具有电压调整电路的直流无刷马达控制电路制造技术

一种具有电压调整电路的直流无刷马达控制电路，包含霍尔元件、脉冲产生器、第一驱动电路、第二驱动电路、控制电路，该控制电路有一电压调整电路，包含第一负反馈运算放大器电路与第二负反馈运算放大器电路。第一负反馈运算放大器电路由控制电路的一输出端取得直流无刷马达线圈的电压信号、并将该信号衰减及稳压后输出至霍尔元件的控制电压输入端；第二负反馈运算放大器电路由控制电路的另一输出端取得直流无刷马达线圈另一反相的电压信号，将该信号衰减及稳压后输出至霍尔元件的控制电压输入端。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
具有电压调整电路的直流无刷马达控制电路本专利技术涉及一种用于直流无刷马达的控制电路，特别涉及一种用于直流无刷马达中、具有较少的封装接脚以及电压调整功能的控制电路。直流无刷马达由于其易于保养、控制性佳、以及性能优异等特性，早已为工业界所普遍应用。直流无刷马达的主要操作原理是通过包含霍尔元件的传感器感应到马达转子磁场的接近状况，并由霍尔传感器(或检测IC)所产生的信号来驱动马达线圈电流的转换。图1是一直流无刷马达中、一与线圈31与32相连接的公知检测IC的电路示意图。如图1所示，一安装于直流无刷马达中的霍尔检测IC 10的封装外表一般皆包含4组接脚11～14，霍尔检测IC 10的电路主要包含一霍尔元件15、一施密特触发器16、二驱动放大器17与18、以及二驱动晶体管QDR1与QDR2。霍尔元件15是通过接脚11而连接于一直流输入电压VCC，接脚12为霍尔检测IC 10的电路接地端，接脚13与14则分别外接于马达线圈30，一外接的直流电压VCC则从马达线圈的子线圈31与32通过接脚13与14而分别导通霍尔检测IC 10。霍尔元件15可在马达的磁性转子转动时随时检测其磁场的变化，并随其所检测的磁场方向变化而输出二感应电压VH1与VH2至施密特触发器16，施密特触发器16即可根据VH1与VH2的变化而分别输出一脉冲至驱动放大器17及18中，且此二脉冲是相互反相者，当其中的一脉冲通过驱动放大器17而使晶体管QDR1导通时，线圈31的输入电压VCC即经过接脚13与晶体管的集电极而导通至与其发射极相连接的接地端，此时，驱动放大器18则被截止；相反地，当马达的转子旋转一角度而使磁场方向改变时，另一反相脉冲则由施密特触发器16输出至驱动放大器18而使其导通，而驱动放大器17则被截止，线圈32的电压VCC即通过接脚14而导通于与放大器QDR2发射极相连接的接地端。如此，随着转子不停地旋转某一固定角度，即可造成检测-->IC 10对线圈31及32的交替驱动，因而使马达转子得以持续运转。类似于上述霍尔检测IC 10的封装外表随其安装所在的马达而有所不同，而随着马达日趋精密与微形化，此类检测IC亦有体积小型化的趋势与需求，在上述霍尔检测IC 10中，其封装外表共有4组接脚，然而，为了尽可能求取诸如霍尔检测IC 10的体积小型化，其接脚数的减少实乃体积进一步小型化的重要关键，因为，若至少能设法减少该类检测IC一组封装接脚，则利用现有体积电路的工艺技术，当可大为降低此类无刷马达检测IC的封装体积，以满足微型马达的安装需求。而且，通常诸如图1所示的接脚11极易受到来自接脚13及14的反电动势造成的噪音，故为提高霍尔元件的信噪比，亟应针对此一输入电压的接脚提出改善。此外，即便不将此减少一接脚以上所得的空间用在减少检测IC的体积上，也可进一步利用此一多出的接脚连接于具有附加功能的电路，如此，当可大为增进此类检测IC的设计弹性。故此实为新一代直流无刷马达传感器设计潮流的所趋，以增进其产业上的利用价值。本专利技术针对上述用于直流无刷马达的传感器所提出的改良电路，利用此一电路，可减少原有传感器封装的接脚数；或者，在不增加原传感器封装体积的前提下，可由于采用此一崭新改进而多出一可另行利用的接脚。