[go: up one dir, main page]

TWI672901B - 自動偵測馬達轉子起始位置的裝置及方法 - Google Patents

自動偵測馬達轉子起始位置的裝置及方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI672901B
TWI672901B TW107134947A TW107134947A TWI672901B TW I672901 B TWI672901 B TW I672901B TW 107134947 A TW107134947 A TW 107134947A TW 107134947 A TW107134947 A TW 107134947A TW I672901 B TWI672901 B TW I672901B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
motor
voltage
starting position
control module
module
Prior art date
Application number
TW107134947A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202015326A (zh
Inventor
蔡明融
Original Assignee
茂達電子股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 茂達電子股份有限公司 filed Critical 茂達電子股份有限公司
Priority to TW107134947A priority Critical patent/TWI672901B/zh
Priority to CN201811218639.1A priority patent/CN110995103B/zh
Priority to US16/246,350 priority patent/US10637376B1/en
Application granted granted Critical
Publication of TWI672901B publication Critical patent/TWI672901B/zh
Publication of TW202015326A publication Critical patent/TW202015326A/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/24—Vector control not involving the use of rotor position or rotor speed sensors
    • H02P21/32—Determining the initial rotor position
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/18—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements
    • H02P6/185—Circuit arrangements for detecting position without separate position detecting elements using inductance sensing, e.g. pulse excitation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P1/00—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters
    • H02P1/16—Arrangements for starting electric motors or dynamo-electric converters for starting dynamo-electric motors or dynamo-electric converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/14—Estimation or adaptation of motor parameters, e.g. rotor time constant, flux, speed, current or voltage
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/20—Arrangements for starting
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/28—Arrangements for controlling current
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2203/00—Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the means for detecting the position of the rotor
    • H02P2203/03—Determination of the rotor position, e.g. initial rotor position, during standstill or low speed operation
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2209/00—Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the waveform of the supplied voltage or current
    • H02P2209/13—Different type of waveforms depending on the mode of operation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

本發明揭露一種自動偵測馬達轉子起始位置的裝置及方法。裝置包含起始位置檢測模組、查表模組以及控制模組。起始位置檢測模組檢測馬達的輸入電壓。控制模組比對多個輸入電壓，以判斷馬達轉子的起始位置。控制模組從查表模組取得波形圖樣，據以建構啟動波形訊號輸出至對應轉子的起始位置的馬達的該步，以控制馬達運轉。藉此，本發明可在馬達未產生震動噪音的條件下，短時間內取得馬達轉子的起始位置，以達到快速啟動馬達從起始位置開始運轉的效果。

Description

自動偵測馬達轉子起始位置的裝置及方法
本發明是有關於馬達，且特別是有關於一種自動偵測馬達轉子起始位置的裝置及方法。
