马达驱动装置及方法
阅读说明：本技术 马达驱动装置及方法 (Motor driving device and method ) 是由 陈昆民 刘宜政 于 2019-11-05 设计创作，主要内容包括：本发明涉及马达驱动装置及方法。一种马达驱动装置,包括脉冲宽度调制信号产生单元、控制单元、驱动单元、浮接点选择单元及反电动势侦测单元。脉冲宽度调制信号产生单元依据转速命令产生输入脉冲宽度调制信号。控制单元接收输入脉冲宽度调制信号,并依据换相顺序及输入脉冲宽度调制信号产生驱动信号及输出脉冲宽度调制信号。浮接点选择单元选择马达的未被导通的浮接相,反电动势侦测单元接收输出脉冲宽度调制信号,并于输出脉冲宽度调制信号的导通时间或关断时间下侦测浮接相的反电动势,以于反电动势出现过零点事件时输出换相信号。其中,控制单元控制反电动势侦测单元于输出脉冲宽度调制信号的导通时间或关断时间下侦测浮接相的反电动势。(The invention relates to a motor driving device and a method. A motor driving device comprises a pulse width modulation signal generating unit, a control unit, a driving unit, a floating contact selecting unit and a back electromotive force detecting unit. The PWM signal generating unit generates an input PWM signal according to the rotation speed command. The control unit receives an input pulse width modulation signal, and generates a driving signal and outputs a pulse width modulation signal according to the phase change sequence and the input pulse width modulation signal. The floating point selection unit selects a floating phase of the motor which is not conducted, the counter electromotive force detection unit receives the output pulse width modulation signal and detects the counter electromotive force of the floating phase at the conduction time or the turn-off time of the output pulse width modulation signal so as to output a phase change signal when the counter electromotive force has a zero-crossing event. The control unit controls the back electromotive force detection unit to detect the back electromotive force of the floating phase under the on time or the off time of the output pulse width modulation signal.)
技术领域
本发明涉及一种马达驱动装置及方法，特别是涉及一种能够依据马达参数而分别在脉冲宽度调制信号的导通及关断时间进行反电动势侦测的马达驱动装置及方法。
背景技术
