[发明专利]多相直流无刷马达驱动电路

说明书

本发明公开一种多相直流无刷马达驱动电路。于此多相直流无刷马达驱动电路中，驱动级电路包括多组并联的桥臂电路，其分别包括上臂晶体管与下臂晶体管；复数个电流检测电路检测流经各桥臂电路中上臂晶体管与下臂晶体管之间一节点的电流，并产生电流检测信号；控制电路根据这些电流检测信号控制脉宽调变产生器，以产生复数个脉宽调变信号来控制各桥臂电路中上臂晶体管与下臂晶体管的导通与关闭，进而提供驱动电流来驱动一多相直流无刷马达。

技术领域

本发明是关于一种多相直流无刷马达驱动电路，特别是指一种能够针对停滞时间(或称死区；Dead Time)进行补偿的多相直流无刷马达驱动电路。

背景技术

请参照图1，图1为传统之多相直流无刷马达驱动电路的示意图。传统多相直流无刷马达驱动电路在驱动多相直流无刷(Brushless Direct Current；BLDC)马达MT时，会先检测多相直流无刷马达MT中转子(即，线圈Cu、线圈Cv与线圈Cw)的当前位置，接着由微控制器(Micro Control Unit；MCU)3根据一转速信号与表示线圈Cu、线圈Cv与线圈Cw当前位置的一检测信号来控制脉宽调变(Pulse Width Modulation；PWM)产生器2以产生脉宽调变信u～w与x～z来控制驱动级电路1中多组上下臂晶体管U～W与X～Z的导通与关闭。

考虑到晶体管由导通至关闭或由关闭至导通时会有一段转换时间，为了避免驱动级电路1中上下臂晶体管U～W与X～Z因同时导通而造成大电流烧毁电路的情况，在产生用以控制上下臂晶体管U～W与X～Z之脉宽调变信号u～w与x～z时，会使上下臂晶体管U～W与X～Z之脉宽调变信号u～w与x～z为互补信号且将上下臂晶体管U～W与X～Z之脉宽调变信号u～w与x～z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为传统之多相直流无刷马达驱动电路的波形图。

如图2A所示，提供给上臂晶体管U与下臂晶体管X的脉宽调变信号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。当多相直流无刷马达MT被驱动时，在电流由多相直流无刷马达MT流向节点UO的期间，节点UO的电压VUO即如图2A所示(其中，Vd为下臂晶体管X之本体二极管的导通电压，且VDD为驱动级电路1的供应电压，于此不多加描述)。另一方面，图2B也显示了，提供给上臂晶体管U与下臂晶体管X的脉宽调变信号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。当多相直流无刷马达MT被驱动时，电流由节点UO流向多相直流无刷马达MT的期间，节点UO的电压VUO即如图2B所示(其中，Vd为上臂晶体管U之本体二极管的导通电压，且VDD为驱动级电路1的供应电压，于此不多加描述)。

假设未经调整之脉宽调变信号的周期为T且其中高电位的时间为Ton，则由图2A中节点UO的电压VUO可知，当多相直流无刷马达MT被驱动时，在电流由节点UO流向多相直流无刷马达MT的期间，驱动级电路的等效占空比为(Ton-Td)/T；另外，由图2B中节点UO的电压VUO可知，当多相直流无刷马达MT被驱动时，在电流由多相直流无刷马达MT流向节点UO的期间，驱动级电路的等效占空比为(Ton+Td)/T。

由于提供给上臂晶体管U与下臂晶体管X之脉宽调变信号u与x为互补信号，因此若上臂晶体管U的占空比为D％(即，图2A中的Ton/T)，下臂晶体管X的占空比即为(100-D)％(即，图2B中的Ton/T)。于是，当多相直流无刷马达MT被驱动时，驱动级电路整体的等效占空比为(D％-Td％)-[(100-D)％+Td％]，即(2D-100-2Td)％。

据此可知，将上下臂晶体管之脉宽调变信号的转态缘延迟一段停滞时间的作法虽然避免了驱动级电路中的上下臂晶体管同时导通的情况，但却会驱动级电路整体的等效占空比因为该段停滞时间而缩短，进而使得马达的运转效率降低。

发明内容