為了方便啟動馬達運轉，如圖12所示的傳統馬達驅動裝置，在不知馬達轉子的起始位置的情況下，需藉由在馬達隨機三相中任選一相位打入一脈衝波，以將馬達轉子從未知位置拉到指定的定位位置。在圖12所示的定位模式中，顯然需耗費很長的時間實現馬達運轉前的轉子定位，過長的啟動預備時間，導致不符客戶需求。甚至，在將馬達從未知轉子位置拉到定位位置的過程中，會導致馬達震動、風扇抖動，造成產生一定分貝的噪音。接著，在馬達定位後，傳統馬達驅動裝置通常採用方波驅動馬達運轉，方波驅動因為急遽變化的訊號電位，相比於弦波驅動將產生明顯較大的噪音。
本發明的目的在於提供一種自動偵測馬達轉子起始位置的裝置及方法，其搭配弦波驅動方式啟動，用以解決傳統馬達驅動裝 置需要額外的時間將風扇拉到定位導致無法快速啟動馬達運轉，且在定位過程中產生震動噪音的缺失。
本發明實施例提供一種自動偵測馬達轉子起始位置的裝置，包含：起始位置檢測模組，連接馬達的每一相的電壓輸入端，在馬達未運轉狀態下檢測電壓輸入端的輸入電壓；查表模組，儲存多個查表索引值以及與多個查表索引值對應的多個波形圖樣；以及控制模組，連接起始位置檢測模組、查表模組以及馬達，控制模組配置比對從起始位置檢測模組取得的多個輸入電壓，以判斷馬達的轉子的起始位置，並決定多個波形參數值，控制模組比對多個波形參數值與多個查表索引值，以從查表模組取得對應多個波形參數值的其中波形圖樣，並據以建構啟動波形訊號輸出至對應轉子的起始位置的馬達的步，以控制對馬達的驅動。
本發明實施例提供一種自動偵測馬達轉子起始位置的方法，適用於上述自動偵測馬達轉子起始位置的裝置，方法包含下列步驟：儲存多個查表索引值以及與多個查表索引值對應的多個波形圖樣在查表模組；利用起始位置檢測模組，在馬達未運轉狀態下檢測馬達的每一相的電壓輸入端的輸入電壓；利用控制模組，比對多個輸入電壓，以判斷馬達的轉子的起始位置，並決定多個波形參數值；利用控制模組，比對多個波形參數值與多個查表索引值，以從查表模組取得對應多個波形參數值的其中一波形圖樣，並據以建構啟動波形訊號；以及利用控制模組，供應啟動波形訊號在對應轉子的起始位置的 該步。
本發明的有益效果在於，本發明所提供的一種自動偵測馬達轉子起始位置的裝置及方法，其透過提供給馬達不同搭配組合的檢測電流，接著偵測供應檢測電流後的馬達的每一相的輸入電壓值(開關模組的輸出電壓值)的變化，同時計時和比較所有輸入電壓變化過程所經過的時間長度，據以推測哪一步的檢測電流通過的馬達的線圈繞組的電感值最小，從而得知馬達轉子的起始位置。本發明所採用的技術手段不需要額外的時間將風扇拉到定位，不會導致馬達抖動，因而可在無震動噪音的情況下，達到快速啟動馬達運轉的效果。
1、1’‧‧‧自動偵測馬達轉子起始位置的裝置
10、10’‧‧‧起始位置檢測模組
101、101’‧‧‧起始位置
12‧‧‧查表模組
121‧‧‧查表索引值
122‧‧‧波形圖樣
14、14’‧‧‧控制模組
141‧‧‧波形參數值
142‧‧‧啟動波形訊號
tu1、tv1、tw1、tu2、tv2、tw2、tu1’、tv1’、tw1’、tu2’、tv2’、tw2’‧‧‧時間長度
15、15’‧‧‧開關模組
Sa1~Sa6‧‧‧飽和電流值
16、16’‧‧‧比較器
Cout、Cout’‧‧‧比較結果
Vref1‧‧‧第一參考電壓
Vref2‧‧‧第二參考電壓
18、18’‧‧‧儲存模組
OTPS、OTPS’‧‧‧檢測控制訊號
2、2’‧‧‧馬達
Vout、Vout’‧‧‧輸出電壓波形訊號
Voutu、Voutv、Voutw、Voutu’、Voutv’、Voutw’、Voutc’‧‧‧輸出電壓
UP、VP、WP‧‧‧上橋
UN、VN、WN‧‧‧下橋
OUTU、OUTV、OUTW、OUTU’、OUTV’、OUTW’‧‧‧電壓輸出端
enu、env、enw、enu’、env’、enw’‧‧‧開關元件
Cenu、Cenv、Cenw、Cenu’、Cenv’、Cenw’‧‧‧開關元件啟閉訊號
STEP1~STEP6‧‧‧六步
Id1、Id2、Id3、Id4、Id5、Id6、Id、Id1’、Id2’、Id3’、Id4’、Id5’、Id6’、Id’‧‧‧檢測電流
U、V、W‧‧‧相
Du、Dv、Dw‧‧‧內接二極體
Td、Td'‧‧‧最短固定導通時間
Iu‧‧‧U相電流
Iout‧‧‧輸出電流
S501~S521、S1001~S1025‧‧‧步驟
圖1是本發明第一實施例的自動偵測馬達轉子起始位置的裝置的方塊圖。
圖2a、圖2b、圖2c是本發明第一實施例自動偵測馬達轉子起始位置的裝置分別應用於三相馬達的U、V和W相的檢測電流的流動示意圖。
圖3是本發明第一實施例自動偵測馬達轉子起始位置的裝置的比較器的電路圖。
圖4是本發明第一實施例自動偵測馬達轉子起始位置的裝置的控制模組和比較器以及應用的馬達的電壓訊號的波形圖。
圖5是本發明第一實施例自動偵測馬達轉子起始位置的方法的步驟流程圖。
圖6是本發明第二實施例的自動偵測馬達轉子起始位置的裝置的方塊圖。
圖7a、圖7b、圖7c是本發明第二實施例自動偵測馬達轉子起始位置的裝置分別應用於三相馬達的U、V和W相的檢測電流的流動示意圖。
圖8是本發明第二實施例自動偵測馬達轉子起始位置的裝置的比較器的電路圖。
圖9是本發明第二實施例自動偵測馬達轉子起始位置的裝置的控制模組和比較器以及應用的馬達的電壓訊號的波形圖。
圖10是本發明第二實施例自動偵測馬達轉子起始位置的方法的步驟流程圖。
圖11是本發明自動偵測馬達轉子起始位置的裝置應用的馬達的相電流對時間的曲線圖。
圖12是傳統馬達驅動裝置應用的馬達的相電流對時間的曲線圖。
以下是通過特定的具體實施例來說明本發明所揭露有關本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內容瞭解本發明的優點與效果。本發明可通過其他不同的具體實施例加以施行或應用，本說明書中的各項細節也可基於不同觀點與應用，在不悖離本發明的構思下進行各種修改與變更。另外，本發明的附圖僅為簡單示意說明，並非依實際尺寸的描繪，事先聲明。以下的實施方式將進一步詳細說明本發明的相關技術內容，但所揭露的內容並非用以限制本發明的保護範圍。
應理解，雖然本文中可能使用術語第一、第二、第三等來描述各種元件或者訊號，但這些元件或者訊號不應受這些術語的限制。這些術語主要是用以區分一元件與另一元件，或者一訊號與另一訊號。另外，本文中所使用的術語“或”，應視實際情況可能包括相關聯的列出項目中的任一個或者多個的組合。
為了解釋清楚，在一些情況下，本技術可被呈現為包括包含功能塊的獨立功能塊，其包含裝置、裝置元件、軟體中實施的方法中的步驟或路由，或硬體及軟體的組合。
實施根據這些揭露方法的裝置可以包括硬體、韌體及/或軟體，且可以採取任何各種形體。這種形體的典型例子包括筆記型電腦、智慧型電話、小型個人電腦、個人數位助理等等。本文描述之功能也可以實施於週邊設備或內置卡。透過進一步舉例，這種功能也可以實施在不同晶片或在單個裝置上執行的不同程序的電路板。
該指令、用於傳送這樣的指令的介質、用於執行其的計算資源或用於支持這樣的計算資源的其他結構，係為用於提供在這些揭露中所述的功能的手段。
[第一實施例]
請參閱圖1~4，圖1是本發明第一實施例的自動偵測馬達轉子起始位置的裝置的方塊圖；圖2a、圖2b、圖2c是本發明第一實施例自動偵測馬達轉子起始位置的裝置分別應用於三相馬達的U、V和W相的檢測電流；圖3是本發明第一實施例自動偵測馬達轉子起始位置的裝置的比較器的電路圖；圖4是本發明第一實施例自動偵測馬達轉子起始位置的裝置的控制模組和比較器以及應用的馬達的電壓訊號的波形圖。
