1611的輸出來控制開關1617是要切換到位置I或位置2,用以控制第二電流源(lose)1614是要對電容1612充電或是放電。以圖4的實施例來說明,當開關1617切到位置I時,即會對電容(Cl)1612進行充電;若當開關1617切到位置2時,即形成電容(Cl)1612的放電電路。再者,運算放大器1611的第二輸入端是連接到電阻Rl及電阻R2的第一端點,而電阻Rl的第二端點是連接到參考電壓端(Vref),電阻R2的第二端點則是連接到電阻R3的第一端點,并且電阻R3的第二端點是連到接地端,來形成內(nèi)部PWM脈波產(chǎn)生電路161的充電電平和放電電平。另外,內(nèi)部PWM脈波產(chǎn)生電路161的充電及放電的電平是由晶體管(Ml)1615來控制的;例如當電容(Cl)1612上的電壓為O時,參考電壓(Vref)連接電阻R1、電阻R2和電阻R3所產(chǎn)生的電壓會高于電容(Cl)1612上的電壓,此時,晶體管(Ml)1615會處于關閉(OFF)的狀態(tài),故開關1617會切到位置1,使第一電流源(lose)1613開始對電容(Cl)1612充電;而當電容(Cl)1612上的電壓高于電阻R1、電阻R2和電阻R3的分壓時,此時晶體管(Ml)1615會導通(ON),使用參考電壓(Vref)連接電阻R1、電阻R2和晶體管(Ml)1615所產(chǎn)生的電壓會低于電容(Cl)1612,故開關1617會切換到位置2,此時第二電流源(lose)1614會對電容(Cl)1612進行放電的動作,一直到電容(Cl)1612的電位低于參考電壓(Vref)連接電阻R1、電阻R2和晶體管(Ml)1615所產(chǎn)生的電壓時,晶體管(Ml)1615才會再次的關閉(0FF),而開關1617會再次的切換到位置1,故第一電流源(lose)1613會再重新對電容(Cl)1612做充電。最后,運算放大器1611的輸出端會輸出一個振蕩信號(OSC)至D型計數(shù)器1616中,再由D型計數(shù)器1616來產(chǎn)生內(nèi)部PWM脈波信號(INT_PWM);例如在本實施例中,內(nèi)部PWM脈波信號(INT_PWM)的有效供應電源周期(DUTYCYCLE)為50%的PWM脈波信號。接著,請參考圖5,是本發(fā)明的緩啟動區(qū)塊電路的一實施例的電路示意圖。如圖5所示,由于輸入到FG計數(shù)器167的FG信號是由霍爾元件20將馬達40轉(zhuǎn)動時的換相信號送到磁滯裝置120來產(chǎn)生的,故FG信號的正、負相位會和霍爾元件20相對于馬達40的位置有關(如圖3的馬達輸出信號波形所示)。另外,當馬達驅(qū)動裝置10的電源打開的一瞬間,內(nèi)部PWM脈波產(chǎn)生電路161所產(chǎn)生的內(nèi)部PWM脈波信號(INT_PWM)會送到FG計數(shù)器167的輸入端,同時開電初始信號產(chǎn)生電路162也會將一個開電初始信號去重置所有緩啟動單元160中的計數(shù)器,并且使FG計數(shù)器167的輸出信號為0,如圖3中的初始啟動信號(power-upinitial)及3FG波形所示;而當FG信號輸入到FG計數(shù)器167后,FG計數(shù)器167就會開始做計數(shù)的動作,例如在本實施例中,F(xiàn)G計數(shù)器167中使用3個D型計數(shù)器進行計數(shù),故當數(shù)到3個FG信號過后,F(xiàn)G計數(shù)器167的輸出端會由O變成I;而FG計數(shù)器167會將此輸出信號傳送到RS円鎖電路165,以做為RS円鎖電路165的一個輸入信號。