直流无刷马达(direct current brushless motor)为一种常见的马达，其具有高效率、轻、薄、短、小等优点，因而广泛地被应用于各种领域。在现今之电子产品中，如个人计算机、笔记本电脑、通信装置及家用电器等等皆会使用到直流无刷马达，例如各种电子产品之风扇马达、计算机储存装置之主轴马达皆是使用直流无刷马达。一般来说，在驱动直流无刷马达时，必须侦测马达转子的位置，以正确地驱动换相开关来进行换相程序。
现有的无刷直流马达系统通常包含三相无刷直流马达、霍尔传感器及驱动器。然而，由于霍尔传感器容易受外界环境的影响，造成感测准确度降低，甚至在某些环境下无法正常工作(例如温度过高之环境)，另一方面，于无刷直流马达系统中多了霍尔传感器的设计，除了会增加系统之体积外，还提高了制造成本，因此，不使用传感器之无感测驱动方法进而被提出。
在现有的无传感器驱动方法中，通过在脉冲宽度调制信号的导通期间侦测反电动势来决定换相时机。而为了降低噪音，可侦测其中一相作为浮接相，并以其相对应的反电动势零点作为比较基准。
然而，当马达处在低转速状况下，脉冲宽度调制信号的导通时间大幅下降，而不足以侦测反电动势的过零点事件，因此，现有的马达驱动装置尝试在脉冲宽度调制信号的关断期间侦测反电动势来决定换相时机，却容易出现换相点误判问题。
一般而言，在脉冲宽度调制信号的导通时间中，所侦测到的线圈电流的斜率呈现正值，与反电动势极性相同，可正确判断换相点。然而，在部分马达机构中，由于马达转速尚未符合马达的输入电流所能达到的马达转速，而会导致产生错误的反电动势信号产生，导致换相点的误判。
因此，急需一种能够依据马达参数而分别在脉冲宽度调制信号的导通及关断时间进行反电动势侦测的马达驱动装置及方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种能够依据马达参数而分别在脉冲宽度调制信号的导通及关断时间进行反电动势侦测的马达驱动装置及方法。
为了解决上述的技术问题，本发明所采用的其中一技术方案是，提供一种马达驱动装置，所述马达驱动装置用于驱动一马达，所述马达驱动装置包括：一脉冲宽度调制信号产生单元，经配置以依据一转速命令产生具有一工作周期的一输入脉冲宽度调制信号；一控制单元，经配置以接收所述输入脉冲宽度调制信号，并依据一换相顺序及所述输入脉冲宽度调制信号产生具有多个相位的一驱动信号及一输出脉冲宽度调制信号；一驱动单元，耦接于所述控制单元及所述马达，所述驱动单元经配置以多个所述相位驱动所述马达；一浮接点选择单元，耦接于所述驱动单元及所述马达，所述浮接点选择单元经配置以依据所述马达的驱动状况选择所述马达的未被导通的一浮接相；以及一反电动势侦测单元，经配置以接收所述输出脉冲宽度调制信号，并于所述输出脉冲宽度调制信号的一导通时间或一关断时间下侦测所述浮接相的反电动势，以于所述反电动势出现过零点事件时输出一换相信号，其中当所述控制单元接收到所述换相信号时，控制所述驱动单元依据所述换相顺序由一当前相位切换至下一相位，以所述驱动信号驱动所述马达，其中所述控制单元经配置以控制所述反电动势侦测单元于所述输出脉冲宽度调制信号的所述导通时间或所述关断时间下侦测所述浮接相的反电动势。
优选地，所述马达驱动装置还包括一马达参数侦测模块，经配置以侦测所述马达的多个运转参数，并对应输出多个参数信号，其中所述控制单元经配置以依据多个所述运转参数决定是否输出一关断时间侦测启动信号，以使所述反电动势侦测单元于所述输出脉冲宽度调制信号的所述关断时间下侦测所述浮接相的反电动势。
优选地，所述马达参数侦测模块包括一工作周期转换检测单元，经配置以接收所述输出脉冲宽度调制信号，并侦测所述输出脉冲宽度调制信号的工作周期，以产生一工作周期参数信号，其中所述控制单元经配置以接收所述工作周期参数信号，并依据所述输出脉冲宽度调制信号的工作周期决定是否输出所述关断时间侦测启动信号。
优选地，所述控制单元在所述工作周期为6％至10％的范围内时，决定输出所述关断时间侦测启动信号。
优选地，所述马达参数侦测模块包括一工作电压转换检测单元，经配置以接收一工作电压，以产生一工作电压参数信号，其中所述控制单元经配置以接收所述工作电压参数信号，并依据所述工作电压参数信号决定是否输出所述关断时间侦测启动信号。
优选地，所述马达参数侦测模块包括一转速转换检测单元，经配置以侦测所述马达的转速，以产生一转速参数信号，其中所述控制单元经配置以接收所述转速参数信号，并依据所述马达的转速决定是否输出所述关断时间侦测启动信号。
