专利名称：具有电流波形检测功能的交流风扇马达驱动电路的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种具有电流波形检测功能的交流风扇马达驱动电路，尤指一种经由输入高压直流电源来驱动风扇马达，并可快速检测风扇马达运转是否正常的驱动电路，用以提高风扇品质的稳定性。
背景技术：
申请人先前已提出一种交流风扇马达驱动电路的专利新型申请案，请参阅图4所示，是为前揭新型申请案的电路方块图， 该驱动电路主要包含有一交直流转换单元20、一低压稳压单元21、一马达驱动单元22、一马达线圈单元23及一谐波消除单元24，上述的驱动电路是通过由交直流转换单元20将交流电压转换为高压直流电源后，再将高压直流电源直接提供给予马达线圈单元23及低压稳压单元21，该低压稳压单元21是将高压直流电源转换为稳定的低压直流电源后，用以供应上述的马达驱动单元22。
请配合参阅图5所示，上述的马达驱动单元22主要由一具有低电压工作电源特性的驱动IC、一霍尔感知组件及两晶体管所构成，该交流马达工作原理是经由该霍尔感知组件输出换相感知信号予该驱动IC，由该驱动IC相互输出电压经由两晶体管控制电流予该高匝数马达线圈，令其产生交互电流而驱动交流马达运转，又，因提供该马达线圈单元23为一高压直流电源，故流经该马达线圈单元23为一高电流，因而可经由增加该马达线圈单元23内部的高匝数线圈的匝数来增加阻抗，以降低导通时的电流，来达到提高风扇马达转速及省电的功效。
在上述说明中可以得知，该马达驱动单元22中的霍尔感知组件为驱动交流马达运转的主要组件，然而，由此一驱动电路中并无法得知该霍尔感知组件动作是否正常，以致在驱动电路运转过程中无法有效判断并检测此一驱动电路中的后端驱动电路工作状态是否稳定。
此外，在上述该低压稳压单元21中主要由一稽纳二极管透过两电阻连接至该交直流转换单元20，但因该交直流转换单元20所输出的电压为高压直流电源，在该高压直流电源转换为稳定低压直流电源的过程中，会于两电阻的两端形成过大压降，导致电阻组件过热，而减短其使用寿命，更甚者，因使用不当而会造成驱动电路不稳定，降低其驱动电路的可靠度。
由上述说明可知，申请人先前所提出的交流马达驱动电路虽可达到提高风扇马达及省电的功效，但仍有改进空间。
实用新型内容为此，本实用新型的主要目的是提供一种具有电流波形检测功能的交流风扇马达驱动电路，经由快速检测风扇马达工作状态的驱动电路，判断风扇马达工作状态是否正常，通过以提高风扇品质的稳定性。
欲达到前揭目的所使用的主要技术手段是令该具有电流波形检测功能的交流风扇马达驱动电路包含有一交直流转换单元，是为一整流滤波电路，其输入端是连接至交流电源，将交流电源转换为高压直流电源后输出；一降压单元，是包含有至少六颗电阻器串联而成，用以将高压直流电源转换为一低压直流电源后予以输出；一风扇马达驱动单元，是连接该降压单元的输出端，主要包含有一低电压电源特性的驱动IC、一霍尔感知组件及两晶体管；一风扇马达线圈单元，是主要由两高匝数线圈所组成，各高匝数线圈的一端是连接该马达电流波形检测单元的输出端，而两高匝数线圈的另一端则分别连接至该风扇马达驱动单元对应的晶体管；一谐波消除单元，是一端连接该马达电流波形检测单元的输出端，另一端连接该风扇马达驱动单元的晶体管，并与该风扇马达线圈单元并联；以及一马达电流波形检测单元，是串接于该交直流转换单元的输出端与该风扇马达线圈单元之间，当该交直流转换单元输出将高压直流电源输出至该风扇马达线圈单元时，一高压直流电源电流会流经该马达电流波形检测单元，此时该马达电流波形检测单元会随着高压直流电源电流负载的大小，产生对应的电压压降；上述驱动电路是将交流电源转换为高压直流电源后，当高压直流电源输出至该风扇马达线圈单元时，会有一高压直流电源流经该马达波形检测单元，此时该马达电流波形检测单元会随着高压直流电源电流负载的大小不同，而产生对应的电压压降，是将该产生的相对应电压压降变化经运算后转换为高匝数线圈的电流波形变化，使得马达在制造过程可经由观测在导通时该马达波形检测单元的电流波形来检测风扇马达工作状态是否正常，以提高风扇品质的稳定性。