在此要強調(diào),本發(fā)明的FG計數(shù)器167是要數(shù)幾個FG信號才會改善輸出狀態(tài),是可以根據(jù)使用者的需要來設計,對此本發(fā)明并不加以限制。另外,當馬達40于完成啟動后,因為不可抗拒的外力或是馬達驅(qū)動裝置10發(fā)生故障時,而導致馬達40進入鎖死狀態(tài)時,防鎖死判斷電路140會輸出一個RD信號(例如一個高電位信號)到FG計數(shù)器167去重置所有電路中的計數(shù)器,并且使FG計數(shù)器167所輸出的3FG信號為0,如圖3中的RD及3FG波形所示;當馬達40重新被啟動后,則FG信號再輸入到FG計數(shù)器167之后,同樣地,F(xiàn)G計數(shù)器167就會開始做計數(shù)的動作,故當數(shù)到3個FG信號過后,F(xiàn)G計數(shù)器167的輸出端會由O變成I。而FG計數(shù)器167也會將此輸出信號傳送到RS円鎖電路165,以作為RS円鎖電路165的一個輸入信號。在本發(fā)明的實施例中,RS閂鎖電路165是個兩個RS閂鎖1651/1652所組成,其中第一RS円鎖1651的第一輸入端會與開電初始信號產(chǎn)生電路162送出的初始啟動信號(power-upinitial)做連接,第二輸入端則會與3FG信號做連接;而第二RS閂鎖1652的第一輸入端同樣會和3FG信號做連接,而第二輸入端則和RD信號做連接,同時第二RS円鎖1652的重置信號會由初始啟動信號(power-upinitial)來控制。此兩個RS閂鎖電路會分別將其所輸出的信號送到一個邏輯柵1653作相加的動作后,再輸出一個選擇(SEL)信號,此一選擇信號即為圖3中的SEL信號。SEL信號會傳送至選擇器電路163以做為控制信號。故當馬達驅(qū)動裝置10的電源打開的瞬間或是馬達鎖死后的瞬間,初始啟動信號(power-upinitial)或是RD信號會送到RS閂鎖電路165,再由RS閂鎖電路165來控制SEL信號的輸出狀態(tài);當FG計數(shù)器計數(shù)167數(shù)到三個FG信號后,就會輸出一個為I的3FG信號來重置(Reset)SEL信號使其由O變I輸出。請再參考圖5,選擇器電路163是由一個多任務器所組成,其第一輸入端(SI)連接至Ij外部PWM(EXT_PWM)驅(qū)動信號30;而其第二輸入端(S2)則連接到內(nèi)部PWM脈波信號(INT_PWM),并且選擇器電路163是由外部PWM(EXT_PWM)驅(qū)動信號30或是由內(nèi)部PWM脈波信號(INT_PWM)作為輸出的選擇,則是由SEL信號來控制;例如當SEL信號為O時,選擇器電路163所輸出的緩啟動信號(SOFT)為內(nèi)部PWM(INT_PWM)驅(qū)動信號30;反之,當SEL信號為I時,選擇器電路163所輸出的緩啟動信號(SOFT)為則外部PWM脈波信號(EXT_PWM)。所以當初始啟動信號(power-upinitial)或是RD信號為I時就會重置FG計數(shù)器167,并且使SEL信號輸出為0,則輸出為O的SEL信號到會傳送到選擇器電路163選擇內(nèi)部PWM脈波信號(INT_PWM)作為緩啟動信號(SOFT)的輸出;之后,緩啟動信號(SOFT)所輸出的內(nèi)部PWM脈波信號(INT_PWM)會被傳送到控制裝置130及輸出單元200來控制馬達40的運轉(zhuǎn);很明顯地,此時,馬達40不會受到外部PWM(EXT_PWM)驅(qū)動信號30的控制,而是由內(nèi)部PWM脈波信號(INT_PWM)來控制馬達40的運轉(zhuǎn),以達到開電緩啟動(Power-upsoftstart)和鎖死緩啟動(softlock-start)的功能。