TWI749857B

TWI749857B - 馬達控制器

Info

Publication number: TWI749857B
Application number: TW109139120A
Authority: TW
Inventors: 朱健綸
Original assignee: 致新科技股份有限公司
Priority date: 2020-11-10
Filing date: 2020-11-10
Publication date: 2021-12-11
Also published as: TW202220362A

Abstract

一種馬達控制器用以獲得複數個物理參數。該馬達控制器具有一選擇電路、一霍爾信號處理單元、一溫度感測器、一電晶體、一控制單元、以及一驅動電路。該霍爾信號處理單元係用以產生一霍爾信號。該溫度感測器係用以產生一溫度信號。該控制單元具有一判斷單元且該判斷單元係用以決定該馬達控制器操作於一正常操作模式或一測試模式。該判斷單元根據一第一啟動測試信號或一第二啟動測試信號，用以通知該選擇電路輸出該溫度信號或該霍爾信號。

Description

馬達控制器

本發明係關於一種馬達控制器，特別是關於一種於測試模式下可獲得複數個物理參數之馬達控制器。

目前有些馬達控制器內建多個感測元件(如霍爾感測器、溫度感測器等)以供內部控制信號使用。然而，使用者無法藉由外部量測去獲得這些感測元件所輸出之物理參數。習知技術中可利用一脈寬調變(Pulse Width Modulation)腳位接收一測試啟動信號以進入測試模式，且利用脈寬調變腳位以輸出一霍爾信號。由於腳位數量會影響封裝成本，在節省成本前提下會盡量減少腳位數量以提升產品之競爭力。因此，如何善用現有腳位以進入測試模式獲得所需之物理參數，實為目前所需解決之重要課題。

有鑑於前述問題，本發明之目的在於提供一種可於測試模式下輸出複數個物理參數之馬達控制器。

依據本發明提供該馬達控制器。該馬達控制器係用以驅動一馬達。該馬達控制器具有一命令腳位、一轉速信號腳位、一選擇電路、一霍爾信號處理單元、一溫度感測器、一電晶體、一控制單元、以及一驅動電路。該選擇電路耦合至該轉速信號腳位。該驅動電路係用以提供一馬達電流至該馬達。該霍爾信號處理單元係用以產生一霍爾信號。該溫度感測器係用以產生一溫度信號。該控制單元具有一判斷單元且該判斷單元係用以決定該馬達控制器操作於一正常操作模式或一測試模式。該判斷單元耦合至該命令腳位。該判斷單元根據一第一啟動測試信號，用以通知該選擇電路經由該轉速信號腳位輸出一溫度信號。該判斷單元根據一第二啟動測試信號，用以通知該選擇電路經由該轉速信號腳位輸出一霍爾信號。

10:馬達控制器

VCC:電壓供應腳位

GND:接地腳位

OUT1:第一輸出腳位

OUT2:第二輸出腳位

SO:轉速信號腳位

CMD:命令腳位

L:馬達線圈

110:選擇電路

120:霍爾信號處理單元

130:溫度感測器

140:電晶體

150:控制單元

160:驅動電路

Vhb,Vm:電壓源

121:霍爾感測器

122:放大器

IN1:第一輸入端

IN2:第二輸入端

131:雙載子電晶體

CS:電流源

151:判斷單元

Vh:霍爾信號

Vb:參考電壓

Vt:溫度信號

Vs:轉速信號

SEL:數位信號

Vp:脈寬調變信號

第1圖係本發明一實施例之馬達控制器之腳位圖。

第2圖係本發明一實施例之馬達控制器之示意圖。

下文中之說明將使本發明之目的、特徵、與優點更明顯。茲將參考圖式詳細說明依據本發明之較佳實施例。

第1圖係本發明一實施例之馬達控制器10之腳位圖。馬達控制器10係用以驅動一馬達，其中馬達具有一馬達線圈L。馬達控制器10具有一電壓供應腳位VCC、一接地腳位GND、一命令腳位CMD、一第一輸出腳位OUT1、一第二輸出腳位OUT2、以及一轉速信號腳位SO。電壓供應腳位VCC與接地腳位GND耦合至一電壓源Vm以供應馬達控制器10所需之電壓。命令腳位CMD接收一脈寬調變信號以調整馬達之轉速。轉速信號腳位SO係用以輸出一轉速信號。第一輸出腳位OUT1與第二輸出腳位OUT2耦合至馬達線圈L以驅動馬達。