如圖1所示，本實施例的自動偵測馬達轉子起始位置的裝置1包含起始位置檢測模組10、查表模組12、控制模組14、開關模組15以及儲存模組18。控制模組14連接起始位置檢測模組10、查表模組12、開關模組15以及儲存模組18。起始位置檢測模組10以及開關模組15連接馬達2。
本實施例裝置1應用於馬達2，馬達2具有N相和M步，M為N的兩倍值。如圖2a~圖2c所示，本實施例的馬達2採用三相馬達，包含V相、U相和W相，共六步。如圖2a~2c所示的開關模組15的上橋UP和下橋UN分別連接馬達2的U相；開關模組15的上橋VP和下橋VN分別連接馬達2的V相；開關模組15的 上橋WP和下橋WN分別連接馬達2的W相。
開關模組15可連接輸入電壓源。控制模組14可控制開關模組15利用輸入電壓源在不同時間點分別供應檢測電流Id1~Id6通過開關模組15至三相馬達2的六步，如圖4所示的六步STEP1~STEP6。
如圖2a所示，馬達2的V相和U相之間供應檢測電流Id1、Id2。具體地，檢測電流Id1流過開關模組15的上橋UP的開關元件例如電晶體，所以需導通上橋UP的開關元件，接著通過開關模組15的電壓輸出端OUTU和電壓輸出端OUTV之間的馬達2的兩相線圈繞組，最後流至開關模組15的下橋VN。另一方面，在供應檢測電流Id1之前或之後，供應檢測電流Id2流過開關模組15的上橋VP，接著通過開關模組15的電壓輸出端OUTU和電壓輸出端OUTV之間的馬達2的兩相線圈繞組，最後流至開關模組15的下橋UN。
如圖2b所示，馬達2的V相和W相之間供應檢測電流Id3、Id4。具體地，檢測電流Id3流過開關模組15的上橋VP，接著通過開關模組15的電壓輸出端OUTV和電壓輸出端OUTW之間的馬達2的兩相線圈繞組，流至開關模組15的下橋WN。另一方面，在供應檢測電流Id3之前或之後，供應檢測電流Id4流過開關模組15的上橋WP，接著通過開關模組15的電壓輸出端OUTV和電壓輸出端OUTW之間的馬達2的兩相線圈繞組，流至開關模組15的下橋VN。
如圖2c所示，馬達2的U相和W相之間供應檢測電流Id5、Id6。具體地，檢測電流Id5流過開關模組15的上橋WP，接著通過開關模組15的電壓輸出端OUTW和電壓輸出端OUTU之間的馬達2的兩相線圈繞組，最後流至開關模組15的下橋UN。另一方面，在供應檢測電流Id5之前或之後，供應檢測電流Id6流過開關模組15的上橋UP，接著通過開關模組15的電壓輸出端OUTW 和電壓輸出端OUTU之間的馬達2的兩相線圈繞組，最後流至開關模組15的下橋WN。
替換地，起始位置檢測模組10可包含比較器16’。如圖3所示，比較器16具有第一輸入端、第二輸入端以及輸出端。比較器16的第一輸入端可連接開關模組15的電壓輸出端OUTU、OUTV、OUTW(即連接馬達三相的電壓輸入端)，以取得開關模組15的輸出電壓Voutu、Voutv、Voutw。比較器16的第二輸入端連接第一參考電壓Vref1。比較器16可將開關模組15的輸出電壓Voutu、Voutv、Voutw分別與第一參考電壓Vref1比較，以產生對應的比較結果Cout。進一步，比較器16的輸出端可連接控制模組14，以提供控制模組14依據比較器16的比較結果Cout，輸出電壓判斷輸出電壓Voutu、Voutv、Voutw分別與第一參考電壓Vref1的關係。
為方便控制開關模組15的輸出電壓Voutu、Voutv、Voutw輸入至比較器16的順序，開關模組15的電壓輸出端OUTU、OUTV和OUTW可分別透過開關元件enu、env和enw連接比較器16的第一輸入端。控制模組14可分別控制如圖4所示的開關元件啟閉訊號Cenu’、Cenv’、Cenw’的高準位和低準位之間的切換，以分別控制開關元件enu、env和enw的開啟和關閉。例如，當透過開關元件啟閉Cenu’導通開關元件enu時，控制模組14可將開關模組15的輸出電壓Voutu輸入至比較器16的第一輸入端。
舉例來說，以下假設比較器16的第一輸入端為非反相輸入端，連接開關模組15的電壓輸出端OUTU、OUTV、OUTW；而比較器16的第二輸入端為反相輸入端連接第一參考電壓Vref1。
當如圖2a所示供應檢測電流Id1時，開關模組15的電壓輸出端OUTV的輸出電壓Voutv(其中Voutv電壓等於檢測電流Id1乘上下橋VN的電晶體的導通等效阻抗)大於第一參考電壓Vref1時，比較器16輸出邏輯1(High)的比較結果Cout。此時，控制 模組14可開始計算比較結果Cout為high的時間有多久，並記錄下來。
接著，當如圖2a所示供應檢測電流Id2時，開關模組15的電壓輸出端OUTU的輸出電壓Voutu(其中Voutu電壓等於檢測電流Id2乘上下橋UN的電晶體的導通等效阻抗)大於第一參考電壓Vref1時，比較器16輸出邏輯1的比較結果Cout。此時，控制模組14可開始計算比較結果Cout為high的時間有多久，並記錄下來。
接著，當如圖2b所示供應檢測電流Id3時，開關模組15的電壓輸出端OUTW的輸出電壓Voutw(其中Voutw電壓等於檢測電流Id3乘上下橋WN的電晶體的導通等效阻抗)大於第一參考電壓Vref1時，比較器16輸出邏輯1的比較結果Cout。此時，控制模組14可開始計算比較結果Cout為high的時間有多久，並記錄下來。
接著，當如圖2b所示供應檢測電流Id4時，開關模組15的電壓輸出端OUTV的輸出電壓Voutv(其中Voutv電壓等於檢測電流Id4乘上下橋VN的電晶體的導通等效阻抗)大於第一參考電壓Vref1時，比較器16輸出邏輯1的比較結果Cout。此時，控制模組14可開始計算比較結果Cout為high的時間有多久，並記錄下來。
接著，當如圖2c所示供應檢測電流Id5時，開關模組15的電壓輸出端OUTU的輸出電壓Voutu(其中Voutu電壓等於檢測電流Id5乘上下橋UN的電晶體的導通等效阻抗)大於第一參考電壓Vref1時，比較器16輸出邏輯1的比較結果Cout。此時，控制模組14可開始計算比較結果Cout為high的時間有多久，並記錄下來。
接著，當如圖2c所示供應檢測電流Id6時，開關模組15的電壓輸出端OUTW的輸出電壓Voutw(其中Vourw電壓等於檢測電 流Id6乘上下橋WN的電晶體的導通等效阻抗)大於第一參考電壓Vref1時，比較器16輸出邏輯1的比較結果Cout。此時，控制模組14可開始計算比較結果Cout為high的時間有多久，並記錄下來。
進一步來說，控制模組14內置的或額外設置的計時器，配置以在輸出電壓Voutu、Voutv、Voutw分別大於第一參考電壓Vref1時，控制模組14開始進行計時，接著取得和紀錄輸出電壓Voutu、Voutv、Voutw分別大於第一參考電壓Vref1的時間長度tv1、tu1、tw1、tv2、tw2、tu2。時間長度tw1、tv1、tv2、tu1、tu2、tw2分別對應如圖4所示的六步STEP1~STEP6的六個電壓波形訊號Vout。
