風扇系統(tǒng)、單相直流馬達控制電路及其控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種風扇系統(tǒng)、單相直流馬達控制電路及其控制方法，該單相直流馬達控制電路包括邏輯電路、切換電路及驅動電路。邏輯電路輸出第一、第二、第三及第四邏輯信號。切換電路依據(jù)脈寬調制信號及第一邏輯信號產(chǎn)生第一方向驅動信號，并且依據(jù)脈寬調制信號及第二邏輯信號產(chǎn)生第二方向驅動信號。驅動電路依據(jù)第一方向驅動信號與第四邏輯信號輸出第一輸出信號，并且依據(jù)第二方向驅動信號與第三邏輯信號輸出第二輸出信號。第一及第二輸出信號均為正半波的弦波信號，且兩者之間的相位差為180度。
【專利說明】風扇系統(tǒng)、單相直流馬達控制電路及其控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種風扇系統(tǒng)，特別是指一種能夠平滑化單相直流馬達的電流的單相直流馬達控制電路及其控制方法的風扇系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]單相直流馬達已廣泛地應用于許多電子產(chǎn)品，如個人電腦、電動刮胡刀、復印機、投影機及果汁機等低電壓電子產(chǎn)品。隨著時代的進步，人們對于高效能的個人電腦的需求也不斷提升。對于具有高效能的個人電腦而言，因單位時間內(nèi)其中央處理單元運作加快，容易造成主機溫度升高。故，新一代的個人電腦還需搭配有單相直流馬達風扇以幫助散熱。因此，單相直流馬達風扇于微型散熱風扇系統(tǒng)中，具有舉足輕重的地位?；谏鲜隼碛?，提供一能使單相直流馬達穩(wěn)定運作的控制方法與電路顯得相當重要。
[0003]請同時參見圖1及圖2，圖1為已知的單相直流馬達的控制電路的結構示意圖，圖2為圖1的控制電路的輸出信號波形示意圖。單相直流馬達的控制電路110利用霍爾元件HAL來感測單相直流馬達130內(nèi)轉子的磁極位置，并據(jù)以產(chǎn)生第一弦波信號BOP及第二弦波信號BRP。第一弦波信號BOP及第二弦波信號BRP輸入至比較器RPl及比較器RP2后，經(jīng)由比較運算后以分別輸出霍爾信號HCl和HC2。接著，邏輯電路112接收由外部的PWM產(chǎn)生器120所產(chǎn)生的脈波調制信號PW以及所述霍爾信號HCl和HC2，以分別輸出開關信號H1、H2、LI及L2來控制驅動電路114內(nèi)的各個開關單元(未圖標)的導通或截止狀態(tài)。之后，驅動電路114交替輸出第一輸出信號VOUTl以及第二輸出信號V0UT2至單相直流馬達130，以驅動單相直流馬達130轉動。
[0004]然而，在單相直流馬達130轉動時，單相直流馬達130內(nèi)必定會產(chǎn)生一與外加電壓極性相反的反應電動勢。因此，流經(jīng)單相直流馬達130的電流將會受到所述反應電動勢的影響，而使流經(jīng)單相直流馬達130的電流對應地產(chǎn)生變化(如圖2所示頭尾電流值較高的馬鞍型電流波形)。因此于輸出第一輸出信號VOUTl以及第二輸出信號V0UT2的換相時間內(nèi)(即霍爾信號HCl和HC2皆為低電壓電平時)，將造成流經(jīng)單相直流馬達130的電流產(chǎn)生瞬間劇烈變化(因為馬鞍型電流尾巴電流值較高)。如此劇烈變化的電流，將影響單相直流馬達130的運轉，進而使單相直流馬達130于轉動時產(chǎn)生機械式的噪音。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明實施例提供一種單相直流馬達控制電路，所述單相直流馬達控制電路包括邏輯電路、切換電路及驅動電路。邏輯電路連接一換相信號，所述邏輯電路用以檢測換相信號的電壓電平狀態(tài)以及輸出第一邏輯信號、第二邏輯信號、第三邏輯信號及第四邏輯信號，其中第一邏輯信號與第二邏輯信號彼此反相。切換電路連接第一比較器及邏輯電路，所述切換電路接收脈寬調制信號、第一邏輯信號及第二邏輯信號，其中切換電路依據(jù)脈寬調制信號及第一邏輯信號產(chǎn)生第一方向驅動信號，并且依據(jù)脈寬調制信號及第二邏輯信號產(chǎn)生第二方向驅動信號。驅動電路連接邏輯電路與切換電路，所述驅動電路接收第一方向驅動信號與第四邏輯信號并據(jù)此傳送第一輸出信號至單相直流馬達，并且所述驅動電路接收第二方向驅動信號與第三邏輯信號并據(jù)此傳送第二輸出信號至單相直流馬達。其中，第一輸出信號及第二輸出信號皆為正半波的弦波信號，并且第一輸出信號與第二輸出信號之間的相位差為180度。
[0006]在本發(fā)明其中一個實施例中，單相直流馬達控制電路還包括正全波產(chǎn)生器、三角波產(chǎn)生器及第一比較器。正全波產(chǎn)生器輸出正全波信號，其中正全波信號的波形為弦波。三角波產(chǎn)生器輸出三角波信號，其中三角波信號的振幅大于或等于正全波信號的振幅。第一比較器連接正全波產(chǎn)生器與三角波產(chǎn)生器，所述第一比較器用以接收正全波信號及三角波信號，并且將正全波信號以及三角波信號進行比較運算后輸出脈寬調制信號。
[0007]在本發(fā)明其中一個實施例中，當?shù)谝贿壿嬓盘枮楦唠妷弘娖綍r，則第一方向驅動信號與脈寬調制信號彼此反相，當?shù)谝贿壿嬓盘枮榈碗妷弘娖綍r，則第一方向驅動信號為高電壓電平。
[0008]在本發(fā)明其中一個實施例中，當?shù)诙壿嬓盘枮楦唠妷弘娖綍r，則第二方向驅動信號與脈寬調制信號彼此反相，并且當?shù)诙壿嬓盘枮榈碗妷弘娖綍r，則第二方向驅動信號為高電壓電平。
[0009]在本發(fā)明其中一個實施例中，第一邏輯信號與第四邏輯信號的波形相同，并且第二邏輯信號與第三邏輯信號的波形相同。
[0010]在本發(fā)明其中一個實施例中，當換相信號處于低電壓電平狀態(tài)時，則第一及第四邏輯信號為高電壓電平，以使第一方向驅動信號與脈寬調制信號彼此反相，驅動電路輸出第一輸出信號，當換相信號處于高電壓電平狀態(tài)時，則第二及第三邏輯信號為高電壓電平，以使第二方向驅動信號與脈寬調制信號彼此反相，驅動電路輸出第二輸出信號。
[0011]在本發(fā)明其中一個實施例中，所述切換電路包括第一與非門及第二與非門。第一與非門的輸入端分別連接第一比較器及邏輯電路以分別接收脈寬調制信號及第一邏輯信號，并且所述第一與非門的輸出端輸出第一方向驅動信號至驅動電路。第二與非門的輸入端分別連接第一比較器及邏輯電路以分別接收脈寬調制信號及第二邏輯信號，并且第二與非門的輸出端輸出第二方向驅動信號至驅動電路。
