专利名称：无刷式直流马达的驱动方法及驱动电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无刷式直流电动机的驱动方法及驱动电路，特别是一种区间暂停的无刷式直流电动机的驱动方法及驱动电路。
在电子电机工业中，传统的电动机是采用线圈作为内转子，并通过转子的机械运转产生线圈接点交换作用，以此来控制线圈中电流方向的交变。该方式容易因机械磨擦损耗接点电刷，造成阻抗增大、接触不良等现象，甚至因摩擦而发出火花。无刷式直流电动机(DC Brushless Motor)是将线圈卷绕在定子上，而以永久磁铁作为转子，采用电子电路控制方式，使线圈电流及感应磁场产生交变，因此无需进行接点变换，可避免电路接点的机械性磨损。
无刷式直流电动机的驱动流程如
图1中所示。步骤101，感测转子磁极分布，以一霍尔传感器(Hall Sensor或Hall IC)感测转子的磁场分布位置；步骤102，产生驱动控制信号，根据步骤101的感测信号来产生驱动控制信号；步骤103，控制定子磁场交变，以所产生的驱动控制信号来控制定子线圈上的电流方向，通过电流方向的转换来改变线圈感应磁场的极性；步骤104，驱动转子运转，以定子线圈感应磁场对转子磁铁所产生的磁力，来驱动转子向预定的方向转动。
图2至图5示出无刷式直流电动机定子与转子的运转机制。在图2中，电动机定子110的线圈支臂112、114、116、118分别指向电动机转子120中四磁极122、124、126、128的四个交界点。一霍尔传感器130设置于支臂112及118的中央线上，并接近转子120的位置处。此时，霍尔传感器130感测到转子S极128中央点的磁场，而根据感测信号所产生的驱动信号将控制线圈电流的方向，使电动机定子110各支臂的磁极分布方位如图2中所示，支臂112及116的N极指向外，支臂114及118的S极指向外。电动机各转子磁极将受到各定子支臂磁场的磁力作用，各磁极的受力方向大致如图2中空心箭头131至138所示。
以转子N磁极122为例说明，N磁极122受到定子支臂112N极的斥力131作用，同时还受到支臂114S磁极的吸力132作用，二力在切线方向所产生的分力，将使转子产生逆时钟方向旋转的角加速度运动(角加速度向量方向为垂直透出纸面)。同样地，转子S磁极124将受定子支臂114的S磁极斥力133作用及支臂116的N磁极吸力134的作用，而在切线方向上产生一逆时钟方向旋转的角加速度运动。转子N磁极126与S磁极128也具有同样的情况。于是，电动机转子120将如图中箭头139所示的方向转动，即在定子磁场切向分力的作用下，以逆时钟方向环绕电动机定子110的中心点旋转。
参见图3，当电动机转子120从图2中的位置逆时钟方向旋转至图3中的位置时，电动机定子110的线圈支臂112、114、116、118将分别指向电动机转子120中四磁极128、122、124、126的中心。此时电动机转子四磁极122、124、126、128所受的磁力将指向电动机定子110中心的方向，如图中各空心箭头142、144、146、148所示，切线方向的分力为0。于是电动机转子120没有切线方向的加速度，而由惯性作用继续向箭头149所示的逆时钟方向转动。霍尔传感器130位于转子120的S磁极128与N磁极126的交界点处，所感测到的总和磁场是0。
当电动机转子120从图3中的位置继续向逆时钟方向旋转一极短距离而到达图4中所示的位置时，霍尔传感器130将偏离转子120的S磁极128与N磁极126的交界点处，而感测到N磁极126的磁力。此时的驱动控制信号将改变定子线圈上的电流方向，使线圈感应磁场的极性交变，形成如图4中所示的情形。支臂112及116为S极并指向外，支臂114及118为N极并指向外，转子各磁极所受到的磁力将如图中空心箭头152、154、156、158所示，具有切线方向的微量分力，使转子继续向逆时钟方向159加速，然后到达图5中所示的位置。
参见图5，电动机转子120的磁极与定子110磁场的极性在图5中的分布恰与图3中的相反，原本由N极对N磁极所产生的斥力131及135，在此变为由S极对S磁极产生的等大同向的斥力161及165，斥力133及137被斥力163及167取代。而由N极对S磁极所产生的吸力134及138，则由S极对N磁极所产生的等大同向的吸力164及168取代，吸力132及136被吸力162及166取代。于是电动机转子继续朝原逆时钟方向169运转。