控制模組14可比對時間長度tw1、tv1、tv2、tu1、tu2、tw2，以判斷具有最長時間值的時間長度，從而判斷馬達2的轉子的起始位置101。例如，當時間長度tu1(對應如圖4所示的第四步STEP4)大於其他時間長度tw1、tv1、tv2、tu2、tw2時，表示如圖2a所示的檢測電流Id2從馬達2的V相流到馬達2的U相的電流路徑中通過的兩線圈繞組的總電感值最小，因此可以判斷馬達2的轉子的起始位置101。
控制模組14可為微處理器。儲存模組18可為內建於控制模組14內的儲存器，或如圖1所示為額外設置的儲存器。舉例來說，儲存模組18可為OTP(One Time Programable)儲存器或其他具有儲存功能的元件，配置以儲存適用於控制馬達2運作的訊號，包含如圖4所示的檢測控制訊號OTPS，檢測控制訊號OTPS具有周期皆為最短固定導通時間Td的多個波形。最短固定導通時間Td表示只要滿足六步中每一步的開關模組15的輸出電壓Voutu、Voutv、Voutw都能超過Vref1參考電壓，以利紀錄比較結果Cout大於零的時間，而最短時間的控制訊號OTPS可確保此脈衝電流不足以轉動風扇，且不會產生過長的電流脈衝噪音。控制模組14 可透過施加檢測控制訊號OTPS，以控制起始位置檢測模組10對馬達2的檢測時間，如檢測出如圖4所示的開關模組15的輸出電壓波形訊號Vout。
在上述取得馬達2轉子的起始位置101後，可進一步決定馬達2的啟動操作，如下具體說明。
再次參照圖1，查表模組12可為內置於控制模組14的一查表、暫存器或儲存單元等，用以儲存多個查表索引值121以及與多個查表索引值121對應的多個波形圖樣122。控制模組14可儲存多個波形參數值141，包含多個弦波圖樣的工作週期、頻率、振幅以及持續加速時間等參數。控制模組14可基於從起始位置檢測模組10取得的馬達2的轉子起始位置101和目標位置，決定多個波形參數值141。控制模組14接著可比對查表模組12的多個波形參數值141與多個查表索引值121，以從查表模組12取得對應多個波形參數值141的其中一波形圖樣122，並據以建構啟動波形訊號142。
上述波形圖樣122包含多個弦波圖樣，啟動波形訊號142為理想的弦波訊號，透過弦波驅動馬達2相比於方波驅動可產生較少的電磁噪音。
更精確地，可透過類比數位轉換器(Analog-to-Digital Converter,ADC)針對弦波的N個取樣點進行離散化。控制模組14可針對N個取樣點的參數進行調整，再將這些離散化的N個取樣點的數位量輸出到數位類比轉換器(Digital-to-Analog Converter,DAC)，將數位訊號轉換為類比訊號，以產生啟動波形訊號142。
開關模組15可為全橋驅動電路。控制模組14可接著將啟動波形訊號142通過開關模組15供應在對應馬達2轉子的起始位置101的馬達2的該步，使該馬達的三相的每一相具有該給定的電壓，以驅動馬達2從起始位置101開始運轉。
請參閱圖5是本發明第一實施例自動偵測馬達轉子起始位置 的方法的步驟流程圖。本實施例的自動偵測馬達轉子起始位置的方法包含下列步驟S501~S521，適用於上述自動偵測馬達轉子起始位置的裝置1。
步驟S501：儲存多個查表索引值以及多個波形圖樣在查表模組。
步驟S503：利用控制模組控制開關模組在馬達的每一步供應檢測電流通過線圈繞組。
步驟S505：利用起始位置檢測模組，檢測馬達的每一相的電壓輸入端的輸入電壓。
步驟S507：輸入馬達的每一相的電壓輸入端的輸入電壓以及第一參考電壓至起始位置檢測模組的比較器。
步驟8509：利用起始位置檢測模組的比較器比較馬達的每一相的電壓輸入端的輸入電壓與第一參考電壓。
步驟S511：控制模組判斷每一輸入電壓是否大於第一參考電壓，若否，重覆執行步驟S505；若是，執行步驟S513：利用控制模組計時/記錄每一輸入電壓持續大於第一參考電壓的時間長度，應理解，控制模組內置的或額外設置的計時器在開關模組供應檢測電流且馬達的每一相的輸入電壓(即開關模組的輸出電壓)大於第一參考電壓時開始計時，直到如圖4所示的控制訊號OTPS結束時停止計時，並記錄此電壓維持大於第一參考電壓(如圖3的比較結果Cout維持為high)的時間長度，並接著執行步驟S515。
步驟S515：利用控制模組比對出具有最長時間長度的馬達的其中一步，並據以判斷馬達的轉子的起始位置。
步驟S517：利用控制模組決定多個波形參數值。
步驟S519：利用控制模組比對多個波形參數值與多個查表索引值，以取得對應的波形圖樣，並據以建構啟動波形訊號。
步驟S521：利用控制模組通過開關模組供應啟動波形訊號在 對應轉子的起始位置的馬達的該步，以控制馬達的運作。
[第二實施例]
請參閱圖6~9，圖6是本發明第二實施例的自動偵測馬達轉子起始位置的裝置的方塊圖；圖7a、圖7b、圖7c是本發明第二實施例自動偵測馬達轉子起始位置的裝置分別應用於三相馬達的U、V和W相的檢測電流的流動示意圖；圖8是本發明第二實施例自動偵測馬達轉子起始位置的裝置的比較器的電路圖；圖9是本發明第二實施例自動偵測馬達轉子起始位置的裝置的控制模組和比較器以及應用的馬達的電壓訊號的波形圖。
如圖6所示，本實施例的自動偵測馬達轉子起始位置的裝置1’，應用於馬達2’。本實施例裝置1’包含起始位置檢測模組10、查表模組12、控制模組14’、開關模組15’以及儲存模組18’。開關模組15’連接起始位置檢測模組10’、控制模組14’以及馬達2’。控制模組14’連接起始位置檢測模組10、查表模組12以及儲存模組18’。起始位置檢測模組10’包含比較器16’。
控制模組14’可控制開關模組15’在馬達2’供應檢測電流。如圖7a上方電路所示，檢測電流Id1’從三相馬達2’的U相連接的開關模組15’的上橋UP供應，依序流通過電壓輸出端OUTU’和電壓輸出端OUTV’之間的兩線圈繞組，最後流至V相的下橋VN。
應注意的是，不同於第一實施例選定最短固定導通時間Td，在第二實施例中，如圖1所示，儲存模組18’儲存檢測控制訊號OTPS’並提供至控制模組14’。檢測控制訊號OTPS’具有周期皆為最短固定導通時間Td’的多個波形，如圖9所示的開關模組15’的輸出電壓波形訊號Vout’的六個波形。值得注意的是，最短固定導通時間Td’是指使供應至馬達2’的所有檢測電流皆達到飽和並具有相同飽和電流值的最短時間。
透過如圖9所示的最短固定導通時間Td’，使如圖7a所示的檢測電流Id1’達到飽和，而具有如圖6所示的飽和電流值Sa1。在最短固定導通時間Td’結束時，關閉U相的上橋UP和下橋UN，使檢測電流Id1’流經下橋UN的內接二極體Du，如圖7a下方電路所示。此時，與U相的上橋UP和下橋UN之間的節點連接的電壓輸出端OUTU’的輸出電壓Voutu’具有與內接二極體Du的導通電壓相同的電壓值。
接著，如圖7a上方電路所示，檢測電流Id2’從開關模組15’的上橋VP供應到開關模組15’的下橋UN。同樣，檢測電流Id2’在如圖8所示的最短固定導通時間Td’內達到飽和，而具有如圖6所示的飽和電流值Sa2。在最短固定導通時間Td’結束時，關閉開關模組15’的上橋VP和下橋VN，使檢測電流Id2’流經下橋VN的內接二極體Dv，如圖7a下方電路所示。此時，電壓輸出端OUTV’的輸出電壓Voutv’具有與內接二極體Dv的導通電壓相同的電壓值。
