馬達(dá)裝置及馬達(dá)控速系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明揭露一種馬達(dá)裝置及馬達(dá)控速系統(tǒng)，其利用二電源信號線與一反饋/控速信號線耦接在控制裝置與馬達(dá)裝置之間，其中，二電源線可使控制裝置與馬達(dá)裝置電性連接，而反饋/控速信號線則雙向地傳輸來自控制裝置以及馬達(dá)裝置的信號。
【專利說明】馬達(dá)裝置及馬達(dá)控速系統(tǒng)
[0001]本申請為申請日為2007年11月16日、申請?zhí)枮?00710186726.9的發(fā)明名稱為
“馬達(dá)裝置及馬達(dá)控速系統(tǒng)”的申請案的分案申請。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種馬達(dá)裝置及馬達(dá)控速系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003]現(xiàn)有控制馬達(dá)裝置與用以控制其轉(zhuǎn)動的控制裝置之間通常耦接相當(dāng)大量且連接關(guān)系繁復(fù)的信號線，舉例來說，常見用以控制馬達(dá)裝置(例如用以驅(qū)動風(fēng)扇用的無刷馬達(dá))的馬達(dá)控速系統(tǒng)如圖1所示，控制裝置12與馬達(dá)裝置14之間耦接正電源信號線161、負(fù)電源信號線162以使控制裝置12與馬達(dá)裝置14彼此電性連接，此外，控速信號線163將控制裝置12產(chǎn)生的控速信號傳輸至馬達(dá)裝置14，使馬達(dá)裝置14內(nèi)部的處理器(圖未示)能根據(jù)控制裝置12的控速信號以驅(qū)動馬達(dá)裝置14進(jìn)行特定速度的轉(zhuǎn)動，而耦接在控制裝置12與馬達(dá)裝置14之間的轉(zhuǎn)速反饋信號線則是用以將馬達(dá)裝置14內(nèi)部處理器產(chǎn)生的反饋信號傳輸至控制裝置12內(nèi)，使控制裝置12能根據(jù)接收到的反饋信號而確認(rèn)每一時序下馬達(dá)裝置14的轉(zhuǎn)速是否符合于該時序下控速信號所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速設(shè)定。
[0004]由此可知，為了能準(zhǔn)確地監(jiān)控馬達(dá)裝置14的轉(zhuǎn)動，馬達(dá)裝置14與控制其動作的控制裝置12之間必須耦接至少四條信號線，亦即上述的正電源信號線161、負(fù)電源信號線162、控速信號線163以及轉(zhuǎn)速反饋信號線164，其中，控速信號線163與轉(zhuǎn)速反饋信號線164分別用以傳輸由控制裝置12至馬達(dá)裝置14與由馬達(dá)裝置14至控制裝置12的信號，也就是說，控速信號線163與轉(zhuǎn)速反饋信號線164皆為單向傳輸?shù)男盘柧€。然而，控制裝置12與馬達(dá)裝置14之間的控制信號不單只有上述的控速信號、反饋信號，更包括驅(qū)動信號、時序信號…等等，為了傳輸這些信號，在實(shí)際的應(yīng)用上控制裝置12與馬達(dá)裝置14之間除了上述四條信號線外更耦接許多的信號線。是以，整體的電路架構(gòu)不但相當(dāng)?shù)貜?fù)雜，且對于元件成本、組裝工時以及裝置故障率皆有負(fù)面的影響。
[0005]因此，如何簡化轉(zhuǎn)動裝置的控制電路但卻不影響控制的效能業(yè)已成為控速技術(shù)中
相當(dāng)重要的課題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于上述課題，本發(fā)明提供一種馬達(dá)裝置及馬達(dá)控速系統(tǒng)，其利用可雙向傳輸信號的反饋/控速信號線以簡化控制裝置與馬達(dá)裝置之間的電路設(shè)計(jì)，所以，來自控制裝置的控速信號以及來自馬達(dá)裝置的反饋信號均藉由同一信號線以進(jìn)行傳輸，因此可達(dá)到簡化線路、降低成本以及裝置故障率的目的。 [0007]為達(dá)上述目的，首先依據(jù)本發(fā)明揭露的一種馬達(dá)控速系統(tǒng)，包括一控制裝置、一馬達(dá)裝置以及耦接于控制裝置與馬達(dá)裝置之間的多條信號線，其中，信號線包括二電源信號線以及一反饋/控速信號線；是以，當(dāng)控制裝置產(chǎn)生一控速信號后，藉由耦接于控制裝置與馬達(dá)裝置之間的反饋/控速信號線傳輸至馬達(dá)裝置內(nèi)，而馬達(dá)裝置內(nèi)的控制電路接收此控速信號后，依據(jù)此控速信號以驅(qū)動馬達(dá)裝置進(jìn)行對應(yīng)的轉(zhuǎn)動并同時產(chǎn)生一反饋信號，并再將此反饋信號通過反饋/控速信號線以反饋至控制裝置內(nèi)，使控制裝置根據(jù)反饋信號以判斷馬達(dá)裝置是否正常地動作。
[0008]為達(dá)上述目的，更依據(jù)本發(fā)明揭露的一種馬達(dá)裝置，其電性連接于一控制裝置，而此馬達(dá)裝置包括一控制電路以及多條信號線，所述信號線耦接于控制電路與控制裝置之間，且包括二電源信號線以及一反饋/控速信號線；其中，控制裝置產(chǎn)生一控速信號以控制馬達(dá)裝置轉(zhuǎn)動，而馬達(dá)裝置在轉(zhuǎn)動后產(chǎn)生一反饋信號以反饋至控制裝置內(nèi)，且上述的控速信號與反饋信號均通過具有雙向傳輸能力的反饋/控速信號線以傳輸，其中，該控速信號為一脈沖信號、一脈沖寬度調(diào)制信號，或該脈沖信號及該脈沖寬度調(diào)制信號的一整合信號，并且該反饋信號為該馬達(dá)裝置的轉(zhuǎn)速信號或頻率信號。
[0009]承上所述，本發(fā)明的一種馬達(dá)裝置及馬達(dá)控速系統(tǒng)利用具有雙向傳輸能力的信號線以傳輸來自控制裝置與馬達(dá)裝置的信號。所以，相較于現(xiàn)有技術(shù)而言，本發(fā)明的馬達(dá)裝置及馬達(dá)控速系統(tǒng)不但具有較為簡化的電路設(shè)計(jì)，且控制裝置仍可精準(zhǔn)地控制馬達(dá)裝置的轉(zhuǎn)速，同時馬達(dá)裝置亦可執(zhí)行轉(zhuǎn)速的反饋，以確保馬達(dá)能夠正常地動作。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為現(xiàn)有的馬達(dá)控速系統(tǒng)的方 塊示意圖；
[0011]圖2為本發(fā)明的馬達(dá)控速系統(tǒng)的方塊示意圖；
[0012]圖3為應(yīng)用本發(fā)明的馬達(dá)控速系統(tǒng)的無刷馬達(dá)的方塊結(jié)構(gòu)示意圖；及
[0013]圖4為應(yīng)用本發(fā)明的馬達(dá)控速系統(tǒng)的無刷馬達(dá)的另一方塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]附圖符號說明
[0015]12、22:控制裝置14、24:馬達(dá)裝置
[0016]161:正電源信號線162:負(fù)電源信號線
[0017]163:控速信號線164:反饋信號線
[0018]2:馬達(dá)控速系統(tǒng)241:控制電路
[0019]242:轉(zhuǎn)動體261:正電源信號線
[0020]262:負(fù)電源信號線263:反饋/控速信號線
[0021]34:無刷馬達(dá)341:微處理器
[0022]342:風(fēng)扇42:二極管
[0023]44:電容器46:開關(guān)元件
[0024]521:高通濾波器522:低通濾波器。
【具體實(shí)施方式】
[0025]以下將參照相關(guān)圖式，說明依據(jù)本發(fā)明較佳實(shí)施例的一種馬達(dá)裝置及馬達(dá)控速系統(tǒng)，其中，相同的元件將以相同的元件符號加以說明。
[0026]請參照圖2所示，其為本發(fā)明揭露的一種馬達(dá)控速系統(tǒng)的方塊示意圖，馬達(dá)控速系統(tǒng)2包括一控制裝置22、一馬達(dá)裝置24以及耦接于控制裝置22與馬達(dá)裝置24之間的一正電源信號線261、一負(fù)電源信號線262與一反饋/控速信號線263。是以，控制裝置22控制馬達(dá)裝置24，并進(jìn)一步使得馬達(dá)裝置24能夠驅(qū)動與其連結(jié)的轉(zhuǎn)動體242的動作，同時馬達(dá)裝置24亦同時反饋轉(zhuǎn)動體242的轉(zhuǎn)動狀態(tài)至控制裝置22，以使控制裝置22可同時監(jiān)控馬達(dá)裝置24與轉(zhuǎn)動體242的動作。