[0012]在本發(fā)明其中一個實施例中，所述驅動電路包括第一上橋晶體管、第二上橋晶體管、第一下橋晶體管及第二下橋晶體管。第一上橋晶體管，其源極連接一系統(tǒng)電壓，其柵極連接至第一與非門的輸出端以接收第一方向驅動信號并據(jù)此決定導通或截止狀態(tài)。第二上橋晶體管，其源極連接系統(tǒng)電壓，其柵極連接至第二與非門的輸出端以接收第二方向驅動信號并據(jù)此決定導通或截止狀態(tài)。第一下橋晶體管，其漏極連接第一上橋晶體管的漏極，其柵極連接至邏輯電路以接收第三邏輯信號并據(jù)此決定導通或截止狀態(tài)，其源極連接接地電壓。第二下橋晶體管，其漏極連接第二上橋晶體管的漏極，其柵極連接至邏輯電路以接收第四邏輯信號并據(jù)此決定導通或截止狀態(tài)，其源極連接接地電壓。
[0013]在本發(fā)明其中一個實施例中，當換相信號為低電壓電平時，第一上橋晶體管與第二下橋晶體管之間產(chǎn)生第一電流通道并且于第一上橋晶體管的漏極輸出第一輸出信號，當換相信號為高電壓電平時，第二上橋晶體管與第一下橋晶體管之間產(chǎn)生第二電流通道并且于第二上橋晶體管的漏極輸出第二輸出信號。
[0014]在本發(fā)明其中一個實施例中，單相直流馬達控制電路還包括第二比較器。第二比較器連接至霍爾元件與邏輯電路之間，所述第二比較器接收第一弦波信號與第二弦波信號，并且將第一弦波信號及第二弦波信號進行比較運算后輸出換相信號，其中第一與第二弦波信號彼此反相，并且第一與第二弦波信號由霍爾元件所輸出。
[0015]在本發(fā)明其中一個實施例中，正全波產(chǎn)生器接收振幅調制信號并據(jù)此調制正全波信號的振幅，其中當正全波信號的振幅下降時，第一輸出信號以及第二輸出信號的振幅也對應地下降。
[0016]本發(fā)明實施例另提供一種單相直流馬達的控制方法，用于單相直流馬達控制電路，所述單相直流馬達的控制方法包括以下步驟:切換電路接收脈寬調制信號、第一邏輯信號及第二邏輯信號；切換電路依據(jù)脈寬調制信號及第一邏輯信號產(chǎn)生第一方向驅動信號，并且切換電路依據(jù)脈寬調制信號及第二邏輯信號產(chǎn)生第二方向驅動信號；驅動電路接收第一方向驅動信號、第二方向驅動信號、第三邏輯信號及第四邏輯信號；驅動電路依據(jù)第一方向驅動信號與第四邏輯信號以傳送第一輸出信號至單相直流馬達，并且驅動電路依據(jù)第二方向驅動信號與第三邏輯信號以傳送第二輸出信號至單相直流馬達。其中第一輸出信號及第二輸出信號皆為正半波的弦波信號，并且第一輸出信號及第二輸出信號之間的相位差為180 度。
[0017]本發(fā)明實施例再提供一種風扇系統(tǒng)，風扇系統(tǒng)包括單相直流馬達控制電路、單相直流馬達及風扇。單相直流馬達控制電路輸出第一輸出信號及第二輸出信號。單相直流馬達連接單相直流馬達控制電路，并且所述單相直流馬達接收第一輸出信號及第二輸出信號。風扇連接單相直流馬達。其中，風扇系統(tǒng)利用前述的單相直流馬達的控制方法來驅動該單相直流馬達，以帶動該風扇運作。
[0018]綜上所述，本發(fā)明實施例所提出的風扇系統(tǒng)、單相直流馬達控制電路及其控制方法，通過第一比較器對正全波信號及三角波信號進行比較運算后，輸出脈寬調制信號，并于換相信號處為低電壓電平時，切換電路輸出與脈寬調制信號反相的第一方向驅動信號，以及于換相信號處為高電壓電平時，切換電路輸出與脈寬調制信號反相的第二方向驅動信號，驅動電路依據(jù)第一方向驅動信號與第四邏輯信號以輸出波形為弦波的第一輸出信號，并且驅動電路依據(jù)第二方向驅動信號與第三邏輯信號以輸出波形為弦波的第二輸出信號，其中第一與第二輸出信號間的相位差為180度，并且第一與第二輸出信號傳輸至單相直流馬達，以使單相直流馬達的輸出電流為連續(xù)的弦波信號，藉此以改善已知單相直流馬達的馬鞍型電流會產(chǎn)生瞬間劇烈變化的情況，以降低單相直流馬達于轉動時產(chǎn)生的噪音。
[0019]為使能更進一步了解本發(fā)明的特征及技術內(nèi)容，請參閱以下有關本發(fā)明的詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅是用來說明本發(fā)明，而非對本發(fā)明的權利要求范圍作任何的限制。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]圖1為已知的單相直流馬達的控制電路的區(qū)塊示意圖。
[0021]圖2為圖1的控制電路的輸出信號波形示意圖。
[0022]圖3為根據(jù)本發(fā)明實施例的單相直流馬達控制電路的區(qū)塊示意圖。
[0023]圖4為圖3的單相直流馬達控制電路的輸出信號波形示意圖。
[0024]圖5為根據(jù)本發(fā)明實施例的正全波信號與三角波信號進行比較運算的波形示意圖。
[0025]圖6為根據(jù)本發(fā)明實施例的單相直流馬達控制電路的細部電路示意圖。
[0026]圖7為圖6的單相直流馬達控制電路的輸出信號波形示意圖。
[0027]圖8為根據(jù)本發(fā)明實施例的正全波產(chǎn)生器接收不同振幅調制信號以產(chǎn)生不同振福的正全波信號的波形示意圖。
[0028]圖9為根據(jù)本發(fā)明實施例的單相直流馬達的控制方法的流程圖。
[0029]圖10為根據(jù)本發(fā)明實施例的風扇系統(tǒng)的區(qū)塊示意圖。
[0030]【符號說明】
[0031]110:控制電路
[0032]112:邏輯電路
[0033]114:驅動電路
[0034]120:PWM 產(chǎn)生器
[0035]130:單相直流馬達
[0036]310、610:單相直流馬達控制電路
[0037]312:正全波產(chǎn)生器
[0038]314:三角波產(chǎn)生器
[0039]316:切換電路
[0040]318:邏輯電路
[0041]320:驅動電路
[0042]330:單相直流馬達
[0043]1000:風扇系統(tǒng)
[0044]1010:單相直流馬達控制電路
[0045]1020:單相直流馬達
[0046]1030:風扇
[0047]BEMF:反應電動勢
[0048]Β0Ρ、Β0Ρ’:第一弦波信號