接著，如圖7b上方電路所示，檢測電流Id3’從三相馬達2’的V相的上橋VP供應，依序流通過電壓輸出端OUTV’和電壓輸出端OUTW’之間的兩線圈繞組，最後流至W相的下橋WN。直到檢測電流Id3’在經過最短固定導通時間Td’達到飽和而具有飽和電流值Sa3後，關閉V相的上橋VP和下橋VN，使檢測電流Id3’流經下橋VN的內接二極體Dv，如圖7b下方電路所示。此時，與V相的上橋VP和下橋VN之間的節點連接的開關模組15’的電壓輸出端OUTV’的輸出電壓Voutv’具有與內接二極體Dv的導通電壓相同的電壓值。
接著，如圖7b上方電路所示，檢測電流Id4’從開關模組15’的上橋WP供應到開關模組15’的下橋VN。檢測電流Id4’在最短固定導通時間Td’內達到飽和，而具有如圖6所示的飽和電流值Sa4。在最短固定導通時間Td’結束時，關閉W相上橋WP和下橋 WN，使檢測電流Id2’流經下橋WN的內接二極體Dw，如圖7b下方電路所示。此時，電壓輸出端OUTW’的輸出電壓Voutw’具有與內接二極體Dw的導通電壓相同的電壓值。
接著，如圖7c上方電路所示，檢測電流Id5’從三相馬達2’的W相的上橋WP供應，依序流通過電壓輸出端OUTW’和電壓輸出端OUTU’之間的兩線圈繞組，最後流至U相的下橋UN。直到檢測電流Id5’在最短固定導通時間Td’達到飽和而具有飽和電流值Sa5後，關閉W相的上橋WP和下橋WN，使檢測電流Id5’流經下橋WN的內接二極體Dw，如圖7c下方電路所示。此時，與W相的上橋WP和下橋WN之間的節點連接的開關模組15的電壓輸出端OUTW’的輸出電壓Voutw’具有與內接二極體Dw的導通電壓相同的電壓值。
接著，如圖7c上方電路所示，檢測電流Id6’從對應馬達2’的U相的開關模組15’的上橋UP供應到對應馬達2’的W相的開關模組15’的下橋WN。檢測電流Id6’在最短固定導通時間Td’內達到飽和，而具有如圖6所示的飽和電流值Sa6。在最短固定導通時間Td’結束時，關閉U相上橋UP和下橋UN，使檢測電流Id6’流經下橋UN的內接二極體Du，如圖7c下方電路所示。此時，電壓輸出端OUTU’的輸出電壓Voutu’具有與內接二極體Du的導通電壓相同的電壓值。
如圖8所示，開關模組15’的電壓輸出端OUTU’、OUTV’、OUTW’的輸出電壓Voutu’、Voutv’、Voutw’輸入至比較器16’的第一輸入端，這些輸出電壓Voutu’、Voutv’、Voutw’在內接二極體Du、Dv、Dw導通時約等於-0.7伏特。第二參考電壓Vref2則輸入比較器16’的第二輸入端，此第二參考電壓Vref2可例如為-(內接(或說導通開關的寄生二極體，實務上利用此寄生二極體)二極體Du的導通電壓值)/2。舉例來說，若內接二極體Du、Dv、Dw採用矽二極體，內接二極體Du、Dv、Dw的導通電壓值約為 0.6~0.7伏特時，開關模組15’的輸出電壓Voutu’約為-0.6~-0.7伏特；此時，第二參考電壓Vref2可為-0.35伏特。替換地，若內接二極體Du、Dv、Dw採用鍺二極體，則內接二極體Du、Dv、Dw的導通電壓值約為0.2~0.3伏特時，開關模組15’的輸出電壓Voutu’約為-0.2~-0.3伏特。
控制模組14’紀錄分別供應檢測電流Id1’~Id6’並接著開閉開關模組15’的上橋和下橋，使開關模組15’的電壓輸出端OUTU’、OUTV’、OUTW’的輸出電壓Voutc’如圖9所示從達到飽和電壓值(如圖9所示的比較結果Cout’為high)分別下降至內接二極體Du、Dv、Dw的負導通電壓例如-0.7伏特，接著控制模組14’計時從內接二極體Du、Dv、Dw的導通電壓例如-0.7伏特上升回到0伏特的時間長度tu2’、tu1’、tw1’、tv1’、tu2’、tw2’。
舉例來說，本實施例假設比較器16’的第一輸入端為非反相輸入端，而比較器16’的第二輸入端為反相輸入端。實際上，反之亦可實現馬達2’轉子的起始位置101’的檢測，但取得的比較結果Cout’為相反邏輯值。
在本實施例中，當如圖7a所示的開關模組15’的電壓輸出端OUTU’的輸出電壓Voutu’小於第二參考電壓Vref2時，比較器16’輸出邏輯0(Low)的比較結果Cout’。同理，其他輸出電壓Voutw’、Voutv’亦是如此。
比較器16’的輸出端連接控制模組16’，以透過控制模組14’紀錄比較器16’的比較結果Cout’。控制模組14’可依據比較結果Cout’判斷並比對時間長度tu1’、tu2’、tv1’、tv2’、tw1’、tw2’，以判斷具有最短時間值的時間長度，從而判斷馬達2’的轉子的起始位置101’。例如，當時間長度tu1’小於其他時間長度tu2’、tv1’、tv2’、tw1’、tw2’時，表示如圖7c所示的檢測電流Id2’流過的兩線圈繞組的總電感值最小，因此可以判斷馬達2’的轉子的起始位置101’在對應U相的上橋UP的那一步。
值得注意的是，由於比較器16’進行比較的輸出電壓Voutu’、Voutw’、Voutv’以及第二參考電壓Vref2具有很小的電壓值，例如輸出電壓具有介於-0.7V和0V之間的幅度變化，若第二參考電壓Vref2設定為-0.35V，則此比較器16’的誤差即使等於0.34V，也不會導致結果錯誤，並且開關模組15’的輸出電壓Voutu’、Voutw’、Voutv’可不需通過10bits的類比數位轉換器轉換，而僅需要一般比較器，即可實現對馬達2’的起始位置101’的檢測。
請參閱圖10是本發明第二實施例自動偵測馬達轉子起始位置的方法的步驟流程圖。本實施例的自動偵測馬達轉子起始位置的方法包含下列步驟S1001~S1025，適用於上述自動偵測馬達轉子起始位置的裝置1’。
步驟S1001：儲存多個查表索引值以及多個波形圖樣在查表模組。
步驟S1003利用開關模組在馬達的每一步供應檢測電流通過線圈繞組。
步驟S1005：當每一步的檢測電流達到飽和而具有飽和電流值時，利用控制模組控制開關模組停止供應檢測電流。
步驟S1007：利用控制模組關閉馬達的每一相的上橋和下橋，使檢測電流流經每一相的下橋的內接二極體，此時開關模組的輸出電壓從達到飽和電壓值降為二極體的負導通電壓例如-0.7伏特。
步驟S1009：利用起始位置檢測模組，檢測馬達的每一相的電壓輸入端的輸入電壓。
步驟S1011：輸入馬達的每一相的輸入電壓以及第一參考電壓至起始位置檢測模組的比較器。
步驟S1013：利用比較器比較馬達的每一相的輸入電壓與第二參考電壓。
步驟S1015：控制模組判斷每一相的輸入電壓是否小於第二參考電壓，若否，重覆執行步驟S1009；若是，執行步驟S1017：利用控制模組依據比較器的比較結果，計時開關模組的輸出電壓從內接二極體的負導通電壓例如-0.7伏特上升回到0伏特的時間長度，並接著執行步驟S1019。
步驟S1019：利用控制模組比對出具有最小時間長度的馬達的其中一步，並據以判斷馬達的轉子的起始位置。
步驟S1021：利用控制模組決定多個波形參數值。
步驟S1023：利用控制模組比對多個波形參數值與多個查表索引值，以取得對應的波形圖樣，並據以建構啟動波形訊號。
步驟S1025：利用控制模組供應啟動波形訊號在對應轉子的起始位置的馬達的該步，以控制馬達的運作。
請參照圖11，其是本發明自動偵測馬達轉子起始位置的裝置應用的馬達的相電流對時間的曲線圖。