在本专利技术的一实施例中，此一多出的接脚可另行连接于一转速检测电路，故本专利技术所提供的无刷马达传感器相比公知的传感器具有体积较小、或具备附加功能的优点。本专利技术的传感器控制电路具有一第一输出端与一第二输出端，并包含一霍尔元件，具有一控制电压端，其是用以检测直流无刷马达转子的磁场变化；一脉冲产生器，接受霍尔元件的输出信号，以决定直流无刷马达转子的相位，并因此而输出一脉冲信号；一第一驱动电路，接受脉冲产生器的脉冲信号，并输出一第一控制信号；一第二驱动电路，接受脉冲产生器的脉冲信号，并输出一与第一控制信号反相的第二控制信号；一第一控制晶体管，连接于第一输出端，并受控于第一控制信号而决定其导通与否；以及一第二控制晶体管，连接于第二输出端，并受控于第二控制信号而决定其导通与否。此控制电路的特征在于：其进一步包含有一电压调整电路，此电压调整电路包含一第一负反馈运算放大器电路与第一参考电压产生电路、与一第二负反馈运算放大器电路与第二参考电压产生电路。第一负反馈运算放大器电路由该控制-->电路的一输出端取得直流无刷马达线圈的一电压信号、并将该信号衰减及稳压后而输出至霍尔元件的控制电压输入端，第二负反馈运算放大器电路则由该控制电路的另一输出端取得直流无刷马达线圈另一反相的电压信号，并将该信号衰减及稳压后输出至霍尔元件的控制电压输入端。两组电压调整输出利用输出端为互补信号，以并联方式连接，可巧妙产生完整的稳压电源供检测IC电源使用。由于本专利技术的控制电路中，其所包含的霍尔元件及IC其他部分的控制电压是来自于控制电路所外接的马达线圈的反电动势，再经过上述电压调整电路的衰减及稳压而得到一稳定的电压源，故本专利技术的控制电路其封装较传统的封装可少一封装接脚，故可达到上述的专利技术目的。图1是一直流无刷马达中、一与线圈30相连接的公知检测IC的电路示意图。图2是本专利技术的第一实施例中，一与马达线圈60相连接的检测IC的电路示意图。图3是图2中的电压调整电路的电路方块图。图4是等效于图3的详细电路图。图5是用以显示图2中、在节点DO1处所取得马达线圈60的导通电压的实验数据。图6A是显示根据本专利技术第一实施例所得用以输入霍尔元件的电压VDD值，并藉其与节点DO1与DO2电压值的实验数据相比较，因而得以证明本专利技术的所得效果。图6B则显示由图6A的VDD值输入霍尔元件、并经过控制电路40处理后在其节点DR1′与DR2’处所得的脉冲电压值。图7是本专利技术的第二实施例中，一与马达线圈90相连接的检测IC的电路示意图。图2是本专利技术的第一实施例，一与马达线圈60相连接的检测IC的电路示意图。如图2所示，根据本专利技术的第一实施例，一直流无刷马达的检测IC控制电路40是图1所示电路的进一步改良，其包含一霍尔元件45、一施密特触发器46、二驱动放大器47与48、以及二驱动晶体管QDR1′，与QDR2′，其封装也包含4组接脚41～44。接脚41不做连接，接脚42则为控制电路40-->的电路接地端，接脚43与44则配合马达线圈60分别导通于控制电路40的二输出端点。如图2所示，本实施例与图1所示的公知控制电路10不同之处在于控制电路40另包含有一电压调整电路49。此电压调整电路49的作用是接受来自马达线圈60的电压，并将此电压处理后再供应给霍尔元件45及其他功能单元作为其输入电源之用。其原理如下所述，马达线圈60包含子线圈61与62，其分别连接于接脚43与44，当子线圈601与602因马达转子旋转所造成的磁场变化而被轮流导通时，即分别将此一导通电压分别引导至电压调整电路49的二输入端，再经过电压调整电路49的处理而输出至霍尔元件45、施密特触发器46、驱动放大器47、与驱动放大器48中，如此，检测IC 40即不需要通过接脚41以获取其输入电源，故相较于图1的公知控制电路，本实施例只需要接脚42、43、与44即可完成控制马达线圈60的动作，接脚41则可弃置不用或直接将其去除，亦即，本专利技术比公知控制电路的封装可少配置1组接脚。