优选地，所述控制单元经配置以判断所述马达的转速变化率是否在一预定转速变化范围内，若是，则决定输出所述关断时间侦测启动信号。
优选地，当所述控制单元依据多个所述参数信号决定输出所述关断时间侦测启动信号时，产生并输出一就绪信号，以重置所述马达参数侦测模块。
优选地，所述控制单元经配置以控制所述反电动势侦测单元在一屏蔽时间后才侦测所述浮接相的反电动势，并输出一屏蔽时间指示信号。
优选地，所述马达驱动装置还包括一过零点错误侦测单元，经配置以接收所述屏蔽时间指示信号、所述换相信号及所述就绪信号，以在所述反电动势侦测单元于所述输出脉冲宽度调制信号的所述关断时间下侦测所述浮接相的反电动势时，判断是否在所述屏蔽时间结束后的一预定时间内侦测到所述换相信号，若是，则所述过零点错误侦测单元产生一错误信号，所述控制单元接收到所述错误信号时控制所述反电动势侦测单元进行切换，以于所述输出脉冲宽度调制信号的所述导通时间侦测所述浮接相的反电动势。
为了解决上述的技术问题，本发明所采用的其中一技术方案是，提供一种马达驱动方法，所述马达驱动方法用于驱动一马达，所述马达驱动方法包括：配置一脉冲宽度调制信号产生单元以依据一转速命令产生具有一工作周期的一输入脉冲宽度调制信号；配置一控制单元接收所述输入脉冲宽度调制信号，并依据一换相顺序及所述输入脉冲宽度调制信号产生具有多个相位的一驱动信号及一输出脉冲宽度调制信号；配置一驱动单元以多个所述相位驱动所述马达；配置一浮接点选择单元依据所述马达的驱动状况选择所述马达的未被导通的一浮接相；配置一反电动势侦测单元接收所述输出脉冲宽度调制信号，并于所述输出脉冲宽度调制信号的一导通时间或一关断时间下侦测所述浮接相的反电动势，以于所述反电动势出现过零点事件时输出一换相信号；当所述控制单元接收到所述换相信号时，配置所述控制单元控制所述驱动单元依据所述换相顺序由一当前相位切换至下一相位，以所述驱动信号驱动所述马达；以及配置所述控制单元控制所述反电动势侦测单元于所述输出脉冲宽度调制信号的所述导通时间或所述关断时间下侦测所述浮接相的反电动势。
优选地，所述马达驱动方法还包括：配置一马达参数侦测模块侦测所述马达的多个运转参数，并对应输出多个参数信号；以及配置所述控制单元依据多个所述运转参数决定是否输出一关断时间侦测启动信号，以使所述反电动势侦测单元于所述输出脉冲宽度调制信号的所述关断时间下侦测所述浮接相的反电动势。
优选地，所述马达驱动方法还包括：配置所述马达参数侦测模块的一工作周期转换检测单元接收所述输出脉冲宽度调制信号，并侦测所述输出脉冲宽度调制信号的工作周期，以产生一工作周期参数信号；以及配置所述控制单元接收所述工作周期参数信号，并依据所述输出脉冲宽度调制信号的工作周期决定是否输出所述关断时间侦测启动信号。
优选地，所述控制单元在所述工作周期为6％至10％的范围内时，决定输出所述关断时间侦测启动信号。
优选地，所述马达驱动方法还包括：配置所述马达参数侦测模块的一工作电压转换检测单元接收一工作电压，以产生一工作电压参数信号；以及配置所述控制单元接收所述工作电压参数信号，并依据所述工作电压参数信号决定是否输出所述关断时间侦测启动信号。
优选地，所述马达驱动方法还包括：配置所述马达参数侦测模块的一转速转换检测单元侦测所述马达的转速，以产生一转速参数信号；以及配置所述控制单元接收所述转速参数信号，并依据所述马达的转速决定是否输出所述关断时间侦测启动信号。
优选地，所述马达驱动方法还包括配置所述控制单元判断所述马达的转速变化率是否在一预定转速变化范围内，若是，则决定输出所述关断时间侦测启动信号。
优选地，所述马达驱动方法还包括：当所述控制单元依据多个所述参数信号决定输出所述关断时间侦测启动信号时，配置所述控制单元产生并输出一就绪信号，以重置所述马达参数侦测模块。
优选地，所述马达驱动方法还包括：配置所述控制单元控制所述反电动势侦测单元在一屏蔽时间后才侦测所述浮接相的反电动势，并输出一屏蔽时间指示信号。
优选地，所述马达驱动方法还包括：配置一过零点错误侦测单元以接收所述屏蔽时间指示信号、所述换相信号及所述就绪信号，以在所述反电动势侦测单元于所述输出脉冲宽度调制信号的所述关断时间下侦测所述浮接相的反电动势时，配置所述过零点错误侦测单元判断是否在所述屏蔽时间结束后的一预定时间内侦测到所述换相信号，若是，则配置所述过零点错误侦测单元产生一错误信号；以及配置所述控制单元接收到所述错误信号时控制所述反电动势侦测单元进行切换，以于所述输出脉冲宽度调制信号的所述导通时间侦测所述浮接相的反电动势。