相比於圖12所示，傳統馬達驅動裝置在定位模式中，為定位馬達的起始位置耗費過長的運轉前的預備時間。在本實施例中，如圖11所示，在起始位置檢測模式下，U相電流Iu所包含的檢測電流具有短暫的導通時間(如上述最長導通時間Td或最短導通時間Td’)。由於檢測電流的供應時間長度短，並且檢測電流的振幅小，因此可在不驅動馬達轉子運轉、不會導致馬達因震動產生噪音的狀態下，短時間內檢測到馬達轉子的起始位置。藉此，隨後可快速進入如圖11所示的波形調整模式，以啟動馬達進入圖11所示的運轉模式和穩定運轉模式。本實施例以U相電流Iu為例，應理解，V相和W相電流檢測時間相同，故亦可達到上述效果。
[實施例的有益效果]
本發明的有益效果在於，本發明所提供的一種自動偵測馬達轉子起始位置的裝置及方法，其透過提供給馬達不同搭配組合的檢測電流，接著偵測供應檢測電流後的馬達的每一相的輸入電壓 值的變化，同時計時和比較所有輸入電壓變化過程所經過的時間長度，如上述第一實施例比對出最長的時間長度，而第二實施例則是比對出最短的時間長度，據以推測哪一步的檢測電流通過的馬達的線圈繞組的電感值最小，從而得知馬達轉子的起始位置。藉此，可達成在不導致馬達震動噪音的條件下，短時間內精確地檢測到馬達的起始位置，進而可快速啟動馬達運轉的有益效果。
最後須說明地是，於前述說明中，儘管已將本發明技術的概念以多個示例性實施例具體地示出與闡述，然而在此項技術的領域中具有通常知識者將理解，在不背離由以下申請專利範圍所界定的本發明技術的概念之範圍的條件下，可對其作出形式及細節上的各種變化。

Claims (18)

  1. 一種自動偵測馬達轉子起始位置的裝置，適用於一馬達，該馬達具有N相和M步，M為N的兩倍值，該裝置包含：一起始位置檢測模組，連接該馬達的每一該相的一電壓輸入端，在該馬達未運轉狀態下檢測該電壓輸入端的一輸入電壓；一查表模組，儲存多個查表索引值以及與該多個查表索引值對應的多個波形圖樣；以及一控制模組，連接該起始位置檢測模組、該查表模組以及該馬達，該控制模組比對從該起始位置檢測模組取得的該多個輸入電壓，以判斷該馬達的該轉子的該起始位置，並決定多個波形參數值，該控制模組比對該多個波形參數值與該多個查表索引值，以從該查表模組取得對應該多個波形參數值的其中一該波形圖樣，並據以建構該啟動波形訊號輸出至對應該轉子的該起始位置的該馬達的該步，以控制該馬達的的運作。
  2. 如請求項1所述的自動偵測馬達轉子起始位置的裝置，其中該多個波形圖樣包含多個弦波圖樣，該多個波形參數值包含該多個弦波圖樣的工作週期、頻率、振幅以及持續加速時間。
  3. 如請求項1所述的自動偵測馬達轉子起始位置的裝置，更包含一開關模組，連接該馬達，該控制模組控制該開關模組在該馬達的每一該步供應一檢測電流通過線圈繞組，直到當每一該相的該電壓輸入端的該輸入電壓大於一第一參考電壓，該控制模組開始計時，並在該輸入電壓轉為小於該第一參考電壓時停止計時，以取得該輸入電壓持續大於該第一參考電壓的一時間長度，並比對出具有最長該時間長度的該馬達其中一該步，並據以判斷該馬達的該轉子的該起始位置。
  4. 如請求項3所述的自動偵測馬達轉子起始位置的裝置，其中該起始位置檢測模組包含一比較器，該比較器的一第一輸入端連接該馬達的每一該相的該電壓輸入端，該比較器的一第二輸入端連接一第一參考電壓，該比較器的一輸出端連接該控制模組，該比較器比較該馬達的每一該相的該輸入電壓與該第一參考電壓以產生一比較結果，並通過該比較器的該輸出端輸出該比較結果至該控制模組，該控制模組依據該比較結果判斷該輸入電壓是否大於該第一參考電壓。
  5. 如請求項1所述的自動偵測馬達轉子起始位置的裝置，更包含一儲存模組，連接該控制模組，配置以儲存一檢測控制訊號，並提供至該控制模組依據該檢測控制訊號控制該開關模組以及該馬達的運作，該檢測控制訊號具有多個波形，各該波形的周期為一最短固定導通時間，該最短固定導通時間為該馬達的各該相的該電壓輸入端電壓大於該第一參考電壓的最短時間。
  6. 如請求項1所述的自動偵測馬達轉子起始位置的裝置，更包含一開關模組，連接該控制模組以及該馬達，在該馬達的每一該步供應一檢測電流通過線圈繞組，直到當每一該步的該檢測電流達到飽和而具有一飽和電流值時，該控制模組控制該開關模組停止供應該檢測電流，接著關閉與該馬達的每一該相連接的該開關模組的上橋和下橋，使該檢測電流流經與該馬達的每一該相連接的該開關模組的下橋的一內接二極體，該馬達的每一該相的該輸入電壓為該內接二極體的一負導通電壓，接著該控制模組計時該馬達的每一該相的該輸入電壓從該負導通電壓上升至零值時的一時間長度，並比對出具有最短該時間長度的該馬達其中一該步，並據以判斷該馬達的該轉子的該起始位置。
  7. 如請求項6所述的自動偵測馬達轉子起始位置的裝置，其中該馬達的每一該相的該輸入電壓具有與該內接二極體的一導通電壓相同的一電壓值，該導通電壓的該電壓值不大於0.7伏特。
  8. 如請求項6所述的自動偵測馬達轉子起始位置的裝置，更包含一儲存模組，連接該控制模組，配置以儲存一檢測控制訊號，並提供至該控制模組依據該檢測控制訊號控制該開關模組以及該馬達的運作，該檢測控制訊號具有多個波形，各該波形的周期為一最短固定導通時間，該最短固定導通時間為供應至該馬達的該M個檢測電流皆達到飽和並具有相同飽和電流值的最短時間。
  9. 如請求項6所述的自動偵測馬達轉子起始位置的裝置，更包含一比較器，該比較器的一第一輸入端連接該馬達的每一該相的該電壓輸入端，該比較器的一第二輸入端連接一第二參考電壓，該比較器的一輸出端連接該控制模組，該比較器比較該馬達的每一該輸入電壓與該第二參考電壓，以產生一比較結果，並透過該比較器的該輸出端輸出該比較結果至該控制模組，該控制模組依據該比較結果判斷該輸入電壓是否等於該導通電壓。
  10. 一種自動偵測馬達轉子起始位置的方法，適用於如請求項1所述的自動偵測馬達轉子起始位置的裝置，該方法包含下列步驟：儲存該多個查表索引值以及與該多個查表索引值對應的該多個波形圖樣在該查表模組；利用該起始位置檢測模組，在該馬達未運轉狀態下檢測該馬達的每一該相的該電壓輸入端的該輸入電壓；利用該控制模組，比對該多個輸入電壓，以判斷該馬達的該轉子的該起始位置，並決定該多個波形參數值；利用該控制模組，比對該多個波形參數值與該多個查表索引值，以從該查表模組取得對應該多個波形參數值的其中一該波形圖樣，並據以建構該啟動波形訊號；以及利用該控制模組，控制該驅動模組供應該啟動波形訊號在對應該轉子的該起始位置的該步。
  11. 如請求項10所述的自動偵測馬達轉子起始位置的方法，其中該多個波形圖樣包含多個弦波圖樣，該多個波形參數值包含該多個弦波圖樣的工作週期、頻率、振幅以及持續加速時間。
  12. 如請求項10所述的自動偵測馬達轉子起始位置的方法，更包含下列步驟：利用一開關模組在該馬達的每一該步供應一檢測電流通過線圈繞組，直到當每一該相的該電壓輸入端的該輸入電壓大於一第一參考電壓；利用該控制模組計時該輸入電壓持續大於該第一參考電壓的一時間長度；以及利用該控制模組比對出具有最長該時間長度的該馬達其中一該步，並據以判斷該馬達的該轉子的該起始位置。
  13. 如請求項12所述的自動偵測馬達轉子起始位置的方法，更包含下列步驟：輸入該馬達的每一該相的該輸入電壓至一比較器的一第一輸入端；輸入該第一參考電壓至該比較器的一第二輸入端；利用一比較器比較該馬達的每一該相的該輸入電壓與該第一參考電壓以產生一比較結果，透過該比較器的一輸出端輸出該比較結果至該控制模組；以及利用該控制模組依據該比較結果判斷該輸入電壓是否大於該第一參考電壓，若是，利用該控制模組記錄該輸入電壓持續大於該第一參考電壓的該時間長度，若否，繼續計時。