[0049]BRP、BRP’:第二弦波信號
[0050]DP:第一比較器
[0051]DlS:第一方向驅動信號
[0052]D2S:第二方向驅動信號
[0053]EPM:振幅調制信號
[0054]GND:接地電壓
[0055]HAL、HAL’:霍爾元件
[0056]H1、H2、L1、L2:開關信號
[0057]HC1、HC2:霍爾信號
[0058]HC’:換相信號
[0059]HS、HS1、HS2、HS3:正全波信號
[0060]IL:單相直流馬達電流
[0061]L:等效電感
[0062]N1:第一下橋晶體管
[0063]N2:第二下橋晶體管
[0064]NlS:第三邏輯信號
[0065]N2S:第四邏輯信號
[0066]PlS:第一邏輯信號
[0067]P2S:第二邏輯信號
[0068]PW、PU:脈波調制信號
[0069]Pl:第一上橋晶體管
[0070]P2:第二上橋晶體管
[0071]R:等效電阻
[0072]RP’:第二比較器
[0073]RP1、RP2:比較器
[0074]TS:三角波信號
[0075]S910 ?S940:步驟
[0076]tll、tl2、t21、t22:時間區(qū)間
[0077]T1、T2:周期
[0078]Ul:第一與非門
[0079]U2:第二與非門
[0080]VDD:系統(tǒng)電壓
[0081]VOUTl、VOUTl ’:第一輸出信號
[0082]V0UT2、V0UT2’:第二輸出信號
【具體實施方式】
[0083]在下文將參看隨附圖式更充分地描述各種例示性實施例，在隨附圖式中展示一些例示性實施例。然而，本發(fā)明概念可能以許多不同形式來體現(xiàn)，且不應解釋為限于本文中所闡述的例示性實施例。確切而言，提供此等例示性實施例使得本發(fā)明將為詳盡且完整，且將向熟習此項技術者充分傳達本發(fā)明概念的范疇。在諸圖式中，可為了清楚而夸示層及區(qū)的大小及相對大小。類似數(shù)字始終指示類似元件。
[0084]應理解，雖然本文中可能使用術語第一、第二、第三等來描述各種元件，但此等元件不應受此等術語限制。此等術語乃用以區(qū)分一元件與另一元件。因此，下文論述的第一元件可稱為第二元件而不偏離本發(fā)明概念的教示。如本文中所使用，術語“及/或”包括相關聯(lián)的列出項目中的任一者及一或多者的所有組合。
[0085]〔單相直流馬達控制電路的實施例〕
[0086]請參照圖3，圖3為根據(jù)本發(fā)明實施例的單相直流馬達控制電路的區(qū)塊示意圖。本披露內(nèi)容通過驅動電路輸出波形為弦波的第一及第二輸出信號，并且兩者間的相位差為180度，以使單相直流馬達的電流為連續(xù)弦波信號，以避免單相直流馬達的電流產(chǎn)生瞬間劇烈變化的現(xiàn)象。如圖3所示，單相直流馬達控制電路310包括正全波產(chǎn)生器312、三角波產(chǎn)生器314、第一比較器DP、切換電路316、邏輯電路318及驅動電路320。第一比較器DP電性連接正全波產(chǎn)生器312與三角波產(chǎn)生器314。切換電路316電性連接第一比較器DP與邏輯電路318。驅動電路320電性連接切換電路316與邏輯電路318，并且驅動電路320還電性連接至單相直流馬達330。
[0087]關于正全波產(chǎn)生器312，正全波產(chǎn)生器312用以產(chǎn)生正全波信號HS。在另一實施例中，正全波產(chǎn)生器312接收一外部傳入的振幅調制信號EPM，并據(jù)此調制正全波信號HS的振幅。
[0088]關于三角波產(chǎn)生器314，三角波產(chǎn)生器314用以產(chǎn)生三角波信號TS。值得注意的是，在本實施例中，三角波信號TS的振幅大于或等于正全波信號HS的振幅。
[0089]關于第一比較器DP，用以接收正全波信號HS及三角波信號TS并且將兩者(也即正全波信號HS及三角波信號TS)進行比較運算。進一步來說，在本實施例中，第一比較器DP的正輸入端接收正全波信號HS，其負輸入端接收三角波信號TS，并且將其兩者進行比較運算以產(chǎn)生脈寬調制信號PU，其中正全波信號HS的頻率小于三角波信號TS的頻率。
[0090]關于邏輯電路318，邏輯電路318接收換相信號HC’并且檢測換相信號HC’的電壓電平的狀態(tài)，以據(jù)此輸出具有高電壓電平或低電壓電平的第一邏輯信號P1S、第二邏輯信號P2S、第三邏輯信號NlS及第四邏輯信號N2S。進一步來說，在本實施例中，第一邏輯信號PlS與第四邏輯信號N2S的波形相同(也即電壓電平相同)，并且第二邏輯信號P2S與第三邏輯信號NlS的波形相同(也即電壓電平相同)。
[0091]關于切換電路316，切換電路316接收脈寬調制信號PU、第一邏輯信號PlS與第二邏輯信號P2S，并且據(jù)此輸出具有不同工作周期的第一方向驅動信號DlS及第二方向驅動信號D2S至驅動電路320。在本實施例中，當?shù)谝贿壿嬓盘朠lS為高電壓電平時，則第一方向驅動信號DlS與脈寬調制信號彼此反相，當?shù)谝贿壿嬓盘朠lS為低電壓電平時，則第一方向驅動信號DlS為高電壓電平。另一方面，當?shù)诙壿嬓盘朠2S為高電壓電平時，則第二方向驅動信號D2S與脈寬調制信號彼此反相，并且當?shù)诙壿嬓盘朠2S為低電壓電平時，貝1J第二方向驅動信號D2S為高電壓電平。
[0092]關于驅動電路320，驅動電路320接收第一方向驅動信號D1S、第二方向驅動信號D2S、第三邏輯信號NlS及第四邏輯信號N2S，并且據(jù)此對應地輸出第一輸出信號V0UT1’及第二輸出信號V0UT2’至單相直流馬達330，以驅動單相直流馬達330運轉。
[0093]接下來要教示的，是進一步說明單相直流馬達控制電路310的工作原理。
