马达控制器的制作方法

1.本发明关于一种马达控制器，特别是关于一种可应用于无传感器三相马达的马达控制器。


背景技术：

2.传统上三相马达的驱动方式可分为两种。一种是通过霍尔传感器以切换相位进而驱动三相马达运转。另一种则是无需霍尔传感器而驱动三相马达运转。由于霍尔传感器容易受外界环境的影响而造成感测准确度下降，且设置霍尔传感器会增加系统的体积与成本，因而无传感器的驱动方法便被提出以解决上述的问题。
3.在无传感器的驱动方法下，马达控制器会通过侦测浮接相的反电动势以切换相位，并进而驱动三相马达。然而，当马达控制器于一浮接相时间区间侦测反电动势时，在该浮接相时间区间会产生不连续的相电流，造成三相马达产生噪音与震动。因此，降低三相马达的噪音与震动是一个追求目标。


技术实现要素：

4.有鉴于前述问题，本发明的目的在于提供一种可降低三相马达的噪音与震动的马达控制器。
5.依据本发明提供该马达控制器。该马达控制器用以驱动一三相马达，其中该三相马达具有一第一线圈、一第二线圈以及一第三线圈。该马达控制器具有一开关电路、一驱动电路以及一脉宽调变电路。该开关电路具有一第一晶体管、一第二晶体管、一第三晶体管、一第四晶体管、一第五晶体管、一第六晶体管、一第一端点、一第二端点以及一第三端点，其中该开关电路耦合至该三相马达以驱动该三相马达。该第一线圈的一端点耦合至该第一端点。该第二线圈的一端点耦合至该第二端点。该第三线圈的一端点耦合至该第三端点。此外，该第一线圈的另一端点耦合至该第二线圈的另一端点与该第三线圈的另一端点。也就是说，该第一线圈、该第二线圈以及该第三线圈是以一y字型的方式配置。该驱动电路产生一第一控制信号、一第二控制信号、一第三控制信号、一第四控制信号、一第五控制信号以及一第六控制信号，用以分别控制该第一晶体管、该第二晶体管、该第三晶体管、该第四晶体管、该第五晶体管以及该第六晶体管的导通情形。该脉宽调变电路产生一脉宽调变信号至该驱动电路，其中该脉宽调变信号具有一工作周期。该马达控制器可通过调整该工作周期以控制该三相马达的一转速。
6.当该三相马达运作于一启动状态时，该马达控制器可使得一电气周期分成较多的浮接相时间区间以切换相位，进而增加换相的成功率。当该三相马达运作于一稳定状态时，该马达控制器可使得该电气周期分成较少的浮接相时间区间以切换相位，进而降低该三相马达的噪音与震动。也就是说，该马达控制器先使得该电气周期分成n1个浮接相时间区间以切换相位。当该三相马达运作于一第一时间后，该马达控制器使得该电气周期分成n2个浮接相时间区间以切换相位，其中n1与n2皆为一正整数且n1》n2。当该电气周期分成n1个浮
接相时间区间时，该三相马达运作于一启动模式。当该电气周期分成n2个浮接相时间区间时，该三相马达运作于一稳态模式。
附图说明
7.图1为本发明一实施例的马达控制器的示意图。
8.图2为本发明一实施例的第一时序图。
9.图3为本发明一实施例的第二时序图。
10.图4为本发明一实施例的第三时序图。
11.图5为本发明一实施例的第四时序图。
12.附图标记说明：10-马达控制器；vcc-端点；gnd-端点；100-开关电路；110-驱动电路；120-脉宽调变电路；vp-脉宽调变信号；101-第一晶体管；102-第二晶体管；103-第三晶体管；104-第四晶体管；105-第五晶体管；106-第六晶体管；u-第一端点；v-第二端点；w-第三端点；c1-第一控制信号；c2-第二控制信号；c3-第三控制信号；c4-第四控制信号；c5-第五控制信号；c6-第六控制信号；l1-第一线圈；l2-第二线圈；l3-第三线圈；m-三相马达；uo-第一电压信号；vo-第二电压信号；wo-第三电压信号；t-电气周期；t1-第一浮接相时间区间；t2-第二浮接相时间区间；t3-第三浮接相时间区间；t4-第四浮接相时间区间；t5-第五浮接相时间区间；t6-第六浮接相时间区间。