  14. 如請求項12所述的自動偵測馬達轉子起始位置的方法，更包含下列步驟：利用一儲存模組儲存一檢測控制訊號並提供至該控制模組；以及利用該控制模組依據該檢測控制訊號控制該開關模組以及該馬達的運作；其中該檢測控制訊號具有多個波形，各該波形的周期為一最短固定導通時間，該最短固定導通時間為該馬達的各該相的該電壓輸入端電壓大於該第一參考電壓的最、短時間。
  15. 如請求項10所述的自動偵測馬達轉子起始位置的方法，更包含下列步驟：利用該控制模組控制一開關模組在該馬達的每一該步供應一檢測電流通過線圈繞組；當每一該步的該檢測電流達到飽和而具有一飽和電流值時，利用該控制模組關閉與該馬達的每一該相連接的該開關模組的上橋和下橋，使該檢測電流流經每一該相連接的該開關模組的下橋的一內接二極體，該馬達的每一該相的該輸入電壓為該內接二極體的一負導通電壓；利用該控制模組計時該馬達的每一該相的該輸入電壓從該負導通電壓上升零值的一時間長度；以及利用該控制模組比對出具有最短該時間長度的該馬達其中一該步，並據以判斷該馬達的該轉子的該起始位置。
  16. 如請求項15所述的自動偵測馬達轉子起始位置的方法，其中該負導通電壓為-0.7伏特。
  17. 如請求項15所述的自動偵測馬達轉子起始位置的方法，更包含下列步驟：輸入該馬達的每一該相的該輸入電壓至該比較器的一第一輸入端；輸入一第二參考電壓至該比較器的一第二輸入端；利用該比較器比較該馬達的每一該相的該輸入電壓與該第二參考電壓以產生一比較結果，透過該比較器的一輸出端輸出該比較結果至該控制模組；以及利用該控制模組依據該比較結果記錄該馬達的每一該相的該輸入電壓從該負導通電壓上升至零值的該時間長度。
  18. 如請求項15所述的自動偵測馬達轉子起始位置的方法，更包含下列步驟：利用一儲存模組儲存一檢測控制訊號並提供至該控制模組；以及利用該控制模組依據該檢測控制訊號控制該開關模組以及該馬達的運作；其中該檢測控制訊號具有多個波形，各該波形的周期為一最短固定導通時間，該最短固定導通時間為供應至該馬達的該M個檢測電流皆達到飽和並具有相同飽和電流值的最短時間。
TW107134947A 2018-10-03 2018-10-03 自動偵測馬達轉子起始位置的裝置及方法 TWI672901B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW107134947A TWI672901B (zh) 2018-10-03 2018-10-03 自動偵測馬達轉子起始位置的裝置及方法
CN201811218639.1A CN110995103B (zh) 2018-10-03 2018-10-18 自动检测马达转子起始位置的装置及方法
US16/246,350 US10637376B1 (en) 2018-10-03 2019-01-11 Device and method for automatically detecting initial position of rotor of motor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW107134947A TWI672901B (zh) 2018-10-03 2018-10-03 自動偵測馬達轉子起始位置的裝置及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TWI672901B true TWI672901B (zh) 2019-09-21
TW202015326A TW202015326A (zh) 2020-04-16

Family

ID=68619093

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW107134947A TWI672901B (zh) 2018-10-03 2018-10-03 自動偵測馬達轉子起始位置的裝置及方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10637376B1 (zh)
CN (1) CN110995103B (zh)
TW (1) TWI672901B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12255560B2 (en) 2021-12-29 2025-03-18 Nuvoton Technology Corporation Motor control device and motor control method

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI862421B (zh) * 2024-02-22 2024-11-11 茂達電子股份有限公司 具有數據位元拓展機制的馬達控制器

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070040529A1 (en) * 2005-08-19 2007-02-22 Smc Corporation Of America Stepping motor control system and method for controlling a stepping motor using closed and open loop controls
TW201006118A (en) * 2008-07-18 2010-02-01 Ho Fo Automation Co Ltd Method of obtaining initial electrical angle of rotor of servo motor and apparatus thereof
TW201119205A (en) * 2009-11-25 2011-06-01 Ind Tech Res Inst Method for motor startup control, motor driving system and motor system
TW201421892A (zh) * 2012-11-27 2014-06-01 Ind Tech Res Inst 永磁同步馬達之磁極初始位置偵測方法
TW201731206A (zh) * 2016-02-17 2017-09-01 丁景信 使用兩相交流電驅動馬達的方法與發電的方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008092784A (ja) * 2006-07-28 2008-04-17 Mitsuba Corp ブラシレスモータの駆動装置及びブラシレスモータの始動方法並びにブラシレスモータのロータ停止位置検出方法
CN101051806A (zh) * 2007-05-17 2007-10-10 同济大学 车用空调压缩机新型电驱动控制系统及方法
