[发明专利]马达驱动电路

说明书

本发明公开一种马达驱动电路，包括驱动级电路、系统控制电路、控制信号产生电路与多个电流零点侦测器。驱动级电路包括多个反相器。系统控制电路提供占空周期信号。控制信号产生电路根据占空周期信号产生脉宽调制信号来控制各反相器中上臂晶体管与下臂晶体管的导通与关断，以提供驱动电流来驱动马达。电流零点侦测器侦测流经各反相器中上臂晶体管与下臂晶体管之间一节点的电流，并产生电流侦测信号。控制信号产生电路根据电流侦测信号调整脉宽调制信号，避免驱动级电路的等效占空周期缩短，以维持驱动电流的波形的完整性，使驱动电流的波形不会失真。

技术领域

本发明乃涉及一种马达驱动电路，特别是指一种能够针对停滞时间(或称死区；Dead Time)进行补偿的马达驱动电路。

背景技术

常见地，于马达驱动电路中，系统控制电路会产生占空周期信号PWM(通常为脉宽调制信号)，接着由一控制信号产生电路根据此脉宽调制信号来产生控制信号(通常亦为脉宽调制信号)来控制驱动级电路中各反相器中的上下臂晶体管的导通与关断。

请参照图1，图1可视为单相马达的驱动级电路中的两个反相器，或是三相马达的驱动级电路中的其中两个反相器。考虑到晶体管由导通至关断或由关断至导通时会有一段转换时间，为了避免图1中各反相器中上下臂晶体管U、X与V、Y因同时导通而造成大电流烧毁电路的情况，控制信号产生电路在产生用以控制所述多个晶体管U、X与V、Y的脉宽调制信号时，会使提供给上下臂晶体管U、V与X、Y的脉宽调制信号为互补信号，且将上下臂晶体管U、V与X、Y的脉宽调制信号的转态缘延迟一段时间。一般来说，此段延迟时间称为停滞时间(或称死区；Dead Time)。

请参照图2A与图2B，图2A与图2B为图1中所述多个反相器之一中的上下臂晶体管U、X在马达被驱动时的波形图。于图2A与图2B中，脉宽调制信号u与x分别为提供给上臂晶体管U与下臂晶体管X的脉宽调制信号。

如图2A与图2B所示，提供给上臂晶体管U与下臂晶体管X的脉宽调制信号u与x其上缘均被延迟了一段停滞时间Td，以轮流导通上臂晶体管U与下臂晶体管X。当马达被驱动时，在电流由节点UO流向线圈的期间，节点UO的电压VUO即如图2A所示，而在电流由线圈流向节点UO的期间，节点UO的电压VUO即如图2B所示。须说明的是，于图2A中，Vd为下臂晶体管X的本体二极管的导通电压，于图2B中，Vd为上臂晶体管U的本体二极管的导通电压，且于图2A与图2B中，VDD为所述多个反相器的供应电压，于此不多加描述。

假设系统控制电路所产生的占空周期信号PWM的周期为T且其导通时间为Ton，则由图2A中节点UO的电压VUO可知，当马达被驱动时，在电流由节点UO流向线圈的期间，驱动级电路的等效占空周期为(Ton-Td)/T；另外，由图2B中节点UO的电压VUO可知，当马达被驱动时，在电流由线圈流向节点UO的期间，驱动级电路的等效占空周期为(Ton+Td)/T。

举例来说，于图1中，假设电流从由节点UO流向线圈，并通过线圈流入节点VO，且节点UO的占空周期为D1％、节点VO的占空周期为D2％，则此线圈电流是根据等效占空周期(D1-D2)％所产生。于此情形下，若停滞时间Td所造成的等效占空周期为Td％，则当马达被驱动时，驱动级电路产生线圈电流的等效占空周期便为(D1％-Td％)-[D2％+Td％]，即[(D1-D2)-2Td]％。

据此可知，将上下臂晶体管的脉宽调制信号的转态缘延迟一段停滞时间的作法虽然避免了各反相器中的上下臂晶体管同时导通的情况，但却会使驱动级电路的等效占空周期因为所述段停滞时间而与设计值有所落差，进而造成驱动电流波形失真。

发明内容

为了避免驱动级电路中的上下臂晶体管同时导通，并且维持驱动电流的波形的完整性，使驱动电流的波形不会失真，本发明提供了一种能让驱动级电路的等效占空周期不会因为停滞时间而缩短的马达驱动电路。