由上述四图所示的无刷式直流电动机定子与转子的运转机制中，电动机转子120于图2的位置得到最大的转动加速度，然后加速度渐减，达到图3的位置时加速度为0，此时电动机转子各磁极所在的位置为一临界位置。若电动机定子的磁场分布维持不变，而电动机转子继续向原方向转动超过此临界位置，则定子磁场将会对转子磁极产生一方向与转动方向相反的切线加速度，而让转子减速。所以当转子继续转动，超过此临界位置而到达图4中的位置时，定子磁场必须产生交变作用，才能使电动机朝原方向继续加速，然后到达图5中的位置，再度得到最大的转动加速度。如此周而复始，持续运转。
根据该运转方式，电动机必须在转子一到达图3所示位置时，立刻使定子磁场产生交变，然而由于电子信号在电路中传递时会有极短的时间延迟现象，当霍尔传感器感测到转子到达临界位置时，所传送出的感测信号，以及根据感测信号所产生的驱动控制信号，都会有时间延迟现象，在该极短的延迟瞬间，电动机转子已通过临界位置，而定子磁场仍维持原分布情形，此时将产生一反方向作用力作用在转子上。
当反向作用力作用在电动机转子上时，电动机转子将产生一逆向的加速度，如此将会减损电动机的运转效能，抵销部分正向推进力，而且，由于磁力逆向作用，将使电动机的运作不顺，机械部分的摩擦力增大，甚至在机械容差范围内产生震动、刮擦等现象，容易使转子于运转中发出大量噪音，并导致电动机使用寿命缩短，增加损坏机率。
本发明的目的是设计一种无刷式直流电动机的驱动方法及驱动电路，具有高效率、低噪音的特点，以改变传统无刷式直流电动机驱动方式中，因为电路信号的时间延迟，而在转子到达临界位置附近时产生逆向作用力，使转子的运作受到干扰，影响正常使用的情况。
本发明的目的是这样实现的一种无刷式直流电动机的驱动方法，以电动机定子线圈的感应磁场对电动机转子的磁极所产生的磁力的切向分力，驱动电动机转子按照预定的方向转动，在电动机转子的一磁极转动到一相对于定子磁场的临界位置后，该定子磁场的极性分布在转子磁极上产生与转子转动方向相反的切线分力，定子线圈该感应磁场的极性产生交变，驱使转子继续朝原方向转动，其特征在于包括感测电动机转子的磁极分布；产生驱动控制信号，在转子到达临界位置前后一指定时段的禁能区间内，该驱动控制信号处于一禁能指示状态；以驱动控制信号控制定子磁场的产生与交变，当驱动控制信号处于禁能指示状态时，不产生定子磁场；以定子磁场产生的磁力驱动转子运转。
本发明的无刷式直流电动机的驱动电路，与传感器输出的二感测信号端连接，并输出电动机驱动信号，其特征在于包括一第一比较器、一第二比较器和一逻辑运算器；第一比较器包含二个第一比较器输入端及一个第一比较器输出端，二个第一比较器输入端分别与一感测信号及一参考信号耦合；第二比较器包含二个第二比较器输入端及一个第二比较器输出端，二个第二比较器输入端分别与另一感测信号及所述的参考信号耦合；所述的逻辑运算器用于区分出第一比较器输出信号与第二比较器输出信号处于同一逻辑状态的时段和不处于同一逻辑状态的时段，并作为驱动电动机的依据，该逻辑运算器包含二个逻辑运算输入端和一个逻辑运算输出端，所述的二个逻辑运算输入端分别与第一比较器输出端与第二比较器输出端耦合。
本发明的无刷式直流电动机的驱动方法，首先以霍尔传感器感测电动机转子的磁极分布，然后根据感测信号产生驱动控制信号，驱动控制信号将根据转子的位置而产生不同的反应，当转子到达临界位置前后的临界区域时，驱动控制信号处于禁能指示状态，将使电动机定子于此区间不产生磁场，电动机转子按照原有的惯性运转，而当转子位于临界区域外时，驱动控制信号处于一般驱动状态，将驱使电动机定子按照预定方式产生磁场，使电动机加速运转。
本发明的无刷式直流电动机的驱动方法，是一种无刷式直流电动机的运转控制方法，采用区间禁能的驱动方式，使电动机在定子磁场交变的临界区间内，能够依其惯性顺利运转，不会因为电路信号的时间延迟而产生反向作用力，影响电动机转子的运作效能。
下面结合实施例及附图进一步说明本发明的技术。
图1是无刷式直流电动机的驱动方式的流程示意2至图5是无刷式直流电动机定子与转子运转机制的状态示意6是本发明无刷式直流电动机的驱动方法主流程示意7是本发明无刷式直流电动机驱动方法最佳实施例流程示意8是图7所示最佳实施例的感测及控制信号时序9是图7所示最佳实施例的无刷式直流电动机的驱动电路1至图5说明前已述及，不再赘述。
本发明的无刷式直流电动机的驱动方法，采用区间禁能的驱动控制方式，使电动机转子在定子磁场交变的临界区间内，能够依其惯性顺利运转，不会因为电路信号的时间延迟而产生反向作用力，影响电动机转子的运作效能。