本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的马达驱动装置及方法，在工作周期较低的状况下，避免由于脉冲宽度调制的导通时间大幅下降，产生不足以侦测反电动势的过零点事件的问题。再者，当系统中工作电压处于变化状态时，控制单元可用于侦测工作电压的变化率是否超过预定变化率，以避免系统内电压尚未稳定时，造成在输出脉冲宽度调制信号的关断时间进行反电动势侦测时误判过零点事件的出现时机，进而可避免换相点的误判。
此外，控制单元可判断马达的转速变化率是否在预定转速变化范围内，当转速已经稳定，则可决定输出关断时间侦测启动信号，因此可避免马达的转速尚未稳定时即在输出信号的关断时间对浮接相的反电动势进行侦测，而导致换相点的误判。
为使能进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为本发明第一实施例的马达驱动电路的电路架构图。
图2为本发明第一实施例的马达及驱动单元的电路架构图。
图3为依据本发明第一实施例在输出脉冲宽度调制信号的导通时间或关断时间侦测浮接相的反电动势的示意图。
图4为本发明第二实施例的马达驱动电路的电路架构图。
图5为本发明第二实施例的马达驱动方法的流程图。
图6为本发明第三实施例的马达驱动电路的电路架构图。
图7为本发明第三实施例的马达驱动方法的流程图。
具体实施方式
以下是通过特定的具体实施例来说明本发明所公开有关“马达驱动装置及方法”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不背离本发明的构思下进行各种修改与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。
应当可以理解的是，虽然本文中可能会使用到“第一”、“第二”、“第三”等术语来描述各种组件或者信号，但这些组件或者信号不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一组件与另一组件，或者一信号与另一信号。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。
请参阅图1，图1为本发明第一实施例的马达驱动电路的电路架构图。
参阅图1所示，本发明第一实施例提供一种马达驱动装置1，用于驱动一马达11，其包括脉冲宽度调制信号产生单元10、驱动单元12、马达参数侦测模块13、浮接点选择单元14、反电动势侦测单元16及控制单元18。其中，马达11可为无传感器的三相马达。
脉冲宽度调制信号产生单元10经配置以依据转速命令S1产生具有工作周期的输入脉冲宽度调制信号PWMin。
控制单元18经配置以接收输入脉冲宽度调制信号PWMin，并依据换相顺序及输入脉冲宽度调制信号PWMin产生具有多个相位的驱动信号S2及输出脉冲宽度调制信号PWMout。
驱动单元12耦接于控制单元18及马达11，经配置以所述多个相位驱动马达11。浮接点选择单元14耦接于驱动单元12及马达11，经配置以依据马达11的驱动状况选择马达11未被导通的浮接相。
如图2所示，图2为本发明第一实施例的马达及驱动单元的电路架构图。驱动单元12可接收驱动信号S1，以分别输出开关信号UH、UL、VH、VL、WH、WL来控制驱动单元12内之各个开关单元的导通或截止状态。
一般而言，马达11具有三个绕组，分别为U线圈绕组U、V线圈绕组V与W线圈绕组W。由图2的电路架构可知，驱动单元12包括晶体管M1、M2、M3、M4、M5、M6，当晶体管M1与晶体管M5开启时，此时马达运转的电流，由电源端经晶体管M1、马达12的U线圈绕组U、V线圈绕组V，并再经由晶体管M5流到地端。
一般正常的马达电流控制是由U线圈绕组U流向V线圈绕组V，U线圈绕组U流向W线圈绕组W，之后换向由U线圈绕组U流向W线圈绕组W，换向电流由V线圈绕组V流向W线圈绕组W，再由V线圈绕组V流向U线圈绕组U，V线圈绕组V流向W线圈绕组W。接着，其他的换相持续的控制U线圈绕组、V线圈绕组、W线圈绕组的电流流向，进而控制马达的转向，上述是马达的换相方式，但这只是控制马达换相的一种，其它的马达的换相方式，于此不加以赘述。