[0094]請同時參照圖3與圖4，圖4為對應圖3的單相直流馬達控制電路的驅動波形圖。如圖4所示，換相信號HC’為一周期性的方波信號，并且描繪出其兩個周期T1、T2的波形以便說明本披露內(nèi)容，本實施例中并不以兩個周期的換相信號HC’作為限制。在本實施例中，周期Tl區(qū)分為時間區(qū)間til及tl2，并且周期Τ2區(qū)分為時間區(qū)間t21及t22。在時間區(qū)間til或t21內(nèi)，當邏輯電路318檢測到換相信號HC’處于高電壓電平時，則邏輯電路318會對應地輸出具有高電壓電平的第二邏輯信號P2S以及第三邏輯信號N1S，并且邏輯電路318會同時輸出低電壓電平的第一邏輯信號PlS與第四邏輯信號N2S。接著，切換電路316接收由邏輯電路318所傳送的邏輯信號PIS、P2S以及接收由第二比較器DP所傳送的脈波調制信號PU，藉此以輸出與脈波調制信號反相的第二方向驅動信號D2S至驅動電路320，其中第一方向驅動信號DlS為高電壓電平的信號。之后，在驅動電路320接收到第一方向驅動信號DlS與第二方向驅動信號D2S的同時，驅動電路320還會接收由邏輯電路318所傳送的第三邏輯信號NlS (高電壓電平)與第四邏輯信號N2S (低電壓電平)，并據(jù)此將第二輸出信號V0UT2’調制為正半波的弦波信號并且將第二輸出信號V0UT2’傳送至單相直流馬達330 (在時間區(qū)間til或t21內(nèi)VOUT1’保持為低電壓電平)。簡單來說，本披露內(nèi)容主要是通過與脈波調制信號PU反相的第二方向驅動信號D2S來將第二輸出信號V0UT2’調制為正半波的弦波信號。
[0095]另一方面，在時間區(qū)間tl2或t22內(nèi)，當邏輯電路318檢測到換相信號HC’處于低電壓電平時，則邏輯電路318會對應地輸出具有高電壓電平的第一邏輯信號PlS以及第四邏輯信號N2S，并且邏輯電路318會同時輸出低電壓電平的第二邏輯信號P2S與第三邏輯信號N1S。接著，切換電路316接收到由邏輯電路318所傳送的邏輯信號P1S、P2S以及接收由第二比較器DP所傳送的脈波調制信號PU，藉此以輸出與脈波調制信號PU反相的第一方向驅動信號DlS至驅動電路320,其中第二方向驅動信號D2S為高電壓電平的信號。之后,在驅動電路320接收到第一方向驅動信號DlS與第二方向驅動信號的同時，驅動電路320還會接收由邏輯電路318所傳送的第三邏輯信號NlS (低電壓電平)與第四邏輯信號N2S (高電壓電平)，并據(jù)此將第一輸出信號V0UT1’調制成正半波的弦波信號并且傳送第一輸出信號V0UT1’至單相直流馬達330 (在時間區(qū)間tl2或t22內(nèi)V0UT2’保持為低電壓電平)。簡單來說，本披露內(nèi)容主要是通過與脈波調制信號PU反相的第一方向驅動信號D2S來將第一輸出信號V0UT1’調制為正半波的弦波信號。
[0096]須注意的是，在本實施例中，第一輸出信號V0UT1’與第二輸出信號V0UT2’的相位差為180度，第一輸出信號V0UT1’及第二輸出信號V0UT2’是交替切換輸出至單相直流馬達330，以驅動單相直流馬達330運轉。此外，第一邏輯信號PlS與第四邏輯信號N2S的波形相同，并且第二邏輯信號P2S與第三邏輯信號NlS的波形相同。
[0097]更詳細地說，請同時參照圖3與圖5，圖5為根據(jù)本發(fā)明實施例的正全波信號與三角波信號進行比較運算的波形示意圖。如圖5所示，當正全波信號HS的振幅大于或等于三角波信號TS時,第一比較器DP會輸出高電壓電平的脈寬調制信號F1U ;反之，當正全波信號HS的振幅小于三角波信號TS時,第一比較器DP會輸出低電壓電平的脈寬調制信號PU。因此，脈寬調制信號PU的工作周期(duty rat1)會由零逐漸遞增至一預定值后，再從該預定值逐漸遞減至零。舉例來說，在一實施例中，脈寬調制信號PU會由0%的工作周期逐漸遞增至100%的工作周期后，再由100%的工作周期逐漸遞減為0%的工作周期。簡單地說，脈寬調制信號PU的工作周期為由正全波信號HS及三角波信號TS的交點所決定。是以，本領域的普通技術人員，可視其需求以適應性地變更三角波信號TS或正全波信號HS的頻率以切出具有不同工作周期的脈寬調制信號PU，本實施例并不限制三角波信號TS或正全波信號HS的頻率。
[0098]進一步地說，當換相信號HC’處于高電壓電平的時間區(qū)間內(nèi)，第二方向驅動信號D2S與脈寬調制信號I3U (從0%至100%至0%)彼此反相，也就是說，第二方向驅動信號D2S的工作周期也具有由100%逐漸遞減至一工作周期反相值(例如0%)，再由該工作周期反相值(如0%)逐漸遞增至100%的特性。另一方面，當換相信號He’處于低電壓電平的時間區(qū)間內(nèi)，第一方向驅動信號DlS與脈寬調制信號I3U (從0%至100%至0%)彼此反相，也就是說，第一方向驅動信號DlS的工作周期也具有由100%逐漸遞減至一工作周期反相值(如0%)，再由該工作周期反相值(如0%)逐漸遞增至100%的特性。如此，當?shù)谝环较蝌寗有盘朌lS及第二方向驅動信號D2S分別于不同時間內(nèi)(如時間區(qū)間til、tl2、t21及t22)被切換電路316傳送至驅動電路320后，進而使得驅動電路320于時間區(qū)間tl2、t22將第一輸出信號VOUT1’調制為正半波的弦波信號，并且在時間區(qū)間til、t21將第二輸出信號V0UT2’調制為正半波的弦波信號。在本披露內(nèi)容中，第一輸出信號V0UT1’與第二輸出信號V0UT2’間的相位差為180度，因此單相直流馬達控制電路310能夠交替切換地輸出第一輸出信號VOUTr與第二輸出信號V0UT2’至單相直流馬達330，以驅動單相直流馬達330運轉，并且能夠避免單相直流馬達的電流產(chǎn)生瞬間劇烈變化的現(xiàn)象。
[0099]為了更詳細地說明本發(fā)明所述的單相直流馬達控制電路310的運作流程，以下將舉多個實施例中至少之一來作更進一步的說明。
[0100]在接下來的多個實施例中，將描述不同于上述圖3實施例的部分，且其余省略部分與上述圖3實施例的部分相同。此外，為說明便利起見，相似的參考數(shù)字或標號指示相似的元件。
[0101]〔單相直流馬達控制電路的另一實施例〕
[0102]請參照圖6，圖6為根據(jù)本發(fā)明實施例的單相直流馬達控制電路的細部電路示意圖。在本實施例中，與上述圖3實施例不同的是，單相直流馬達控制電路610的切換電路316包括第一與非門Ul及第二與非門U2，并且驅動電路318包括第一上橋晶體管Ρ1、第二上橋晶體管Ρ2、第一下橋晶體管NI及第二下橋晶體管Ν2。此外，單相直流馬達控制電路610還包括第二比較器RP’。