第2圖係本發明一實施例之馬達控制器10之示意圖。馬達控制器10更具有一選擇電路110、一霍爾信號處理單元120、一溫度感測器130、一電晶體140、一控制單元150、以及一驅動電路160。霍爾信號處理單元120具有一霍爾感測器121與一放大器122，其中霍爾感測器121係設置於馬達附近以感測馬達的磁場變化。霍爾感測器121耦合至一電壓源Vhb以產生一第一輸出信號與一第二輸出信號。放大器122具有一第一輸入端IN1與一第二輸入端IN2，其中第一輸入端IN1耦合至第一輸出信號且第二輸入端IN2耦合至第二輸出信號，用以產生一霍爾信號Vh至選擇電路110。此外，霍爾信號Vh係相關於一物理參數，例如磁場。

溫度感測器130具有一雙載子電晶體131與一電流源CS。雙載子電晶體131具有一射極、一基極、以及一集極。雙載子電晶體131之集極耦合至電壓源Vm。雙載子電晶體131之基極耦合至一參考電壓Vb，其中參考電壓Vb具有一零溫度係數。雙載子電晶體131之射極耦合至電流源CS，用以產生一溫度信號Vt至選擇電路110，其中溫度信號Vt會以約25mV/℃之因數而隨溫度變化。如第2圖所示，雙載子電晶體131可為一NPN型雙載子電晶體。此外，溫度信號Vt係相關於一物理參數，例如溫度。

控制單元150耦合至電晶體140，用以產生一轉速信號Vs至選擇電路110。控制單元150具有一判斷單元151且判斷單元151係用以決定馬達控制器10操作於一正常操作模式或一測試模式。判斷單元151耦合至命令腳位CMD，用以產生一N位元數位信號SEL至選擇電路110且產生一脈寬調變信號Vp至驅動電路160，其中N=2。驅動電路160係用以提供一馬達電流至馬達，其中驅動電路160可具有一H橋式(H-bridge)電路。

當命令腳位CMD接收到一正常脈寬調變信號時，判斷單元151可將數位信號SEL設成00，用以通知選擇電路110將轉速信號Vs耦合至轉速信號腳位SO。此時馬達控制器10處於正常操作模式，判斷單元151將脈寬調變信號Vp耦合至命令腳位CMD以控制馬達運轉。當命令腳位CMD接收到一第一啟動測試信號時，判斷單元151可將數位信號SEL設成01，用以通知選擇電路110將溫度信號Vt耦合至轉速信號腳位SO。此時，馬達控制器10處於測試模式。當命令腳位CMD接收到一第二啟動測試信號時，判斷單元151可將數位信號SEL設成10，用以通知選擇電路110將霍爾信號Vh耦合至轉速信號腳位SO。此時，馬達控制器10亦處於測試模式。

具體而言，有各種不同的方式可產生第一啟動測試信號與第二啟動測試信號以進入測試模式。本發明一實施例之第一啟動測試信號可為一高頻信號且具有一第一頻率。第二啟動測試信號亦可為一高頻信號且具有一第二頻率。第一頻率大於一第一預定頻率且第一頻率小於一第二預定頻率。第二頻率大於一第三預定頻率且第二頻率小於一第四預定頻率。第一預定頻率小於第二預定頻率。第三預定頻率小於第四預定頻率。第二預定頻率小於第三預定頻率。

本發明一實施例之馬達控制器10可應用於一單相馬達或一多相馬達。馬達控制器10係用以驅動一馬達。馬達控制器10具有命令腳位CMD、轉速信號腳位SO、選擇電路110、控制單元150、以及驅動電路160。驅動電路160係用以提供一馬達電流至馬達。控制單元150具有判斷單元151。判斷單元151係用以決定馬達控制器10操作於正常操作模式或測試模式。判斷單元151耦合至命令腳位CMD。判斷單元151根據第一啟動測試信號與第二啟動測試信號以獲得複數個物理參數。選擇電路110耦合至轉速信號腳位SO，其中選擇電路110係用以輸出霍爾信號與溫度信號。霍爾信號與溫度信號係相關於複數個物理參數。本發明的優點在於不需增加額外腳位的情形下而能實現於測試模式時獲得複數個物理參數。

雖然本發明業已藉由較佳實施例作為例示加以說明，應瞭解者為：本發明不限於此被揭露的實施例。相反地，本發明意欲涵蓋對於熟習此項技藝之人士而言係明顯的各種修改與相似配置。因此，申請專利範圍應根據最廣的詮釋，以包含所有此類修改與相似配置。

以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。