再者，换相顺序可例如为依序排列的UV、UW、VW、VU、WU及WV，依据此顺序，控制单元18可产生具有多个相位的驱动信号S1，且换相顺序UV、UW、VW、VU、WU及WV系依据马达的预定转动方向，例如正转所设定。其中，U线圈绕组U作为浮接相时产生的反电动势为Emf_A，V线圈绕组V作为浮接相时产生的反电动势为Emf_B，W线圈绕组W作为浮接相时产生的反电动势为Emf_C。
进一步，浮接点选择单元14耦接于驱动单元12及马达11，在初始启动时，用来根据驱动单元12之驱动状况，选择马达11上未被导通之浮接相。例如，以换相顺序中的UV而言，即是U线圈绕组U及V线圈绕组V导通，而此时马达11上未被导通之浮接相为W线圈绕组W，以换相顺序中的UW而言，即是U线圈绕组U及W线圈绕组W导通，而此时马达11上未被导通之浮接相为V线圈绕组V。
反电动势侦测单元16耦接于浮接点选择单元14，经配置以接收输出脉冲宽度调制信号PWMout，并于输出脉冲宽度调制信号PWMout的导通时间或关断时间下侦测浮接相的反电动势，以于反电动势出现过零点事件时输出换相信号ZC。举例来说，以换相顺序中的UV而言，即是U线圈绕组U及V线圈绕组V导通，可设定反电动势侦测单元16侦测马达11的其中一个浮接相，例如为W线圈绕组W，以判断是否发生过零点事件，当发生过零点事件时，反电动势侦测单元16产生换相信号ZC，并传送至控制单元18。
当控制单元18接收到换相信号ZC时，控制驱动单元12依据换相顺序由当前相位切换至下一相位，以驱动信号S2驱动马达11。
其中，控制单元18可用于控制反电动势侦测单元16于输出脉冲宽度调制信号PWMout的导通时间或关断时间下侦测浮接相的反电动势。
可进一步参考图3，其为依据本发明的第一实施例在输出脉冲宽度调制信号的导通时间或关断时间侦测浮接相的反电动势的示意图。如图所示，浮接相电压Vfloating-com为线圈反电动势Vbemf与导通时输出脉冲宽度调制信号电压Von_emf相加，亦即Vfloating-com＝Vbemf+Von_emf。在反电动势的过零点事件ZCP发生前，假设线圈反电动势Vbemf为-0.5V，导通时输出脉冲宽度调制信号电压Von_emf为-1V，则可推得浮接相电压Vfloating-com为-1.5V，而在反电动势的过零点事件ZCP发生时，线圈反电动势Vbemf为0V，导通时输出脉冲宽度调制信号电压Von_emf为0V。在反电动势的过零点事件ZCP发生后，假设线圈反电动势Vbemf为0.5V，导通时输出脉冲宽度调制信号电压Von_emf为1V，则可推得浮接相电压Vfloating-com为1.5V。换言之，在输出脉冲宽度调制信号PWMout的导通时间下侦测反电动势时，所侦测到的线圈电流的斜率呈现正值，与反电动势极性相同，因此于换相点的判断为正常。
然而，当马达处在低转速状况下，脉冲宽度调制的导通时间大幅下降，而不足以侦测反电动势的过零点事件，因此需要以脉冲宽度调制的关断时间作为换相的判断基准。如图所示，浮接相电压Vfloating-com为线圈反电动势Vbemf与关断时输出脉冲宽度调制信号电压Voff_emf相加，亦即Vfloating-com＝Vbemf+Voff_emf。在反电动势的过零点事件ZCP发生前，假设线圈反电动势Vbemf为-0.5V，关断时输出脉冲宽度调制信号电压Voff_emf为+1V，则可推得浮接相电压Vfloating-com为+0.5V，而在反电动势的过零点事件ZCP发生时，线圈反电动势Vbemf为0V，导通时输出脉冲宽度调制信号电压Von_emf为0V。在反电动势的过零点事件ZCP发生后，假设线圈反电动势Vbemf为0.5V，导通时输出脉冲宽度调制信号电压Von_emf为-1V，则可推得浮接相电压Vfloating-com为-0.5V，换言之，在输出脉冲宽度调制信号PWMout的关断时间下侦测反电动势时，所侦测到的线圈电流的斜率呈现负值，而与反电动势极性相反。因此，当转速落后线圈电流到一预定相位，所感应的反电动势较小，而容易在比较浮接相的反电动势时出现错误，导致换相点误判。