[0103]第一與非門Ul的輸入端分別連接第一比較器DP的輸出端及邏輯電路318，并且第一與非門Ul的輸出端電性連接至驅動電路320的第一上橋晶體管Pl的柵極。第二與非門U2的輸入端分別連接第一比較器DP的輸出端及邏輯電路318，并且第二與非門U2的輸出端電性連接至驅動電路320的第二上橋晶體管Ρ2的柵極。第一上橋晶體管Pl的源極與柵極分別電性連接至系統(tǒng)電壓VDD與第一與非門Ul的輸出端。第二上橋晶體管Ρ2的源極與柵極分別電性連接至系統(tǒng)電壓VDD與第二與非門U2的輸出端。第一下橋晶體管NI的漏極與柵極分別電性連接至第一上橋晶體管Pl的漏極與邏輯電路318，并且第一下橋晶體管NI的源極電性連接至接地電壓GND。第二下橋晶體管Ν2的漏極與柵極分別電性連接至第二上橋晶體管Ρ2的漏極與邏輯電路318，并且第二下橋晶體管Ν2的源極電性連接至接地電壓GND。第二比較器RP’的正輸入端與負輸入端電性連接至一外部的霍爾元件HAL’，并且第二比較器RP’的輸出端電性連接至邏輯電路318。
[0104]關于第一與非門Ul,分別接收脈寬調制信號PU及第一邏輯信號PlS,并且輸出第一方向驅動信號DlS至第一上橋晶體管Pl的柵極以控制第一上橋晶體管Pl的導通或截止狀態(tài)。在另一實施例中，第一與非門Ul也可由其他邏輯門所組成，例如，第一與非門Ul可由與門與反相器所組成。
[0105]關于第二與非門U2，分別接收脈寬調制信號PU及第二邏輯信號P2S，并且輸出第二方向驅動信號D2S至第二上橋晶體管P2的柵極以控制第二上橋晶體管P2的導通或截止狀態(tài)。在另一實施例中，第二與非門U2也可由其他邏輯門所組成，例如，第二與非門U2可由與門與反相器所組成。
[0106]關于第一上橋晶體管P1，第一上橋晶體管Pl用以作為一開關晶體管(switchtransistor)使用，并且接收并根據(jù)第一方向驅動信號DlS以決定自身的導通或截止狀態(tài)，其中，在本實施例中，第一上橋晶體管Pl為P型金屬氧化半導體晶體管。
[0107]關于第二上橋晶體管P2，第二上橋晶體管P2用以作為一開關晶體管使用，并且接收并根據(jù)第二方向驅動信號D2S以決定自身的導通或截止狀態(tài)，其中，在本實施例中，第二上橋晶體管P2為P型金屬氧化半導體晶體管。
[0108]關于第一下橋晶體管NI，第一下橋晶體管NI用以作為一開關晶體管使用，并且用以接收并根據(jù)第三邏輯信號NlS以決定自身的導通或截止狀態(tài)，其中，在本實施例中，第一下橋晶體管NI為N型金屬氧化半導體晶體管。
[0109]關于第二下橋晶體管N2，第二下橋晶體管N2用以作為一開關晶體管使用，并且用以接收并根據(jù)第四邏輯信號N2S以決定自身的導通或截止狀態(tài)，其源極連接接地電壓GND，其中，在本實施例中，第二下橋晶體管N2為N型金屬氧化半導體晶體管。
[0110]關于第二比較器RP’，第二比較器RP’用以接收第一弦波信號Β0Ρ’與第二弦波信號BRP’，并且據(jù)此輸出換相信號HC’至邏輯電路318，其中第二比較器RP’的正輸入端接收第一弦波信號Β0Ρ’，第二比較器RP’的負輸入端接收第二弦波信號BRP’。此外，第一弦波信號Β0Ρ’為正相弦波信號，第二弦波信號BRP’為相反于第一弦波信號Β0Ρ’的反相弦波信號。值得一提的是，在本實施例中，單相直流馬達控制電路610可為一集成電路1C，其中第一弦波信號Β0Ρ’及第二弦波信號BRP’為一外部的霍爾元件HAL’所產(chǎn)生，亦或霍爾元件HAL’也可直接整合至單相直流馬達控制電路610內(nèi)部，以于內(nèi)部直接產(chǎn)生第一弦波信號Β0Ρ’及第二弦波信號BRP’，本實施例并不限制霍爾元件HAL’可能的態(tài)樣?；魻栐﨟AL’用以檢測單向直流馬達330內(nèi)轉子的磁極位置，以對應地產(chǎn)生第一弦波信號Β0Ρ’及第二弦波信號BRP’。此外，在本實施例中，單向直流馬達330以等效電感L、等效電阻R及反應電動勢BEMF來表示之。
[0111]接下來要教示的，是進一步說明單相直流馬達控制電路610的工作原理，以更清楚了解本披露內(nèi)容。
[0112]請同時參照圖6與圖7，圖7為圖6的單相直流馬達控制電路的輸出信號波形示意圖。如圖7所示，當?shù)谝幌也ㄐ盘枽?Ρ’的振幅大于第二弦波信號BRP’時，第二比較器RP’會輸出高電壓電平的換相信號HC’ ；反之，當?shù)谝幌也ㄐ盘枽?Ρ’的振幅小于第二弦波信號BRP’時，第二比較器RP’會輸出低電壓電平的換相信號HC’。簡單來說，換相信號HC’的工作周期為第一弦波信號Β0Ρ’及第二弦波信號BRP’的交點所決定，其中所述交點即為驅動電路320由輸出第一輸出信號V0UT1’轉換為輸出第二輸出信號V0UT2’的時間點，亦或是驅動電路320由輸出第二輸出信號V0UT2’轉換為輸出第一輸出信號V0UT1’的時間點。
[0113]當換相信號HC’為低電壓電平時(也即時間區(qū)間tl2及t22內(nèi))，邏輯電路318會輸出高電壓電平的邏輯信號Pis、N2S與低電壓電平的邏輯信號P2S、Niso進一步來說，第一與非門Ul會接收到邏輯電路318所傳送的第一邏輯信號PlS (高電壓電平)與第一比較器DP所傳送的脈寬調制信號PU,并據(jù)此輸出與脈寬調制信號PU反相的第一方向驅動信號DlS至第一上橋晶體管Pl的柵極以調制第一輸出信號V0UT1’。第二與非門U2會接收到邏輯電路318所傳送的第二邏輯信號P2S (低電壓電平)與第一比較器DP所傳送的脈寬調制信號PU，并據(jù)此輸出高電壓電平的第二方向驅動信號D2S至第二上橋晶體管P2的柵極以截止第二上橋晶體管P2。
[0114]此時，第二下橋晶體管N2會接收并根據(jù)第四邏輯信號N2S (高電壓電平)而進入導通狀態(tài)，并且第一下橋晶體管NI會接收并根據(jù)第三邏輯信號NlS (低電壓電平)而進入截止狀態(tài)。也就是說，當?shù)谝环较蝌寗有盘朌lS為低電壓電平，則第一上橋晶體管Pl會被導通，使得第一上橋晶體管Pl與第二下橋晶體管N2之間產(chǎn)生第一電流通道(first currentchannel),并產(chǎn)生一單相直流馬達電流IL流經(jīng)等效電感L與等效電阻R。由于,第一方向驅動信號DlS具有不同工作周期，因此第一上橋晶體管Pl的導通時間與單相直流馬達電流IL的數(shù)值會根據(jù)工作周期的不同而不同，進而將第一上橋晶體管Pl的漏極所產(chǎn)生的第一輸出信號V0UT1’調制為正半波的弦波信號。
[0115]另一方面，當換相信號HC’為高電壓電平時(也即時間區(qū)間til及t21內(nèi))，邏輯電路318會輸出低電壓電平的邏輯信號P1S、N2S與高電壓電平的邏輯信號P2S、N1S。進一步來說，第一與非門Ul會接收到邏輯電路318所傳送的第一邏輯信號PlS (低電壓電平)與第一比較器DP所傳送的脈寬調制信號PU,并據(jù)此輸出高電壓電平的第一方向驅動信號DlS至第一上橋晶體管Pl的柵極以截止第一上橋晶體管P1。第二與非門U2會接收到邏輯電路318所傳送的第二邏輯信號P2S (高電壓電平)與第一比較器DP所傳送的脈寬調制信號PU,并據(jù)此輸出與脈寬調制信號PU反相的第二方向驅動信號D2S至第二上橋晶體管P2的柵極以調制第二輸出信號V0UT2’。
