具有最低转速设定的马达驱动装置及其驱动方法
具有最低转速设定的马达驱动装置及其驱动方法
【专利摘要】一种具有最低转速设定的马达驱动装置及其驱动方法，其是由一PWM转换电路、振荡电路、比较器、控制单元所组成，通过PWM转换电路将输入的可调最高设定电压信号(VH)、可调最低设定电压信号(VL)与控制信号转换成一模拟信号(VTH)，再将此模拟信号与经由振荡电路所产生的一三角波信号(TRI)以及外加一可调最低转速设定电压信号(ALG)，一同输入至比较器作比较并输出一驱动信号至控制单元以控制马达的转速。通过本发明可用来调整不同的马达转速曲线并且可用以设定马达最低转速，进而达到改变马达转速的功能以及维持马达最低工作力矩，增加马达控制的灵活度。
【专利说明】具有最低转速设定的马达驱动装置及其驱动方法
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种马达驱动装置及其驱动方法，特别是有关于一种具有最低转速设定的马达驱动装置及其驱动方法；通过本发明的具有最低转速设定的马达驱动电路及其驱动方法，可用来调整不同的马达转速曲线并且可用以设定马达最低转速，进而达到改变马达转速的功能以及维持马达最低工作力矩。
【背景技术】
[0002]传统以脉宽调变(Pulse Width Modulation，PWM)控制马达驱动的方式，无法达到转速曲线可调的功能，都是以输入的工作周期(Duty cycle)是多少，相对应到马达输出的转速就是多少。举例来说，请参阅图1，是为已知的脉宽调变控制马达驱动的输出曲线示意图，如图1所示，PWM的工作周期为0%至100%，当PWM的工作周期为50%时，则相对应马达会输出50%的转速，因此在马达转速的控制曲线就会呈现出一种线性的曲线。
[0003]一般在相同的马达负载下为了达到最低散热的要求，以及减少马达重新启动所产生的噪声、噪音，通常在PWM工作周期低到一定值之后会希望马达固定在一个转速，不要因为PWM工作周期的输出小于马达最低工作力矩，而使得马达停止转动。
[0004]然而，当使用者想要依据实际操作状态而改变马达的转速时，通常会通过改变输入的PWM工作周期，或是改变马达的线圈设计。但上述两种方式都有实际操作上的困难处。例如:当想要随着实际操作状况来改变控制器输入的PWM工作周期时，就必须改变整个系统的控制方式；而若要改变马达的线圈时，则必须更换马达。
[0005]因此，本发明提供一种具有最低转速设定的马达驱动装置及其驱动方法，除了通过调整不同的可调最高设定电压信号(VH)、可调最低设定电压信号(VL)与三角波信号(TRI)之间的电压设定外，并外加可调最低转速设定电压信号用以保持马达最低工作力矩，以维持最低散热的要求，使得马达驱动装置具有改变马达转速的功能以及具有最低转速设定的功能，以增加马达应用的灵活度。
【发明内容】
[0006]为了解决上述有关的问题，本发明的一主要目的在于提供一种具有最低转速设定的马达驱动装置，先通过PWM转换电路将输入的可调最高设定电压信号(VH)、可调最低设定电压信号(VL)与控制信号转换成模拟信号(VTH)，再将PWM转换电路所转换输出的模拟信号与一振荡电路所产生的一三角波信号(TRI)以及外加的一可调最低转速设定电压信号一同输入至比较器作比较后，以产生一个输出驱动信号，再将此输出驱动信号送至控制单元以控制马达的转速。故本发明可由此马达驱动装置来调整不同的马达转速曲线并且可用以设定马达最低转速，进而达到改变马达转速的功能以及维持马达最低工作力矩，并以增加马达控制的灵活度。
[0007]本发明又一主要目的在于提供一种可调整马达转速的马达驱动方法，是通过可调最高设定电压信号(VH)、可调最低设定电压信号(VL)与三角波信号(TRI)之间的电压设定夕卜，并外加可调最低转速设定电压信号，不仅能够调整不同的马达转速曲线，也能维持马达最低工作力矩，以增加马达控制的灵活度。
[0008]依据上述的各项目的，本发明提供一种具有最低转速设定的马达驱动装置，包括:一 PWM转换电路,具有一第一输入端、一第二输入端、一第三输入端以及一输出端，其中第一输入端与一控制信号连接，第二输入端与一可调最高设定电压信号(VH)连接,第三输入端与一可调最低设定电压信号(VL)连接,并由输出端输出一模拟信号(VTH),其中，该模拟信号可通过调整该控制信号、该可调最高设定电压信号(VH)或该可调最低设定电压信号(VL)来改变；一振荡电路,是用以产生一三角波信号(TRI);以及一比较器,具有一第一输入端、一第二输入端、一第三输入端以及一输出端，其中第一输入端与振荡电路所产生的三角波信号连接，第二输入端与PWM转换电路所输出的模拟信号连接，第三输入端接收一可调最低转速设定电压信号，并由输出端输出一驱动信号。
[0009]本发明提供一种具有最低转速设定的马达驱动方法，包括:提供一 PWM转换电路，其具有一第一输入端、一第二输入端、一第三输入端以及一输出端，其中第一输入端与一PWM信号连接，第二输入端与一可调最高设定电压信号(VH)连接，第三输入端与一可调最低设定电压信号(VL)连接,并由该输出端输出一模拟信号(VTH);提供一振荡电路,用以产生一三角波信号；以及提供一比较器，其具有一第一输入端、一第二输入端、一第三输入端以及一输出端，其中该第一输入端与该振荡电路所产生的该三角波信号连接，该第二输入端与该PWM转换电路所输出的该模拟信号连接，该第三输入端接收一可调最低转速设定电压信号，并由该输出端输出一驱动信号；其中，通过调整可调最高设定电压信号(VH)或可调最低设定电压信号(VL)来改变模拟信号(VTH)的曲线。
[0010]经由本发明所提供的具有最低转速设定的马达驱动装置及其驱动方法，使得马达驱动装置通过调整控制信号、可调最高设定电压信号(VH)、可调最低设定电压信号(VL)以产生一模拟信号后，再将此一模拟信号与三角波信号(TRI)以及外加的一可调最低转速设定电压信号一同输入至比较器进行比较并产生一驱动信号，通过此驱动信号来控制不同的马达转速曲线，使得本发明的马达驱动装置除了可以达到改变马达转速的功能还可以维持马达最低工作力矩，进而增加马达应用的灵活度。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]为了详细说明本发明的构造及特点所在，以下结合较佳实施例并配合【专利附图】
【附图说明】如后，其中:
[0012]图1为本发明的已知脉宽调变控制马达驱动的输出曲线示意图；
[0013]图2为本发明的马达驱动装置架构图；
[0014]图3为本发明的PWM转换电路图；
[0015]图4为本发明的转换后模拟信号输出结果示意图；
[0016]图5A为本发明的第一实施例波形图；
[0017]图5B为本发明的第一实施例的转速曲线图；
[0018]图6A为本发明的第一实施例外加最低转速设定的波形图；
[0019]图6B为本发明的第一实施例外加最低转速设定的转速曲线图；
[0020]图7A为本发明的第二实施例波形图；[0021]图7B为本发明的第二实施例的转速曲线图；
[0022]图8A为本发明的第二实施例外加最低转速设定的波形图；
[0023]图SB为本发明的第二实施例外加最低转速设定的转速曲线图；
[0024]图9A为本发明的第三实施例波形图；
[0025]图9B为本发明的第三实施例的转速曲线图；
[0026]图1OA为本发明的第三实施例外加最低转速设定的波形图；
[0027]图1OB为本发明的第三实施例外加最低转速设定的转速曲线图；
[0028]图11为本发明的马达驱动方法流程图。
【具体实施方式】
[0029]由于本发明主要是揭露一种具有最低转速设定的马达驱动装置及其驱动方法，是通过PWM转换电路将输入 的可调最高设定电压信号(VH)、可调最低设定电压信号(VL)与控制信号转换成模拟信号(VTH)，再将此模拟信号与振荡电路所产生的三角波信号(TRI)以及外加的一可调最低转速设定电压信号一同输入至比较器作比较后，以产生一个输出驱动信号，再将此输出驱动信号送至控制单元以控制马达的转速。而与本发明有关的马达的基本原理与功能，已为相关【技术领域】具有通常知识者所能明了，故以下文中的说明，仅针对与本发明马达驱动装置及其驱动方法其特征处进行详细说明。此外，于下述内文中的附图，亦并未依据实际的相关尺寸完整绘制，其作用仅在表达与本发明特征有关的示意图。
[0030]首先，请参阅图2，是为本发明的马达驱动装置架构图。如图2所示，马达驱动装置包括:一 PWM转换电路10,具有一第一输入端、一第二输入端、一第三输入端以及一输出端，其中第一输入端与一控制信号101连接,第二输入端与一可调最高设定电压信号(VH) 102连接，第三输入端与一可调最低设定电压信号(VL) 103连接，并由输出端输出一模拟信号(VTH)，其中控制信号为一 PWM信号(例如:一个由个人计算机系统所提供的PWM信号)，且该模拟信号可通过调整该控制信号、该可调最高设定电压信号(VH)或该可调最低设定电压信号(VL)来改变；一振荡电路12，是用以产生一三角波信号(TRI)，其中三角波信号可于一高电压准位与一低电压准位之间调整；一比较器14,其具有一第一输入端、一第二输入端、一第三输入端以及一输出端，其中一第一输入端与振荡电路12所产生的三角波信号(TRI)连接，其一第二输入端与PWM转换电路10所输出的模拟信号(VTH)连接，其一第三输入端接收一可调最低转速设定电压信号141，并由该输出端输出一驱动信号(S_DR);以及一控制单元16，是用以接收驱动信号(S_DR)以控制一马达18，其中马达是为一单相马达或一三相马达。
[0031 ] 接着，请参阅图3，是为本发明的PWM转换电路图。如图3所示，PWM转换电路10具有一第一输入端、一第二输入端、一第三输入端以及一输出端，其中第一输入端与一控制信号101连接，第二输入端与一可调最高设定电压信号(VH) 102连接，第三输入端与一可调最低设定电压信号(VL) 103连接，并由输出端输出一模拟信号(VTH)，其中该控制信号是为一PWM信号(例如:一个由个人计算机系统所提供的PWM信号)，且该模拟信号可通过调整该控制信号、该可调最高设定电压信号(VH)或该可调最低设定电压信号(VL)来改变^PWM转换电路进一步包含一第一运算放大器(OPl)，具有一正输入端电性连接于可调最高设定电压信号102、一负输入端， 以及一输出端电性连接于负输入端；一第二运算放大器(0P2),具有一正输入端电性连接于可调最低设定电压信号103、一负输入端，以及一输出端电性连接于负输入端；一第一开关兀件(TGl),具有接收一第一输入信号的一输入端稱接至第一运算放大器(OPl)、耦接至一输出节点(VA)的一输出端、耦接至控制信号101的一控制端以及耦接至一公共节点(N)的一连接端，第一开关元件(TGl)会根据控制信号101而决定是否导通第一输入信号，其中第一开关兀件(TGl)是为一传输闸；一第二开关兀件(TG2),具有接收一第二输入信号的一输入端耦接至第二运算放大器(0P2)、耦接至输出节点(VA)的一输出端、耦接至控制信号101的一控制端以及耦接至该公共节点(N)的一连接端，第二开关元件(TG2)会根据控制信号101而决定是否导通第二输入信号，其中第二开关元件(TG2)是为一传输闸；一反相器20,具有一输入端是用以接收控制信号101,而其输出端相连于公共节点(N);以及一低通滤波电路22，其是用以将输出节点(VA)所产生的一电压转换成模拟信号(VTH)，其中低通滤波电路22是为一二阶低通滤波电路，进一步包含一第一电阻(Rl)，具有一第一端，稱接至输出节点(VA),以及一第二端；一第二电阻(R2),具有一第一端，稱接至第一电阻(Rl)的第二端，以及一第二端；一第一电容(Cl),具有一第一端，耦接至第二电阻(R2)，以及一第二端耦接至接地端；一第三运算放大器(0P3)，具有一正输入端电性连接于第二电阻(R2)与第一电容(Cl)间的接点、一负输入端，以及一输出端电性连接于负输入端，用以输出模拟信号(VTH);以及一第二电容(C2),具有一第一端,f禹接至第一电阻(Rl)与第二电阻(R2)间的接点，以及一第二端耦接至第三运算放大器(0P3)的输出端。
[0032]当控制信号101经由PWM转换电路10的第一输入端输入至PWM转换电路10后，可由PWM转换电路10的第二输入端输入的可调最高设定电压信号(VH) 102与PWM转换电路10的第三输入端输入的可调最低设定电压信号(VL) 103来转换成一模拟信号(VTH),其中控制信号101是为一 PWM信号，其工作周期(Duty cycle)可由0%至100%变化，而可调最高设定电压信号(VH) 102与可调最低设定电压信号(VL) 103则可经由外部输入设定的。当经由外部输入设定完成后，可调最高设定电压信号(VH) 102会输入至第一运算放大器(OPl)的正输入端，经第一运算放大器(OPl)运算后经输出端输出第一输入信号至第一开关元件(TGl)的输入端；可调最低设定电压信号(VL) 103会输入至第二运算放大器(0P2)的正输入端，经第二运算放大器(0P2)运算后经输出端输出第二输入信号至第二开关兀件(TG2)的输入端；而控制信号101会与反相器20的输入端、第一开关兀件(TGl)的控制端以及第二开关元件(TG2)的控制端连接，利用控制信号101将可调最高设定电压信号(VH) 102通过第一运算放大器(OPl)运算后输出到输出节点(VA)或是将可调最低设定电压信号(VL) 103通过第二运算放大器(0P2)运算后输出到输出节点(VA)，之后再经由一低通滤波电路22将输出节点(VA)取样到的可调最高设定电压信号(VH) 102或可调最低设定电压信号(VL) 103转换成一模拟信号(VTH)输出至比较器14，进而控制马达18。
[0033]再接着，请参阅图4并配合图3，图4是为本发明的转换后模拟信号(VTH)输出结果示意图。如图4所示，模拟信号(VTH)是通过控制信号101控制可调最高设定电压信号(VH)或可调最低设定电压信号(VL)输出至输出节点(VA)并将其转换输出，其中模拟信号(VTH)是通过一转换公式转换的，转换公式如下式(I)所示:
[0034]VTH = (VH-VL) X 控制信号其工作周期(Duty cycle)+VL (I)
[0035]然而，设定不同的可调最高设定电压(VH)或可调最低设定电压信号(VL)经转换公式转换后会产生不同的模拟信号(VTH)结果。举例来说，若将输入的控制信号其工作周期(Duty cycle)固定为20%，亦即将PWM信号其工作周期(Duty cycle)固定为20%，观察设定不同的可调最高设定电压信号(VH)或可调最低设定电压信号(VL)所产生的模拟信号(VTH);例如:当设定可调最高设定电压信号(VH) = 5V、可调最低设定电压信号(VL) = OV时，经转换公式转换后可产生模拟信号(VTH) = IV;当设定可调最高设定电压信号(VH)=3.75V、可调最低设定电压信号(VL) = 1.25V时，经转换公式转换后可产生模拟信号(VTH)=1.75V ;而当设定可调最高设定电压信号(VH) = 3V、可调最低设定电压信号(VL) = 1.5V时，经转换公式转换后可产生模拟信号(VTH) = 1.8V。若将输入的控制信号(亦即PWM信号)其工作周期(Dutycycle)固定为60 %，观察设定不同的可调最高设定电压信号(VH)或可调最低设定电压信号(VL)所产生的模拟信号(VTH)，例如:当设定可调最高设定电压信号(VH) = 5V、可调最低设定电压信号(VL) = OV时，经转换公式转换后可产生模拟信号(VTH) = 3V ;当设定可调最高设定电压信号(VH) = 3.75V、可调最低设定电压信号(VL)=1.25V时，经转换公式转换后可产生模拟信号(VTH) = 2.75V ;而当设定可调最高设定电压信号(VH) = 3V、可调最低设定电压信号(VL) = 1.5V时，经转换公式转换后可产生模拟信号(VTH) = 2.4V。经由上面所述，当控制信号(亦即PWM信号)其工作周期(Dutycycle)由0%至100%变化时，设定不同的可调最高设定电压信号(VH)或可调最低设定电压信号(VL)，经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)的结果会呈现一种线性的变化。然而，通过调整控制信号、可调最高设定电压信号(VH)或可调最低设定电压信号(VL)可用来改变模拟信号，再将产生的模拟信号与振荡电路12所产生的三角波信号(TRI)做比较会产生一驱动信号，其驱动信号是用以产生不同输出转速比(Duty%)以控制马达转动，可达到改变马达转速的功能。
[0036]因此，请先参阅图5A，是为本发明的第一实施例的波形示意图。如图5A所示，第一实施例是先将三角波信号(TRI)的高电压固定为3.75V、低电压固定为1.25V，并将可调最高设定电压信号(VH)固定在3.75V去调整可调最低设定电压信号(VL)，经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)将其与三角波信号(TRI)比较，并且观察其输出转速比(Duty% );因此进一步分成三种状态来说明比较的结果:0RG(VH = 3.75V、VL = 1.25V)、CASEl (VH = 3.75V、VL = 0V)、CASE2 (VH = 3.75V、VL = 2.25V);首先，假设于 ORG 的状态下，其三角波信号(TRI)的高电压固定为3.75V、低电压固定为1.25V，将可调最高设定电压信号(VH)固定在3.75V，而可调最低设定电压信号(VL)设为1.25V，经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)的结果会在1.25V至3.75V间变化，将其与三角波信号(TRI)的高电压及低电压比较并观察其输出转速比(Duty% )，所产生的结果如图5A的ORG波形图，由于模拟信号(VTH)的结果与三角波信号(TRI)的高电压及低电压一致，因此其输出转速比(Duty% )会呈一线性变化；其次，假设于CASEl的状态下，其三角波信号(TRI)的高电压固定为3.75V、低电压固定为1.25V，将可调最高设定电压信号(VH)固定在3.75V，而可调最低设定电压信号(VL)改设为0V，经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)的结果会在OV至3.75V间变化，将其与三角波信号(TRI)的高电压及低电压比较并观察其输出转速比(Duty% )，所产生的结果如图5A的CASEl波形图，由于模拟信号(VTH)是由OV开始变化，当模拟信号(VTH)变化至1.25V时才会与三角波信号(TRI)接触，此时才开始会有输出转速比(Duty% )，因此模拟信号(VTH)于OV至1.25V时没有输出转速比(Duty% );再其次，假设于CASE2的状态下，其三角波信号(TRI)的高电压固定为3.75V、低电压固定为