JP4941790B2 (ja) * 2009-08-28 2012-05-30 村田機械株式会社 移動体システム
CN102904509B (zh) * 2012-10-22 2015-10-21 中国矿业大学 开关磁阻电动机分步续流无位置传感器控制方法
US9525372B2 (en) * 2013-02-20 2016-12-20 Microchip Technology Incorporated Method and system for determining the position of a synchronous motor's rotor
WO2015041321A1 (ja) * 2013-09-20 2015-03-26 日立オートモティブシステムズ株式会社 ３相ブラシレスモータの駆動装置
CN103731076B (zh) * 2014-01-02 2015-12-02 东南大学 一种基于永磁无刷直流电机的电动自行车控制方法
CN104779848A (zh) * 2015-05-11 2015-07-15 无限极（中国）有限公司 一种直流无刷电机的控制系统
CN106559017B (zh) * 2015-09-22 2021-11-19 英飞凌科技股份有限公司 用于确定电机静止状态下的转子初始位置的装置和方法
CN105356813B (zh) * 2015-10-27 2017-11-17 南京信息工程大学 一种开关磁阻电机无位置传感器宽转速范围重载起动方法
CN107425776A (zh) * 2017-07-31 2017-12-01 广东威灵电机制造有限公司 电机的启动控制方法、装置及电机驱动控制系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070040529A1 (en) * 2005-08-19 2007-02-22 Smc Corporation Of America Stepping motor control system and method for controlling a stepping motor using closed and open loop controls
TW201006118A (en) * 2008-07-18 2010-02-01 Ho Fo Automation Co Ltd Method of obtaining initial electrical angle of rotor of servo motor and apparatus thereof
TW201119205A (en) * 2009-11-25 2011-06-01 Ind Tech Res Inst Method for motor startup control, motor driving system and motor system
TW201421892A (zh) * 2012-11-27 2014-06-01 Ind Tech Res Inst 永磁同步馬達之磁極初始位置偵測方法
TW201731206A (zh) * 2016-02-17 2017-09-01 丁景信 使用兩相交流電驅動馬達的方法與發電的方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12255560B2 (en) 2021-12-29 2025-03-18 Nuvoton Technology Corporation Motor control device and motor control method

Also Published As

Publication number Publication date
US20200112274A1 (en) 2020-04-09
CN110995103B (zh) 2022-04-12
CN110995103A (zh) 2020-04-10
US10637376B1 (en) 2020-04-28
TW202015326A (zh) 2020-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4844653B2 (ja) パワースイッチング素子の駆動装置
US10097176B2 (en) Driving device for switching element and power conversion system
TWI473400B (zh) 直流轉直流控制器及其控制方法
JP2008245378A (ja) モータ駆動集積回路
BR112014009830B1 (pt) Dispositivo de acionamento para um conversor de potência, e, método de acionamento de um conversor de potência
TWI672901B (zh) 自動偵測馬達轉子起始位置的裝置及方法
US9225264B1 (en) Method and apparatus for multiphase inverter control
JP5408893B2 (ja) モータ駆動回路
CN109560727B (zh) 多相直流无刷马达驱动电路
CN107769672B (zh) 用于运行电机的方法以及电机
CN113016131B (zh) 马达驱动装置以及使用该马达驱动装置的空调机
US10340825B2 (en) Motor driving device, method, and program
US20160190803A1 (en) Power supply system and power supply apparatus
Parker et al. Current Balancing of Parallel High Current SiC Half Bridge Modules using Delay Based Active Gate Driving with Inter-Device Inductances
JP2017139882A (ja) モータの制御回路、それを用いたファン
US9673735B2 (en) Power converter
CN114128130B (zh) 马达控制装置以及马达系统
JP2012182874A (ja) モータ制御装置
EP3118986A1 (en) Brushless motor control device and diagnostic processing method for same
Fathoni et al. Design of Brushless DC Motor Driver Based on Bootstrap Circuit
JP2017184427A (ja) モータの駆動回路および起動方法、プリンタ装置
CN215912055U (zh) 马达控制装置、马达单元
JP4632808B2 (ja) 信号発生回路
JP2006054740A (ja) パルス幅変調信号の生成方法、パルス幅変調信号の生成装置
JP2008141831A (ja) モータ駆動回路