當FG計數(shù)器167在計數(shù)到三個FG信號后,FG計數(shù)器167會輸出一個為I的信號到RS閂鎖電路165,去重置二個RS閂鎖電路1651/1652,并且使兩個RS閂鎖電路1651/1652的兩個閂鎖信號的輸出為1,再做經(jīng)過邏輯柵1653相加后,可使SEL信號由O變成I;當RS閂鎖電路165將SEL信號為I的狀態(tài)輸出到選擇器電路163后,會控制選擇器電路163選擇將外部PWM(EXT_PWM)驅(qū)動信號30作為輸出,并且恢復到由外部PWM(EXT_PWM)驅(qū)動信號30輸入到控制裝置130及輸出單元200來控制馬達40的運轉(zhuǎn)。根據(jù)前述的內(nèi)容,本發(fā)明的馬達驅(qū)動裝置10中的控制單元(包括霍爾偏壓110、磁滯裝置120、控制裝置130、防鎖死判斷裝置140及計數(shù)裝置150)、緩啟動單元160(包括內(nèi)部PWM脈波信號產(chǎn)生電路161、開電初始信號產(chǎn)生電路162、選擇器電路163、RS閂鎖電路165和FG計數(shù)器167)及一輸出單元200已經(jīng)可以經(jīng)由半導體制程制造成一個馬達驅(qū)動芯片。此外,根據(jù)使用者的需求,本發(fā)明前述的馬達驅(qū)動裝置10中,也可以選擇未于控制單元中配置防鎖死判斷裝置140,其同樣可以達到本發(fā)明所強調(diào)的開電緩啟動的功能。當馬達驅(qū)動裝置10中的控制單元未配置防鎖死判斷裝置140時,磁滯裝置120也將霍爾元件所輸出的馬達轉(zhuǎn)動的換相信號轉(zhuǎn)換成馬達轉(zhuǎn)速信號(FG)送到FG計數(shù)器167中;同時,開電初始信號產(chǎn)生電路162也會將電初始信號直接送到FG計數(shù)器167中,以做為一個重置緩啟動單元160中的計數(shù)器的重置信號。再接著,當FG計數(shù)器167于數(shù)到3個FG信號后,就會輸出一個為I的3FG信號,如圖3中的3FG波形所示。之后,F(xiàn)G計數(shù)器167會將此輸出為I的3FG信號傳送到RS閂鎖電路165,以作為RS閂鎖電路165的一個輸入信號。由于,其余的電路部份均與前述的實施例相同,故不再重復贅述。如前所述,本發(fā)明已詳細描述了馬達驅(qū)動芯片的較佳實施例,其主要目的為闡明本發(fā)明的實施例,以使得熟悉此
技術領域:
者得以實施,其無意限定本發(fā)明的精確應用形式。故熟悉此
技術領域:
者由上述的教導、建議或由本發(fā)明的實施例學習而作某種程度修改是可能的。因此,本發(fā)明的技術思想將由以下的申請專利范圍及其均等來決定。權利要求1.一種馬達驅(qū)動裝置,是由一控制單元、一緩啟動單元及一輸出單元所組成,其特征在于:當一外部控制信號輸入至該緩啟動單元后,該緩啟動單元產(chǎn)生一內(nèi)部控制信號及一開電初始信號,通過該開電初始信號產(chǎn)生后,該控制單元將其所輸出的馬達轉(zhuǎn)速信號送至該緩啟動單元中,再經(jīng)由該緩啟動單元計算多個馬達轉(zhuǎn)速信號(FG)后,該緩啟動單元選擇將該外部控制信號或該內(nèi)部控制信號其中之一輸出至該輸出單元。2.