1.25V，将可调最高设定电压信号(VH)固定在3.75V，而可调最低设定电压信号(VL)改设为
2.25V,经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)的结果会在2.25V至3.75V间变化，将其与三角波信号(TRI)的高电压及低电压比较并观察其输出转速比(Duty%)，所产生的结果如图5A的CASE2波形图，当模拟信号(VTH)为2.25V时即与三角波信号(TRI)接触，此时的电位亦高于三角波信号(TRI)的低电压1.25V，因此于CASE2状态一开始就有输出转速比(Duty% ) ο
[0037]之后，将ORG (VH = 3.75V、VL = 1.25V)、CASEl (VH = 3.75V.VL = 0V)、CASE2 (VH=3.75V、VL = 2.25V)此三种状态的输出转速比(Duty% )依据控制信号(亦即PWM信号)其工作周期比(Duty cycle)转换成转速曲线，请参阅图5B并配合图5A，如图5B所示，是为本发明的第一实施例的转速曲线图，横轴是为控制信号(亦即PWM信号)其工作周期(Duty cycle% ),纵轴是为马达输出转速比(Duty% ),观察ORG状态下的转速曲线在工作周期(Dutycycle)由O %至100 %的变化，依据图5A所述，模拟信号(VTH)的结果会与三角波信号(TRI)的高电压及低电压一致，因此其马达输出转速曲线会呈一线性的变化；接着，观察其CASEl状态下的转速曲线在工作周期(Dutycycle)由0%至100%的变化，依据图5A所述，由于模拟信号(VTH)是由OV开始变化，当模拟信号(VTH)变化至1.25V时才会与三角波信号(TRI)接触，此时才开始会有输出转速比(Duty% )，因此模拟信号(VTH)于OV至1.25V时是没有输出转速比(Duty%)，如图5B的CASEl转速曲线，在工作周期(Dutycycle)为33%时马达才开始有转速的输出；再观察其CASE2状态下的转速曲线在工作周期(Duty cycle)由0%至100%的变化，依据图5A所述，当模拟信号(VTH)为2.25V时即与三角波信号(TRI)接触，此时的电位亦高于三角波信号(TRI)的低电压1.25V，因此于一开始就有马达转速的输出，如图5B的CASE2转速曲线，在工作周期(Duty cycle)为0%时就有40%的马达输出转速比(Duty%);综合以上所述，第一实施例可用于当马达转速降低到某种程度后，可因应不同马达及不同系统需求来做调整，当马达需要维持最低散热能力时，就可以调整到CASE2的设定；若是系统在此时不需要做散热，并且要求节能模式时，则可以调整到CASEl的设定，当PWM信号小于33%后(可依系统需求调整)，马达就不会输出信号。以上这两种系统需求，可通过调整可调最低设定电压信号(VL)即可调整马达于低转速时的输出(如图5B的虚线所示)。然而，为了避免马达转速低到某种程度后停止转动，因此会希望马达固定在一个转速，可通过最低转速设定的功能，来控制马达保持最低散热的要求并且兼顾节能的效用。
[0038]请继续参阅图6A，图6A是为本发明的第一实施例外加最低转速设定的波形示意图。为了说明方便，将图5B的CASEl与CASE2的调整范围由40% DUTY缩小到20% DUTY,如图6B的虚线所示。请再参阅图6A于三种状态0RG(VH = 3.75V、VL = 1.25V) ,CASEl (VH=3.75V,VL = 0.625V)、CASE2(VH = 3.75V,VL = 1.75V)中配置了一可调最低转速设定电压信号(ALG)，使其与经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)与三角波信号(TRI) —同比较，据以决定其输出转速比(Duty%)。如图6A所示，假设于ORG的状态下，其三角波信号(TRI)的高电压固定为3.75V、低电压固定为1.25V，将可调最高设定电压信号(VH)固定在3.75V、可调最低设定电压信号(VL)设为1.25V，并将外加的可调最低转速设定电压信号(ALG)设为2V，经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)的结果会在1.25V至3.75V间变化，将其与三角波信号(TRI)的高电压与低电压以及外加的可调最低转速设定电压信号(ALG) —同比较，并观察其输出转速比(Duty%)，所产生的结果如图6A的ORG波形图。请参阅图6A的ORG波形图并依据图5A的ORG波形图的说明，由于模拟信号(VTH)的结果与三角波信号(TRI)的高电压及低电压一致，会在1.25V至3.75V间变化，但设置可调最低转速设定电压信号(ALG) 2V后，使得马达可以操作在最低转速，因此当模拟信号(VTH)小于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位2V时，会依可调最低转速设定电压信号(ALG)以输出转速比(Duty% );当模拟信号(VTH)大于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位2V后，会将其模拟信号(VTH)与三角波信号(TRI)比较以输出转速比(Duty% )，其结果会呈一线性变化。其次，假设于CASEl的状态下，其三角波信号(TRI)的高电压固定为3.75V、低电压固定为1.25V，将可调最高设定电压信号(VH)固定在3.75V、可调最低设定电压信号(VL)改设为0.625V，并将外加的可调最低转速设定电压信号(ALG)改设为1.75V，经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)的结果会在0.625V至3.75V间变化，将其与三角波信号(TRI)的高电压与低电压以及外加的可调最低转速设定电压信号(ALG) —同比较，并观察其输出转速比(Duty% )，所产生的结果如图6A的CASEl波形图，请参阅图6A的CASEl波形图并依据图5A的CASEl波形图的说明，由于模拟信号(VTH)是由OV开始变化，当模拟信号(VTH)变化至1.25V时才会与三角波信号(TRI)接触，此时才开始会有输出转速比(Duty% )，但为了避免马达停止转动导致无输出转速比(Duty%)，因此设置可调最低转速设定电压信号(ALG) 1.75V以控制马达维持最低转速，当模拟信号(VTH)小于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位1.75V时，会依可调最低转速设定电压信号(ALG)以输出转速比(Duty% );当模拟信号(VTH)大于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位1.75V后，会将其模拟信号(VTH)与三角波信号(TRI)比较以输出转速比(Duty%)，其结果会呈一线性变化；再其次，假设于CASE2的状态下，其三角波信号(TRI)的高电压固定为3.75V、低电压固定为1.25V，将可调最高设定电压信号(VH)固定在3.75V、可调最低设定电压信号(VL)改设为1.75V，并将外加的可调最低转速设定电压信号(ALG)改设为2.25V，经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)的结果会在1.75V至3.75V间变化，将其与三角波信号(TRI)的高电压与低电压以及外加的可调最低转速设定电压信号(ALG) —同比较，并观察其输出转速比(Duty% )，所产生的结果如图6A的CASE2波形图，请参阅图6A的CASE2波形图并依据图5A的CASE2波形图的说明，当模拟信号(VTH)为1.75V时即与三角波信号(TRI)接触，此时的电位亦高于三角波信号(TRI)的低电压1.25V，因此于CASE2状态一开始就有输出转速比(Duty % )，但如果马达因产生大量的热而温度过高，为了达到散热的需求，因此外加可调最低转速设定电压信号(ALG)2.25V以控制马达维持最低转速而有效调节温度，当模拟信号(VTH)小于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位2.25V时，会依可调最低转速设定电压信号(ALG)以输出转速比(Duty%);当模拟信号(VTH)大于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位2.25V后，会将其模拟信号(VTH)与三角波信号(TRI)比较以输出转速比(Duty%)，其结果会呈一线性变化。
[0039]之后，将 ORG(VH = 3.75V、VL = 1.25V)、CASEl (VH = 3.75V、VL = 0.625V)、CASE2 (VH = 3.75V、VL = 1.75V)此三种状态的输出转速比(Duty% )依据控制信号(亦即PWM信号)其工作周期比(Duty cycle)转换成转速曲线，请参阅图6B并配合图6A，如图6B所示，是为本发明的第一实施例外加最低转速设定的转速曲线图，横轴是为控制信号(亦即PWM信号)其工作周期(Dutycycle %)，纵轴是为马达输出转速比(Duty %)，观察ORG状态下的转速曲线在工作周期(Duty cycle)由O %至100%的变化,依据图6A所述并配合图6B，模拟信号(VTH)的结果会与三角波信号(TRI)的高电压及低电压一致，但设置可调最低转速设定电压信号(ALG) 2V后，使得马达可以操作在最低转速，因此当模拟信号(VTH)小于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位2V时输出转速比(Duty% )会维持在30%，亦即工作周期(Duty cycle)于0%至30%之间其输出转速比(Duty% )会维持在30%,当模拟信号(VTH)大于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位2V后(亦即工作周期(Dutycycle)为30%后)，其输出转速比(Duty% )结果会呈一线性变化。接着，观察其CASEl状态下的转速曲线在工作周期(Duty cycle)由O %至100 %的变化,依据图6A所述并配合6B，由于模拟信号(VTH)是由0.625V开始变化，当模拟信号(VTH)变化至1.25V时才会与三角波信号(TRI)接触，此时才开始会有输出转速比(Duty% )，但为了避免马达停止转动导致无输出转速比(Duty% )，因此设置可调最低转速设定电压信号(ALG) 1.75V以控制马达维持最低转速，当模拟信号(VTH)小于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位1.75V时输出转速比(Duty% )会维持在20%,亦即工作周期(Dutycycle)于0%至35%之间其输出转速比(Duty% )会维持在20% ;当模拟信号(VTH)大于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位1.75V后(亦即工作周期(Duty cycle)为36%后)，其输出转速比(Duty% )结果会呈一线性变化。再观察其CASE2状态下的转速曲线在工作周期(Duty cycle)由0%至100%的变化，依据图6A所述并配合图6B，当模拟信号(VTH)为1.75V时即与三角波信号(TRI)接触，此时的电位亦高于三角波信号(TRI)的低电压1.25V，因此于CASE2状态一开始就有输出转速比(Duty%)，但会造成马达产生大量的热而温度过高，为了达到散热的需求，因此外加可调最低转速设定电压信号(ALG)2.25V以控制马达维持最低转速而有效调节温度，当模拟信号(VTH)小于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位2.25V时，输出转速比(Duty% )会维持在40%,亦即工作周期(Duty cycle)于0%至25%之间其输出转速比(Duty% )会维持在40% ;当模拟信号(VTH)大于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位2.25V后(亦即工作周期(Duty cycle)为25%后)，其输出转速比(Duty% )结果会呈一线性变化。综合以上所述，第一实施例外加最低转速设定后可用以维持马达操作于最低转速，亦可因应不同马达及不同系统需求来做调整。
[0040]接着，请继续参阅图7A，是为本发明的第二实施例的波形图。如图7A所示，第二实施例是先将三角波信号(TRI)的高电压固定为3.75V、低电压固定为1.25V，并将可调最低设定电压信号(VL)固定在1.25V去调整可调最高设定电压信号(VH)，经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)将其与三角波信号(TRI)比较并且观察其输出转速比(Duty% );因此进一步分成三种状态来说明比较结果:0RG(VH = 3.75V、VL = 1.25V) ,CASEl (VH = 2.9V、VL = 1.25V)、CASE2 (VH = 5V、VL = 1.25V);首先，假设于 ORG (VH = 3.75V、VL = 1.25V)的状态下，其三角波信号(TRI)的高电压固定为3.75V、低电压固定为1.25V，将可调最高设定电压信号(VH)设为3.75V，而可调最低设定电压信号(VL)固定在1.25V，经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)的结果会在1.25V至3.75V间变化，将其与三角波信号(TRI)的高电压及低电压比较并观察其输出转速比(Duty% )，所产生的结果如图7A的ORG波形图，由于模拟信号(VTH)的结果与三角波信号(TRI)的高电压及低电压一致，因此其输出转速比(Duty% )会呈一线性变化；其次，假设于CASEl (VH = 2.9V、VL = 1.25V)的状态下，其三角波信号(TRI)的高电压固定为3.75V、低电压固定为1.25V，将可调最高设定电压信号(VH)设为2.9V，而可调最低设定电压信号(VL) —样固定在1.25V，经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)的结果会在1.25V至2.9V间变化，将其与三角波信号(TRI)的高电压及低电压比较并观察其输出转速比(Duty% )，所产生的结果如图7A的CASEl波形图，当模拟信号(VTH)为1.25V时即与三角波信号(TRI)接触，此时的电位与三角波信号(TRI)的低电压1.25V—致，因此于一开始就有输出转速比(Duty% )，但由于模拟信号(VTH)的最高变化为2.9V较三角波信号(TRI)的高电压3.75V低，因此所输出转速比(Duty% )会比ORG状态下于模拟信号(VTH)为3.75V时的输出转速比(Duty% )小；再其次，假设于CASE2 (VH = 5V、VL = 1.25V)的状态下，其三角波信号(TRI)的高电压固定为3.75V、低电压固定为1.25V，将可调最高设定电压信号(VH)设为5V，而可调最低设定电压信号(VL) —样固定在1.25V，经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)的结果会在1.25V至5V间变化，将其与三角波信号(TRI)的高电压及低电压比较并观察其输出转速比(Duty%)，所产生的结果如图7A的CASE2波形图，当模拟信号(VTH)为1.25V时即与三角波信号(TRI)接触，此时的电位与三角波信号(TRI)的低电压1.25V—致，因此于一开始就有输出转速比(Duty %)，但由于模拟信号(VTH)的最高变化为5V较三角波信号(TRI)的高电压3.75V高，因此所输出转速比(Duty%)会比ORG状态下于模拟信号(VTH)为3.75V时的输出转速比(Duty% )大。之后，将 ORG(VH = 3.75V.VL = 1.25V)、CASEl (VH = 2.9V,VL = 1.25V)、CASE2 (VH = 5V、VL = 1.25V)此三种状态的输出转速比(Duty% )依据控制信号(亦即PWM信号)其工作周期比(Duty cycle)转换成转速曲线，请参阅图7B并配合图7A，如图7B所示，是为本发明的第二实施例的转速曲线图，横轴是为控制信号(亦即PWM信号)其工作周期(Dutycycle% ),纵轴是为马达输出转速比(Duty% ),观察ORG状态下的转速曲线在工作周期(Duty cycle)由O %至100%的变化，依据图7A所述，模拟信号(VTH)的结果会与三角波信号(TRI)的高电压及低电压一致，因此其马达输出转速曲线会呈线性的变化；接着，观察其CASEl状态下的转速曲线在工作周期(Duty cycle)由0%至100%的变化，依据图7A所述，当模拟信号(VTH)为1.25V时即与三角波信号(TRI)接触，此时的电位与三角波信号(TRI)的低电压1.25V—致，因此于一开始就有输出转速比(Duty% )，但由于模拟信号(VTH)的最高变化为2.9V较三角波信号(TRI)的高电压3.75V低，因此所输出转速比(Duty% )会比ORG状态下于模拟信号(VTH)为3.75V时的输出转速比(Duty% )小，如图7B的CASEl转速曲线，在工作周期(Duty cycle)为100%时只有67%的马达输出转速比(Duty% );再观察其CASE2状态下的转速曲线在工作周期(Duty cycle)由0%至100%的变化，依据图7A所述，当模拟信号(VTH)为1.25V时即与三角波信号(TRI)接触，此时的电位与三角波信号(TRI)的低电压1.25V—致，因此于一开始就有输出转速比(Duty% )，但由于模拟信号(VTH)的最高变化为5V较三角波信号(TRI)的高电压3.75V高，因此所输出转速比(Duty% )会比ORG状态下于模拟信号(VTH)为3.75V时的输出转速比(Duty% )大，如图7B的CASE2转速曲线，在工作周期(Duty cycle)为67 %时就达到100 %的马达输出转速比(Duty%);综合以上所述，第二实施例可用于不同系统需求对应马达散热能力的设定，如系统所需的散热能力，不需要很大时，可调整到CASEl的设定，如系统所需的散热能力，需要提早输出到最大，则可调整到CASE2的设定，因此当VGA或是CPU等散热风扇温度过高时，为了有效调节温度可通过调整可调最高设定电压信号(VH)即调整马达于高转速时的输出(如图7B的虚线所示是代表可调整的范围)，藉以降低散热风扇的温度。然而，为了快速降低散热风扇的温度，亦可通过最低转速设定的功能，来控制马达达到散热的需求并且兼顾节能的效用。
