直流无刷马达的驱动系统技术方案

一种直流无刷马达驱动系统，由一速度控制器、一返馈比较电路及一S-R正反器所输出的重置讯号与再重置讯号，决定责任周期产生电路的PWM讯号的占空比，由此经过霍尔合成电路、逻辑控制电路和驱动电流来驱动线圈，同时通过驱动电流和感测电阻所得到返馈感测电压返馈至返馈比较电路，来进一步调整PWM讯号的占空比，最后达到输入电压与驱动电流的恒定以及线性稳定度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种直流无刷马达的驱动系统，特别是有关于一种具有良好线性度直流无刷马达的驱动系统，用以达到良好的低转速输出表现以及线性化马达转速控制， 使得直流无刷马达的驱动系统可以使用在蓝光光驱或是光雕光驱上。
技术介绍
在与三相马达驱动方法有关的先前技术中，已知的相关专利如CN1989689A及 CN1914789A，分别在述说马达控制方法以及峰值保护电路，其是利用PWM(Pulse Width Modulation)控制讯号，通过合成电路作相位调变，输出不同的相位调变讯号，最后再通过 PWM输出比较器，将放大讯号输出到马达控制电路，驱动外部电源驱动晶体管，最后驱动马达线圈电路，达到马达控制的功能。另外，为了达到马达转速恒定的功能，当马达线圈中流过的电流增加，马达的转速也跟着增加，霍尔组件即会感测出线圈中的电流，再将此感测电流转换成感测电压，并将此感测电压返馈至霍尔差分控制电路，进行PWM控制讯号的调整， 这时检测电压会通过返馈比较器与参考电压以及输入转速控制电压做比较，并进而达到稳定的转速控制。如图1所示，为一种公知的PWM控制方式的马达控制电路，是由驱动马达2、电源驱动晶体管7及PWM驱动控制电路6，所组成；其中PWM驱动控制电路6由霍尔差分放大器 16、PWM合成电路17、PWM比较放大器18、参考电压比较器对、输入转速比较器13、电流检测电阻12、震荡防止用电容器22以及马达驱动控制电路20所组成。其主要特征在于为了去除防止系统震荡用电容器22因延迟所产生的多余导通时间，将输入马达驱动控制电路20的PWM讯号减去参考电压比较器的输出RL，而得到较为真实的PWM驱动控制讯号。其中，参考电压比较器的输出RL，则是由峰值保持电路的输出与参考电压的差值所产生，而峰值保持电路的电压输入则是由电流检测电阻12，以及PWM控制信号的导通电流来决定，由 PWM导通的期间，峰值保持电路决定了峰值电压的侦测值，并在PWM的截止期间以一定的时间常数放电。此外，输入转速比较器13的输入端与峰值侦测电压、参考电平电压、输入控制电压(SIG)连接，使得参考电平电压和输入控制电压(SIG)中的较低方波则与峰值侦测电压做比较；当输入控制电压(SIG)高于峰值保持电路14的峰值电压时，输出电压则会上升，使得从合成电路输出的电压(U，V，W)也跟随增加，而PWM输出比较器18输出的PWM控制讯号占空比中的导通时间也会拉长，并通过马达驱动控制电路20到达电源驱动晶体管7，进而驱动马达上三相线圈，因此流过线圈上的驱动电流也会增加，同时马达的转速也会增加；接着，驱动电流也会流经电流检测电阻12并输出一个电压与转速控制电压作比较，如此经过一连串的循环，最后使得峰值电压会与转速控制电压趋于稳定。反之亦然，当输入讯号(SIG)控制电压降低，则驱动马达2的转数也随之降低，重复上述相同的工作循环，则降低的峰值电压与转速控制电压也将趋于一致。然而，当驱动马达2发生过载时，转速计速器侦测到的转速会减少，为了增加驱动马达的转速，输入控制讯号(SIG)的讯号会增强，故驱动马达2转速也跟随增加，转速控制电压就会异常的升高；当转速控制电压超过参考控制电压时，参考电压即会取代转速控制电压成为输入转速比较器13中峰值电压的比较对象，进而限制了最高转速，避免因为驱动电流过大，导致驱动马达上的电流线圈烧毁。