因此，本发明的马达驱动装置1还包括马达参数侦测模块13，经配置以侦测马达11的多个运转参数，并对应输出多个参数信号SP1、SP2、SP3。而控制单元18可依据多个运转参数决定是否输出关断时间侦测启动信号OFFDET，以使反电动势侦测单元16于输出脉冲宽度调制信号PWMout的关断时间下侦测浮接相的反电动势。
进一步，请参照图4，其为本发明第二实施例的马达驱动电路的电路架构图。
本发明第二实施例另外提供一种具有拴锁保护模式的马达驱动装置1'’，用于驱动马达11，其包括脉冲宽度调制信号产生单元10、驱动单元12、马达参数侦测模块13'、浮接点选择单元14、反电动势侦测单元16及控制单元18。其中，马达11可为无传感器的三相马达。
其中，脉冲宽度调制信号产生单元10、驱动单元12、浮接点选择单元14、反电动势侦测单元16之运作类似于本发明的第一实施例，故不在此赘述。
与第一实施例不同之处在于，马达参数侦测模块13'进一步包括工作周期转换检测单元131、工作电压转换检测单元132及转速转换检测单元133。
在本实施例中，工作周期转换检测单元131用以接收输出脉冲宽度调制信号PWMout，并侦测输出脉冲宽度调制信号PWMout的工作周期，以产生工作周期参数信号SPi，而控制单元18在接收工作周期参数信号SPi后，依据输出脉冲宽度调制信号PWMout的工作周期决定是否输出关断时间侦测启动信号OFFDET。
举例而言，控制单元18在工作周期为6％至10％的范围内时，决定输出关断时间侦测启动信号OFFDET，以在工作周期较低的状况下，避免由于脉冲宽度调制的导通时间大幅下降，产生不足以侦测反电动势的过零点事件的问题。
另一方面，工作电压转换检测单元132可用于接收工作电压(例如芯片内电压Vdd、VCC)，以产生工作电压参数信号SPii。控制单元18在接收工作电压参数信号SPii后，依据工作电压参数信号决定是否输出关断时间侦测启动信号OFFDET。举例而言，当系统中工作电压处于变化状态时，控制单元18可用于侦测工作电压的变化率是否超过预定变化率，以避免系统内电压尚未稳定时，造成在输出脉冲宽度调制信号PWMout的关断时间进行反电动势侦测时误判过零点事件的出现时机，进而可避免换相点的误判。
此外，转速转换检测单元133可通过接收马达11的转速信号RPM来侦测马达11的转速，以产生转速参数信号SPiii。在控制单元18接收到转速参数信号SPiii后，可依据马达11的转速决定是否输出关断时间侦测启动信号OFFDET。举例而言，在本实施例中，控制单元18可判断马达11的转速变化率是否在预定转速变化范围内，若是，代表马达11的转速已经稳定，则可决定输出关断时间侦测启动信号OFFDET，因此可避免马达11的转速尚未稳定时即在输出脉冲宽度调制信号PWMout的关断时间对浮接相的反电动势进行侦测，而导致换相点的误判。
需要说明的是，当控制单元18依据上述参数信号SP1、SP2、SP3(或工作周期参数信号SPi、工作电压参数信号SPii及转速参数信号SPiii)决定输出关断时间侦测启动信号OFFDET时，产生并输出就绪信号Rdy，以重置马达参数侦测模块13'。
请进一步参考图5，其为本发明第二实施例的马达驱动方法的流程图。如图所示，本发明的第二实施例提供一种马达驱动方法，其适用于上述的马达驱动装置，但不限于此，且为了方便说明，将省略关于马达驱动装置的组件运作细节的重复描述。马达驱动方法包括下列步骤：
S100：配置脉冲宽度调制信号产生单元以依据转速命令产生具有工作周期的输入脉冲宽度调制信号。
S101：配置控制单元接收输入脉冲宽度调制信号，并依据换相顺序及输入脉冲宽度调制信号产生具有多个相位的驱动信号及输出脉冲宽度调制信号；
S102：配置驱动单元以多个相位驱动马达；
S103：配置浮接点选择单元依据马达的驱动状况选择马达未被导通的浮接相；
S104：配置一反电动势侦测单元接收输出脉冲宽度调制信号，并于输出脉冲宽度调制信号的一导通时间或一关断时间下侦测浮接相的反电动势，以于反电动势出现过零点事件时输出一换相信号；
S105：当控制单元接收到换相信号时，配置控制单元控制驱动单元依据换相顺序由一当前相位切换至下一相位，以驱动信号驱动马达。
S106：配置马达参数侦测模块侦测马达的多个运转参数，并对应输出多个参数信号；以及