[0116]此時，第一下橋晶體管NI會接收并根據(jù)第三邏輯信號NlS (高電壓電平)而進入導通狀態(tài)，并且第二下橋晶體管N2會接收并根據(jù)第四邏輯信號N2S (低電壓電平)而進入截止狀態(tài)。也就是說，當?shù)诙较蝌寗有盘朌2S為低電壓電平，則第二上橋晶體管P2會被導通，使得第二上橋晶體管P2與第一下橋晶體管NI之間產(chǎn)生第二電流通道(second currentchannel),并產(chǎn)生一單相直流馬達電流IL流經(jīng)等效電感L與等效電阻R。由于,第二方向驅動信號D2S具有不同工作周期，因此第二上橋晶體管P2的導通時間與單相直流馬達電流IL的數(shù)值會根據(jù)工作周期的不同而不同，進而將第二上橋晶體管P2的漏極所產(chǎn)生的第二輸出信號V0UT2’調制為正半波的弦波信號。
[0117]值得注意的是，由前述實施例可知，脈寬調制信號的工作周期具有由零逐漸遞增至一預定值，再從該預定值逐漸遞減至零的特性，所以第一方向驅動信號DlS與第二方向驅動信號D2S也具有所述特性。因此，通過將第一方向驅動信號DlS傳送至第一上橋晶體管Pl (也即當換相信號HC’為低電壓電平時)，單相直流馬達控制電路610可對應地將第一輸出信號V0UT1’調制為正全波的弦波信號。同理,通過將第二方向驅動信號D2S傳送至第二上橋晶體管Ρ2 (也即當換相信號HC’為高電壓電平時)，單相直流馬達控制電路610可對應地將第二輸出信號V0UT2’調制為正全波的弦波信號。再者，由前述實施例也可知，單相直流馬達控制電路610通過邏輯電路318檢測換相信號HC’的電壓電平，能夠使驅動電路320于不同的時間內(nèi)，對應地交換輸出第一輸出信號V0UT1’與第二輸出信號V0UT2’。
[0118]值得注意的是，由第一輸出信號V0UT1’與第二輸出信號V0UT2’所組成的等效弦波信號減去同為弦波波形的反應電動勢BEMF后，能夠使得單相直流馬達電流IL為連續(xù)且平滑的弦波信號。藉此，本實施例的單相直流馬達控制電路610能夠平滑化已知單相直流馬達電流，以改善于換相時所產(chǎn)生的瞬間劇烈變化的現(xiàn)象，進而降低單相直流馬達330轉動時所產(chǎn)生之噪音。
[0119]〔單相直流馬達控制電路的再一實施例〕
[0120]請同時參照圖6與圖8，圖8為根據(jù)本發(fā)明實施例的正全波產(chǎn)生器接收不同振幅調制信號以產(chǎn)生不同振福的正全波信號的波形示意圖。在本實施例中，正全波產(chǎn)生器312還可接收由外部輸入的振幅調制信號EPM，以調制正全波信號HS的振幅。在本實施例中，正全波產(chǎn)生器312依據(jù)振幅調制信號EPM以分別產(chǎn)生振幅不同的正全波信號HS1、正全波信號HS2及正全波信號HS3。在提供相同的三角波信號TS的條件下，具有不同振幅的正全波信號HSU HS2及HS3經(jīng)由第一比較器DP進行比較運算后，可得到具有不同的脈寬調制信號也即其最大工作周期為彼此相異。舉例來說，正全波信號HSl、正全波信號HS2及正全波信號HS3的振幅比為1:2:4，則其所對應的脈寬調制信號PU的最大工作周期比為25%:50%:100%，其中正全波信號HS3的最大振幅與三角波信號TS的最大振幅相同。
[0121]因此，第一輸出信號V0UT1’與第二輸出信號V0UT2’的振幅也可對應地改變。簡單地說，當正全波信號HS的振幅下降時，第一輸出信號V0UT1’以及第二輸出信號V0UT2’的振幅也對應地下降，藉此對應改變單相直流馬達330的轉速。
[0122]〔單相直流馬達的控制方法的一實施例〕
[0123]請參照圖9，圖9為根據(jù)本發(fā)明實施例的單相直流馬達的控制方法的流程圖。本實施例所述的方法可以在圖3或圖6所示單相直流馬達控制電路310或610上執(zhí)行，因此請一并照圖3?圖8以利理解，而單相直流馬達的控制方法包括以下步驟:
[0124]步驟S910:切換電路320接收脈寬調制信號PU、第一邏輯信號PlS及第二邏輯信號 P2S。
[0125]步驟S920:切換電路302依據(jù)脈寬調制信號PU及第一邏輯信號PlS以產(chǎn)生第一方向驅動信號D1S，并且切換電路302依據(jù)脈寬調制信號PU及第二邏輯信號P2S產(chǎn)生第二方向驅動信號D2S。
[0126]步驟S930:驅動電路320接收第一方向驅動信號D1S、第二方D2S向驅動信號、第三邏輯信號NlS及第四邏輯信號N2S。
[0127]步驟S940:驅動電路320依據(jù)第一方向驅動信號DlS與第四邏輯信號N2S以傳送第一輸出信號V0UT1’至單相直流馬達330，并且驅動電路320依據(jù)第二方向驅動信號D2S與第三邏輯信號NlS以傳送第二輸出信號V0UT2’至單相直流馬達330。
[0128]關于單相直流馬達的控制方法的各步驟的相關細節(jié)在上述圖1?圖8實施例已詳細說明，在此恕不贅述。在此須說明的是，圖9實施例的各步驟僅為方便說明的須要，本發(fā)明實施例并不以各步驟彼此間的順序作為實施本發(fā)明各個實施例的限制條件。
[0129]〔具有單相直流馬達控制電路的風扇系統(tǒng)的一實施例〕
[0130]請參照圖10，圖10為根據(jù)本發(fā)明實施例的風扇系統(tǒng)的區(qū)塊示意圖。風扇系統(tǒng)1000包括單相直流馬達控制電路1010、單相直流馬達1020及風扇1030。單相直流馬達控制電路1010可以是前述實施例所提及的單相直流馬達控制電路310或單相直流馬達控制電路610。單相直流馬達控制電路1010用以輸出第一輸出信號V0UT1’及第二輸出信號V0UT2’。單相直流馬達1020連接單相直流馬達控制電路1010，并且單相直流馬達1020接收第一輸出信號V0UT1’及第二輸出信號V0UT2’。風扇1030連接單相直流馬達1020。在本實施例中，風扇系統(tǒng)1000利用前述的單相直流馬達控制電路來驅動單相直流馬達1020，以帶動風扇1030運作。
[0131]〔實施例的可能效果〕