另外，当转速电压过高时，一旦峰值保持电路的输出电压超过参考电压，参考电压比较器的输出即会处于高电平，并削减马达驱动控制电路PWM输出讯号多余的输出导通期间。并进而转速控制电压与驱动马达转速的稳定。如上述公知技术，是利用输入控制讯号(SIG)与峰值保持电路所输出的电压讯号差值来决定PWM控制讯号的占空比，并利用峰值保护电路输出电压与参考电压的差值，来决定高电平的输出时间，并进而达到PWM控制讯号占空比与期望输出转速的一致性。但是由输入控制讯号(SIG)与峰值保持电路输出的差值讯号与霍尔差分讯号合成出来的PWM控制讯号，是由不同的返馈路径输入讯号源与讯号差值，虽然在马达驱动控制电路20的输入信号可以削减PWM控制讯号的延迟部分，但是由于这些讯号都来自不同的返馈路径，因此讯号上容易产生非线性失真。由于蓝光光驱(Blue Ray DVD Player)在近年来已经蔚为未来的主流，相对于压缩技术的提升以及储存容量的增加，蓝光光驱在系统技术上也较传统CD、DVD，在伺服控制上的精度也要求较高。而整体来说，蓝光光驱的控制系统，主要包含有光学读取系统， 伺服控制以及光路的系统设计，由于伺服控制牵涉到驱动盘片转动的主轴马达(spindle motor)驱动系统的稳定度以及马达驱动转速的控制，因此，相对于高容量的蓝光光驱驱动马达的电路设计也更形重要，尤其当蓝光光驱在读取讯号过程中，光学读取需要有更高倍与恒定的读取速度，以利数据的处理，所以马达的驱动速度也必须维持高速并且保持一定的线性度；而当蓝光光驱在写入讯号(或称光雕)过程中，需要较低与更相对稳定的控制。 因此，使用在蓝光光驱上的马达驱动电路，更须格外着重在马达驱动电路的线性稳定度。为了克服了上述所描述的返馈路径非线性失真的问题，本专利技术提供一种直流无刷马达驱动系统，由输入讯号与参考电压的差值，直接决定了 PWM控制讯号的占空比以及导通时间，同时转速的返馈控制亦在同一路径上，因此达到最佳的输入电压与转速输出线性比。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种直流无刷马达驱动系统，以改进公知技术中存在的缺点O为实现目的，本专利技术提供的直流无刷马达的驱动系统，包括一参数生成电路，其输入端与一速度控制讯号及一直流参考电压连接，并输出一速度参数电压至一返馈比较器的一输入端，而返馈比较器的另一输入端与一感测电压连接，用以输出一再重置讯号至一 S-R 正反器的一输入端，而S-R正反器的另一输入端与一频率产生器所输出的重置触发讯号连接，使得S-R正反器输出一数字讯号，而数字讯号输入一责任周期产生电路后，由责任周期产生器输出一直流准位调变电压，而直流准位调变电压与霍尔三相电压讯号以及频率产生器所输出三角载波频率讯号一起输入至180度相位产生器以合成一三相的PWM控制讯号并输入到逻辑控制电路的一输入端，而逻辑控制电路的另一输入端与数字讯号连接，以产生一三相的PWM驱动讯号，并再将PWM驱动讯号输入到驱动电路506中，其中直流无刷马达驱动系统的特征在于由S-R正反器所输出的数字讯号来同步调整责任周期产生电路及逻辑控制电路所合成的PWM驱动讯号。本专利技术还提供一种直流无刷马达的驱动系统，包括一参数生成电路，其输入端与一速度控制讯号及一直流参考电压连接，并输出一速度参数电压至一返馈比较器的一输入端，而返馈比较器的另一输入端与一感测电压连接，用以输出一再重置讯号至一 S-R正反器的一输入端，而S-R正反器的另一输入端与一频率产生器所输出的重置触发讯号连接， 使得S-R正反器输出一数字讯号，而数字讯号输入一责任周期产生电路后，由责任周期产生器输出一直流准位调变电压，而直流准位调变电压与霍尔三相电压讯号以及该频率产生器所输出三角载波频率讯号一起输入至180度相位产生器以合成一三相的PWM控制讯号并输入到逻辑控制电路的一输入端，而逻辑控制电路的另一输入端与该本文档来自技高网...