[0041]请参阅图8A，图8A是为本发明的第二实施例外加最低转速设定的波形示意图。很明显地，图8A与图7A之间的差异仅在于:图8A于三种状态ORG (VH = 3.75V、VL = 1.25V)、CASEl (VH = 2.9V、VL = 1.25V)、CASE2(VH = 5V、VL = 1.25V)中配置了一可调最低转速设定电压信号(ALG)，使其与经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)与三角波信号(TRI)一同比较，据以决定其输出转速比(Duty%)。如图8A所示，假设于ORG的状态下，其三角波信号(TRI)的高电压固定为3.75V、低电压固定为1.25V，将可调最高设定电压信号(VH)设为3.75V、可调最低设定电压信号(VL)固定在1.25V，并将外加的可调最低转速设定电压信号(ALG)设为2V，经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)的结果会在1.25V至3.75V间变化，将其与三角波信号(TRI)的高电压与低电压以及外加的可调最低转速设定电压信号(ALG) —同比较，并观察其输出转速比(Duty% )，所产生的结果如图8A的ORG波形图，请参阅图8A的ORG波形图并依据图7A的ORG波形图的说明，由于模拟信号(VTH)的结果与三角波信号(TRI)的高电压及低电压一致，会在1.25V至3.75V间变化，但设置可调最低转速设定电压信号(ALG) 2V后，使得马达可以操作在最低转速以符合马达最低散热的要求，因此当模拟信号(VTH)小于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位2V时，会依可调最低转速设定电压信号(ALG)以输出转速比(Duty% );当模拟信号(VTH)大于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位2V后，会将其模拟信号(VTH)与三角波信号(TRI)比较以输出转速比(Duty% )，其结果会呈一线性变化；其次，假设于CASEl的状态下，其三角波信号(TRI)的高电压固定为3.75V、低电压固定为1.25V，将可调最高设定电压信号(VH)设为
2.9V、可调最低设定电压信号(VL) —样固定在1.25V，并将外加的可调最低转速设定电压信号(ALG)改设为1.75V，经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)的结果会在1.25V至
2.9V间变化，将其与三角波信号(TRI)的高电压与低电压以及外加的可调最低转速设定电压信号(ALG) —同比较，并观察其输出转速比(Duty% )，所产生的结果如图8A的CASEl波形图，请参阅图8A的CASEl波形图并依据图7A的CASEl波形图的说明，当模拟信号(VTH)为1.25V时即与三角波信号(TRI)接触，此时的电位与三角波信号(TRI)的低电压1.25V一致，因此于一开始就有输出转速比(Duty% )，但由于模拟信号(VTH)的最高变化为2.9V较三角波信号(TRI)的高电压3.75V低，因此所输出转速比(Duty% )会比ORG状态下于模拟信号(VTH)为3.75V时的输出转速比(Duty% )小，但设置可调最低转速设定电压信号(ALG) 1.75V后，使得马达可以操作在最低转速以符合马达最低散热的要求，因此当模拟信号(VTH)小于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位1.75V时，会依可调最低转速设定电压信号(ALG)以输出转速比(Duty%);当模拟信号(VTH)大于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位1.75V后，会将其模拟信号(VTH)与三角波信号(TRI)比较以输出转速比(Duty% )，其结果会呈一线性变化；再其次，假设于CASE2的状态下，其三角波信号(TRI)的高电压固定为3.75V、低电压固定为1.25V，将可调最高设定电压信号(VH)设为5V、可调最低设定电压信号(VL) —样固定在1.25V，并将外加的可调最低转速设定电压信号(ALG)改设为2.25V,经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)的结果会在1.25V至5V间变化，将其与三角波信号(TRI)的高电压及低电压比较并观察其输出转速比(Duty%)，将其与三角波信号(TRI)的高电压与低电压以及外加的可调最低转速设定电压信号(ALG) —同比较，并观察其输出转速比(Duty% )，所产生的结果如图8A的CASE2波形图，请参阅图8A的CASE2波形图并依据图7A的CASE2波形图的说明，当模拟信号(VTH)为1.25V时即与三角波信号(TRI)接触，此时的电位与三角波信号(TRI)的低电压1.25V—致，因此于一开始就有输出转速比(Duty%)，但由于模拟信号(VTH)的最高变化为5V较三角波信号(TRI)的高电压3.75V高，因此所输出转速比(Duty% )会比ORG状态下于模拟信号(VTH)为3.75V时的输出转速比(Duty%)大，但设置可调最低转速设定电压信号(ALG)2.25V后，使得马达可以操作在最低转速以符合马达最低散热的要求，因此当模拟信号(VTH)小于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位2.25V时，会依可调最低转速设定电压信号(ALG)以输出转速比(Duty% );当模拟信号(VTH)大于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位2.25V后，会将其模拟信号(VTH)与 三角波信号(TRI)比较以输出转速比(Duty% )，其结果会呈一线性变化。
[0042]之后，将 ORG (VH = 3.75V.VL = 1.25V)、CASEl (VH = 2.9V,VL = 1.25V)、CASE2(VH=5V、VL = 1.25V)此三种状态的输出转速比(Duty% )依据控制信号(亦即PWM信号)其工作周期比(Duty cycle)转换成转速曲线，请参阅图8B并配合图8A，如图8B所示，是为本发明的第二实施例外加最低转速设定的转速曲线图，横轴是为控制信号(亦即PWM信号)其工作周期(Dutycycle^ )，纵轴是为马达输出转速比(Duty% )，观察ORG状态下的转速曲线在工作周期(Duty cycle)由0%至100%的变化,依据图8A所述并配合图8B,模拟信号(VTH)的结果会与三角波信号(TRI)的高电压及低电压一致，但设置可调最低转速设定电压信号(ALG) 2V后，使得马达可以操作在最低转速，因此当模拟信号(VTH)小于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位2V时输出转速比(Duty% )会维持在30%，亦即工作周期(Duty cycle)于0%至30%之间其输出转速比(Duty% )会维持在30%,当模拟信号(VTH)大于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位2V后(亦即工作周期(Duty cycle)为30%后)，其输出转速比(Duty% )结果会呈一线性变化。接着，观察其CASEl状态下的转速曲线在工作周期(Duty cycle)由0%至100%的变化,依据图8A所述并配合8B,当模拟信号(VTH)为1.25V时即与三角波信号(TRI)接触，此时的电位与三角波信号(TRI)的低电压1.25V—致，因此于一开始就有输出转速比(Duty% )，但由于模拟信号(VTH)的最高变化为2.9V较三角波信号(TRI)的高电压3.75V低，因此所输出转速比(Duty% )会比ORG状态下于模拟信号(VTH)为3.75V时的输出转速比(Duty% )小，但设置可调最低转速设定电压信号(ALG) 1.75V后，使得马达可以操作在最低转速以符合马达最低散热的要求，因此当模拟信号(VTH)小于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位1.75V时输出转速比(Duty% )会维持在20%,亦即工作周期(Duty cycle)于0%至30.3%之间其输出转速比(Duty%)会维持在20%;当模拟信号(VTH)大于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位1.75V后(亦即工作周期(Duty cycle)为30.3%后)，其输出转速比(Duty% )结果会呈一线性变化。再观察其CASE2状态下的转速曲线在工作周期(Dutycycle)由0%至100%的变化，依据图8A所述并配合图8B，当模拟信号(VTH)为1.25V时即与三角波信号(TRI)接触，此时的电位与三角波信号(TRI)的低电压1.25V—致，因此于一开始就有输出转速比(Duty%)，但由于模拟信号(VTH)的最高变化为5V较三角波信号(TRI)的高电压3.75V高，因此所输出转速比(Duty% )会比ORG状态下于模拟信号(VTH)为3.75V时的输出转速比(Duty%)大，但设置可调最低转速设定电压信号(ALG) 2.25V后，使得马达可以操作在最低转速以符合马达最低散热的要求，因此当模拟信号(VTH)小于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位2.25V时输出转速比(Duty% )会维持在40%，亦即工作周期(Duty cycle)于0%至26.6%之间其输出转速比(Duty%)会维持在40%;当模拟信号(VTH)大于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位2.25V后(亦即工作周期(Duty cycle)为26.6%后)，其输出转速比(Duty% )结果会呈一线性变化。综合以上所述，第二实施例外加最低转速设定后可用以维持马达操作于最低转速，亦可因应不同马达及不同系统需求来做调整。
[0043]接着，请继续参阅图9A,是为本发明的第二实施例的波形图。如图9A所不,第二实施例是先将三角波信号(TRI)的高电压固定为3.75V、低电压固定1.25V，并同时去调整可调最低设定电压信号(VL)与可调最高设定电压信号(VH)，经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)将其与三角波信号(TRI)比较并且观察其输出转速比(Duty% );因此进一步分成三种状态来说明比较结果:0RG(VH = 3.75V、VL = 1.25V)、CASEl (VH = 3V、VL =2V)、CASE2 (VH = 5V、VL = 0V);首先，假设于 ORG (VH = 3.75V、VL = 1.25V)的状态下，其三角波信号(TRI)的高电压固定为3.75V、低电压固定为1.25V，将可调最低设定电压信号(VL)设为1.25V，而可调最高设定电压信号(VH)设为3.75V，经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)的结果会在1.25V至3.75V间变化，将其与三角波信号(TRI)的高电压及低电压比较并观察其输出转速比(Duty% )，所产生的结果如图9A的ORG波形图，由于模拟信号(VTH)的结果与三角波信号(TRI)的高电压及低电压一致，因此其输出转速比(Duty%)会呈一线性变化；其次，假设于CASEl (VH = 3V、VL = 2V)的状态下，其三角波信号(TRI)的高电压固定为3.75V、低电压固定为1.25V，将可调最高设定电压信号(VH)设为3V，而可调最低设定电压信号(VL)设为2V，经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)的结果会在2V至3V间变化，将其与三角波信号(TRI)的高电压及低电压比较并观察其输出转速比(Duty% )，所产生的结果如图9A的CASEl波形图，当模拟信号(VTH)为2V时即与三角波信号(TRI)接触，因此于一开始就有输出转速比(Duty% )，且此时的电位会高于三角波信号(TRI)的低电压1.25V，因而所输出转速比(Duty% )会比ORG状态下于模拟信号(VTH)为1.25V时的输出转速比(Duty% )大，再者由于模拟信号(VTH)的最高变化为3V较三角波信号(TRI)的高电压3.75V低，因而所输出转速比(Duty% )会比ORG状态下于模拟信号(VTH)为3.75V时的输出转速比(Duty% )小；接着，再假设于CASE2 (VH = 5V、VL = 0V)的状态下，其三角波信号(TRI)的高电压固定为3.75V、低电压固定为1.25V，将可调最高设定电压信号(VH)设为5V，而可调最低设定电压信号(VL)设为0V，经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)的结果会在OV至5V间变化，将其与三角波信号(TRI)的高电压及低电压比较并观察其输出转速比(Duty% )，所产生的结果如图9A的CASE2波形图，由于模拟信号(VTH)是由OV开始变化，当模拟信号(VTH)为1.25V时才会与三角波信号(TRI)接触，此时才开始会有输出转速比(Duty% )，但由于模拟信号(VTH)的最高变化为5V较三角波信号(TRI)的高电压3.75V高，因此所输出转速比(Duty% )会比ORG状态下于模拟信号(VTH)为 3.75V 时的输出转速比(Duty% )大。之后，将 ORG (VH= 3.75V、VL = 1.25 V)、CASE I (VH=3V、VL = 2V)、CASE2 (VH = 5V、VL = 0V)此三种状态的输出转速比(Duty% )依据控制信号(亦即PWM信号)其工作周期比(Duty cycle)转换成转速曲线，请参阅图9B并配合图9A，如图9B所示，是为本发明的第三实施例的转速曲线图，横轴是为控制信号(亦即PWM信号)其工作周期(Dutycycle^ )，纵轴是为马达输出转速比(Duty %)，观察ORG状态下的转速曲线在工作周期(Duty cycle)由O %至100%的变化，依据图9A所述，模拟信号(VTH)的结果会与三角波信号(TRI)的高电压及低电压一致，因此其马达输出转速会呈一线性的变化；接着，观察其CASEl情况下的转速曲线在工作周期(Duty cycle)由0%至100%的变化，依据图9A所述，当模拟信号(VTH)为2V时即与三角波信号(TRI)接触，因此于一开始就有输出转速比(Duty% )，且此时的电位会高于三角波信号(TRI)的低电压1.25V,因而所输出转速比(Duty% )会比ORG状态下于模拟信号(VTH)为1.25V时的输出转速比(Duty% )大，再者由于模拟信号(VTH)的最高变化为3V较三角波信号(TRI)的高电压3.75V低，因而所输出转速比(Duty% )会比ORG状态下于模拟信号(VTH)为3.75V时的输出转速比(Duty% )小，如图9B的CASEl转速曲线，在工作周期(Duty cycle)为0%就有30%的马达输出转速比(Duty% )， 而当工作周期(Duty cycle)为100%时则只有70%的马达输出转速比(Duty% );再观察其CASE2状态下的转速曲线在工作周期(Duty cycle)由0%至100%的变化，依据图9A所述，由于模拟信号(VTH)是由OV开始变化，当模拟信号(VTH)为1.25V时才会与三角波信号(TRI)接触，此时才开始会有输出转速比(Duty%)，但由于模拟信号(VTH)的最高变化为5V较三角波信号(TRI)的高电压3.75V高，因此所输出转速比(Duty% )会比ORG状态下于模拟信号(VTH)为3.75V时的输出转速比(Duty% )大，如图9B的CASE2转速曲线，在工作周期(Duty cycle)为25%时马达才开始有转速的输出，而在工作周期(Duty cycle)为67%时马达输出转速比(Duty% )就达100% ;综合以上所述，第三实施例通过同时调整可调最高设定电压信号(VH)与可调最低设定电压信号(VL)即可以同时调整马达于高转速与低转速时的输出(如图9B的虚线所示)，以能满足不同马达的需求并可适用于不同应用场合，增加马达应用的灵活度。然而，为了避免马达转速低到某种程度后停止转动以及为了有效调节温度，可通过最低转速设定的功能，来控制马达保持最低散热的要求并且兼顾节能的效用。
[0044]请参阅图10A，图1OA是为本发明的第三实施例外加最低转速设定的波形示意图。很明显地，图1OA与图9A之间的差异仅在于:图1OA于三种状态ORG(VH = 3.75V、VL =