[0027]為了能夠精準(zhǔn)地控制馬達(dá)裝置24的轉(zhuǎn)速，控制裝置22產(chǎn)生一控速信號，而轉(zhuǎn)動后的馬達(dá)裝置24根據(jù)轉(zhuǎn)動的狀態(tài)而產(chǎn)生對應(yīng)的反饋信號，所以，當(dāng)控制裝置22產(chǎn)生控速信號后，藉由反饋/控速信號線263以將控速信號傳輸至馬達(dá)裝置24內(nèi)的控制電路241，經(jīng)過控制電路241的運(yùn)算后則以對應(yīng)的轉(zhuǎn)速驅(qū)動馬達(dá)裝置24進(jìn)行轉(zhuǎn)動進(jìn)而帶動轉(zhuǎn)動體242的動作，接續(xù)，控制電路241再根據(jù)馬達(dá)裝置242的實(shí)際轉(zhuǎn)速(或根據(jù)轉(zhuǎn)動裝置切換動作的頻率信號、或根據(jù)頻率信號以換算而得的轉(zhuǎn)速信號)以產(chǎn)生對應(yīng)的反饋信號，并通過反饋/控速信號線263以反饋至控制裝置22，因此，控制裝置22可根據(jù)接收到的反饋信號以判斷馬達(dá)裝置24是否在特定的時序下以正確的轉(zhuǎn)速進(jìn)行動作。
[0028]其中，該控制裝置22產(chǎn)生的控速信號可為控制裝置22所產(chǎn)生的脈沖信號(例如電壓信號或壓控信號)、脈沖寬度調(diào)制信號、或是上述脈沖信號與脈沖寬度調(diào)制信號的整合信號。馬達(dá)裝置24可為無刷馬達(dá)，與馬達(dá)裝置24連結(jié)的轉(zhuǎn)動體242可為風(fēng)扇；而馬達(dá)裝置24產(chǎn)生的反饋信號可為馬達(dá)裝置24的轉(zhuǎn)速信號或頻率信號；控制電路241運(yùn)算信號與數(shù)據(jù)則可藉由其內(nèi)部的馬達(dá)驅(qū)動芯片、微處理器…等控制元件以實(shí)現(xiàn)，并且更可藉由開關(guān)元件(未繪示于本圖)以耦接于控制元件與反饋/控速信號線之間。
[0029]以下則再根據(jù)本發(fā)明揭露的馬達(dá)裝置及馬達(dá)控速系統(tǒng)以提出兩種不同的實(shí)施態(tài)樣，請分別參照圖3與圖4所示。 [0030]首先請參照圖3所示，其為應(yīng)用本發(fā)明的一種無刷馬達(dá)34，其連結(jié)一風(fēng)扇342并驅(qū)動此風(fēng)扇342以進(jìn)行轉(zhuǎn)動，且無刷馬達(dá)34藉由一正電源信號線261、一負(fù)電源信號線262及一反饋/控速信號線263以耦接于一控制裝置22。其中，該控制裝置22產(chǎn)生用以控制無刷馬達(dá)34的控速信號并通過反饋/控速信號線263以傳輸至無刷馬達(dá)34，且本實(shí)施態(tài)樣中的控速信號為電壓信號，當(dāng)無刷馬達(dá)34接收到控速的電壓信號后，其內(nèi)部的控制元件，如馬達(dá)驅(qū)動IC或微處理器341則根據(jù)此電壓信號與驅(qū)動電壓(例如:滿位的Vcc)之間的關(guān)系以運(yùn)算出對應(yīng)的轉(zhuǎn)速，并利用運(yùn)算出的轉(zhuǎn)速以驅(qū)動無刷馬達(dá)34，進(jìn)而帶動風(fēng)扇342轉(zhuǎn)動，同時微處理器341更藉由一相位檢測電路(未繪示于圖中)檢測無刷馬達(dá)34實(shí)際的切換頻率(亦即風(fēng)扇342的實(shí)際轉(zhuǎn)動速度)，以產(chǎn)生對應(yīng)的反饋信號(例如頻率信號)，再藉由反饋/控速信號線263以將反饋信號傳輸至控制裝置22。
[0031]雖然用以控速的電壓信號以及反饋信號均藉由反饋/控速信號線263以傳輸，不過由于兩種信號的傳輸方向、性質(zhì)以及頻率均不相同，因此并不會造成兩種信號之間的干擾，也不會影響控制裝置22對無刷馬達(dá)34轉(zhuǎn)速的控制效率、或是無刷馬達(dá)34反饋相對轉(zhuǎn)速的正確率。