【技术保护点】
驱动系统的特征在于：由该Ｓ－Ｒ正反器所输出的该数字讯号来同步调整该责任周期产生电路及该逻辑控制电路所合成的ＰＷＭ驱动讯号。载波频率讯号一起输入至１８０度相位产生器以合成一三相的ＰＷＭ控制讯号并输入到逻辑控制电路的一输入端，而该逻辑控制电路的另一输入端与该数字讯号连接，以产生一三相的ＰＷＭ驱动讯号，并再将该ＰＷＭ驱动讯号输入到驱动电路５０６中，其中该直流无刷马达Ｓ－Ｒ正反器的另一输入端与一频率产生器所输出的重置触发讯号连接，使得该Ｓ－Ｒ正反器输出一数字讯号，该数字讯号输入一责任周期产生电路后，由该责任周期产生器输出一直流准位调变电压，而该直流准位调变电压与霍尔三相电压讯号以及该频率产生器所输出三角１．一种直流无刷马达的驱动系统，包括一参数生成电路，其输入端与一速度控制讯号及一直流参考电压连接，并输出一速度参数电压至一返馈比较器的一输入端，而该返馈比较器的另一输入端与一感测电压连接，用以输出一再重置讯号至一Ｓ－Ｒ正反器的一输入端，而该

【技术特征摘要】
1.一种直流无刷马达的驱动系统，包括一参数生成电路，其输入端与一速度控制讯号及一直流参考电压连接，并输出一速度参数电压至一返馈比较器的一输入端，而该返馈比较器的另一输入端与一感测电压连接，用以输出一再重置讯号至一 S-R正反器的一输入端，而该S-R正反器的另一输入端与一频率产生器所输出的重置触发讯号连接，使得该S-R 正反器输出一数字讯号，该数字讯号输入一责任周期产生电路后，由该责任周期产生器输出一直流准位调变电压，而该直流准位调变电压与霍尔三相电压讯号以及该频率产生器所输出三角载波频率讯号一起输入至180度相位产生器以合成一三相的PWM控制讯号并输入到逻辑控制电路的一输入端，而该逻辑控制电路的另一输入端与该数字讯号连接，以产生一三相的PWM驱动讯号，并再将该PWM驱动讯号输入到驱动电路506中，其中该直流无刷马达驱动系统的特征在于由该S-R正反器所输出的该数字讯号来同步调整该责任周期产生电路及该逻辑控制电路所合成的PWM驱动讯号。2.一种直流无刷马达的驱动系统，包括一参数生成电路，其输入端与一速度控制讯号及一直流参考电压连接，并输出一速度参数电压至一返馈比较器的一输入端，而该返馈比较器的另一输入端与一感测电压连接，用以输出一再重置讯号至一 S-R正反器的一输入端，而该S-R正反器的另一输入端与一频率产生器所输出的重置触发讯号连接，使得该S-R 正反器输出一数字讯号，该数字讯号输入一责任周期产生电路后，由该责任周期产生器输出一直流准位调变电压，而该直流准位调变电压与霍尔三相电压讯号以及该频率产生器所输出三角载波频率讯号一起输入至180度相位产生器以合成一三相的PWM控制讯号并输入到逻辑控制电路的一输入端，而该逻辑控制电路的另一输入端与该数字讯号连接，以产生一三相的PWM驱动讯号，并再将该PWM驱动讯号输入到驱动电路506中，其中该直流无刷马达驱动系统的特征在于由输入至该返馈比较器507的该感测电压来调整该S-R正反器502所输出的该数字讯号Vq，进而同步调整该责任周期产生电路503及该逻辑控制电路505所合成的PWM驱动讯号。3.一种直流无刷马达的驱动系统，其特征在于，具备一参数生成电路，其一输入端与一速度控制讯号，而另一输入端与一直流参考电压连接，并输出一速度参数电压；一返馈比较器，其一输入端与该速度参数电压连接，而其另一输入端与一感测电压连接，用以输出一再重置讯号；一频率产生器，用以产生一重置触发讯号以及产生一三角载波频率讯号； 一 S-R正反器，其一输入端与该再重置讯号连接，而其另一输入端与该重置触发讯号连接，使得该S-R正反器输出一数字讯号；一责任周期产生电路，其一输入端与该数字讯号连接，并输出一直流准位调变电压； 一 180度...

【专利技术属性】
技术研发人员：李灯辉，陈威志，
申请(专利权)人：晶致半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71