如權利要求1所述的馬達驅(qū)動裝置,其特征在于,該緩啟動單元所計算的該多個馬達轉(zhuǎn)速信號的數(shù)量至少為3個馬達轉(zhuǎn)速信號。3.如權利要求1所述的馬達驅(qū)動裝置,其特征在于,該緩啟動單元包括一內(nèi)部PWM脈波信號產(chǎn)生電路,用以提供一內(nèi)部控制信號;一開電初始信號產(chǎn)生電路,用以提供一開電初始信號;一FG計數(shù)器,其輸入端與該馬達轉(zhuǎn)速信號及該開電初始信號連接,并于計算多個馬達轉(zhuǎn)速信號后,輸出一控制信號;一RS閂鎖電路,其輸入端與該開電初始信號及該FG計數(shù)器所輸出的該控制信號連接,并由其輸出端送出一選擇信號;一選擇器電路,其第一輸入端與該外部控制信號連接,其第二輸入端與該內(nèi)部控制信號連接,其第三輸入端與該選擇信號連接,并于輸出端送出一緩啟動控制信號至該控制單元中。4.如權利要求3所述的馬達驅(qū)動裝置,其特征在于,該控制單元包括一霍爾偏壓,用以提供一電源至一霍爾元件,并由該霍爾元件偵測一馬達轉(zhuǎn)動時的換相信號;一磁滯裝置,與該霍爾元件連接,并將該換相信號轉(zhuǎn)換成馬達轉(zhuǎn)速信號;一計數(shù)裝置,其輸入端與馬達轉(zhuǎn)速信號及該內(nèi)部控制信號連接,并輸出一計數(shù)信號;一控制裝置,其輸入端與該開電初始信號及該緩啟動控制信號連接后,輸出一信號至該輸出單兀。5.一種馬達驅(qū)動裝置,是由一控制單元、一緩啟動單元及一輸出單元所組成,而該控制單元提供一馬達轉(zhuǎn)速信號(FG)及一轉(zhuǎn)動偵測信號(RD),其特征在于當一外部控制信號輸入至該緩啟動單元后,該緩啟動單元產(chǎn)生一內(nèi)部控制信號及一開電初始信號,通過該開電初始信號產(chǎn)生后,該控制單元將其所輸出的該馬達轉(zhuǎn)速信號及一個由鎖死判斷裝置產(chǎn)生該轉(zhuǎn)動偵測信號送至該緩啟動單元中,通過轉(zhuǎn)動偵測信號產(chǎn)生后,控制單元將其所輸出的馬達轉(zhuǎn)速信號及一個轉(zhuǎn)動偵測信號送至緩啟動單元中,再經(jīng)由該緩啟動單元計算多個馬達轉(zhuǎn)速信號后,該緩啟動單元選擇將該外部控制信號或該內(nèi)部控制信號其中之一輸出至該輸出單兀。6.如權利要求5所述的馬達驅(qū)動裝置,其特征在于,該緩啟動單元所計算的該多個馬達轉(zhuǎn)速信號的數(shù)量至少為3個馬達轉(zhuǎn)速信號。7.如權利要求5所述的馬達驅(qū)動裝置,其特征在于,該緩啟動單元包括一內(nèi)部PWM脈波信號產(chǎn)生電路,用以提供一內(nèi)部控制信號;一開電初始信號產(chǎn)生電路,用以提供一開電初始信號;一FG計數(shù)器,其輸入端與該馬達轉(zhuǎn)速信號及該開電初始信號連接,并于計算多個馬達轉(zhuǎn)速信號后,輸出一控制信號;一RS閂鎖電路,其輸入端與該開電初始信號及該FG計數(shù)器所輸出的該控制信號連接,并由其輸出端送出一選擇信號;一選擇器電路,其第一輸入端與該外部控制信號連接,其第二輸入端與該內(nèi)部控制信號連接,其第三輸入端與該選擇信號連接,并于輸出端送出一緩啟動控制信號至該控制單元中。8.