本实用新型的次一目的在降低上述降压单元中各个电阻器的消耗功率，以降低电阻器工作时的温度，进而增加组件的寿命，并提升驱动电路的可靠性。即令上述降压单元经由串联至少六颗电阻器，使得原本由两颗电阻器所承载的总消耗功率，可分配于至少六颗电阻器的各个电阻器上，进而使得各个电阻器的消耗功率降低，来增加组件使用寿命。
图1是本实用新型马达驱动电路的电路方块图；图2是本实用新型马达驱动电路的一较佳实施例的详细电路图；图3A、图3B、图3C是为马达驱动单元的两晶体管交互导通时，通过由马达电流波形检测单元上电压压降变化，而判断出马达旋转一周时，双高匝数线圈所产生的电流变化波形图；图4是一种交流马达驱动电路的电路方块图；图5是图4的详细电路图。
主要组件符号说明10交直流转换单元11马达电流波形检测单元12降压单元13风扇马达驱动单元14风扇马达线圈单元15谐波消除单元16电流过载保护单元20交直流转换单元21低压稳压单元22马达驱动单元23马达线圈单元24谐波消除单元25电流过载保护单元
具体实施方式
请参阅图1所示，是为本实用新型的具有电流波形检测功能的交流风扇马达驱动电路的电路方块图，其包含有一交直流转换单元10，是为一整流滤波电路，其输入端是连接至交流电源，将交流电源转换为高压直流电源后输出；一降压单元12，是包含有至少六颗电阻器串联而成，用以将高压直流电源转换为一低压直流电源后予以输出；一风扇马达驱动单元13，是连接该降压单元12的输出端，主要包含有一低电压电源特性的驱动IC、一霍尔感知组件及两晶体管，上述的驱动IC的低电压电源的工作范围为3V～24V，且霍尔感知组件的工作电流范围为2.5mA～10mA；一风扇马达线圈单元14，是主要由两高匝数线圈所组成，各高匝数线圈的一端是连接该马达电流波形检测单元11的输出端，而两高匝数线圈的另一端则分别连接至该风扇马达驱动单元13对应的晶体管；一谐波消除单元15，是一端连接该马达电流波形检测单元11的输出端，另一端连接该风扇马达驱动单元13的晶体管，并与该风扇马达线圈单元14并联；以及一马达电流波形检测单元11，是串接于该交直流转换单元10的输出端与该风扇马达线圈单元14之间，当该交直流转换单元10输出将高压直流电源输出至该风扇马达线圈单元14时，一高直流电源电流会流经该马达电流波形检测单元11，此时该马达电流波形检测单元11会随着高直流电源电流负载的大小，产生对应的电压压降。
再请参考图2所示，是为本实用新型的一较佳实施例的详细电路图，上述交直流转换单元10在本较佳实施例中主要为一全波整流器D1及一高压电容器C1，该输入的交流电源经由一全波整流器D1及一高压电容器C1予以整流滤波而转换成一高压直流电源，并将其高压直流电源输出。
上述马达电流波形检测单元11主要为一5Ω以下的低阻抗的电阻器R1在本较佳实施例中该电阻器阻值是揭示为1Ω，避免因电阻器R1阻值过大而造成电压压降在此一电阻器R1上的数值过大，而影响输入后端的马达线圈单元14的电压值，此外，该马达电流波形检测单元11一端是连接至该交直流转换单元10的输出端，经由对此一低阻抗的电阻器R1的两端所产生的电压压降数值，经运算后转换为高匝数线圈的电流波形，经由观测该高匝数线圈的电流波形变化，来判断交流风扇马达工作状态是否正常，其检测方法详述如下请配合图3A、图3B、图3C所示，是为马达驱动单元的两晶体管Q1，Q2交互导通时，通过由马达电流波形检测单元11上电压压降变化，而判断出马达旋转一周时，双高匝数线圈L1，L2所产生的电流变化波形图，请首先参阅图3A所示，为一种风扇马达判断为运转正常时的电流波形图，其中，当马达旋转一周时，会产生四个电流波形，