[0132]綜上所述，本發(fā)明實施例所提出的風扇系統(tǒng)、單相直流馬達控制電路及其控制方法，能夠平滑化已知單相直流馬達的輸出電流，藉此改善已知單相直流馬達的馬鞍型電流會產(chǎn)生瞬間劇烈變化的情況，進而得以降低單相直流馬達于轉動時產(chǎn)生的噪音。
[0133]以上所述僅為本發(fā)明的實施例，其并非用以局限本發(fā)明的專利范圍。
【權利要求】
1.一種單相直流馬達控制電路，其特征在于，所述單相直流馬達控制電路包括: 一邏輯電路，連接一換相信號，所述邏輯電路用以檢測所述換相信號的電壓電平的狀態(tài)以及輸出一第一邏輯信號、一第二邏輯信號、一第三邏輯信號及一第四邏輯信號，其中所述第一邏輯信號與所述第二邏輯信號彼此反相； 一切換電路，連接所述邏輯電路，所述切換電路接收一脈寬調制信號、所述第一邏輯信號及所述第二邏輯信號，其中所述切換電路依據(jù)所述脈寬調制信號及所述第一邏輯信號產(chǎn)生一第一方向驅動信號，并且依據(jù)所述脈寬調制信號及所述第二邏輯信號產(chǎn)生一第二方向驅動信號；以及 一驅動電路，連接所述邏輯電路與所述切換電路，所述驅動電路接收所述第一方向驅動信號與所述第四邏輯信號并據(jù)此傳送一第一輸出信號至一單相直流馬達，并且所述驅動電路接收所述第二方向驅動信號與所述第三邏輯信號并據(jù)此傳送一第二輸出信號至所述單相直流馬達； 其中，所述第一輸出信號及所述第二輸出信號均為正半波的弦波信號，并且所述第一輸出信號與所述第二輸出信號之間的相位差為180度。
2.根據(jù)權利要求1所述的單相直流馬達控制電路，其特征在于，所述單相直流馬達控制電路還包括: 一正全波產(chǎn)生器，輸出一正全波信號，其中所述正全波信號的波形為弦波； 一三角波產(chǎn)生器，輸出一三角波信號，其中所述三角波信號的振幅大于或等于所述正全波信號的振幅；以及 一第一比較器，連接所述正全波產(chǎn)生器與所述三角波產(chǎn)生器，所述第一比較器用以接收所述正全波信號以及所述三角波信號，并且將所述正全波信號與所述三角波信號進行比較運算后輸出所述脈寬調制信號。
3.根據(jù)權利要求1所述的單相直流馬達控制電路，其特征在于，當所述第一邏輯信號為高電壓電平時，則所述第一方向驅動信號與所述脈寬調制信號彼此反相；當所述第一邏輯信號為低電壓電平時，則所述第一方向驅動信號為高電壓電平。
4.根據(jù)權利要求1所述的單相直流馬達控制電路，其特征在于，當所述第二邏輯信號為高電壓電平時，則所述第二方向驅動信號與所述脈寬調制信號彼此反相；并且當所述第二邏輯信號為低電壓電平時，則所述第二方向驅動信號為高電壓電平。
5.根據(jù)權利要求1所述的單相直流馬達控制電路，其特征在于，所述第一邏輯信號與所述第四邏輯信號的波形相同，并且所述第二邏輯信號與所述第三邏輯信號的波形相同。
6.根據(jù)權利要求1所述的單相直流馬達控制電路，其特征在于，當所述換相信號處于低電壓電平狀態(tài)時，則所述第一邏輯信號及所述第四邏輯信號為高電壓電平，以使所述第一方向驅動信號與所述脈寬調制信號彼此反相，所述驅動電路輸出所述第一輸出信號；當所述換相信號處于高電壓電平狀態(tài)時，則所述第二邏輯信號及所述第三邏輯信號為高電壓電平，以使所述第二方向驅動信號與所述脈寬調制信號彼此反相，所述驅動電路輸出所述第二輸出信號。
7.根據(jù)權利要求2所述的單相直流馬達控制電路，其特征在于，所述切換電路包括: 一第一與非門，所述第一與非門的輸入端分別連接所述第一比較器及所述邏輯電路以分別接收所述脈寬調制信號及所述第一邏輯信號，并且所述第一與非門的輸出端輸出所述第一方向驅動信號至所述驅動電路；以及 一第二與非門，所述第二與非門的輸入端分別連接所述第一比較器及所述邏輯電路以分別接收所述脈寬調制信號及所述第二邏輯信號，并且所述第二與非門的輸出端輸出所述第二方向驅動信號至所述驅動電路。
8.根據(jù)權利要求7所述的單相直流馬達控制電路，其特征在于，所述驅動電路包括: 一第一上橋晶體管，所述第一上橋晶體管的源極連接一系統(tǒng)電壓，所述第一上橋晶體管的柵極連接至所述第一與非門的輸出端以接收所述第一方向驅動信號并據(jù)此決定導通或截止狀態(tài)； 一第二上橋晶體管，所述第二上橋晶體管的源極連接所述系統(tǒng)電壓，所述第二上橋晶體管的柵極連接至所述第二與非門的輸出端以接收所述第二方向驅動信號并據(jù)此決定導通或截止狀態(tài)； 一第一下橋晶體管，所述第一下橋晶體管的漏極連接所述第一上橋晶體管的漏極，所述第一下橋晶體管的柵極連接至所述邏輯電路以接收所述第三邏輯信號并據(jù)此決定導通或截止狀態(tài)，所述第一下橋晶體管的源極連接一接地電壓；以及 一第二下橋晶體管，所述第二下橋晶體管的漏極連接所述第二上橋晶體管的漏極，所述第二下橋晶體管的柵極連接至所述邏輯電路以接收所述第四邏輯信號并據(jù)此決定導通或截止狀態(tài)，所述第二下橋晶體管的源極連接所述接地電壓。
9.根據(jù)權利要求8所述的單相直流馬達控制電路，其特征在于，當所述換相信號為低電壓電平時，所述第一上橋晶體管與所述第二下橋晶體管之間產(chǎn)生一第一電流通道并且于所述第一上橋晶體管的漏極輸出所述第一輸出信號；當所述換相信號為高電壓電平時，所述第二上橋晶體管與所述第一下橋晶體管之間產(chǎn)生一第二電流通道并且于所述第二上橋晶體管的漏極輸出所述第二輸出信號。
10.根據(jù)權利要求1所述的單相直流馬達控制電路，其特征在于，所述單相直流馬達控制電路還包括: 一第二比較器，連接在一霍爾元件與所述邏輯電路之間，所述第二比較器接收一第一弦波信號與一第二弦波信號，并且將所述第一弦波信號與所述第二弦波信號進行比較運算后輸出所述換相信號，其中所述第一弦波信號與所述第二弦波信號彼此反相，并且所述第一弦波信號與所述第二弦波信號由所述霍爾元件所輸出。
11.根據(jù)權利要求2所述的單相直流馬達控制電路，其特征在于，所述正全波產(chǎn)生器接收一振幅調制信號并據(jù)此調制所述正全波信號的振幅，其中當所述正全波信號的振幅下降時，所述第一輸出信號以及所述第二輸出信號的振幅也對應地下降。
