专利名称：马达控制电路的制作方法
技术领域：
本发明提供一种马达控制电路，尤有关一种可减少马达磁路变换时产生的反电动势而有效降低开关噪声的马达控制电路。
背景技术：
图1为显示现有桥式驱动电路的一示意图，其中包含由晶体管Q1及Q4构成的一驱动单元，及由晶体管Q2及Q3构成的另一反相驱动单元。当脉冲宽度调变(Pulse Width Modulation；PWM)信号产生单元(未图标)产生如图2所示的方波信号，使包含晶体管Q1及Q4的驱动单元导通并使电流通过线圈10转动转子时，此时包含晶体管Q2及Q3的另一驱动单元被截止，其电流路径如图3的实线所示。接着PWM信号产生单元改变输出脉波相位，使包含晶体管Q2及Q3的驱动单元导通，此时流经线圈10的电流方向改变为图3的虚线所指方向，使转子再旋转一个角度，如此交替驱动令风扇转子持续运转。
然而，如图2所示，现有驱动方式PWM信号产生单元的输出为一相位由0→H，H→0瞬间急遽变化来完成ON及OFF时序交替的方波，如此会导致线圈磁路变换时产生一量值相当大的反电动势高压，图4即清楚显示表现在马达输出电压及电流曲线上的反电动势影响，该反电动势效应会大幅增加开关噪声，使马达运转时的噪音增大。
发明内容
因此，本发明的目的在提供一种能有效降低开关噪声的马达控制电路。
为达到上述目的，本发明提供的一种马达控制电路，其包含一脉冲宽度调变(Pulse Width Modulation；PWM)信号产生电路，用以产生一具ON及OFF时序交替变化的方波信号；一驱动电路；及一脉波整形电路，连接于该PWM信号产生电路与该驱动电路间，用以调整该方波的上升时间及下降时间值使其均落入该方波周期的5％至15％范围内；其中该驱动电路是基于该调整后的上升时间及下降时间范围值输出一驱动信号至一风扇马达，以减少马达线圈磁路变换时形成的反电动势，降低该马达控制电路的开关噪声。
换言之，依本发明，一种马达控制电路包含一脉冲宽度调变信号产生电路、一驱动电路及一脉波整形电路。脉冲宽度调变信号产生电路用以产生一具ON及OFF时序交替变化的方波信号，且脉波整形电路连接于PWM信号产生电路与驱动电路间，用以调整该方波的上升时间及下降时间值使其均落入方波周期的5％至15％范围内。
藉由此一设计，当驱动电路基于调整后的上升时间及下降时间范围值输出驱动信号至一风扇马达时，因此时输入的PWM脉波相位为具有一段上升时间及下降时间的平顺变化，如此可缓和线圈磁路变换时的反电动势产生，大幅降低马达控制电路的开关噪声。
图1为显示现有桥式驱动电路的一示意2为显示一PWM脉波信号的示意图。
图3显示PWM脉波交互导通驱动单元时的个别电流路径。
图4显示线圈磁路变换时电位及电流波形所受的反电动势影响。
图5为一电路区块图，显示本发明的具低开关噪声的马达控制电路。
图6显示PWM脉波信号经脉波整形电路调整后的输出波形。
图7显示本发明脉波整形电路与驱动电路连接的一具体电路组态。
图8显示本发明脉波整形电路与驱动电路连接的另一具体电路组态。
组件符号说明10 线圈20 马达控制电路22 脉冲宽度调变信号产生电路
24 脉波整形电路24a、24b、24c、24d、24e、24f 脉波整形单元26 驱动电路28 风扇马达T 脉波周期TR上升时间TF下降时间Q1、Q2、Q3、Q4 晶体管具体实施方式
图5为一电路区块图，显示本发明具低开关噪声的马达控制电路20的设计。如图5所示，该马达控制电路20包含一脉冲宽度调变(PulseWidth Modulation；PWM)信号产生电路22、脉波整形电路24及一驱动电路26，且脉波整形电路24电连接于PWM信号产生电路22及驱动电路26间。PWM信号产生电路22用以产生一具ON及OFF时序交替变化的方波控制信号，且驱动电路26可输出驱动信号至一风扇马达28以使风扇运转。
如前所述，现有做法因图2所示的方波信号为量值0→H，H→0的瞬间变化，如此会导致线圈10于磁路变换时产生一量值相当大的反电动势高压而大幅增加开关噪声。因此，本发明的特征为设置一脉波整形电路24电连接于信号产生电路22及驱动电路26间，该脉波整形电路24用以增加该方波的上升时间(Rise Time)TR及下降时间(FallTime)TF，而将该方波的波形转换为一梯形波。如图6所示，本发明设计使该梯形波的上升时间TR及下降时间TF均落入该梯形波周期T的5％至15％范围内，其中上升时间TR定义为由10％(-20dB)的振幅点上升到90％(-0.9dB)的振幅点所需时间，下降时间TF也以相同的振幅点加以定义，唯其顺序相反。
藉由此一设计，当驱动电路26基于该具有适当范围的上升时间TR及下降时间TF值的梯形波信号，输出驱动信号至风扇马达28时，因此时的PWM脉波相位为具有一段上升时间及下降时间的平顺变化，如此可缓和马达线圈磁路变换时的反电动势产生，大幅降低开关噪声而减少马达运转时的噪音，尤其于马达以一低速运转时本发明降低噪音的效果更为显著。