1.25V)、CASEl (VH = 3V、VL = 2V)、CASE2 (VH = 5V、VL = 0V)中配置了一可调最低转速设定电压信号(ALG)，使其与经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)与三角波信号(TRI)一同比较，据以决定其输出转速比(Duty% )。如图1OA所示，假设于ORG的状态下，其三角波信号(TRI)的高电压固定为3.75V、低电压固定为1.25V，将可调最低设定电压信号(VL)设为1.25V、可调最高设定电压信号(VH)设为3.75V，并将外加的可调最低转速设定电压信号(ALG)设为2V，经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)的结果会在1.25V至3.75V间变化，将其与三角波信号(TRI)的高电压与低电压以及外加的可调最低转速设定电压信号(ALG) —同比较，并观察其输出转速比(Duty% )，所产生的结果如图1OA的ORG波形图，请参阅图1OA的ORG波形图并依据图9A的ORG波形图的说明，由于模拟信号(VTH)的结果与三角波信号(TRI)的高电压及低电压一致，会在1.25V至3.75V间变化，但设置可调最低转速设定电压信号(ALG) 2V后，使得马达可以操作在最低转速，因此当模拟信号(VTH)小于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位2V时，会依可调最低转速设定电压信号(ALG)以输出转速比(Duty% );当模拟信号(VTH)大于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位2V后，会将其模拟信号 (VTH)与三角波信号(TRI)比较以输出转速比(Duty% )，其结果会呈一线性变化。其次，假设于CASEl的状态下，其三角波信号(TRI)的高电压固定为
3.75V、低电压固定为1.25V，将可调最高设定电压信号(VH)设为3V、可调最低设定电压信号(VL)设为2V，并将外加的可调最低转速设定电压信号(ALG)改设为2.25V，经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)的结果会在2V至3V间变化，将其与三角波信号(TRI)的高电压与低电压以及外加的可调最低转速设定电压信号(ALG) —同比较，并观察其输出转速比(Duty% )，所产生的结果如图1OA的CASEl波形图，请参阅图1OA的CASEl波形图并依据图9A的CASEl波形图的说明，当模拟信号(VTH)为2V时即与三角波信号(TRI)接触，因此于一开始就有输出转速比(Duty%)，且此时的电位会高于三角波信号(TRI)的低电压
1.25V,因而所输出转速比(Duty% )会比ORG状态下于模拟信号(VTH)为1.25V时的输出转速比(Duty% )大，再者由于模拟信号(VTH)的最高变化为3V较三角波信号(TRI)的高电压3.75V低，因而所输出转速比(Duty%)会比ORG状态下于模拟信号(VTH)为3.75V时的输出转速比(Duty%)小，但设置可调最低转速设定电压信号(ALG)2.25V后，使得马达可以操作在最低转速以符合马达最低散热的要求，因此当模拟信号(VTH)小于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位2.25V时，会依可调最低转速设定电压信号(ALG)以输出转速比(Duty% );当模拟信号(VTH)大于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位2.25V后，会将其模拟信号(VTH)与三角波信号(TRI)比较以输出转速比(Duty%)，其结果会呈一线性变化；再其次，假设于CASE2的状态下，其三角波信号(TRI)的高电压固定为3.75V、低电压固定为1.25V，将可调最高设定电压信号(VH)设为5V、可调最低设定电压信号(VL)设为0V，并将外加的可调最低转速设定电压信号(ALG)改设为1.75V，经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)的结果会在OV至5V间变化，将其与三角波信号(TRI)的高电压及低电压比较并观察其输出转速比(Duty%)，将其与三角波信号(TRI)的高电压与低电压以及外加的可调最低转速设定电压信号(ALG) —同比较，并观察其输出转速比(Duty%)，所产生的结果如图1OA的CASE2波形图，请参阅图1OA的CASE2波形图并依据图9A的CASE2波形图的说明，由于模拟信号(VTH)是由OV开始变化，当模拟信号(VTH)为1.25V时才会与三角波信号(TRI)接触，此时才开始会有输出转速比(Duty% )，但由于模拟信号(VTH)的最高变化为5V较三角波信号(TRI)的高电压3.75V高，因此所输出转速比(Duty% )会比ORG状态下于模拟信号(VTH)为3.75V时的输出转速比(Duty% )大，但设置可调最低转速设定电压信号(ALG) 1.75V后，使得马达可以操作在最低转速以符合马达最低散热的要求，因此当模拟信号(VTH)小于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位1.75V时，会依可调最低转速设定电压信号(ALG)以输出转速比(Duty%);当模拟信号(VTH)大于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位1.75V后，会将其模拟信号(VTH)与三角波信号(TRI)比较以输出转速比(Duty%)，其结果会呈一线性变化。
[0045]之后，将 ORG (VH = 3.75V、VL = 1.25V)、CASEl (VH = 3V、VL = 2V)、CASE2 (VH =5V、VL = 0V)此三种状态的输出转速比(Duty% )依据控制信号(亦即PWM信号)其工作周期比(Duty cycle)转换成转速曲线，请参阅图1OB并配合图10A，如图1OB所示，是为本发明的第三实施例外加最低转速设定的转速曲线图，横轴是为控制信号(亦即PWM信号)其工作周期(Dutycycle% ),纵轴是为马达输出转速比(Duty% ),观察ORG状态下的转速曲线在工作周期(Duty cycle)由0%至100%的变化，依据图1OA所述并配合图10B，模拟信号(VTH)的结果会与三角波信号(TRI)的高电压及低电压一致，但设置可调最低转速设定电压信号(ALG) 2V后，使得马达可以操作在最低转速，因此当模拟信号(VTH)小于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位2V时输出转速比(Duty%)会维持在30%，亦即工作周期(Duty cycle)于0%至30%之间其输出转速比(Duty%)会维持在30%，当模拟信号(VTH)大于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位2V后(亦即工作周期(Dutycycle)为30%后)，其输出转速比(Duty%)结果会呈一线性变化。接着，观察其CASEl状态下的转速曲线在工作周期(Duty cycle)由0%至100%的变化，依据图1OA所述并配合10B，当模拟信号(VTH)为2V时即与三角波信号(TRI)接触，因此于一开始就有输出转速比(Duty% )，且此时的电位会高于三角波信号(TRI)的低电压1.25V，因而所输出转速比(Duty% )会比ORG状态下于模拟信号(VTH)为1.25V时的输出转速比(Duty% )大，再者由于模拟信号(VTH)的最高变化为3V较三角波信号(TRI)的高电压3.75V低，因而所输出转速比(Duty% )会比ORG状态下于模拟信号(VTH)为3.75V时的输出转速比(Duty% )小，但设置可调最低转速设定电压信号(ALG)2.25V后，使得马达可以操作在最低转速以符合马达最低散热的要求，因此当模拟信号(VTH)小于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位2.25V时输出转速比(Duty% )会维持在20%,亦即工作周期(Duty cycle)于0%至25%之间其输出转速比(Duty% )会维持在20% ;当模拟信号(VTH)大于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位1.3V后(亦即工作周期(Duty cycle)为25%后)，其输出转速比(Duty% )结果会呈一线性变化；再观察其CASE2状态下的转速曲线在工作周期(Duty cycle)由0%至100%的变化，依据图1OA所述并配合图10B，由于模拟信号(VTH)是由OV开始变化，当模拟信号(VTH)为1.25V时才会与三角波信号(TRI)接触，此时才开始会有输出转速比(Duty% )，但由于模拟信号(VTH)的最高变化为5V较三角波信号(TRI)的高电压3.75V高，因此所输出转速比(Duty% )会比ORG状态下于模拟信号(VTH)为3.75V时的输出转速比(Duty% )大，但设置可调最低转速设定电压信号(ALG) 1.75V后，使得马达可以操作在最低转速以符合马达最低散热的要求，因此当模拟信号(VTH)小于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位1.75V时输出转速比(Duty% )会维持在40 亦即工作周期(Dutycycle)于0%至35%之间其输出转速比(Duty% )会维持在40% ;当模拟信号(VTH)大于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位1.75V后(亦即工作周期(Duty cycle)为35%后)，其输出转速比(Duty%)结果会呈一线性变化。综合以上所述，第三实施例外加最低转速设定后可用以维持马达操作于最低转速，亦可因应不同马达及不同系统需求来做调整。
[0046]最后，请参阅图11，是为本发明的马达驱动方法流程图。如图11所不，马达驱动方法，是包含以下步骤:
[0047]步骤1100:提供一 PWM转换电路；其PWM转换电路具有一第一输入端、一第二输入端、一第三输入端以及一输出端，其中第一输入端与一 PWM信号连接，第二输入端与一可调最高设定电压信号(VH)连接，第三输入端与一可调最低设定电压信号(VL)连接，并由输出端输出一模拟信号(VTH)，其中通过调整PWM信号、可调最高设定电压信号(VH)或可调最低设定电压信号(VL)可改变模拟信号(VTH)，接着进入步骤1101。
[0048]步骤1101:提供一振荡电路；其振荡电路是用以产生一三角波信号，而三角波信号可于一高电压准位与一低电压准位之间调整，接着进入步骤1102。
[0049]步骤1102:提供一比较器；其比较器具有一第一输入端、一第二输入端、一第三输入端以及一输出端，其中第一输入端与振荡电路所产生的三角波信号连接，第二输入端与PWM转换电路所输出的模拟信号连接，第三输入端接收一可调最低转速设定电压信号，并由输出端输出产生一驱动信号(S_DR)，最后进入步骤1103。
[0050]步骤1103:提供一控制单元；其控制单元是用以接收比较器所产生的驱动信号以控制一马达。
[0051]虽然本发明以前述的较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习相像技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的专利保护范围须视本说明书所附的权利要求范围所界定的为准。
【权利要求】
1.一种具有最低转速设定的马达驱动装置，包括:一 PWM转换电路,具有一第一输入端、一第二输入端、一第三输入端以及一输出端，其中该第一输入端与一控制信号连接，该第二输入端与一可调最高设定电压信号连接，该第三输入端与一可调最低设定电压信号连接，并由该输出端输出一模拟信号，其中，该模拟信号可通过调整该控制信号、该可调最高设定电压信号或该可调最低设定电压信号来改变；一振荡电路，用以产生一三角波信号；以及 一比较器，具有一第一输入端、一第二输入端、一第三输入端以及一输出端，其中该第一输入端与该振荡电路所产生的该三角波信号连接，该第二输入端与该PWM转换电路所输出的该模拟信号连接，该第三输入端接收一可调最低转速设定电压信号，并由该输出端输出一驱动信号。
2.根据权利要求1所述的具有最低转速设定的马达驱动装置，其进一步包括一控制单元，用以接收该驱动信号以控制一马达。
3.根据权利要求1所述的具有最低转速设定的马达驱动装置，其中该PWM转换电路进一步包括: 一第一运算放大器，具有一正输入端电性连接于该可调最高设定电压信号、一负输入端，以及一输出端电性连接于该负输入端； 一第二运算放大器，具有一正输入端电性连接于该可调最低设定电压信号、一负输入端，以及一输出端电性连接于该负输入端； 一第一开关兀件，具有接收一第一输入信号的一输入端稱接至该第一运算放大器、率禹接至一输出节点的一输出端、耦接至该控制信号的一控制端以及耦接至一公共节点的一连接端，该第一开关元件根据该控制信号而决定是否导通该第一输入信号； 一第二开关元件，具有接收一第二输`入信号的一输入端耦接至该第二运算放大器、耦接至该输出节点的一输出端、耦接至该控制信号的一控制端以及耦接至该公共节点的一连接端，该第二开关元件根据该控制信号而决定是否导通该第二输入信号； 一反相器，具有一输入端用以接收该控制信号，以及一输出端相连于该公共节点；以及 一低通滤波电路，其用以将该第一节点所产生的一电压转换成该模拟信号。
4.根据权利要求1所述的具有最低转速设定的马达驱动装置，其中该控制信号为一PWM信号。
5.根据权利要求1所述的具有最低转速设定的马达驱动装置，其中该三角波信号于一高电压准位与一低电压准位之间调整。
6.根据权利要求2所述的具有最低转速设定的马达驱动装置，其中该马达为一单相马达。
7.根据权利要求2所述的具有最低转速设定的马达驱动装置，其中该马达为一三相马达。
8.根据权利要求3所述的具有最低转速设定的马达驱动装置，其中该第一开关元件与该第二开关元件为一传输闸。
9.根据权利要求3所述的具有最低转速设定的马达驱动装置，其中该低通滤波电路进一步包括: 一第一电阻，具有一第一端，稱接至该第一节点，以及一第二端；一第二电阻，具有一第一端，耦接至该第一电阻的该第二端，以及一第二端； 一第一电容，具有一第一端，耦接至该第二电阻，以及一第二端耦接至接地端； 一第三运算放大器，具有一正输入端电性连接于该第二电阻与该第一电容间的接点、一负输入端，以及一输出端电性连接于该负输入端，用以输出该模拟信号；以及 一第二电容，具有一第一端，耦接至该第一电阻与该第二电阻间的接点，以及一第二端耦接至该第三运算放大器的输出端。
10.根据权利要求9所述的具有最低转速设定的马达驱动装置，其中该低通滤波电路为一二阶低通滤波电路。
11.一种具有最低转速设定的马达驱动方法，包括: 提供一 PWM转换电路，其具有一第一输入端、一第二输入端、一第三输入端以及一输出端，其中该第一输入端与一 PWM信号连接，该第二输入端与一可调最高设定电压信号连接，该第三输入端与一可调最低设定电压信号连接，并由该输出端输出一模拟信号； 提供一振荡电路，用以产生一三角波信号；以及 提供一比较器，其具有一第一输入端、一第二输入端、一第三输入端以及一输出端，其中该第一输入端与该振荡电路所产生的该三角波信号连接，该第二输入端与该PWM转换电路所输出的该模拟信号连接，该第三输入端接收一可调最低转速设定电压信号，并由该输出端输出一驱动信号。 其中，通过调整该PWM信号、该可调最高设定电压信号或该可调最低设定电压信号来改变该模拟信号。
12.根据权利要求11所述的具有最低转速设定的马达驱动方法，其进一步包括提供一控制单元，用以接收该驱动信号以控制一马达。
13.根据权利要求11所述的具有最低转速设定的马达驱动方法，其中该PWM转换电路进一步包括: 一第一运算放大器，具有一正输入端电性连接于该可调最高设定电压信号、一负输入端，以及一输出端电性连接于该负输入端； 一第二运算放大器，具有一正输入端电性连接于该可调最低设定电压信号、一负输入端，以及一输出端电性连接于该负输入端； 一第一开关兀件，具有接收一第一输入信号的一输入端稱接至该第一运算放大器、率禹接至一第一节点的一输出端、耦接至该控制信号的一控制端以及耦接至一公共节点的一连接端，该第一开关元件根据该控制信号而决定是否导通该第一输入信号； 一第二开关元件，具有接收一第二输入信号的一输入端耦接至该第二运算放大器、耦接至该第一节点的一输出端、耦接至该控制信号的一控制端以及耦接至该公共节点的一连接端，该第二开关元件根据该控制信号而决定是否导通该第二输入信号； 一反相器，具有一输入端是用以接收该控制信号，以及一输出端相连于该公共节点；以及 一低通滤波电路，其是用以将该第一节点所产生的一电压转换成该模拟信号。
14.根据权利要求11所述的具有最低转速设定的马达驱动方法，其中该三角波信号于一高电压准位与一低电压准位之间调整。
15.根据权利要求12所述的具有最低转速设定的马达驱动方法，其中该马达为一单相马达。
16.根据权利要求12所述的具有最低转速设定的马达驱动方法，其中该马达为一三相马达。
17.根据权利要求13所述的具有最低转速设定的马达驱动方法，其中该第一开关元件与该第二开关元件为一传输闸。
18.根据权利要求13所述的具有最低转速设定的马达驱动方法，其中该低通滤波电路进一步包括: 一第一电阻，具有一第一端，稱接至该该第一节点，以及一第二端； 一第二电阻，具有一第一端，耦接至该第一电阻的该第二端，以及一第二端； 一第一电容，具有一第一端，耦接至该第二电阻，以及一第二端耦接至接地端； 一第三运算放大器，具有一正输入端电性连接于该第二电阻与该第一电容间的接点、一负输入端，以及一输出端电性连接于该负输入端，用以输出该模拟信号；以及 一第二电容，具有一第一端，耦接至该第一电阻与该第二电阻间的接点，以及一第二端耦接至该第三运算放大器的输出端。
19.根据权利要求18所述的具有最低转速设定的马达驱动方法，其中该低通滤波电路为一二阶低通滤波电路。`
【文档编号】H02P27/08GK103731087SQ201210393662
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2012年10月16日 优先权日:2012年10月16日