若风扇马达运转正常时，图中各波形周期时间会相同，即0到T0周期时间会等于T0到T1、T1到T2及T2到T3的周期时间，且波形大小相似；若马达运转不正常，请参阅图3B所示，图中各波形导通时的周期时间不相同，即0到T0’的周期时间不等于T0’到T1’的周期时间、T0’到T1’的周期时间不等于T1’到T2’的周期时间、T1’到T2’的周期时间不等于T2’到T3’的周期时间，即代表该风扇马达转动时的转速较正常运转时速度慢因而会造成风扇马达转子产生颤动的现象；又请参阅图3C所示，此为另一风扇马达运转不正常的相对波形图，图中各波形的导通时的周期时间虽相同，但A、B、C、D点所代表的电流值却不相同，其中该B点及D点的电流数值为本实施例中马达正常运转时，线圈产生反电动势的最大电流值，但图中A点及C点的电流数值I3大于B点及D点的电流数值I2，因而会产生噪音及电磁波干扰。故可利用电流波形图来检测风扇马达的工作状态是否正常。
又，该降压单元12，是连接至该马达电流波形检测单元11的输出端，将高压直流电源转换为一低压直流电源后输出，在本较佳实施例中是包含六颗串联的电阻器R2～R7，由于使用六颗串联的电阻器R2～R7，可使得各个电阻器上的耗损功率降低，并且同样能转换输出一低电压电源输出，如此即能避免因电阻器过热而造成组件的损坏，导致驱动电路可靠性降低，此外，可在最末端的电阻器R7后增加一旁路电容C4，以过滤直流电源所产生的噪声，来增加驱动电路的稳定性。
此外，上述的风扇马达驱动单元13，是连接该降压单元12的输出端，主要包含有一具有低电压电源(3V-24V)特性的驱动IC(IC1)、一霍尔感知组件H1及两晶体管Q1，Q2，其中霍尔感知组件H1的工作电流范围为2.5mA～10mA；且该风扇马达线圈单元14，是主要由两高匝数线圈L1，L2所组成，各高匝数线圈L1，L2的一端是连接该马达电流波形检测单元11的输出端，而两高匝数线圈L1，L2的另一端则分别连接至该风扇马达驱动单元13对应的晶体管Q1，Q2。
又，上述谐波消除单元15在本较佳实施例中是包含有两二极管D2，D3及四稽纳二极管DZ1～DZ4，其中两二极管D2，D3是对向连接并串联于两高匝数线圈L1，L2之间，而四稽纳二极管DZ1～DZ4彼此串联且阳极是连接至该马达电流波形检测单元11的输出端，其阴极是连接至两二极管D2，D3之间的连接节点，由于稽纳二极管DZ1～DZ4串接四颗，故能避免因高匝数线圈产生大反电动势而所造成损壤。
在风扇马达运转的过程中，上述风扇马达驱动单元13经降压单元12提供一低压直流电源以供应该驱动IC(IC1)，该驱动IC(IC1)经由接收霍尔感知组件H1所输出的感知信号用以调控两晶体管Q1，Q2的交互导通，而两高匝数线圈L1，L2则依据所相连的两晶体管Q1，Q2的导通而产生交互流通的电流，又其连接第一高匝数线圈L1的晶体管Q1于导通转换至不导通的瞬间，会在该第一高匝数线圈L1所造成的电感中产生反电动势，而此一反电动势所产生的多余电流即图3中I2～I3的部分会被该二极管D2及串联的四稽纳二极管DZ1～DZ4所消除，相同地，当连接至第二高匝数线圈L2的晶体管Q2在不导通转换至导通的瞬间，该第二高匝数线圈L2同样会产生反电动势，而此一反电动势所产生的多余电流即图3中I2～I3的部分会被另一二极管D3及串联的四稽纳二极管DZ1～DZ4所消除，如此，反电动势所产生的电流不会流入上述的风扇马达驱动单元13，通过此方式来减少该风扇马达驱动单元13的损坏机率，并可经由该谐波消除单元15来抑制因马达运转时所产生的噪音及减少电磁波的干扰。
此外，因流经该风扇马达线圈单元14的电源为高压直流电源，故两高匝数线圈L1，L2会得到的电流较大，因而可通过由增加两高匝数线圈L1，L2的匝数来增加阻抗，以降低导通时所产生的电流，来达到提高风扇马达转速及省电的功效。