12.—種單相直流馬達的控制方法，用于一單相直流馬達控制電路，所述單相直流馬達控制電路包括一邏輯電路、一切換電路及一驅動電路，其中所述邏輯電路連接一換相信號，并且所述邏輯電路用以檢測所述換相信號的電壓電平的狀態(tài)以及輸出一第一邏輯信號、一第二邏輯信號、一第三邏輯信號及一第四邏輯信號，所述切換電路連接所述邏輯電路，所述驅動電路連接所述邏輯電路與所述切換電路，其特征在于，所述單相直流馬達的控制方法包括: 所述切換電路接收一脈寬調制信號、所述第一邏輯信號及所述第二邏輯信號；所述切換電路依據(jù)所述脈寬調制信號及所述第一邏輯信號產(chǎn)生一第一方向驅動信號，并且所述切換電路依據(jù)所述脈寬調制信號及所述第二邏輯信號產(chǎn)生一第二方向驅動信號; 所述驅動電路接收所述第一方向驅動信號、所述第二方向驅動信號、所述第三邏輯信號及所述第四邏輯信號；以及 所述驅動電路依據(jù)所述第一方向驅動信號與所述第四邏輯信號以傳送一第一輸出信號至一單相直流馬達，并且所述驅動電路依據(jù)所述第二方向驅動信號與所述第三邏輯信號以傳送一第二輸出信號至所述單相直流馬達； 其中，所述第一輸出信號及所述第二輸出信號均為正半波的弦波信號，并且所述第一輸出信號與所述第二輸出信號之間的相位差為180度。
13.根據(jù)權利要求12所述的單相直流馬達的控制方法，其特征在于，所述單相直流馬達控制電路還包括: 一正全波產(chǎn)生器，輸出一正全波信號，其中所述正全波信號的波形為弦波； 一三角波產(chǎn)生器，輸出一三角波信號，其中所述三角波信號的振幅大于或等于所述正全波信號的振幅；以及 一第一比較器，連接所述正全波產(chǎn)生器與所述三角波產(chǎn)生器，所述第一比較器用以接收所述正全波信號以及所述三角波信號，并且將所述正全波信號與所述三角波信號進行比較運算后輸出所述脈寬調制信號。
14.根據(jù)權利要求12所述的單相直流馬達的控制方法，其特征在于，當所述第一邏輯信號為高電壓電平時，則所述第一方向驅動信號與所述脈寬調制信號彼此反相；當所述第一邏輯信號為低電壓電平時，則所述第一方向驅動信號為高電壓電平。
15.根據(jù)權利要求12所述的單相直流馬達的控制方法，其特征在于，當所述第二邏輯信號為高電壓電平時，則所述第二方向驅動信號與所述脈寬調制信號彼此反相；并且當所述第二邏輯信號為低電壓電平時，則所述第二方向驅動信號為高電壓電平。
16.根據(jù)權利要求12所述的單相直流馬達的控制方法，其特征在于，所述第一邏輯信號與所述第四邏輯信號的波形相同，并且所述第二邏輯信號與所述第三邏輯信號的波形相同。
17.根據(jù)權利要求12所述的單相直流馬達的控制方法，其特征在于，當所述換相信號處于低電壓電平狀態(tài)時，則所述第一邏輯信號及所述第四邏輯信號為高電壓電平，以使所述第一方向驅動信號與所述脈寬調制信號彼此反相，所述驅動電路輸出所述第一輸出信號；當所述換相信號處于高電壓電平狀態(tài)時，則所述第二邏輯信號及所述第三邏輯信號為高電壓電平，以使所述第二方向驅動信號與所述脈寬調制信號彼此反相，所述驅動電路輸出所述第二輸出信號。
18.根據(jù)權利要求13所述的單相直流馬達的控制方法，其特征在于，所述切換電路包括: 一第一與非門，所述第一與非門的輸入端分別連接所述第一比較器及所述邏輯電路以分別接收所述脈寬調制信號及所述第一邏輯信號，并且所述第一與非門的輸出端輸出所述第一方向驅動信號至所述驅動電路；以及 一第二與非門，所述第二與非門的輸入端分別連接所述第一比較器及所述邏輯電路以分別接收所述脈寬調制信號及所述第二邏輯信號，并且所述第二與非門的輸出端輸出所述第二方向驅動信號至所述驅動電路。
19.根據(jù)權利要求18所述的單相直流馬達的控制方法，其特征在于，所述驅動電路包括: 一第一上橋晶體管，所述第一上橋晶體管的源極連接一系統(tǒng)電壓，所述第一上橋晶體管的柵極連接至所述第一與非門的輸出端以接收所述第一方向驅動信號并據(jù)此決定導通或截止狀態(tài)； 一第二上橋晶體管，所述第二上橋晶體管的源極連接所述系統(tǒng)電壓，所述第二上橋晶體管的柵極連接至所述第二與非門的輸出端以接收所述第二方向驅動信號并據(jù)此決定導通或截止狀態(tài)； 一第一下橋晶體管，所述第一下橋晶體管的漏極連接所述第一上橋晶體管的漏極，所述第一下橋晶體管的柵極連接至所述邏輯電路以接收所述第三邏輯信號并據(jù)此決定導通或截止狀態(tài)，所述第一下橋晶體管的源極連接一接地電壓；以及 一第二下橋晶體管，所述第二下橋晶體管的漏極連接所述第二上橋晶體管的漏極，所述第二下橋晶體管的柵極連接至所述邏輯電路以接收所述第四邏輯信號并據(jù)此決定導通或截止狀態(tài)，所述第二下橋晶體管的源極連接所述接地電壓。
20.根據(jù)權利要求19所述的單相直流馬達的控制方法，其特征在于，當所述換相信號為低電壓電平時，所述第一上橋晶體管與所述第二下橋晶體管之間產(chǎn)生一第一電流通道并且于所述第一上橋晶體管的漏極輸出所述第一輸出信號；當所述換相信號為高電壓電平時，所述第二上橋晶體管與所述第一下橋晶體管之間產(chǎn)生一第二電流通道并且于所述第二上橋晶體管的漏極輸出所述第二輸出信號。
21.根據(jù)權利要求12所述的單相直流馬達的控制方法，其特征在于，所述單相直流馬達控制電路還包括: 一第二比較器，連接至一霍爾元件與所述邏輯電路之間，所述第二比較器接收一第一弦波信號與一第二弦波信號，并且將所述第一弦波信號與所述第二弦波信號進行比較運算后輸出所述換相信號，其中所述第一弦波信號與所述第二弦波信號彼此反相，并且所述第一弦波信號與所述第二弦波信號由所述霍爾元件所輸出。
22.根據(jù)權利要求13所述的單相直流馬達的控制方法，其特征在于，所述正全波產(chǎn)生器接收一振幅調制信號并據(jù)此調制所述正全波信號的振幅，其中當所述正全波信號的振幅下降時，所述第一輸出信號以及所述第二輸出信號的振幅也對應地下降。
23.一種風扇系統(tǒng)，其特征在于，所述風扇系統(tǒng)包括: 一單相直流馬達控制電路，輸出一第一輸出信號及一第二輸出信號； 一單相直流馬達，連接所述單相直流馬達控制電路，并且接收所述第一輸出信號及所述第二輸出信號；以及 一風扇，連接所述單相直流馬達； 其中，所述風扇系統(tǒng)利用根據(jù)權利要求12所述的單相直流馬達的控制方法來驅動所述單相直流馬達，以帶動所述風扇運行。
【文檔編號】F04D13/06GK104426441SQ201310421874
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年9月16日 優(yōu)先權日:2013年9月2日
【發(fā)明者】蔡明融, 黎清勝, 楊家泰 申請人:茂達電子股份有限公司