【发明者】李灯辉, 余国庸 申请人:晶致半导体股份有限公司
【专利摘要】一种具有最低转速设定的马达驱动装置及其驱动方法，其是由一PWM转换电路、振荡电路、比较器、控制单元所组成，通过PWM转换电路将输入的可调最高设定电压信号(VH)、可调最低设定电压信号(VL)与控制信号转换成一模拟信号(VTH)，再将此模拟信号与经由振荡电路所产生的一三角波信号(TRI)以及外加一可调最低转速设定电压信号(ALG)，一同输入至比较器作比较并输出一驱动信号至控制单元以控制马达的转速。通过本发明可用来调整不同的马达转速曲线并且可用以设定马达最低转速，进而达到改变马达转速的功能以及维持马达最低工作力矩，增加马达控制的灵活度。
【专利说明】具有最低转速设定的马达驱动装置及其驱动方法
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种马达驱动装置及其驱动方法，特别是有关于一种具有最低转速设定的马达驱动装置及其驱动方法；通过本发明的具有最低转速设定的马达驱动电路及其驱动方法，可用来调整不同的马达转速曲线并且可用以设定马达最低转速，进而达到改变马达转速的功能以及维持马达最低工作力矩。
【背景技术】
[0002]传统以脉宽调变(Pulse Width Modulation，PWM)控制马达驱动的方式，无法达到转速曲线可调的功能，都是以输入的工作周期(Duty cycle)是多少，相对应到马达输出的转速就是多少。举例来说，请参阅图1，是为已知的脉宽调变控制马达驱动的输出曲线示意图，如图1所示，PWM的工作周期为0%至100%，当PWM的工作周期为50%时，则相对应马达会输出50%的转速，因此在马达转速的控制曲线就会呈现出一种线性的曲线。
[0003]一般在相同的马达负载下为了达到最低散热的要求，以及减少马达重新启动所产生的噪声、噪音，通常在PWM工作周期低到一定值之后会希望马达固定在一个转速，不要因为PWM工作周期的输出小于马达最低工作力矩，而使得马达停止转动。
[0004]然而，当使用者想要依据实际操作状态而改变马达的转速时，通常会通过改变输入的PWM工作周期，或是改变马达的线圈设计。但上述两种方式都有实际操作上的困难处。例如:当想要随着实际操作状况来改变控制器输入的PWM工作周期时，就必须改变整个系统的控制方式；而若要改变马达的线圈时，则必须更换马达。
[0005]因此，本发明提供一种具有最低转速设定的马达驱动装置及其驱动方法，除了通过调整不同的可调最高设定电压信号(VH)、可调最低设定电压信号(VL)与三角波信号(TRI)之间的电压设定外，并外加可调最低转速设定电压信号用以保持马达最低工作力矩，以维持最低散热的要求，使得马达驱动装置具有改变马达转速的功能以及具有最低转速设定的功能，以增加马达应用的灵活度。
【发明内容】
[0006]为了解决上述有关的问题，本发明的一主要目的在于提供一种具有最低转速设定的马达驱动装置，先通过PWM转换电路将输入的可调最高设定电压信号(VH)、可调最低设定电压信号(VL)与控制信号转换成模拟信号(VTH)，再将PWM转换电路所转换输出的模拟信号与一振荡电路所产生的一三角波信号(TRI)以及外加的一可调最低转速设定电压信号一同输入至比较器作比较后，以产生一个输出驱动信号，再将此输出驱动信号送至控制单元以控制马达的转速。故本发明可由此马达驱动装置来调整不同的马达转速曲线并且可用以设定马达最低转速，进而达到改变马达转速的功能以及维持马达最低工作力矩，并以增加马达控制的灵活度。
[0007]本发明又一主要目的在于提供一种可调整马达转速的马达驱动方法，是通过可调最高设定电压信号(VH)、可调最低设定电压信号(VL)与三角波信号(TRI)之间的电压设定夕卜，并外加可调最低转速设定电压信号，不仅能够调整不同的马达转速曲线，也能维持马达最低工作力矩，以增加马达控制的灵活度。
[0008]依据上述的各项目的，本发明提供一种具有最低转速设定的马达驱动装置，包括:一 PWM转换电路,具有一第一输入端、一第二输入端、一第三输入端以及一输出端，其中第一输入端与一控制信号连接，第二输入端与一可调最高设定电压信号(VH)连接,第三输入端与一可调最低设定电压信号(VL)连接,并由输出端输出一模拟信号(VTH),其中，该模拟信号可通过调整该控制信号、该可调最高设定电压信号(VH)或该可调最低设定电压信号(VL)来改变；一振荡电路,是用以产生一三角波信号(TRI);以及一比较器,具有一第一输入端、一第二输入端、一第三输入端以及一输出端，其中第一输入端与振荡电路所产生的三角波信号连接，第二输入端与PWM转换电路所输出的模拟信号连接，第三输入端接收一可调最低转速设定电压信号，并由输出端输出一驱动信号。
[0009]本发明提供一种具有最低转速设定的马达驱动方法，包括:提供一 PWM转换电路，其具有一第一输入端、一第二输入端、一第三输入端以及一输出端，其中第一输入端与一PWM信号连接，第二输入端与一可调最高设定电压信号(VH)连接，第三输入端与一可调最低设定电压信号(VL)连接,并由该输出端输出一模拟信号(VTH);提供一振荡电路,用以产生一三角波信号；以及提供一比较器，其具有一第一输入端、一第二输入端、一第三输入端以及一输出端，其中该第一输入端与该振荡电路所产生的该三角波信号连接，该第二输入端与该PWM转换电路所输出的该模拟信号连接，该第三输入端接收一可调最低转速设定电压信号，并由该输出端输出一驱动信号；其中，通过调整可调最高设定电压信号(VH)或可调最低设定电压信号(VL)来改变模拟信号(VTH)的曲线。
[0010]经由本发明所提供的具有最低转速设定的马达驱动装置及其驱动方法，使得马达驱动装置通过调整控制信号、可调最高设定电压信号(VH)、可调最低设定电压信号(VL)以产生一模拟信号后，再将此一模拟信号与三角波信号(TRI)以及外加的一可调最低转速设定电压信号一同输入至比较器进行比较并产生一驱动信号，通过此驱动信号来控制不同的马达转速曲线，使得本发明的马达驱动装置除了可以达到改变马达转速的功能还可以维持马达最低工作力矩，进而增加马达应用的灵活度。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]为了详细说明本发明的构造及特点所在，以下结合较佳实施例并配合【专利附图】
【附图说明】如后，其中:
[0012]图1为本发明的已知脉宽调变控制马达驱动的输出曲线示意图；
[0013]图2为本发明的马达驱动装置架构图；
[0014]图3为本发明的PWM转换电路图；
[0015]图4为本发明的转换后模拟信号输出结果示意图；
[0016]图5A为本发明的第一实施例波形图；
[0017]图5B为本发明的第一实施例的转速曲线图；
[0018]图6A为本发明的第一实施例外加最低转速设定的波形图；
[0019]图6B为本发明的第一实施例外加最低转速设定的转速曲线图；
[0020]图7A为本发明的第二实施例波形图；[0021]图7B为本发明的第二实施例的转速曲线图；
[0022]图8A为本发明的第二实施例外加最低转速设定的波形图；
[0023]图SB为本发明的第二实施例外加最低转速设定的转速曲线图；
[0024]图9A为本发明的第三实施例波形图；
[0025]图9B为本发明的第三实施例的转速曲线图；
[0026]图1OA为本发明的第三实施例外加最低转速设定的波形图；
[0027]图1OB为本发明的第三实施例外加最低转速设定的转速曲线图；
[0028]图11为本发明的马达驱动方法流程图。
【具体实施方式】
[0029]由于本发明主要是揭露一种具有最低转速设定的马达驱动装置及其驱动方法，是通过PWM转换电路将输入 的可调最高设定电压信号(VH)、可调最低设定电压信号(VL)与控制信号转换成模拟信号(VTH)，再将此模拟信号与振荡电路所产生的三角波信号(TRI)以及外加的一可调最低转速设定电压信号一同输入至比较器作比较后，以产生一个输出驱动信号，再将此输出驱动信号送至控制单元以控制马达的转速。而与本发明有关的马达的基本原理与功能，已为相关【技术领域】具有通常知识者所能明了，故以下文中的说明，仅针对与本发明马达驱动装置及其驱动方法其特征处进行详细说明。此外，于下述内文中的附图，亦并未依据实际的相关尺寸完整绘制，其作用仅在表达与本发明特征有关的示意图。
[0030]首先，请参阅图2，是为本发明的马达驱动装置架构图。如图2所示，马达驱动装置包括:一 PWM转换电路10,具有一第一输入端、一第二输入端、一第三输入端以及一输出端，其中第一输入端与一控制信号101连接,第二输入端与一可调最高设定电压信号(VH) 102连接，第三输入端与一可调最低设定电压信号(VL) 103连接，并由输出端输出一模拟信号(VTH)，其中控制信号为一 PWM信号(例如:一个由个人计算机系统所提供的PWM信号)，且该模拟信号可通过调整该控制信号、该可调最高设定电压信号(VH)或该可调最低设定电压信号(VL)来改变；一振荡电路12，是用以产生一三角波信号(TRI)，其中三角波信号可于一高电压准位与一低电压准位之间调整；一比较器14,其具有一第一输入端、一第二输入端、一第三输入端以及一输出端，其中一第一输入端与振荡电路12所产生的三角波信号(TRI)连接，其一第二输入端与PWM转换电路10所输出的模拟信号(VTH)连接，其一第三输入端接收一可调最低转速设定电压信号141，并由该输出端输出一驱动信号(S_DR);以及一控制单元16，是用以接收驱动信号(S_DR)以控制一马达18，其中马达是为一单相马达或一三相马达。
[0031 ] 接着，请参阅图3，是为本发明的PWM转换电路图。如图3所示，PWM转换电路10具有一第一输入端、一第二输入端、一第三输入端以及一输出端，其中第一输入端与一控制信号101连接，第二输入端与一可调最高设定电压信号(VH) 102连接，第三输入端与一可调最低设定电压信号(VL) 103连接，并由输出端输出一模拟信号(VTH)，其中该控制信号是为一PWM信号(例如:一个由个人计算机系统所提供的PWM信号)，且该模拟信号可通过调整该控制信号、该可调最高设定电压信号(VH)或该可调最低设定电压信号(VL)来改变^PWM转换电路进一步包含一第一运算放大器(OPl)，具有一正输入端电性连接于可调最高设定电压信号102、一负输入端， 以及一输出端电性连接于负输入端；一第二运算放大器(0P2),具有一正输入端电性连接于可调最低设定电压信号103、一负输入端，以及一输出端电性连接于负输入端；一第一开关兀件(TGl),具有接收一第一输入信号的一输入端稱接至第一运算放大器(OPl)、耦接至一输出节点(VA)的一输出端、耦接至控制信号101的一控制端以及耦接至一公共节点(N)的一连接端，第一开关元件(TGl)会根据控制信号101而决定是否导通第一输入信号，其中第一开关兀件(TGl)是为一传输闸；一第二开关兀件(TG2),具有接收一第二输入信号的一输入端耦接至第二运算放大器(0P2)、耦接至输出节点(VA)的一输出端、耦接至控制信号101的一控制端以及耦接至该公共节点(N)的一连接端，第二开关元件(TG2)会根据控制信号101而决定是否导通第二输入信号，其中第二开关元件(TG2)是为一传输闸；一反相器20,具有一输入端是用以接收控制信号101,而其输出端相连于公共节点(N);以及一低通滤波电路22，其是用以将输出节点(VA)所产生的一电压转换成模拟信号(VTH)，其中低通滤波电路22是为一二阶低通滤波电路，进一步包含一第一电阻(Rl)，具有一第一端，稱接至输出节点(VA),以及一第二端；一第二电阻(R2),具有一第一端，稱接至第一电阻(Rl)的第二端，以及一第二端；一第一电容(Cl),具有一第一端，耦接至第二电阻(R2)，以及一第二端耦接至接地端；一第三运算放大器(0P3)，具有一正输入端电性连接于第二电阻(R2)与第一电容(Cl)间的接点、一负输入端，以及一输出端电性连接于负输入端，用以输出模拟信号(VTH);以及一第二电容(C2),具有一第一端,f禹接至第一电阻(Rl)与第二电阻(R2)间的接点，以及一第二端耦接至第三运算放大器(0P3)的输出端。
[0032]当控制信号101经由PWM转换电路10的第一输入端输入至PWM转换电路10后，可由PWM转换电路10的第二输入端输入的可调最高设定电压信号(VH) 102与PWM转换电路10的第三输入端输入的可调最低设定电压信号(VL) 103来转换成一模拟信号(VTH),其中控制信号101是为一 PWM信号，其工作周期(Duty cycle)可由0%至100%变化，而可调最高设定电压信号(VH) 102与可调最低设定电压信号(VL) 103则可经由外部输入设定的。当经由外部输入设定完成后，可调最高设定电压信号(VH) 102会输入至第一运算放大器(OPl)的正输入端，经第一运算放大器(OPl)运算后经输出端输出第一输入信号至第一开关元件(TGl)的输入端；可调最低设定电压信号(VL) 103会输入至第二运算放大器(0P2)的正输入端，经第二运算放大器(0P2)运算后经输出端输出第二输入信号至第二开关兀件(TG2)的输入端；而控制信号101会与反相器20的输入端、第一开关兀件(TGl)的控制端以及第二开关元件(TG2)的控制端连接，利用控制信号101将可调最高设定电压信号(VH) 102通过第一运算放大器(OPl)运算后输出到输出节点(VA)或是将可调最低设定电压信号(VL) 103通过第二运算放大器(0P2)运算后输出到输出节点(VA)，之后再经由一低通滤波电路22将输出节点(VA)取样到的可调最高设定电压信号(VH) 102或可调最低设定电压信号(VL) 103转换成一模拟信号(VTH)输出至比较器14，进而控制马达18。
[0033]再接着，请参阅图4并配合图3，图4是为本发明的转换后模拟信号(VTH)输出结果示意图。如图4所示，模拟信号(VTH)是通过控制信号101控制可调最高设定电压信号(VH)或可调最低设定电压信号(VL)输出至输出节点(VA)并将其转换输出，其中模拟信号(VTH)是通过一转换公式转换的，转换公式如下式(I)所示:
[0034]VTH = (VH-VL) X 控制信号其工作周期(Duty cycle)+VL (I)
[0035]然而，设定不同的可调最高设定电压(VH)或可调最低设定电压信号(VL)经转换公式转换后会产生不同的模拟信号(VTH)结果。举例来说，若将输入的控制信号其工作周期(Duty cycle)固定为20%，亦即将PWM信号其工作周期(Duty cycle)固定为20%，观察设定不同的可调最高设定电压信号(VH)或可调最低设定电压信号(VL)所产生的模拟信号(VTH);例如:当设定可调最高设定电压信号(VH) = 5V、可调最低设定电压信号(VL) = OV时，经转换公式转换后可产生模拟信号(VTH) = IV;当设定可调最高设定电压信号(VH)=3.75V、可调最低设定电压信号(VL) = 1.25V时，经转换公式转换后可产生模拟信号(VTH)=1.75V ;而当设定可调最高设定电压信号(VH) = 3V、可调最低设定电压信号(VL) = 1.5V时，经转换公式转换后可产生模拟信号(VTH) = 1.8V。若将输入的控制信号(亦即PWM信号)其工作周期(Dutycycle)固定为60 %，观察设定不同的可调最高设定电压信号(VH)或可调最低设定电压信号(VL)所产生的模拟信号(VTH)，例如:当设定可调最高设定电压信号(VH) = 5V、可调最低设定电压信号(VL) = OV时，经转换公式转换后可产生模拟信号(VTH) = 3V ;当设定可调最高设定电压信号(VH) = 3.75V、可调最低设定电压信号(VL)=1.25V时，经转换公式转换后可产生模拟信号(VTH) = 2.75V ;而当设定可调最高设定电压信号(VH) = 3V、可调最低设定电压信号(VL) = 1.5V时，经转换公式转换后可产生模拟信号(VTH) = 2.4V。经由上面所述，当控制信号(亦即PWM信号)其工作周期(Dutycycle)由0%至100%变化时，设定不同的可调最高设定电压信号(VH)或可调最低设定电压信号(VL)，经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)的结果会呈现一种线性的变化。然而，通过调整控制信号、可调最高设定电压信号(VH)或可调最低设定电压信号(VL)可用来改变模拟信号，再将产生的模拟信号与振荡电路12所产生的三角波信号(TRI)做比较会产生一驱动信号，其驱动信号是用以产生不同输出转速比(Duty%)以控制马达转动，可达到改变马达转速的功能。
[0036]因此，请先参阅图5A，是为本发明的第一实施例的波形示意图。如图5A所示，第一实施例是先将三角波信号(TRI)的高电压固定为3.75V、低电压固定为1.25V，并将可调最高设定电压信号(VH)固定在3.75V去调整可调最低设定电压信号(VL)，经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)将其与三角波信号(TRI)比较，并且观察其输出转速比(Duty% );因此进一步分成三种状态来说明比较的结果:0RG(VH = 3.75V、VL = 1.25V)、CASEl (VH = 3.75V、VL = 0V)、CASE2 (VH = 3.75V、VL = 2.25V);首先，假设于 ORG 的状态下，其三角波信号(TRI)的高电压固定为3.75V、低电压固定为1.25V，将可调最高设定电压信号(VH)固定在3.75V，而可调最低设定电压信号(VL)设为1.25V，经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)的结果会在1.25V至3.75V间变化，将其与三角波信号(TRI)的高电压及低电压比较并观察其输出转速比(Duty% )，所产生的结果如图5A的ORG波形图，由于模拟信号(VTH)的结果与三角波信号(TRI)的高电压及低电压一致，因此其输出转速比(Duty% )会呈一线性变化；其次，假设于CASEl的状态下，其三角波信号(TRI)的高电压固定为3.75V、低电压固定为1.25V，将可调最高设定电压信号(VH)固定在3.75V，而可调最低设定电压信号(VL)改设为0V，经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)的结果会在OV至3.75V间变化，将其与三角波信号(TRI)的高电压及低电压比较并观察其输出转速比(Duty% )，所产生的结果如图5A的CASEl波形图，由于模拟信号(VTH)是由OV开始变化，当模拟信号(VTH)变化至1.25V时才会与三角波信号(TRI)接触，此时才开始会有输出转速比(Duty% )，因此模拟信号(VTH)于OV至1.25V时没有输出转速比(Duty% );再其次，假设于CASE2的状态下，其三角波信号(TRI)的高电压固定为3.75V、低电压固定为