此外，本实用新型为了要防止全波整流器D1及高压电容器C1在马达线圈短路时，因过量电流逆流而导致意外发生，故可进一步在交直流转换单元10与交流电源之间加设一电流过载保护单元16，其中此一电流过载保护单元16可为一保险丝或为一低阻抗的电阻器。
由上述说明可知，本实用新型可提供一种具有电流波形检测功能的交流风扇马达驱动电路，用以检测风扇马达运转时工作状态是否稳定，以提高驱动电路的信赖性，并可经由压降单元的数个串联电阻来降低各个电阻的消耗功率，而提供其驱动电路的可靠度，又可经增加数个串联的稽纳二极管来有效的抑制谐波的产生，是以，本实用新型确实能提供一稳定性更佳的风扇驱动电路。
权利要求1.一种具有电流波形检测功能的交流风扇马达驱动电路，其特征在于包括一交直流转换单元，是为一整流滤波电路，其输入端是连接至交流电源，将交流电源转换为高压直流电源后输出；一降压单元，是包含有至少六颗电阻器串联而成，用以将高压直流电源转换为一低压直流电源后予以输出；一风扇马达驱动单元，是连接该降压单元的输出端，主要包含有一低电压电源特性的驱动IC、一霍尔感知组件及两晶体管；一风扇马达线圈单元，是由两高匝数线圈组成，各高匝数线圈的一端是连接该马达电流波形检测单元的输出端，而两高匝数线圈的另一端则分别连接至该风扇马达驱动单元对应的晶体管；以及一谐波消除单元，是一端连接该马达电流波形检测单元的输出端，另一端连接该风扇马达驱动单元的晶体管，并与该风扇马达线圈单元并联；以及一马达电流波形检测单元，是串接于该交直流转换单元的输出端与该风扇马达线圈单元之间，当该交直流转换单元输出将高压直流电源输出至该风扇马达线圈单元时，一高压直流电源电流会流经该马达电流波形检测单元，此时该马达电流波形检测单元会随着高压直流电源电流负载的大小，产生对应的电压压降。
2.如权利要求1所述的具有电流波形检测功能的交流风扇马达驱动电路，其特征在于，所述该交直流转换单元为一全波整流器及一高压电容器所组成。
3.如权利要求1或2所述的具有电流波形检测功能的交流风扇马达驱动电路，其特征在于，所述该马达波形检测单元为至少一电阻器所组成。
4.如权利要求3所述的具有电流波形检测功能的交流风扇马达驱动电路，其特征在于，所述该电阻器阻值小于5Ω。
5.如权利要求1或2所述的具有电流波形检测功能的交流风扇马达驱动电路，其特征在于，所述该驱动IC的工作电压范围为3V～24V。
6.如权利要求3所述的具有电流波形检测功能的交流风扇马达驱动电路，其特征在于，所述该驱动IC的工作电压范围为3V～24V。
7.如权利要求1或2所述的具有电流波形检测功能的交流风扇马达驱动电路，其特征在于，所述该霍尔感知组件的工作电流范围为2.5～10mA。
8.如权利要求1或2所述的具有电流波形检测功能的交流风扇马达驱动电路，其特征在于，所述该交直流转换单元与交流电源之间是加设一电流过载保护单元。
9.如权利要求8所述的具有电流波形检测功能的交流风扇马达驱动电路，其特征在于，所述该电流过载保护单元为一保险丝。
10.如权利要求8所述的具有电流波形检测功能的交流风扇马达驱动电路，其特征在于，所述该电流过载保护单元为一低阻抗的电阻器。
专利摘要本实用新型是一种具有电流波形检测功能的交流风扇马达驱动电路，主要是包括一交直流转换单元、一马达电流波形检测单元、一降压单元、一包含有霍尔感知组件的风扇马达驱动单元、一风扇马达线圈单元及一谐波消除单元，是将交流电源转换为高压直流电源，将经由该马达电流波形检测单元的电压压降转换为风扇马达的电流数值并予以输出，经由观测该马达电流值与马达电流导通时间的相对波形变化，以判断风扇马达的工作状态是否正常，用以提供一可快速检测交流风扇马达运转是否正常的电路，提高风扇品质的稳定性。
文档编号H02P6/14GK2917088SQ20062000077
公开日2007年6月27日 申请日期2006年1月13日 优先权日2006年1月13日
发明者谢新茂 申请人:协禧电机股份有限公司