如權利要求7所述的馬達驅(qū)動裝置,其特征在于,該控制單元包括一霍爾偏壓,用以提供一電源至一霍爾元件,并由該霍爾元件偵測一馬達轉(zhuǎn)動時的換相信號;一磁滯裝置,與該霍爾元件連接,并將該換相信號轉(zhuǎn)換成該馬達轉(zhuǎn)速信號;一計數(shù)裝置,其輸入端與該內(nèi)部控制信號連接,并輸出一計數(shù)信號;一防鎖死判斷裝置,其輸入端分別與該開電初始信號、該計數(shù)信號及該馬達轉(zhuǎn)速信號連接,并于該馬達轉(zhuǎn)速信號的相位不變換時,輸出該轉(zhuǎn)動偵測信號;一控制裝置,其輸入端與該開電初始信號及該緩啟動控制信號連接后,輸出一信號至該輸出單兀。9.一種馬達驅(qū)動裝置,是由一控制單元、一緩啟動單元及一輸出單元所組成,其特征在于該緩啟動單元包括一內(nèi)部PWM脈波信號產(chǎn)生電路,用以提供一內(nèi)部控制信號;一開電初始信號產(chǎn)生電路,用以提供一開電初始信號;一FG計數(shù)器,其輸入端與該馬達轉(zhuǎn)速信號(FG)及該開電初始信號連接,并于計算多個馬達轉(zhuǎn)速信號后,輸出一控制信號;一RS閂鎖電路,其輸入端與該開電初始信號及該FG計數(shù)器所輸出的該控制信號連接,并由其輸出端送出一選擇信號;一選擇器電路,其第一輸入端與一外部控制信號連接,其第二輸入端與該內(nèi)部控制信號連接,其第三輸入端與該選擇信號連接,并于輸出端送出一緩啟動控制信號至該控制單元中,再由該控制單元輸出一PWM控制信號至該輸出單元。10.如權利要求9所述的馬達驅(qū)動裝置,其特征在于,該緩啟動單元所計算的該多個馬達轉(zhuǎn)速信號的數(shù)量至少為3個馬達轉(zhuǎn)速信號。11.如權利要求9所述的馬達驅(qū)動裝置,其特征在于,該控制單元包括一霍爾偏壓,用以提供一電源至一霍爾元件,并由該霍爾元件偵測一馬達轉(zhuǎn)動時的換相信號;一磁滯裝置,與該霍爾元件連接,并將該換相信號轉(zhuǎn)換成馬達轉(zhuǎn)速信號;一計數(shù)裝置,其輸入端與馬達轉(zhuǎn)速信號及該內(nèi)部控制信號連接,并輸出一計數(shù)信號;一控制裝置,其輸入端與該開電初始信號及該緩啟動控制信號連接后,輸出該PWM控制信號至該輸出單元。12.如權利要求9所述的馬達驅(qū)動裝置,其特征在于,該控制單元包括一霍爾偏壓,用以提供一電源至一霍爾元件,并由該霍爾元件偵測一馬達轉(zhuǎn)動時的換相信號;一磁滯裝置,與該霍爾元件連接,并將該換相信號轉(zhuǎn)換成馬達轉(zhuǎn)速信號;一計數(shù)裝置,其輸入端與該內(nèi)部控制信號連接,并輸出一計數(shù)信號;一防鎖死判斷裝置,其輸入端分別與該開電初始信號、該計數(shù)信號及該馬達轉(zhuǎn)速信號連接,并輸出一個轉(zhuǎn)動偵測信號;一控制裝置,其輸入端與該開電初始信號及該緩啟動控制信號連接后,輸出該PWM控制信號至該輸出單元。全文摘要本發(fā)明是關于一種馬達驅(qū)動裝置,是由一個控制單元、一個緩啟動單元及一個輸出單元所組成;其中當外部控制信號輸入至緩啟動單元后,緩啟動單元產(chǎn)生一個內(nèi)部控制信號及一個開電初始信號,通過開電初始信號產(chǎn)生后,控制單元將其所輸出的馬達轉(zhuǎn)速信號送至緩啟動單元中,再經(jīng)由緩啟動單元計算多個馬達轉(zhuǎn)速信號(FG)后,由緩啟動單元選擇是將外部控制信號或是將內(nèi)部控制信號其中之一輸出至輸出單元,以驅(qū)動馬達轉(zhuǎn)動。文檔編號H02P1/18GK103036484SQ201110301718公開日2013年4月10日申請日期2011年10月9日優(yōu)先權日2011年10月9日發(fā)明者李燈輝,余國庸,羅振斌申請人:晶致半導體股份有限公司