1.25V，将可调最高设定电压信号(VH)固定在3.75V，而可调最低设定电压信号(VL)改设为
2.25V,经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)的结果会在2.25V至3.75V间变化，将其与三角波信号(TRI)的高电压及低电压比较并观察其输出转速比(Duty%)，所产生的结果如图5A的CASE2波形图，当模拟信号(VTH)为2.25V时即与三角波信号(TRI)接触，此时的电位亦高于三角波信号(TRI)的低电压1.25V，因此于CASE2状态一开始就有输出转速比(Duty% ) ο
[0037]之后，将ORG (VH = 3.75V、VL = 1.25V)、CASEl (VH = 3.75V.VL = 0V)、CASE2 (VH=3.75V、VL = 2.25V)此三种状态的输出转速比(Duty% )依据控制信号(亦即PWM信号)其工作周期比(Duty cycle)转换成转速曲线，请参阅图5B并配合图5A，如图5B所示，是为本发明的第一实施例的转速曲线图，横轴是为控制信号(亦即PWM信号)其工作周期(Duty cycle% ),纵轴是为马达输出转速比(Duty% ),观察ORG状态下的转速曲线在工作周期(Dutycycle)由O %至100 %的变化，依据图5A所述，模拟信号(VTH)的结果会与三角波信号(TRI)的高电压及低电压一致，因此其马达输出转速曲线会呈一线性的变化；接着，观察其CASEl状态下的转速曲线在工作周期(Dutycycle)由0%至100%的变化，依据图5A所述，由于模拟信号(VTH)是由OV开始变化，当模拟信号(VTH)变化至1.25V时才会与三角波信号(TRI)接触，此时才开始会有输出转速比(Duty% )，因此模拟信号(VTH)于OV至1.25V时是没有输出转速比(Duty%)，如图5B的CASEl转速曲线，在工作周期(Dutycycle)为33%时马达才开始有转速的输出；再观察其CASE2状态下的转速曲线在工作周期(Duty cycle)由0%至100%的变化，依据图5A所述，当模拟信号(VTH)为2.25V时即与三角波信号(TRI)接触，此时的电位亦高于三角波信号(TRI)的低电压1.25V，因此于一开始就有马达转速的输出，如图5B的CASE2转速曲线，在工作周期(Duty cycle)为0%时就有40%的马达输出转速比(Duty%);综合以上所述，第一实施例可用于当马达转速降低到某种程度后，可因应不同马达及不同系统需求来做调整，当马达需要维持最低散热能力时，就可以调整到CASE2的设定；若是系统在此时不需要做散热，并且要求节能模式时，则可以调整到CASEl的设定，当PWM信号小于33%后(可依系统需求调整)，马达就不会输出信号。以上这两种系统需求，可通过调整可调最低设定电压信号(VL)即可调整马达于低转速时的输出(如图5B的虚线所示)。然而，为了避免马达转速低到某种程度后停止转动，因此会希望马达固定在一个转速，可通过最低转速设定的功能，来控制马达保持最低散热的要求并且兼顾节能的效用。
[0038]请继续参阅图6A，图6A是为本发明的第一实施例外加最低转速设定的波形示意图。为了说明方便，将图5B的CASEl与CASE2的调整范围由40% DUTY缩小到20% DUTY,如图6B的虚线所示。请再参阅图6A于三种状态0RG(VH = 3.75V、VL = 1.25V) ,CASEl (VH=3.75V,VL = 0.625V)、CASE2(VH = 3.75V,VL = 1.75V)中配置了一可调最低转速设定电压信号(ALG)，使其与经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)与三角波信号(TRI) —同比较，据以决定其输出转速比(Duty%)。如图6A所示，假设于ORG的状态下，其三角波信号(TRI)的高电压固定为3.75V、低电压固定为1.25V，将可调最高设定电压信号(VH)固定在3.75V、可调最低设定电压信号(VL)设为1.25V，并将外加的可调最低转速设定电压信号(ALG)设为2V，经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)的结果会在1.25V至3.75V间变化，将其与三角波信号(TRI)的高电压与低电压以及外加的可调最低转速设定电压信号(ALG) —同比较，并观察其输出转速比(Duty%)，所产生的结果如图6A的ORG波形图。请参阅图6A的ORG波形图并依据图5A的ORG波形图的说明，由于模拟信号(VTH)的结果与三角波信号(TRI)的高电压及低电压一致，会在1.25V至3.75V间变化，但设置可调最低转速设定电压信号(ALG) 2V后，使得马达可以操作在最低转速，因此当模拟信号(VTH)小于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位2V时，会依可调最低转速设定电压信号(ALG)以输出转速比(Duty% );当模拟信号(VTH)大于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位2V后，会将其模拟信号(VTH)与三角波信号(TRI)比较以输出转速比(Duty% )，其结果会呈一线性变化。其次，假设于CASEl的状态下，其三角波信号(TRI)的高电压固定为3.75V、低电压固定为1.25V，将可调最高设定电压信号(VH)固定在3.75V、可调最低设定电压信号(VL)改设为0.625V，并将外加的可调最低转速设定电压信号(ALG)改设为1.75V，经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)的结果会在0.625V至3.75V间变化，将其与三角波信号(TRI)的高电压与低电压以及外加的可调最低转速设定电压信号(ALG) —同比较，并观察其输出转速比(Duty% )，所产生的结果如图6A的CASEl波形图，请参阅图6A的CASEl波形图并依据图5A的CASEl波形图的说明，由于模拟信号(VTH)是由OV开始变化，当模拟信号(VTH)变化至1.25V时才会与三角波信号(TRI)接触，此时才开始会有输出转速比(Duty% )，但为了避免马达停止转动导致无输出转速比(Duty%)，因此设置可调最低转速设定电压信号(ALG) 1.75V以控制马达维持最低转速，当模拟信号(VTH)小于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位1.75V时，会依可调最低转速设定电压信号(ALG)以输出转速比(Duty% );当模拟信号(VTH)大于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位1.75V后，会将其模拟信号(VTH)与三角波信号(TRI)比较以输出转速比(Duty%)，其结果会呈一线性变化；再其次，假设于CASE2的状态下，其三角波信号(TRI)的高电压固定为3.75V、低电压固定为1.25V，将可调最高设定电压信号(VH)固定在3.75V、可调最低设定电压信号(VL)改设为1.75V，并将外加的可调最低转速设定电压信号(ALG)改设为2.25V，经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)的结果会在1.75V至3.75V间变化，将其与三角波信号(TRI)的高电压与低电压以及外加的可调最低转速设定电压信号(ALG) —同比较，并观察其输出转速比(Duty% )，所产生的结果如图6A的CASE2波形图，请参阅图6A的CASE2波形图并依据图5A的CASE2波形图的说明，当模拟信号(VTH)为1.75V时即与三角波信号(TRI)接触，此时的电位亦高于三角波信号(TRI)的低电压1.25V，因此于CASE2状态一开始就有输出转速比(Duty % )，但如果马达因产生大量的热而温度过高，为了达到散热的需求，因此外加可调最低转速设定电压信号(ALG)2.25V以控制马达维持最低转速而有效调节温度，当模拟信号(VTH)小于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位2.25V时，会依可调最低转速设定电压信号(ALG)以输出转速比(Duty%);当模拟信号(VTH)大于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位2.25V后，会将其模拟信号(VTH)与三角波信号(TRI)比较以输出转速比(Duty%)，其结果会呈一线性变化。
[0039]之后，将 ORG(VH = 3.75V、VL = 1.25V)、CASEl (VH = 3.75V、VL = 0.625V)、CASE2 (VH = 3.75V、VL = 1.75V)此三种状态的输出转速比(Duty% )依据控制信号(亦即PWM信号)其工作周期比(Duty cycle)转换成转速曲线，请参阅图6B并配合图6A，如图6B所示，是为本发明的第一实施例外加最低转速设定的转速曲线图，横轴是为控制信号(亦即PWM信号)其工作周期(Dutycycle %)，纵轴是为马达输出转速比(Duty %)，观察ORG状态下的转速曲线在工作周期(Duty cycle)由O %至100%的变化,依据图6A所述并配合图6B，模拟信号(VTH)的结果会与三角波信号(TRI)的高电压及低电压一致，但设置可调最低转速设定电压信号(ALG) 2V后，使得马达可以操作在最低转速，因此当模拟信号(VTH)小于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位2V时输出转速比(Duty% )会维持在30%，亦即工作周期(Duty cycle)于0%至30%之间其输出转速比(Duty% )会维持在30%,当模拟信号(VTH)大于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位2V后(亦即工作周期(Dutycycle)为30%后)，其输出转速比(Duty% )结果会呈一线性变化。接着，观察其CASEl状态下的转速曲线在工作周期(Duty cycle)由O %至100 %的变化,依据图6A所述并配合6B，由于模拟信号(VTH)是由0.625V开始变化，当模拟信号(VTH)变化至1.25V时才会与三角波信号(TRI)接触，此时才开始会有输出转速比(Duty% )，但为了避免马达停止转动导致无输出转速比(Duty% )，因此设置可调最低转速设定电压信号(ALG) 1.75V以控制马达维持最低转速，当模拟信号(VTH)小于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位1.75V时输出转速比(Duty% )会维持在20%,亦即工作周期(Dutycycle)于0%至35%之间其输出转速比(Duty% )会维持在20% ;当模拟信号(VTH)大于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位1.75V后(亦即工作周期(Duty cycle)为36%后)，其输出转速比(Duty% )结果会呈一线性变化。再观察其CASE2状态下的转速曲线在工作周期(Duty cycle)由0%至100%的变化，依据图6A所述并配合图6B，当模拟信号(VTH)为1.75V时即与三角波信号(TRI)接触，此时的电位亦高于三角波信号(TRI)的低电压1.25V，因此于CASE2状态一开始就有输出转速比(Duty%)，但会造成马达产生大量的热而温度过高，为了达到散热的需求，因此外加可调最低转速设定电压信号(ALG)2.25V以控制马达维持最低转速而有效调节温度，当模拟信号(VTH)小于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位2.25V时，输出转速比(Duty% )会维持在40%,亦即工作周期(Duty cycle)于0%至25%之间其输出转速比(Duty% )会维持在40% ;当模拟信号(VTH)大于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位2.25V后(亦即工作周期(Duty cycle)为25%后)，其输出转速比(Duty% )结果会呈一线性变化。综合以上所述，第一实施例外加最低转速设定后可用以维持马达操作于最低转速，亦可因应不同马达及不同系统需求来做调整。
[0040]接着，请继续参阅图7A，是为本发明的第二实施例的波形图。如图7A所示，第二实施例是先将三角波信号(TRI)的高电压固定为3.75V、低电压固定为1.25V，并将可调最低设定电压信号(VL)固定在1.25V去调整可调最高设定电压信号(VH)，经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)将其与三角波信号(TRI)比较并且观察其输出转速比(Duty% );因此进一步分成三种状态来说明比较结果:0RG(VH = 3.75V、VL = 1.25V) ,CASEl (VH = 2.9V、VL = 1.25V)、CASE2 (VH = 5V、VL = 1.25V);首先，假设于 ORG (VH = 3.75V、VL = 1.25V)的状态下，其三角波信号(TRI)的高电压固定为3.75V、低电压固定为1.25V，将可调最高设定电压信号(VH)设为3.75V，而可调最低设定电压信号(VL)固定在1.25V，经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)的结果会在1.25V至3.75V间变化，将其与三角波信号(TRI)的高电压及低电压比较并观察其输出转速比(Duty% )，所产生的结果如图7A的ORG波形图，由于模拟信号(VTH)的结果与三角波信号(TRI)的高电压及低电压一致，因此其输出转速比(Duty% )会呈一线性变化；其次，假设于CASEl (VH = 2.9V、VL = 1.25V)的状态下，其三角波信号(TRI)的高电压固定为3.75V、低电压固定为1.25V，将可调最高设定电压信号(VH)设为2.9V，而可调最低设定电压信号(VL) —样固定在1.25V，经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)的结果会在1.25V至2.9V间变化，将其与三角波信号(TRI)的高电压及低电压比较并观察其输出转速比(Duty% )，所产生的结果如图7A的CASEl波形图，当模拟信号(VTH)为1.25V时即与三角波信号(TRI)接触，此时的电位与三角波信号(TRI)的低电压1.25V—致，因此于一开始就有输出转速比(Duty% )，但由于模拟信号(VTH)的最高变化为2.9V较三角波信号(TRI)的高电压3.75V低，因此所输出转速比(Duty% )会比ORG状态下于模拟信号(VTH)为3.75V时的输出转速比(Duty% )小；再其次，假设于CASE2 (VH = 5V、VL = 1.25V)的状态下，其三角波信号(TRI)的高电压固定为3.75V、低电压固定为1.25V，将可调最高设定电压信号(VH)设为5V，而可调最低设定电压信号(VL) —样固定在1.25V，经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)的结果会在1.25V至5V间变化，将其与三角波信号(TRI)的高电压及低电压比较并观察其输出转速比(Duty%)，所产生的结果如图7A的CASE2波形图，当模拟信号(VTH)为1.25V时即与三角波信号(TRI)接触，此时的电位与三角波信号(TRI)的低电压1.25V—致，因此于一开始就有输出转速比(Duty %)，但由于模拟信号(VTH)的最高变化为5V较三角波信号(TRI)的高电压3.75V高，因此所输出转速比(Duty%)会比ORG状态下于模拟信号(VTH)为3.75V时的输出转速比(Duty% )大。之后，将 ORG(VH = 3.75V.VL = 1.25V)、CASEl (VH = 2.9V,VL = 1.25V)、CASE2 (VH = 5V、VL = 1.25V)此三种状态的输出转速比(Duty% )依据控制信号(亦即PWM信号)其工作周期比(Duty cycle)转换成转速曲线，请参阅图7B并配合图7A，如图7B所示，是为本发明的第二实施例的转速曲线图，横轴是为控制信号(亦即PWM信号)其工作周期(Dutycycle% ),纵轴是为马达输出转速比(Duty% ),观察ORG状态下的转速曲线在工作周期(Duty cycle)由O %至100%的变化，依据图7A所述，模拟信号(VTH)的结果会与三角波信号(TRI)的高电压及低电压一致，因此其马达输出转速曲线会呈线性的变化；接着，观察其CASEl状态下的转速曲线在工作周期(Duty cycle)由0%至100%的变化，依据图7A所述，当模拟信号(VTH)为1.25V时即与三角波信号(TRI)接触，此时的电位与三角波信号(TRI)的低电压1.25V—致，因此于一开始就有输出转速比(Duty% )，但由于模拟信号(VTH)的最高变化为2.9V较三角波信号(TRI)的高电压3.75V低，因此所输出转速比(Duty% )会比ORG状态下于模拟信号(VTH)为3.75V时的输出转速比(Duty% )小，如图7B的CASEl转速曲线，在工作周期(Duty cycle)为100%时只有67%的马达输出转速比(Duty% );再观察其CASE2状态下的转速曲线在工作周期(Duty cycle)由0%至100%的变化，依据图7A所述，当模拟信号(VTH)为1.25V时即与三角波信号(TRI)接触，此时的电位与三角波信号(TRI)的低电压1.25V—致，因此于一开始就有输出转速比(Duty% )，但由于模拟信号(VTH)的最高变化为5V较三角波信号(TRI)的高电压3.75V高，因此所输出转速比(Duty% )会比ORG状态下于模拟信号(VTH)为3.75V时的输出转速比(Duty% )大，如图7B的CASE2转速曲线，在工作周期(Duty cycle)为67 %时就达到100 %的马达输出转速比(Duty%);综合以上所述，第二实施例可用于不同系统需求对应马达散热能力的设定，如系统所需的散热能力，不需要很大时，可调整到CASEl的设定，如系统所需的散热能力，需要提早输出到最大，则可调整到CASE2的设定，因此当VGA或是CPU等散热风扇温度过高时，为了有效调节温度可通过调整可调最高设定电压信号(VH)即调整马达于高转速时的输出(如图7B的虚线所示是代表可调整的范围)，藉以降低散热风扇的温度。然而，为了快速降低散热风扇的温度，亦可通过最低转速设定的功能，来控制马达达到散热的需求并且兼顾节能的效用。