具体实施方式
13.下文中的说明将使本发明的目的、特征、与优点更明显。兹将参考图式详细说明依据本发明的较佳实施例。
14.图1为本发明一实施例的马达控制器10的示意图。马达控制器10用以驱动一三相马达m，其中三相马达m具有一第一线圈l1、一第二线圈l2以及一第三线圈l3。马达控制器10具有一开关电路100、一驱动电路110以及一脉宽调变电路120。开关电路100具有一第一晶体管101、一第二晶体管102、一第三晶体管103、一第四晶体管104、一第五晶体管105、一第六晶体管106、一第一端点u、一第二端点v以及一第三端点w，其中开关电路100耦合至三相马达m以驱动三相马达m。第一端点u具有一第一电压信号uo。第二端点v具有一第二电压信号vo。第三端点w具有一第三电压信号wo。第一晶体管101耦合至一端点vcc与第一端点u而第二晶体管102耦合至第一端点u与一端点gnd。第三晶体管103耦合至端点vcc与第二端点v而第四晶体管104耦合至第二端点v与端点gnd。第五晶体管105耦合至端点vcc与第三端点w而第六晶体管106耦合至第三端点w与端点gnd。第一晶体管101、第三晶体管103以及第三晶体管103可分别为一p型金氧半晶体管。第二晶体管102、第四晶体管104以及第六晶体管106可分别为一n型金氧半晶体管。
15.第一线圈l1的一端点耦合至第一端点u。第二线圈l2的一端点耦合至第二端点v。第三线圈l3的一端点耦合至第三端点w。此外，第一线圈l1的另一端点耦合至第二线圈l2的另一端点与第三线圈l3的另一端点。也就是说，第一线圈l1、第二线圈l2以及第三线圈l3以一y字型的方式配置。驱动电路110产生一第一控制信号c1、一第二控制信号c2、一第三控制信号c3、一第四控制信号c4、一第五控制信号c5以及一第六控制信号c6，用以分别控制第一晶体管101、第二晶体管102、第三晶体管103、第四晶体管104、第五晶体管105以及第六晶体
管106的导通情形。脉宽调变电路120产生一脉宽调变信号vp至驱动电路110，其中脉宽调变信号vp具有一工作周期(duty cycle)。马达控制器10可通过调整工作周期以控制三相马达m的转速。
16.图2为本发明一实施例的第一时序图。马达控制器10使得电气周期t分成6个浮接相时间区间以侦测反电动势进而切换相位。当三相马达m运作于一启动状态时，由于此时三相马达m的运转尚未稳定，因此可利用6个浮接相时间区间以侦测反电动势。举例来说，马达控制器10可依序于第一浮接相时间区间t1、第二浮接相时间区间t2、第三浮接相时间区间t3、第四浮接相时间区间t4、第五浮接相时间区间t5以及第六浮接相时间区间t6去侦测换相点以驱动三相马达m。马达控制器10于第一浮接相时间区间t1依序地导通第三线圈l3与第二线圈l2，使得浮接相形成于第一线圈l1。此时马达控制器10可通过侦测第一电压信号uo以侦测换相点。马达控制器10于第二浮接相时间区间t2依序地导通第一线圈l1与第二线圈l2，使得浮接相形成于第三线圈l3。此时马达控制器10可通过侦测第三电压信号wo以侦测换相点。马达控制器10于第三浮接相时间区间t3依序地导通第一线圈l1与第三线圈l3，使得浮接相形成于第二线圈l2。此时马达控制器10可通过侦测第二电压信号vo以侦测换相点。马达控制器10于第四浮接相时间区间t4依序地导通第二线圈l2与第三线圈l3，使得浮接相形成于第一线圈l1。此时马达控制器10可通过侦测第一电压信号uo以侦测换相点。马达控制器10于第五浮接相时间区间t5依序地导通第二线圈l2与第一线圈l1，使得浮接相形成于第三线圈l3。