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有电压调整电路的直流无刷马达控制电路，该控制电路具有一第一输出端与一第二输出端，并包含：一霍尔元件，具有一控制电压输入端，该霍尔元件是用以检测直流无刷马达转子的磁场变化；一脉冲产生器，接受该霍尔元件的输出信号，以决定直流无刷马 达转子的相位，并因此而输出一脉冲信号；一第一驱动电路，接受该脉冲产生器的脉冲信号，并输出一第一控制信号；一第二驱动电路，接受该脉冲产生器的脉冲信号，并输出一与该第一控制信号反相的第二控制信号；一第一控制晶体管，连接于该第一输出端 ，并受控于该第一控制信号而决定其导通与否；以及一第二控制晶体管，连接于该第二输出端，并受控于该第二控制信号而决定其导通与否；其中，该控制电路还包含有一电压调整电路，该电压调整电路包含一第一负反馈运算放大器电路与一第一参考电压产生 电路、以及一第二负反馈运算放大器电路与一第二参考电压产生电路，其中：该第一负反馈运算放大器电路由该控制电路的第一输出端取得直流无刷马达线圈的一第一电压信号、并将该信号衰减及稳压后而输出至该霍尔元件的控制电压输入端；以及该第二负反馈运 算放大器电路由该控制电路的第二输出端取得直流无刷马达线圈的一第二电压信号，该信号与该第一电压信号反相，该第二负反馈运算放大器电路并将该信号衰减及稳压后输出至该霍尔元件的控制电压输入端。...

【技术特征摘要】
1.一种具有电压调整电路的直流无刷马达控制电路，该控制电路具有一第一输出端与一第二输出端，并包含：一霍尔元件，具有一控制电压输入端，该霍尔元件是用以检测直流无刷马达转子的磁场变化；一脉冲产生器，接受该霍尔元件的输出信号，以决定直流无刷马达转子的相位，并因此而输出一脉冲信号；一第一驱动电路，接受该脉冲产生器的脉冲信号，并输出一第一控制信号；一第二驱动电路，接受该脉冲产生器的脉冲信号，并输出一与该第一控制信号反相的第二控制信号；一第一控制晶体管，连接于该第一输出端，并受控于该第一控制信号而决定其导通与否；以及一第二控制晶体管，连接于该第二输出端，并受控于该第二控制信号而决定其导通与否；其中，该控制电路还包含有一电压调整电路，该电压调整电路包含一第一负反馈运算放大器电路与一第一参考电压产生电路、以及一第二负反馈运算放大器电路与一第二参考电压产生电路，其中：该第一负反馈运算放大器电路由该控制电路的第一输出端取得直流无刷马达线圈的一第一电压信号、并将该信号衰减及稳压后而输出至该霍尔元件的控制电压输入端；以及该第二负反馈运算放大器电路由该控制电路的第二输出端取得直流无刷马达线圈的一第二电压信号，该信号与该第一电压信号反相，该第二负反馈运算放大器电路并将该信号衰减及稳压后输出至该霍尔元件的控制电压输入端。2.如权利要求1的具有电压调整电路的直流无刷马达控制电路，其中，所述第一负反馈运算放大器电路包含：一第一定电流源，其电流流入端接于所述第一输出端；一第一切换晶体管，其集电极接于所述第一输出端，其基极接于该第一定电流源的电流流出端；以及一第一运算放大器，其负输入端接于该第一切换晶体管的发射极、并接于所述霍尔元件的控制电压输入端，其输出端则接于该第一切换晶体管的基极；所述第二负反馈运算放大器电路包含：一第二定电流源，其电流流入端接于所述第二输出端；一第二切换晶体管，其集电极接于所述第二输出端，其基极接于该第二定电流源的电流流出端；以及一第二运算放大器，其负输入端接于该第二切换晶体管的发射极、并接于所述霍尔元件的控制电压输入端，其输出端则接于该第二切换晶体管的基极。3.如权利要求2的具有电压调整电路的直流无刷马达控制电路，其中，所述第一运算放大器与所述第一参考电压产生电路包含：一第一双极结型晶体管(BJT)，其集电极接于所述第一切换晶体管的发射极；一第二双极结型晶体管(BJT...

【专利技术属性】
技术研发人员：林逸彬，李灯辉，
申请(专利权)人：安普生科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]