[0041]请参阅图8A，图8A是为本发明的第二实施例外加最低转速设定的波形示意图。很明显地，图8A与图7A之间的差异仅在于:图8A于三种状态ORG (VH = 3.75V、VL = 1.25V)、CASEl (VH = 2.9V、VL = 1.25V)、CASE2(VH = 5V、VL = 1.25V)中配置了一可调最低转速设定电压信号(ALG)，使其与经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)与三角波信号(TRI)一同比较，据以决定其输出转速比(Duty%)。如图8A所示，假设于ORG的状态下，其三角波信号(TRI)的高电压固定为3.75V、低电压固定为1.25V，将可调最高设定电压信号(VH)设为3.75V、可调最低设定电压信号(VL)固定在1.25V，并将外加的可调最低转速设定电压信号(ALG)设为2V，经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)的结果会在1.25V至3.75V间变化，将其与三角波信号(TRI)的高电压与低电压以及外加的可调最低转速设定电压信号(ALG) —同比较，并观察其输出转速比(Duty% )，所产生的结果如图8A的ORG波形图，请参阅图8A的ORG波形图并依据图7A的ORG波形图的说明，由于模拟信号(VTH)的结果与三角波信号(TRI)的高电压及低电压一致，会在1.25V至3.75V间变化，但设置可调最低转速设定电压信号(ALG) 2V后，使得马达可以操作在最低转速以符合马达最低散热的要求，因此当模拟信号(VTH)小于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位2V时，会依可调最低转速设定电压信号(ALG)以输出转速比(Duty% );当模拟信号(VTH)大于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位2V后，会将其模拟信号(VTH)与三角波信号(TRI)比较以输出转速比(Duty% )，其结果会呈一线性变化；其次，假设于CASEl的状态下，其三角波信号(TRI)的高电压固定为3.75V、低电压固定为1.25V，将可调最高设定电压信号(VH)设为
2.9V、可调最低设定电压信号(VL) —样固定在1.25V，并将外加的可调最低转速设定电压信号(ALG)改设为1.75V，经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)的结果会在1.25V至
2.9V间变化，将其与三角波信号(TRI)的高电压与低电压以及外加的可调最低转速设定电压信号(ALG) —同比较，并观察其输出转速比(Duty% )，所产生的结果如图8A的CASEl波形图，请参阅图8A的CASEl波形图并依据图7A的CASEl波形图的说明，当模拟信号(VTH)为1.25V时即与三角波信号(TRI)接触，此时的电位与三角波信号(TRI)的低电压1.25V一致，因此于一开始就有输出转速比(Duty% )，但由于模拟信号(VTH)的最高变化为2.9V较三角波信号(TRI)的高电压3.75V低，因此所输出转速比(Duty% )会比ORG状态下于模拟信号(VTH)为3.75V时的输出转速比(Duty% )小，但设置可调最低转速设定电压信号(ALG) 1.75V后，使得马达可以操作在最低转速以符合马达最低散热的要求，因此当模拟信号(VTH)小于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位1.75V时，会依可调最低转速设定电压信号(ALG)以输出转速比(Duty%);当模拟信号(VTH)大于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位1.75V后，会将其模拟信号(VTH)与三角波信号(TRI)比较以输出转速比(Duty% )，其结果会呈一线性变化；再其次，假设于CASE2的状态下，其三角波信号(TRI)的高电压固定为3.75V、低电压固定为1.25V，将可调最高设定电压信号(VH)设为5V、可调最低设定电压信号(VL) —样固定在1.25V，并将外加的可调最低转速设定电压信号(ALG)改设为2.25V,经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)的结果会在1.25V至5V间变化，将其与三角波信号(TRI)的高电压及低电压比较并观察其输出转速比(Duty%)，将其与三角波信号(TRI)的高电压与低电压以及外加的可调最低转速设定电压信号(ALG) —同比较，并观察其输出转速比(Duty% )，所产生的结果如图8A的CASE2波形图，请参阅图8A的CASE2波形图并依据图7A的CASE2波形图的说明，当模拟信号(VTH)为1.25V时即与三角波信号(TRI)接触，此时的电位与三角波信号(TRI)的低电压1.25V—致，因此于一开始就有输出转速比(Duty%)，但由于模拟信号(VTH)的最高变化为5V较三角波信号(TRI)的高电压3.75V高，因此所输出转速比(Duty% )会比ORG状态下于模拟信号(VTH)为3.75V时的输出转速比(Duty%)大，但设置可调最低转速设定电压信号(ALG)2.25V后，使得马达可以操作在最低转速以符合马达最低散热的要求，因此当模拟信号(VTH)小于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位2.25V时，会依可调最低转速设定电压信号(ALG)以输出转速比(Duty% );当模拟信号(VTH)大于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位2.25V后，会将其模拟信号(VTH)与 三角波信号(TRI)比较以输出转速比(Duty% )，其结果会呈一线性变化。
[0042]之后，将 ORG (VH = 3.75V.VL = 1.25V)、CASEl (VH = 2.9V,VL = 1.25V)、CASE2(VH=5V、VL = 1.25V)此三种状态的输出转速比(Duty% )依据控制信号(亦即PWM信号)其工作周期比(Duty cycle)转换成转速曲线，请参阅图8B并配合图8A，如图8B所示，是为本发明的第二实施例外加最低转速设定的转速曲线图，横轴是为控制信号(亦即PWM信号)其工作周期(Dutycycle^ )，纵轴是为马达输出转速比(Duty% )，观察ORG状态下的转速曲线在工作周期(Duty cycle)由0%至100%的变化,依据图8A所述并配合图8B,模拟信号(VTH)的结果会与三角波信号(TRI)的高电压及低电压一致，但设置可调最低转速设定电压信号(ALG) 2V后，使得马达可以操作在最低转速，因此当模拟信号(VTH)小于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位2V时输出转速比(Duty% )会维持在30%，亦即工作周期(Duty cycle)于0%至30%之间其输出转速比(Duty% )会维持在30%,当模拟信号(VTH)大于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位2V后(亦即工作周期(Duty cycle)为30%后)，其输出转速比(Duty% )结果会呈一线性变化。接着，观察其CASEl状态下的转速曲线在工作周期(Duty cycle)由0%至100%的变化,依据图8A所述并配合8B,当模拟信号(VTH)为1.25V时即与三角波信号(TRI)接触，此时的电位与三角波信号(TRI)的低电压1.25V—致，因此于一开始就有输出转速比(Duty% )，但由于模拟信号(VTH)的最高变化为2.9V较三角波信号(TRI)的高电压3.75V低，因此所输出转速比(Duty% )会比ORG状态下于模拟信号(VTH)为3.75V时的输出转速比(Duty% )小，但设置可调最低转速设定电压信号(ALG) 1.75V后，使得马达可以操作在最低转速以符合马达最低散热的要求，因此当模拟信号(VTH)小于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位1.75V时输出转速比(Duty% )会维持在20%,亦即工作周期(Duty cycle)于0%至30.3%之间其输出转速比(Duty%)会维持在20%;当模拟信号(VTH)大于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位1.75V后(亦即工作周期(Duty cycle)为30.3%后)，其输出转速比(Duty% )结果会呈一线性变化。再观察其CASE2状态下的转速曲线在工作周期(Dutycycle)由0%至100%的变化，依据图8A所述并配合图8B，当模拟信号(VTH)为1.25V时即与三角波信号(TRI)接触，此时的电位与三角波信号(TRI)的低电压1.25V—致，因此于一开始就有输出转速比(Duty%)，但由于模拟信号(VTH)的最高变化为5V较三角波信号(TRI)的高电压3.75V高，因此所输出转速比(Duty% )会比ORG状态下于模拟信号(VTH)为3.75V时的输出转速比(Duty%)大，但设置可调最低转速设定电压信号(ALG) 2.25V后，使得马达可以操作在最低转速以符合马达最低散热的要求，因此当模拟信号(VTH)小于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位2.25V时输出转速比(Duty% )会维持在40%，亦即工作周期(Duty cycle)于0%至26.6%之间其输出转速比(Duty%)会维持在40%;当模拟信号(VTH)大于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位2.25V后(亦即工作周期(Duty cycle)为26.6%后)，其输出转速比(Duty% )结果会呈一线性变化。综合以上所述，第二实施例外加最低转速设定后可用以维持马达操作于最低转速，亦可因应不同马达及不同系统需求来做调整。
[0043]接着，请继续参阅图9A,是为本发明的第二实施例的波形图。如图9A所不,第二实施例是先将三角波信号(TRI)的高电压固定为3.75V、低电压固定1.25V，并同时去调整可调最低设定电压信号(VL)与可调最高设定电压信号(VH)，经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)将其与三角波信号(TRI)比较并且观察其输出转速比(Duty% );因此进一步分成三种状态来说明比较结果:0RG(VH = 3.75V、VL = 1.25V)、CASEl (VH = 3V、VL =2V)、CASE2 (VH = 5V、VL = 0V);首先，假设于 ORG (VH = 3.75V、VL = 1.25V)的状态下，其三角波信号(TRI)的高电压固定为3.75V、低电压固定为1.25V，将可调最低设定电压信号(VL)设为1.25V，而可调最高设定电压信号(VH)设为3.75V，经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)的结果会在1.25V至3.75V间变化，将其与三角波信号(TRI)的高电压及低电压比较并观察其输出转速比(Duty% )，所产生的结果如图9A的ORG波形图，由于模拟信号(VTH)的结果与三角波信号(TRI)的高电压及低电压一致，因此其输出转速比(Duty%)会呈一线性变化；其次，假设于CASEl (VH = 3V、VL = 2V)的状态下，其三角波信号(TRI)的高电压固定为3.75V、低电压固定为1.25V，将可调最高设定电压信号(VH)设为3V，而可调最低设定电压信号(VL)设为2V，经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)的结果会在2V至3V间变化，将其与三角波信号(TRI)的高电压及低电压比较并观察其输出转速比(Duty% )，所产生的结果如图9A的CASEl波形图，当模拟信号(VTH)为2V时即与三角波信号(TRI)接触，因此于一开始就有输出转速比(Duty% )，且此时的电位会高于三角波信号(TRI)的低电压1.25V，因而所输出转速比(Duty% )会比ORG状态下于模拟信号(VTH)为1.25V时的输出转速比(Duty% )大，再者由于模拟信号(VTH)的最高变化为3V较三角波信号(TRI)的高电压3.75V低，因而所输出转速比(Duty% )会比ORG状态下于模拟信号(VTH)为3.75V时的输出转速比(Duty% )小；接着，再假设于CASE2 (VH = 5V、VL = 0V)的状态下，其三角波信号(TRI)的高电压固定为3.75V、低电压固定为1.25V，将可调最高设定电压信号(VH)设为5V，而可调最低设定电压信号(VL)设为0V，经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)的结果会在OV至5V间变化，将其与三角波信号(TRI)的高电压及低电压比较并观察其输出转速比(Duty% )，所产生的结果如图9A的CASE2波形图，由于模拟信号(VTH)是由OV开始变化，当模拟信号(VTH)为1.25V时才会与三角波信号(TRI)接触，此时才开始会有输出转速比(Duty% )，但由于模拟信号(VTH)的最高变化为5V较三角波信号(TRI)的高电压3.75V高，因此所输出转速比(Duty% )会比ORG状态下于模拟信号(VTH)为 3.75V 时的输出转速比(Duty% )大。之后，将 ORG (VH= 3.75V、VL = 1.25 V)、CASE I (VH=3V、VL = 2V)、CASE2 (VH = 5V、VL = 0V)此三种状态的输出转速比(Duty% )依据控制信号(亦即PWM信号)其工作周期比(Duty cycle)转换成转速曲线，请参阅图9B并配合图9A，如图9B所示，是为本发明的第三实施例的转速曲线图，横轴是为控制信号(亦即PWM信号)其工作周期(Dutycycle^ )，纵轴是为马达输出转速比(Duty %)，观察ORG状态下的转速曲线在工作周期(Duty cycle)由O %至100%的变化，依据图9A所述，模拟信号(VTH)的结果会与三角波信号(TRI)的高电压及低电压一致，因此其马达输出转速会呈一线性的变化；接着，观察其CASEl情况下的转速曲线在工作周期(Duty cycle)由0%至100%的变化，依据图9A所述，当模拟信号(VTH)为2V时即与三角波信号(TRI)接触，因此于一开始就有输出转速比(Duty% )，且此时的电位会高于三角波信号(TRI)的低电压1.25V,因而所输出转速比(Duty% )会比ORG状态下于模拟信号(VTH)为1.25V时的输出转速比(Duty% )大，再者由于模拟信号(VTH)的最高变化为3V较三角波信号(TRI)的高电压3.75V低，因而所输出转速比(Duty% )会比ORG状态下于模拟信号(VTH)为3.75V时的输出转速比(Duty% )小，如图9B的CASEl转速曲线，在工作周期(Duty cycle)为0%就有30%的马达输出转速比(Duty% )， 而当工作周期(Duty cycle)为100%时则只有70%的马达输出转速比(Duty% );再观察其CASE2状态下的转速曲线在工作周期(Duty cycle)由0%至100%的变化，依据图9A所述，由于模拟信号(VTH)是由OV开始变化，当模拟信号(VTH)为1.25V时才会与三角波信号(TRI)接触，此时才开始会有输出转速比(Duty%)，但由于模拟信号(VTH)的最高变化为5V较三角波信号(TRI)的高电压3.75V高，因此所输出转速比(Duty% )会比ORG状态下于模拟信号(VTH)为3.75V时的输出转速比(Duty% )大，如图9B的CASE2转速曲线，在工作周期(Duty cycle)为25%时马达才开始有转速的输出，而在工作周期(Duty cycle)为67%时马达输出转速比(Duty% )就达100% ;综合以上所述，第三实施例通过同时调整可调最高设定电压信号(VH)与可调最低设定电压信号(VL)即可以同时调整马达于高转速与低转速时的输出(如图9B的虚线所示)，以能满足不同马达的需求并可适用于不同应用场合，增加马达应用的灵活度。然而，为了避免马达转速低到某种程度后停止转动以及为了有效调节温度，可通过最低转速设定的功能，来控制马达保持最低散热的要求并且兼顾节能的效用。
[0044]请参阅图10A，图1OA是为本发明的第三实施例外加最低转速设定的波形示意图。很明显地，图1OA与图9A之间的差异仅在于:图1OA于三种状态ORG(VH = 3.75V、VL =