图7显示本发明脉波整形电路24与驱动电路26连接的一具体电路组态。如图7所示，驱动电路26包含晶体管Q1及Q4构成的一驱动单元，及由晶体管Q2及Q3构成的另一反相驱动单元，藉由PWM脉波相位变化使两驱动单元交互导通。脉波整形电路24包含多个脉波整形单元24a、24b、24c及24d，分别连接至分属两驱动单元的各个晶体管Q1、Q2、Q3及Q4，使欲交互导通两驱动单元的晶体管的PWM脉波其上升时间TR及下降时间TF具有上述的适当范围值。该晶体管例如可为一双载子晶体管(Bipolar Transistor)。脉波整形单元24a、24b、24c及24d是由运算放大器、电阻及电容构成的一相位延迟电路，利用电阻值与电容时间常数值的调整，可调整使梯形波的上升时间及下降时间落入其周期的5％至15％范围内。
本发明的脉波整形电路，其仅需能达成调整输入驱动电路26的PWM脉波波形的作用，其配置型态并不限制。如图8显示本发明脉波整形电路与驱动电路连接的另一具体电路组态，于此实例中仅需设置两个脉波整形单元24e及24f，分别连接至由晶体管Q1、Q4构成及由晶体管Q2、Q3构成的两个别驱动单元也可，且其中脉波整形单元24e及24f也可设计为仅包含电阻及电容的简单型态，同样可利用电阻值与电容时间常数值调整脉波的上升时间及下降时间至所需范围值。
再者，本发明也可将驱动电路26内建于一驱动IC，且当驱动电路26内建于一驱动IC时，也将脉波整形电路24其调整上升时间及下降时间至所需范围值此一功能整合于该驱动IC。
以上所述仅为举例性，而非为限制本发明。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于所附的权利要求书中。
权利要求
1.一种马达控制电路，其特征在于包含一脉冲宽度调变信号产生电路，用以产生一具ON及OFF时序交替变化的方波信号；一驱动电路；及一脉波整形电路，连接于该脉冲宽度调变信号产生电路与该驱动电路间，用以调整该方波的上升时间及下降时间值使其均落入该方波周期的5％至15％范围内；其中该驱动电路是基于该调整后的上升时间及下降时间范围值输出一驱动信号至一风扇马达，以减少马达线圈磁路变换时形成的反电动势，降低该马达控制电路的开关噪声。
2.如权利要求1所述的马达控制电路，其特征在于该驱动电路是由两交互导通的驱动单元所构成。
3.如权利要求1所述的马达控制电路，其中该脉波整形电路是为包含电阻及电容组件的一相位延迟电路。
4.如权利要求3所述的马达控制电路，其特征在于该相位延迟电路更包含一运算放大器组件。
5.如权利要求1所述的马达控制电路，其特征在于该驱动电路与该脉波整形电路是内建于一驱动IC。
6.一种马达控制电路，其特征在于其包含一脉冲宽度调变信号产生电路，用以产生一具ON及OFF时序交替变化的方波信号；一驱动电路，包含一第一驱动单元及一第二驱动单元且各该驱动单元至少包含二晶体管；及一脉波整形电路，连接于该脉冲宽度调变信号产生电路与该驱动电路间，用以调整该方波的上升时间及下降时间值以将该方波信号转换为一上升时间及下降时间均为其周期的5％至15％范围内的一梯形波信号，该梯形波信号交互导通该第一驱动单元及该第二驱动单元的晶体管，以减少马达线圈磁路变换时形成的反电动势，降低该马达控制电路的开关噪声。
7.如权利要求6所述的马达控制电路，其特征在于该脉波整形电路包含两脉波整形单元，分别连接至该第一驱动单元及该第二驱动单元。
8.如权利要求6所述的马达控制电路，其特征在于该脉波整形电路包含连接至各该晶体管的多个脉波整形单元。
9.如权利要求6所述的马达控制电路，其特征在于该脉波整形电路是为包含电阻及电容组件的一相位延迟电路。
10.如权利要求9所述的马达控制电路，其特征在于该相位延迟电路更包含一运算放大器组件。
11.如权利要求6所述的马达控制电路，其特征在于该驱动电路与该脉波整形电路是内建于一驱动IC。
全文摘要
一种马达控制电路，包含一脉冲宽度调变信号产生电路、一驱动电路及一脉波整形电路。脉冲宽度调变信号产生电路用以产生一具ON及OFF时序交替变化的方波信号，且脉波整形电路连接于PWM信号产生电路与驱动电路间，用以调整该方波的上升时间及下降时间值使其均落入方波周期的5％至15％范围内。驱动电路是基于调整后的上升时间及下降时间范围值输出一驱动信号至一风扇马达，以减少马达线圈磁路变换时形成的反电动势，降低马达控制电路的开关噪声。
文档编号H02P6/08GK1625041SQ200310116930
公开日2005年6月8日 申请日期2003年12月3日 优先权日2003年12月3日
发明者吴家丰, 谢清森, 黄跃龙, 蔡明熹 申请人:台达电子工业股份有限公司