[發(fā)明專利]直流無刷馬達的驅動系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010127629.4
• 申請日: 2010-03-09
• 公開（公告）號: CN102195542A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發(fā)明（設計）人: 李燈輝;陳威志
• 申請（專利權）人: 晶致半導體股份有限公司
• 主分類號: H02P6/08
• 分類號: H02P6/08;H02P6/16
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周長興

技術領域

本發(fā)明是有關于一種直流無刷馬達的驅動系統(tǒng)，特別是有關于一種具有良好線性度直流無刷馬達的驅動系統(tǒng)，用以達到良好的低轉速輸出表現(xiàn)以及線性化馬達轉速控制，使得直流無刷馬達的驅動系統(tǒng)可以使用在藍光光驅或是光雕光驅上。

背景技術

在與三相馬達驅動方法有關的先前技術中，已知的相關專利如：CN1989689A及CN1914789A，分別在述說馬達控制方法以及峰值保護電路，其是利用PWM(Pulse?Width?Modulation)控制訊號，通過合成電路作相位調變，輸出不同的相位調變訊號，最后再通過PWM輸出比較器，將放大訊號輸出到馬達控制電路，驅動外部電源驅動晶體管，最后驅動馬達線圈電路，達到馬達控制的功能。另外，為了達到馬達轉速恒定的功能，當馬達線圈中流過的電流增加，馬達的轉速也跟著增加，霍爾組件即會感測出線圈中的電流，再將此感測電流轉換成感測電壓，并將此感測電壓返饋至霍爾差分控制電路，進行PWM控制訊號的調整，這時檢測電壓會通過返饋比較器與參考電壓以及輸入轉速控制電壓做比較，并進而達到穩(wěn)定的轉速控制。

如圖1所示，為一種公知的PWM控制方式的馬達控制電路，是由驅動馬達2、電源驅動晶體管7及PWM驅動控制電路6，所組成；其中PWM驅動控制電路6由霍爾差分放大器16、PWM合成電路17、PWM比較放大器18、參考電壓比較器24、輸入轉速比較器13、電流檢測電阻12、震蕩防止用電容器22以及馬達驅動控制電路20所組成。其主要特征在于：為了去除防止系統(tǒng)震蕩用電容器22因延遲所產(chǎn)生的多余導通時間，將輸入馬達驅動控制電路20的PWM訊號減去參考電壓比較器的輸出RL，而得到較為真實的PWM驅動控制訊號。其中，參考電壓比較器的輸出RL，則是由峰值保持電路的輸出與參考電壓的差值所產(chǎn)生，而峰值保持電路的電壓輸入則是由電流檢測電阻12，以及PWM控制信號的導通電流來決定，由PWM導通的期間，峰值保持電路決定了峰值電壓的偵測值，并在PWM的截止期間以一定的時間常數(shù)放電。

此外，輸入轉速比較器13的輸入端與峰值偵測電壓、參考電平電壓、輸入控制電壓(SIG)連接，使得參考電平電壓和輸入控制電壓(SIG)中的較低方波則與峰值偵測電壓做比較；當輸入控制電壓(SIG)高于峰值保持電路14的峰值電壓時，輸出電壓則會上升，使得從合成電路輸出的電壓(U，V，W)也跟隨增加，而PWM輸出比較器18輸出的PWM控制訊號占空比中的導通時間也會拉長，并通過馬達驅動控制電路20到達電源驅動晶體管7，進而驅動馬達上三相線圈，因此流過線圈上的驅動電流也會增加，同時馬達的轉速也會增加；接著，驅動電流也會流經(jīng)電流檢測電阻12并輸出一個電壓與轉速控制電壓作比較，如此經(jīng)過一連串的循環(huán)，最后使得峰值電壓會與轉速控制電壓趨于穩(wěn)定。

反之亦然，當輸入訊號(SIG)控制電壓降低，則驅動馬達2的轉數(shù)也隨之降低，重復上述相同的工作循環(huán)，則降低的峰值電壓與轉速控制電壓也將趨于一致。

然而，當驅動馬達2發(fā)生過載時，轉速計速器偵測到的轉速會減少，為了增加驅動馬達的轉速，輸入控制訊號(SIG)的訊號會增強，故驅動馬達2轉速也跟隨增加，轉速控制電壓就會異常的升高；當轉速控制電壓超過參考控制電壓時，參考電壓即會取代轉速控制電壓成為輸入轉速比較器13中峰值電壓的比較對象，進而限制了最高轉速，避免因為驅動電流過大，導致驅動馬達上的電流線圈燒毀。另外，當轉速電壓過高時，一旦峰值保持電路的輸出電壓超過參考電壓，參考電壓比較器的輸出即會處于高電平，并削減馬達驅動控制電路PWM輸出訊號多余的輸出導通期間。并進而轉速控制電壓與驅動馬達轉速的穩(wěn)定。

如上述公知技術，是利用輸入控制訊號(SIG)與峰值保持電路所輸出的電壓訊號差值來決定PWM控制訊號的占空比，并利用峰值保護電路輸出電壓與參考電壓的差值，來決定高電平的輸出時間，并進而達到PWM控制訊號占空比與期望輸出轉速的一致性。但是由輸入控制訊號(SIG)與峰值保持電路輸出的差值訊號與霍爾差分訊號合成出來的PWM控制訊號，是由不同的返饋路徑輸入訊號源與訊號差值，雖然在馬達驅動控制電路20的輸入信號可以削減PWM控制訊號的延遲部分，但是由于這些訊號都來自不同的返饋路徑，因此訊號上容易產(chǎn)生非線性失真。