此时马达控制器10可通过侦测第三电压信号wo以侦测换相点。马达控制器10于第六浮接相时间区间t6依序地导通第三线圈l3与第一线圈l1，使得浮接相形成于第二线圈l2。此时马达控制器10可通过侦测第二电压信号vo以侦测换相点。此外，马达控制器10可于一浮接相时间区间的交界处逐渐改变脉宽调变信号vp的工作周期以调变一相电流，使得相电流可平顺地变化而降低三相马达m的噪音与震动。图3为本发明一实施例的第二时序图。马达控制器10使得电气周期t分成3个浮接相时间区间以侦测反电动势进而切换相位。图4为本发明一实施例的第三时序图。马达控制器10使得电气周期t分成2个浮接相时间区间以侦测反电动势进而切换相位。图5为本发明一实施例的第四时序图。马达控制器10使得电气周期t分成1个浮接相时间区间以侦测反电动势进而切换相位。
17.具体而言，当三相马达m运作于一启动状态时，马达控制器10可使得电气周期t分成较多的浮接相时间区间以切换相位，进而增加换相的成功率。当三相马达m运作于一稳定状态时，马达控制器10可使得电气周期t分成较少的浮接相时间区间以切换相位，进而降低三相马达m的噪音与震动。也就是说，马达控制器10先使得一电气周期分成n1个浮接相时间区间以切换相位。当三相马达m运作于一第一时间后，马达控制器10使得该电气周期分成n2个浮接相时间区间以切换相位，其中n1与n2皆为一正整数且n1》n2。当该电气周期分成n1个浮接相时间区间时，三相马达m运作于一启动状态。当该电气周期分成n2个浮接相时间区间时，三相马达m运作于一稳定状态。根据上述的规则，至少可有7种以上的实施例如下：
18.一、马达控制器10先使得该电气周期分成6个浮接相时间区间以切换相位。当三相马达m运作于一第一时间后，马达控制器10使得该电气周期分成1个浮接相时间区间以切换相位。
19.二、马达控制器10先使得该电气周期分成6个浮接相时间区间以切换相位。当三相马达m运作于一第一时间后，马达控制器10使得该电气周期分成2个浮接相时间区间以切换
相位。
20.三、马达控制器10先使得该电气周期分成6个浮接相时间区间以切换相位。当三相马达m运作于一第一时间后，马达控制器10使得该电气周期分成2个浮接相时间区间以切换相位。当三相马达m运作于一第二时间后，马达控制器10使得该电气周期分成1个浮接相时间区间以切换相位，其中该第二时间大于该第一时间。
21.四、马达控制器10先使得该电气周期分成6个浮接相时间区间以切换相位。当三相马达m运作于一第一时间后，马达控制器10使得该电气周期分成3个浮接相时间区间以切换相位。
22.五、马达控制器10先使得该电气周期分成6个浮接相时间区间以切换相位。当三相马达m运作于一第一时间后，马达控制器10使得该电气周期分成3个浮接相时间区间以切换相位。当三相马达m运作于一第二时间后，马达控制器10使得该电气周期分成1个浮接相时间区间以切换相位，其中该第二时间大于该第一时间。
23.六、马达控制器10先使得该电气周期分成3个浮接相时间区间以切换相位。当三相马达m运作于一第一时间后，马达控制器10使得该电气周期分成1个浮接相时间区间以切换相位。
24.七、马达控制器10先使得该电气周期分成2个浮接相时间区间以切换相位。当三相马达m运作于一第一时间后，马达控制器10使得该电气周期分成1个浮接相时间区间以切换相位。
25.虽然本发明业已通过较佳实施例作为例示加以说明，应了解者为：本发明不限于此被揭露的实施例。相反地，本发明意欲涵盖对于熟习此项技艺的人士而言为明显的各种修改与相似配置。因此，保护范围应根据最广的诠释，以包含所有此类修改与相似配置。
26.以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。