S107：配置控制单元依据运转参数决定是否输出关断时间侦测启动信号，以使反电动势侦测单元于输出脉冲宽度调制信号的关断时间下侦测浮接相的反电动势。
S108：配置控制单元控制反电动势侦测单元于输出脉冲宽度调制信号的导通时间或关断时间下侦测浮接相的反电动势。
请参阅图6，图6为本发明第三实施例的马达驱动电路的电路架构图。
本发明第三实施例提供一种马达驱动装置1”，用于驱动马达11，其包括脉冲宽度调制信号产生单元10、驱动单元12、马达参数侦测模块13'、浮接点选择单元14、反电动势侦测单元16、控制单元18及过零点错误侦测单元15。其中，马达11可为无传感器的三相马达。
其中，脉冲宽度调制信号产生单元10、驱动单元12、马达参数侦测模块13'、浮接点选择单元14及反电动势侦测单元16之运作类似于本发明的第一及第二实施例，故不在此赘述。
与前述实施例不同之处在于，控制单元18进一步在接收换相信号ZC后，控制反电动势侦测单元16在屏蔽时间后才侦测浮接相的反电动势，并输出屏蔽时间指示信号mask。此处，屏蔽时间之设计在于避免浮接相在换相时，刚切换而未达到稳定电压时，会造成反电动势电压位准的误判情形。
马达驱动装置1”进一步包括过零点错误侦测单元15，经配置以接收屏蔽时间指示信号mask、换相信号ZC及就绪信号Rdy，以在反电动势侦测单元于输出脉冲宽度调制信号PWMout的关断时间下侦测浮接相的反电动势时，判断是否在屏蔽时间结束后的预定时间内侦测到换相信号。若是，则代表马达11处在故障状态，因此过零点错误侦测单元15产生错误信号Erro，在控制单元18接收到错误信号Erro时，控制反电动势侦测单元进行切换，以于输出脉冲宽度调制信号PWMout的导通时间侦测浮接相的反电动势。
需要说明的是，在本发明的各实施例中，就绪信号Rdy系基于多个马达参数而产生，其可用于指示马达11转速落后线圈电流在一可容许相位内，或者，就绪信号Rdy可在一段预估的固定时间后产生、侦测到马达11的转速已经趋于稳定的信号，或于换相信号ZC产生后，马达11运转一圈后产生的指示信号。此外，若在输出脉冲宽度调制信号PWMout的工作周期是比在导通时间下所能侦测的最小工作周期小的状况下，例如10％，则就绪信号Rdy则是用于在工作周期大于10％且转速到达稳定后才产生。
可进一步请参照图7，其为本发明第三实施例的马达驱动方法的流程图。如图所示，基于第二实施例的马达驱动方法，本实施例的马达驱动方法可进一步包括下列步骤：
步骤S200：配置控制单元控制反电动势侦测单元在屏蔽时间后才侦测浮接相的反电动势，并输出屏蔽时间指示信号。
步骤S201：配置过零点错误侦测单元以接收屏蔽时间指示信号、换相信号及就绪信号。
步骤S202：在反电动势侦测单元于输出脉冲宽度调制信号的关断时间下侦测浮接相的反电动势时，判断是否在屏蔽时间结束后的预定时间内侦测到换相信号。若是，则进入步骤S203：产生错误信号。若否，则重复步骤S202。
步骤S204：配置控制单元接收到错误信号时控制反电动势侦测单元进行切换，以于输出脉冲宽度调制信号的导通时间侦测浮接相的反电动势。
实施例的有益效果
本发明的其中一有益效果在于，本发明所提供的马达驱动装置及方法，在工作周期较低的状况下，避免由于脉冲宽度调制的导通时间大幅下降，产生不足以侦测反电动势的过零点事件的问题。再者，当系统中工作电压处于变化状态时，控制单元可用于侦测工作电压的变化率是否超过预定变化率，以避免系统内电压尚未稳定时，造成在输出脉冲宽度调制信号的关断时间进行反电动势侦测时误判过零点事件的出现时机，进而可避免换相点的误判。
此外，控制单元可判断马达的转速变化率是否在预定转速变化范围内，当转速已经稳定，则可决定输出关断时间侦测启动信号，因此可避免马达的转速尚未稳定时即在输出信号的关断时间对浮接相的反电动势进行侦测，而导致换相点的误判。
以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的权利要求书的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的权利要求书的保护范围内。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种直流电机驱动装置