1.25V)、CASEl (VH = 3V、VL = 2V)、CASE2 (VH = 5V、VL = 0V)中配置了一可调最低转速设定电压信号(ALG)，使其与经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)与三角波信号(TRI)一同比较，据以决定其输出转速比(Duty% )。如图1OA所示，假设于ORG的状态下，其三角波信号(TRI)的高电压固定为3.75V、低电压固定为1.25V，将可调最低设定电压信号(VL)设为1.25V、可调最高设定电压信号(VH)设为3.75V，并将外加的可调最低转速设定电压信号(ALG)设为2V，经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)的结果会在1.25V至3.75V间变化，将其与三角波信号(TRI)的高电压与低电压以及外加的可调最低转速设定电压信号(ALG) —同比较，并观察其输出转速比(Duty% )，所产生的结果如图1OA的ORG波形图，请参阅图1OA的ORG波形图并依据图9A的ORG波形图的说明，由于模拟信号(VTH)的结果与三角波信号(TRI)的高电压及低电压一致，会在1.25V至3.75V间变化，但设置可调最低转速设定电压信号(ALG) 2V后，使得马达可以操作在最低转速，因此当模拟信号(VTH)小于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位2V时，会依可调最低转速设定电压信号(ALG)以输出转速比(Duty% );当模拟信号(VTH)大于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位2V后，会将其模拟信号 (VTH)与三角波信号(TRI)比较以输出转速比(Duty% )，其结果会呈一线性变化。其次，假设于CASEl的状态下，其三角波信号(TRI)的高电压固定为
3.75V、低电压固定为1.25V，将可调最高设定电压信号(VH)设为3V、可调最低设定电压信号(VL)设为2V，并将外加的可调最低转速设定电压信号(ALG)改设为2.25V，经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)的结果会在2V至3V间变化，将其与三角波信号(TRI)的高电压与低电压以及外加的可调最低转速设定电压信号(ALG) —同比较，并观察其输出转速比(Duty% )，所产生的结果如图1OA的CASEl波形图，请参阅图1OA的CASEl波形图并依据图9A的CASEl波形图的说明，当模拟信号(VTH)为2V时即与三角波信号(TRI)接触，因此于一开始就有输出转速比(Duty%)，且此时的电位会高于三角波信号(TRI)的低电压
1.25V,因而所输出转速比(Duty% )会比ORG状态下于模拟信号(VTH)为1.25V时的输出转速比(Duty% )大，再者由于模拟信号(VTH)的最高变化为3V较三角波信号(TRI)的高电压3.75V低，因而所输出转速比(Duty%)会比ORG状态下于模拟信号(VTH)为3.75V时的输出转速比(Duty%)小，但设置可调最低转速设定电压信号(ALG)2.25V后，使得马达可以操作在最低转速以符合马达最低散热的要求，因此当模拟信号(VTH)小于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位2.25V时，会依可调最低转速设定电压信号(ALG)以输出转速比(Duty% );当模拟信号(VTH)大于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位2.25V后，会将其模拟信号(VTH)与三角波信号(TRI)比较以输出转速比(Duty%)，其结果会呈一线性变化；再其次，假设于CASE2的状态下，其三角波信号(TRI)的高电压固定为3.75V、低电压固定为1.25V，将可调最高设定电压信号(VH)设为5V、可调最低设定电压信号(VL)设为0V，并将外加的可调最低转速设定电压信号(ALG)改设为1.75V，经转换公式转换后所产生的模拟信号(VTH)的结果会在OV至5V间变化，将其与三角波信号(TRI)的高电压及低电压比较并观察其输出转速比(Duty%)，将其与三角波信号(TRI)的高电压与低电压以及外加的可调最低转速设定电压信号(ALG) —同比较，并观察其输出转速比(Duty%)，所产生的结果如图1OA的CASE2波形图，请参阅图1OA的CASE2波形图并依据图9A的CASE2波形图的说明，由于模拟信号(VTH)是由OV开始变化，当模拟信号(VTH)为1.25V时才会与三角波信号(TRI)接触，此时才开始会有输出转速比(Duty% )，但由于模拟信号(VTH)的最高变化为5V较三角波信号(TRI)的高电压3.75V高，因此所输出转速比(Duty% )会比ORG状态下于模拟信号(VTH)为3.75V时的输出转速比(Duty% )大，但设置可调最低转速设定电压信号(ALG) 1.75V后，使得马达可以操作在最低转速以符合马达最低散热的要求，因此当模拟信号(VTH)小于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位1.75V时，会依可调最低转速设定电压信号(ALG)以输出转速比(Duty%);当模拟信号(VTH)大于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位1.75V后，会将其模拟信号(VTH)与三角波信号(TRI)比较以输出转速比(Duty%)，其结果会呈一线性变化。
[0045]之后，将 ORG (VH = 3.75V、VL = 1.25V)、CASEl (VH = 3V、VL = 2V)、CASE2 (VH =5V、VL = 0V)此三种状态的输出转速比(Duty% )依据控制信号(亦即PWM信号)其工作周期比(Duty cycle)转换成转速曲线，请参阅图1OB并配合图10A，如图1OB所示，是为本发明的第三实施例外加最低转速设定的转速曲线图，横轴是为控制信号(亦即PWM信号)其工作周期(Dutycycle% ),纵轴是为马达输出转速比(Duty% ),观察ORG状态下的转速曲线在工作周期(Duty cycle)由0%至100%的变化，依据图1OA所述并配合图10B，模拟信号(VTH)的结果会与三角波信号(TRI)的高电压及低电压一致，但设置可调最低转速设定电压信号(ALG) 2V后，使得马达可以操作在最低转速，因此当模拟信号(VTH)小于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位2V时输出转速比(Duty%)会维持在30%，亦即工作周期(Duty cycle)于0%至30%之间其输出转速比(Duty%)会维持在30%，当模拟信号(VTH)大于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位2V后(亦即工作周期(Dutycycle)为30%后)，其输出转速比(Duty%)结果会呈一线性变化。接着，观察其CASEl状态下的转速曲线在工作周期(Duty cycle)由0%至100%的变化，依据图1OA所述并配合10B，当模拟信号(VTH)为2V时即与三角波信号(TRI)接触，因此于一开始就有输出转速比(Duty% )，且此时的电位会高于三角波信号(TRI)的低电压1.25V，因而所输出转速比(Duty% )会比ORG状态下于模拟信号(VTH)为1.25V时的输出转速比(Duty% )大，再者由于模拟信号(VTH)的最高变化为3V较三角波信号(TRI)的高电压3.75V低，因而所输出转速比(Duty% )会比ORG状态下于模拟信号(VTH)为3.75V时的输出转速比(Duty% )小，但设置可调最低转速设定电压信号(ALG)2.25V后，使得马达可以操作在最低转速以符合马达最低散热的要求，因此当模拟信号(VTH)小于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位2.25V时输出转速比(Duty% )会维持在20%,亦即工作周期(Duty cycle)于0%至25%之间其输出转速比(Duty% )会维持在20% ;当模拟信号(VTH)大于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位1.3V后(亦即工作周期(Duty cycle)为25%后)，其输出转速比(Duty% )结果会呈一线性变化；再观察其CASE2状态下的转速曲线在工作周期(Duty cycle)由0%至100%的变化，依据图1OA所述并配合图10B，由于模拟信号(VTH)是由OV开始变化，当模拟信号(VTH)为1.25V时才会与三角波信号(TRI)接触，此时才开始会有输出转速比(Duty% )，但由于模拟信号(VTH)的最高变化为5V较三角波信号(TRI)的高电压3.75V高，因此所输出转速比(Duty% )会比ORG状态下于模拟信号(VTH)为3.75V时的输出转速比(Duty% )大，但设置可调最低转速设定电压信号(ALG) 1.75V后，使得马达可以操作在最低转速以符合马达最低散热的要求，因此当模拟信号(VTH)小于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位1.75V时输出转速比(Duty% )会维持在40 亦即工作周期(Dutycycle)于0%至35%之间其输出转速比(Duty% )会维持在40% ;当模拟信号(VTH)大于可调最低转速设定电压信号(ALG)的电位1.75V后(亦即工作周期(Duty cycle)为35%后)，其输出转速比(Duty%)结果会呈一线性变化。综合以上所述，第三实施例外加最低转速设定后可用以维持马达操作于最低转速，亦可因应不同马达及不同系统需求来做调整。
[0046]最后，请参阅图11，是为本发明的马达驱动方法流程图。如图11所不，马达驱动方法，是包含以下步骤:
[0047]步骤1100:提供一 PWM转换电路；其PWM转换电路具有一第一输入端、一第二输入端、一第三输入端以及一输出端，其中第一输入端与一 PWM信号连接，第二输入端与一可调最高设定电压信号(VH)连接，第三输入端与一可调最低设定电压信号(VL)连接，并由输出端输出一模拟信号(VTH)，其中通过调整PWM信号、可调最高设定电压信号(VH)或可调最低设定电压信号(VL)可改变模拟信号(VTH)，接着进入步骤1101。
[0048]步骤1101:提供一振荡电路；其振荡电路是用以产生一三角波信号，而三角波信号可于一高电压准位与一低电压准位之间调整，接着进入步骤1102。
[0049]步骤1102:提供一比较器；其比较器具有一第一输入端、一第二输入端、一第三输入端以及一输出端，其中第一输入端与振荡电路所产生的三角波信号连接，第二输入端与PWM转换电路所输出的模拟信号连接，第三输入端接收一可调最低转速设定电压信号，并由输出端输出产生一驱动信号(S_DR)，最后进入步骤1103。
[0050]步骤1103:提供一控制单元；其控制单元是用以接收比较器所产生的驱动信号以控制一马达。
[0051]虽然本发明以前述的较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习相像技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的专利保护范围须视本说明书所附的权利要求范围所界定的为准。
【权利要求】
1.一种具有最低转速设定的马达驱动装置，包括:一 PWM转换电路,具有一第一输入端、一第二输入端、一第三输入端以及一输出端，其中该第一输入端与一控制信号连接，该第二输入端与一可调最高设定电压信号连接，该第三输入端与一可调最低设定电压信号连接，并由该输出端输出一模拟信号，其中，该模拟信号可通过调整该控制信号、该可调最高设定电压信号或该可调最低设定电压信号来改变；一振荡电路，用以产生一三角波信号；以及 一比较器，具有一第一输入端、一第二输入端、一第三输入端以及一输出端，其中该第一输入端与该振荡电路所产生的该三角波信号连接，该第二输入端与该PWM转换电路所输出的该模拟信号连接，该第三输入端接收一可调最低转速设定电压信号，并由该输出端输出一驱动信号。
2.根据权利要求1所述的具有最低转速设定的马达驱动装置，其进一步包括一控制单元，用以接收该驱动信号以控制一马达。
3.根据权利要求1所述的具有最低转速设定的马达驱动装置，其中该PWM转换电路进一步包括: 一第一运算放大器，具有一正输入端电性连接于该可调最高设定电压信号、一负输入端，以及一输出端电性连接于该负输入端； 一第二运算放大器，具有一正输入端电性连接于该可调最低设定电压信号、一负输入端，以及一输出端电性连接于该负输入端； 一第一开关兀件，具有接收一第一输入信号的一输入端稱接至该第一运算放大器、率禹接至一输出节点的一输出端、耦接至该控制信号的一控制端以及耦接至一公共节点的一连接端，该第一开关元件根据该控制信号而决定是否导通该第一输入信号； 一第二开关元件，具有接收一第二输`入信号的一输入端耦接至该第二运算放大器、耦接至该输出节点的一输出端、耦接至该控制信号的一控制端以及耦接至该公共节点的一连接端，该第二开关元件根据该控制信号而决定是否导通该第二输入信号； 一反相器，具有一输入端用以接收该控制信号，以及一输出端相连于该公共节点；以及 一低通滤波电路，其用以将该第一节点所产生的一电压转换成该模拟信号。
4.根据权利要求1所述的具有最低转速设定的马达驱动装置，其中该控制信号为一PWM信号。
5.根据权利要求1所述的具有最低转速设定的马达驱动装置，其中该三角波信号于一高电压准位与一低电压准位之间调整。
6.根据权利要求2所述的具有最低转速设定的马达驱动装置，其中该马达为一单相马达。
7.根据权利要求2所述的具有最低转速设定的马达驱动装置，其中该马达为一三相马达。
8.根据权利要求3所述的具有最低转速设定的马达驱动装置，其中该第一开关元件与该第二开关元件为一传输闸。
9.根据权利要求3所述的具有最低转速设定的马达驱动装置，其中该低通滤波电路进一步包括: 一第一电阻，具有一第一端，稱接至该第一节点，以及一第二端；一第二电阻，具有一第一端，耦接至该第一电阻的该第二端，以及一第二端； 一第一电容，具有一第一端，耦接至该第二电阻，以及一第二端耦接至接地端； 一第三运算放大器，具有一正输入端电性连接于该第二电阻与该第一电容间的接点、一负输入端，以及一输出端电性连接于该负输入端，用以输出该模拟信号；以及 一第二电容，具有一第一端，耦接至该第一电阻与该第二电阻间的接点，以及一第二端耦接至该第三运算放大器的输出端。
10.根据权利要求9所述的具有最低转速设定的马达驱动装置，其中该低通滤波电路为一二阶低通滤波电路。
11.一种具有最低转速设定的马达驱动方法，包括: 提供一 PWM转换电路，其具有一第一输入端、一第二输入端、一第三输入端以及一输出端，其中该第一输入端与一 PWM信号连接，该第二输入端与一可调最高设定电压信号连接，该第三输入端与一可调最低设定电压信号连接，并由该输出端输出一模拟信号； 提供一振荡电路，用以产生一三角波信号；以及 提供一比较器，其具有一第一输入端、一第二输入端、一第三输入端以及一输出端，其中该第一输入端与该振荡电路所产生的该三角波信号连接，该第二输入端与该PWM转换电路所输出的该模拟信号连接，该第三输入端接收一可调最低转速设定电压信号，并由该输出端输出一驱动信号。 其中，通过调整该PWM信号、该可调最高设定电压信号或该可调最低设定电压信号来改变该模拟信号。
12.根据权利要求11所述的具有最低转速设定的马达驱动方法，其进一步包括提供一控制单元，用以接收该驱动信号以控制一马达。
13.根据权利要求11所述的具有最低转速设定的马达驱动方法，其中该PWM转换电路进一步包括: 一第一运算放大器，具有一正输入端电性连接于该可调最高设定电压信号、一负输入端，以及一输出端电性连接于该负输入端； 一第二运算放大器，具有一正输入端电性连接于该可调最低设定电压信号、一负输入端，以及一输出端电性连接于该负输入端； 一第一开关兀件，具有接收一第一输入信号的一输入端稱接至该第一运算放大器、率禹接至一第一节点的一输出端、耦接至该控制信号的一控制端以及耦接至一公共节点的一连接端，该第一开关元件根据该控制信号而决定是否导通该第一输入信号； 一第二开关元件，具有接收一第二输入信号的一输入端耦接至该第二运算放大器、耦接至该第一节点的一输出端、耦接至该控制信号的一控制端以及耦接至该公共节点的一连接端，该第二开关元件根据该控制信号而决定是否导通该第二输入信号； 一反相器，具有一输入端是用以接收该控制信号，以及一输出端相连于该公共节点；以及 一低通滤波电路，其是用以将该第一节点所产生的一电压转换成该模拟信号。
14.根据权利要求11所述的具有最低转速设定的马达驱动方法，其中该三角波信号于一高电压准位与一低电压准位之间调整。
15.根据权利要求12所述的具有最低转速设定的马达驱动方法，其中该马达为一单相马达。
16.根据权利要求12所述的具有最低转速设定的马达驱动方法，其中该马达为一三相马达。
17.根据权利要求13所述的具有最低转速设定的马达驱动方法，其中该第一开关元件与该第二开关元件为一传输闸。
18.根据权利要求13所述的具有最低转速设定的马达驱动方法，其中该低通滤波电路进一步包括: 一第一电阻，具有一第一端，稱接至该该第一节点，以及一第二端； 一第二电阻，具有一第一端，耦接至该第一电阻的该第二端，以及一第二端； 一第一电容，具有一第一端，耦接至该第二电阻，以及一第二端耦接至接地端； 一第三运算放大器，具有一正输入端电性连接于该第二电阻与该第一电容间的接点、一负输入端，以及一输出端电性连接于该负输入端，用以输出该模拟信号；以及 一第二电容，具有一第一端，耦接至该第一电阻与该第二电阻间的接点，以及一第二端耦接至该第三运算放大器的输出端。
19.根据权利要求18所述的具有最低转速设定的马达驱动方法，其中该低通滤波电路为一二阶低通滤波电路。`
【文档编号】H02P27/08GK103731087SQ201210393662
【公开日】2014年4月16日 申请日期:2012年10月16日 优先权日:2012年10月16日
【发明者】李灯辉, 余国庸 申请人:晶致半导体股份有限公司
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