[0032]此外，在此實(shí)施態(tài)樣中的無刷馬達(dá)34產(chǎn)生反饋信號所采用的電路架構(gòu)為開集極回路(open collector)設(shè)計(jì)，因此,其中包括一二極管42與一電容器44, 二極管42的一端耦接于反饋/控速信號線263，而電容器44的一端耦接于二極管42的另一端再耦接至無刷馬達(dá)34內(nèi)的微處理器341，且電容器44的另一端則為接地；且，微處理器341更與一開關(guān)元件46耦接，其中開關(guān)元件46可以為一晶體管，舉例來說，在實(shí)際的應(yīng)用上開關(guān)元件46可為但非限定為一 NPN型雙載子接面晶體管。惟上述的電路架構(gòu)僅為此一實(shí)施態(tài)樣的其中一種實(shí)現(xiàn)方法，并非為限定本發(fā)明在實(shí)際應(yīng)用時的電路設(shè)計(jì)，亦即，與上述電路設(shè)計(jì)等效或相似的電路架構(gòu)皆可視為本發(fā)明涵蓋的范圍。
[0033]接續(xù)請參照圖4所示，其亦為應(yīng)用本發(fā)明的一種無刷馬達(dá)，與圖3所示的實(shí)施態(tài)樣相似，而不同之處則在于反饋/控速信號線263更在控制裝置22與無刷馬達(dá)34之間耦接一濾波單元，其中此濾波單元包括一高通濾波器521以及一低通濾波器522，且高通濾波器521整合在無刷馬達(dá)34內(nèi)并與其內(nèi)部的微處理器341耦接，低通濾波器522則整合在控制裝置22內(nèi)。
[0034]控制裝置22產(chǎn)生用以控制無刷馬達(dá)34的控速信號并通過反饋/控速信號線263以傳輸至無刷馬達(dá)34，且本實(shí)施態(tài)樣中的控速信號為具有較高頻率的脈沖寬度調(diào)制信號，因此，當(dāng)無刷馬達(dá)34接收到高頻的脈沖寬度調(diào)制信號后，先利用其內(nèi)部的高通濾波器521以將其它較低頻率的信號予以濾除后再進(jìn)入至微處理器341內(nèi)，使微處理器341可根據(jù)此脈沖寬度調(diào)制信號以運(yùn)算出對應(yīng)的轉(zhuǎn)速，并利用運(yùn)算出的轉(zhuǎn)速以驅(qū)動無刷馬達(dá)34進(jìn)行轉(zhuǎn)動進(jìn)而帶動風(fēng)扇342轉(zhuǎn)動，同時微處理器341更根據(jù)無刷馬達(dá)34實(shí)際的切換頻率以產(chǎn)生對應(yīng)的反饋信號(例如:頻率信號)并藉由反饋/控速信號線263以傳輸，且相較于脈沖寬度調(diào)制信號而言，反饋信號的頻率較脈沖寬度調(diào)制信號為低，因此，來自于無刷馬達(dá)34的反饋信號可先經(jīng)由低通濾波器522以濾除其它頻率的噪聲后再進(jìn)入至控制裝置22。
[0035]另外，由于上述兩種實(shí)施態(tài)樣皆為無刷馬達(dá)的應(yīng)用，其中用以將無刷馬達(dá)的實(shí)際轉(zhuǎn)速換算成反饋信號的相位信號取樣電路可為霍爾感應(yīng)器，是以，可藉由霍爾感應(yīng)器以先檢測出無刷馬達(dá)的切換頻率，進(jìn)而將檢測到的切換頻率回傳至無刷馬達(dá)內(nèi)控制電路的控制元件以進(jìn)行運(yùn)算并轉(zhuǎn)換成控制裝置可讀取的反饋信號。由于此一信號的檢測與轉(zhuǎn)換方法為現(xiàn)有的技術(shù)，故不在此贅述。
[0036]根據(jù)上述揭露的技術(shù)特征可知，本發(fā)明提出的一種馬達(dá)裝置及馬達(dá)控速系統(tǒng)利用具有雙向傳輸能力的信號線傳輸控速信號以及反饋信號，使整體電路架構(gòu)得以簡化，同時降低整體硬件成本的支出、減少組裝的工時，并由于構(gòu)件的減少而可降低單一元件失效而導(dǎo)致整體架構(gòu)故障的機(jī)率。
[0037]以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發(fā)明的精神與范疇，而對其進(jìn)行的等效修改或變更，均應(yīng)包含在本發(fā)明的申請專利范圍中。
【權(quán)利要求】
