[发明专利]无感测器三相马达驱动系统及其方法

说明书

本发明公开了一种无感测器三相马达驱动系统及其方法，当该处理单元的脉波控制端依据换相资讯而输出多个脉波宽度调变波。驱动单元接收该脉波宽度调变波产生一驱动讯号。一电流侦测单元，接收该驱动讯号并侦测其电流，当该驱动讯号的电流为零时，产生一停止讯号至该处理单元，并使得该处理单元停止输出该脉波宽度调变波。一马达单元包括三个线圈绕组，该多个线圈绕组接收该驱动讯号而使该马达单元作动。电压侦测单元侦测该线圈绕组的反电动势为零时，产生一启动讯号至该处理单元，并使得该处理单元启动输出该脉波宽度调变波。

技术领域

本发明是有关于一种马达驱动系统，特别是指一种无感测器三相马达驱动系统。

背景技术

在三相马达驱动方式中，一般会利用霍尔元件侦测马达转子位置，进而得到换相讯号来产生特定的马达控制讯号，此特定的马达控制会在三相马达线圈里面形成相电流使马达能持续运转，如图1所示。

由于霍尔元件在高温环境应用上的限制以及成本的考量，无感测器的三相马达驱动技术开始被提出，其中最广泛使用的方式就是利用三相马达的未激磁线圈来侦测反电动势，为了侦测反电动势的零点，必须将此相线圈的相电流降至0A才能开始侦测反电动势，此相电流的剧烈变化将导致电磁噪音的产生。

接着，请参考图2，一般而言，马达驱动系统，包含驱动单元30与马达单元40。而驱动单元30是由电晶体所构成。而马达的转动则是借由驱动单元30电晶体开关的启动或关闭，来使马达进行转动，且马达单元40具有三个绕组，分别为U线圈绕组、V线圈绕组与W线圈绕组。由图2的路径path1，可以得知，当第一电晶体M1与第五电晶体M5开启时，此时马达运转的电流，由电源端经第一电晶体M1、马达单元40的U绕组、V绕组，并再经由第五电晶体M5流到地端。请参考图3，当系统没有霍尔元件时，一般马达单元40再换相时，会先把第一电晶体M1关闭，此时，由于马达是电感性负载，所以会有一感应电流存在，此电流路径path2，由地端，经由第四电晶体M4、马达单元40的U线圈绕组、V线圈绕组，并再经由第五电晶体M5再流到地端。

一般正常的马达电流控制是由U线圈绕组流向V线圈绕，U线圈绕组流向W线圈绕组，之后换向由U线圈绕组流向W线圈绕，换向电流由V线圈绕组流向W线圈绕，再由V线圈绕组流向U线圈绕，V线圈绕组流向W线圈绕。接着，再，其它的换相，为是持续的控制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。

由图4得知，此不稳定的电流，将会造成系统马达运转的不顺畅、顿挫等现象的出现，此是马达震动的来源。

所以现有技术的问题，对于没有霍尔元件的马达系统而言，在马达系统换相时，往往会造成马达系统的不稳定，有鉴于此，如何提出一种新的系统，去改善传统没有霍尔元件的马达系统的稳定度，这是所有厂商努力的方向与目标。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种无感测器三相马达驱动系统，包含：一处理单元、一驱动单元、一电流侦测单元、一马达单元与一电压侦测单元。一处理单元，具有六个脉波控制端，每个该处理单元之脉波控制端依据换相资讯而输出多个脉波宽度调变波；一驱动单元，连接处理单元，接收该脉波宽度调变波产生一驱动讯号；一电流侦测单元，分别连接该驱动单元与该处理单元，接收该驱动讯号并侦测其电流，当该驱动讯号的电流为零时，产生一停止讯号至该处理单元，并使得该处理单元停止输出该脉波宽度调变波；一马达单元，连接该电流侦测单元，包括三个线圈绕组，该多个线圈绕组接收该驱动讯号而使该马达单元作动；及一电压侦测单元，连接该电流侦测单元，侦测该线圈绕组的反电动势为零时，产生一启动讯号至该处理单元，并使得该处理单元启动输出该脉波宽度调变波。

该多个脉波宽度调变波渐增的责任周期由小至大，责任周期的百分比由0%至100%。

该多个脉波宽度调变波渐减的的责任周期由大至小，责任周期的百分比由100%至0%。