1.一種馬達(dá)控速系統(tǒng)，包括: 一控制裝置，產(chǎn)生一控速信號； 一馬達(dá)裝置，產(chǎn)生一反饋信號；以及 一反饋/控速信號線，耦接于該馬達(dá)裝置與該控制裝置之間； 其中，該控速信號經(jīng)由該反饋/控速信號線傳送至該馬達(dá)裝置，且該反饋信號經(jīng)由該反饋/控速信號線傳送至該控制裝置， 其中，該控速信號為一脈沖信號、一脈沖寬度調(diào)制信號，或該脈沖信號及該脈沖寬度調(diào)制信號的一整合信號，并且該反饋信號為該馬達(dá)裝置的轉(zhuǎn)速信號或頻率信號。
2.如權(quán)利要求1所述的馬達(dá)控速系統(tǒng)，其中，該脈沖信號為電壓信號或壓控信號。
3.如權(quán)利要求1所述的馬達(dá)控速系統(tǒng)，其中，該馬達(dá)裝置更包括: 一相位信號取樣電路，檢測該馬達(dá)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的一切換相位信號，并取得對應(yīng)的一相位信號輸出； 一控制電路，其與該相位信號取樣電路耦接，用以接收該相位信號，并產(chǎn)生該反饋信號輸出。
4.如權(quán)利要求1所述的馬達(dá)控速系統(tǒng)，其中，該馬達(dá)裝置更包括一控制電路，其與該反饋/控速信號線耦接，用 以輸出該反饋信號。
5.如權(quán)利要求3或4所述的馬達(dá)控速系統(tǒng)，其中，該控制電路包括: 一控制元件；以及 一開關(guān)元件，其與該控制元件及該反饋/控速信號線耦接。
6.如權(quán)利要求5所述的馬達(dá)控速系統(tǒng)，其中，該控制元件為一馬達(dá)驅(qū)動IC或一微處理器，該開關(guān)兀件為一晶體管。
7.如權(quán)利要求6所述的馬達(dá)控速系統(tǒng)，其中，該控制電路更包括一二極管及一電容器，該二極管的一端與該反饋/控速信號線耦接，該二極管的另一端與該電容器的一端耦接再耦接至該控制元件，該電容器的另一端接地。
8.如權(quán)利要求1所述的馬達(dá)控速系統(tǒng)，其中，該控制裝置更具有一第一濾波元件，該馬達(dá)裝置具有一第二濾波元件，該第一濾波元件及該第二濾波元件與該反饋/控速信號線耦接。
9.如權(quán)利要求8所述的馬達(dá)控速系統(tǒng)，其中，該第一濾波元件為一低通濾波元件，該第二濾波元件為一高通濾波元件。
10.一種馬達(dá)裝置，與一控制裝置電性連接，該馬達(dá)裝置包括: 一控制電路，用以產(chǎn)生一反饋信號輸出；以及 一反饋/控速信號線，耦接于該控制電路與該控制裝置之間； 其中，該控制裝置控制該馬達(dá)裝置的一控速信號經(jīng)由該反饋/控速信號線傳送，而該反饋信號則經(jīng)由該反饋/控速信號線傳送至該控制裝置， 其中，該控速信號為一脈沖信號、一脈沖寬度調(diào)制信號，或該脈沖信號及該脈沖寬度調(diào)制信號的一整合信號，并且該反饋信號為該馬達(dá)裝置的轉(zhuǎn)速信號或頻率信號。
11.如權(quán)利要求10所述的馬達(dá)裝置，其中，該脈沖信號為電壓信號或壓控信號。
12.如權(quán)利要求10所述的馬達(dá)裝置，其中，該控制電路包括: 一控制元件；以及一開關(guān)元件，其與該控制元件及該反饋/控速信號線耦接。
13.如權(quán)利要求12所述的馬達(dá)裝置，其中，該控制元件為一馬達(dá)驅(qū)動IC或一微處理器，該開關(guān)元件為一晶體管。
14.如權(quán)利要求12所述的馬達(dá)裝置，更包括: 一二極管，其一端與該反饋/控速信號線耦接；以及 一電容器，其一端與該二極管的另一端耦接再耦接至該控制元件，該電容器的另一端接地。
15.如權(quán)利要求10所述的馬達(dá)裝置，其中，該控制裝置更具有一第一濾波元件，該馬達(dá)裝置更具有一第二濾波元件，且該第一濾波元件及該第二濾波元件與該反饋/控速信號線耦接。
16.如權(quán) 利要求15所述的馬達(dá)裝置，其中，該第一濾波元件為一低通濾波元件，該第二濾波元件為一高通濾波元件。
【文檔編號】H02P6/06GK103973176SQ201410230691
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2007年11月16日 優(yōu)先權(quán)日:2007年11月16日
【發(fā)明者】邱進(jìn)發(fā) 申請人:臺達(dá)電子工業(yè)股份有限公司