参见图6，图中示出本发明无刷式直流电动机区间禁能的运转控制方法主流程。步骤301，感测转子磁极分布，以一霍尔传感器感测电动机转子的磁极分布；步骤302，产生驱动控制信号，根据霍尔传感器的感测信号产生驱动控制信号；步骤303，判断转子是否处于临界区域，驱动控制信号将根据转子的位置是否到达一临界区域中，而产生不同的反应；步骤304，处于一般驱动状态，临界区域为分布于临界位置前后的一特定时段或特定位置，二者由电动机转速产生关联，电动机定子的磁场将在转子通过临界区域后产生交变，当转子位于临界区域外时，驱动控制信号处于一般驱动状态，将驱使电动机定子按照预定的方式产生磁场，使电动机转子加速运转；步骤305，处于停止加速状态，当转子位于临界区域中时，驱动控制信号处于一禁能指示状态，将使电动机定子于此区间内不产生磁场，即定子线圈上没有电流通过，于是电动机转子没有受到磁力作用，不产生切线加速度，而按照原有的惯性运转。
参见图7并结合参见图8，为本发明无刷式直流电动机驱动方法的最佳实施例流程及时序。
步骤401，感测转子磁极分布并产生二交会于临界位置的感测信号，将一霍尔传感器设置于二定子支臂的中线上，以感测转子磁极的磁场强度，并产生二感测信号HP及HN，图8中所示的感测及控制信号时序，相对于一基准电位，霍尔传感器所产生的二感测信号HP及HN等大而反向，且二信号的交会点即为转子的临界位置，当转子位于临界位置时，霍尔传感器位于转子二磁极交会点，二感测信号HP及HN恰处于霍尔传感器的基准电位。当采用如图2至图5中所示的四磁极转子及四支臂定子时，转子转动一周将会经过四个临界位置。在一临界位置P1前后，感测信号HP将由第一感应电位逐渐变化到第二感应电位，而在次一临界位置P2前后，则由第二感应电位逐渐改变到第一感应电位，感测信号HN则相反。第一感应电位与第二感应电位间的电位差，即为霍尔传感器的饱和输出电位差。
步骤402，产生参考信号，以决定临界区域，根据预定的禁能区间，产生一第一参考信号Vref1，并以此第一参考信号Vref1在临界位置二侧决定临界区域的范围。
步骤403，以参考信号调整感测信号，产生二非重叠信号，第一参考信号Vref1决定后，以此第一参考信号为基准比较二感测信号HP及HN，产生二非重叠信号SP及SN。
步骤404，以二非重叠信号产生于临界区域内处于禁能指示态的控制信号，在感测信号HP大于第一参考信号Vref1的时段内，使非重叠信号SP处于高电位状态，而在感测信号HP小于第一参考信号Vref1的时段内，使非重叠信号SP处于低电位状态，同样地，在感测信号HN大于第一参考信号Vref1的时段内，使非重叠信号SN处于高电位状态，当第一参考信号Vref1大于霍尔传感器的基准电位时，信号SP及SN不会处于高电位状态，因此称为非重叠信号，而在临界位置前后一特定时段内，二非重叠信号SP及SN将同时处于低电位状态，此一时段(a、b)即为选定的临界区域。再根据二非重叠信号SP及SN，输出一控制信号Ctr1，当二非重叠信号SP及SN同时处于低电位状态时，输出一禁能指示状态，其余时段则输出一般指示状态。
步骤405，产生脉冲宽度调制信号，一或逻辑运算器或一或非逻辑运算器可以达到该目的，当采用或逻辑运算器时，禁能指示状态为低电位状态，而当采用非或逻辑运算时，禁能指示状态则为高电位状态，而在图8所示的时序图中，以高电位状态为禁能指示状态，由于SP及SN只有在临界区域中同时处于低电位状态，因此所形成的控制信号Ctr1将在临界区域中处于禁能指示状态，因此可以采用此控制信号Ctr1作为驱动信号，使电动机定子于非临界区域内按照转子磁极的驱动需求产生交变磁场，在临界区域中则不产生磁场，而达到区间禁能的目的。控制信号Ctr1也可按同样原则采用其它方法获得，如使第一参考信号Vref1小于霍尔传感器的基准电位，然后在感测信号HP或HN小于第一参考信号Vref1时，使非重叠信号SP’及SN’处于高电位，反之则为低电位状态，如此所得到的信号SP’及SN’，恰如图8中的SN及SP，而同样的或逻辑运算或或非逻辑运算可以得到同样的控制信号Ctr1，此外也可以使第一参考信号Vref1小于霍尔传感器的基准电位，然后在感测信号HP或HN大于第一参考信号Vref1时输出高电位状态，反之则输出低电位状态，而得到二重叠信号SP”及SN”，再以与逻辑运算得到同样的控制信号Ctr1。
采用控制信号Ctr1驱动电动机运转，可以直接以控制信号Ctr1作为驱动信号，也可以配合其它方法，进行电动机转速的调控。本发明的一个实施例，是采用脉冲宽度调制方法(PWM)，配合控制信号Ctr1进一步控制电动机的转速，产生一脉冲宽度调制信号PWM。
步骤406，产生于临界区域内处于禁能指示态的驱动信号，脉冲宽度调制信号PWM的产生，是采用一第二参考信号Vref2为基准，与锯齿波信号Saw比较而得，此锯齿波信号可以采用对电容充放电的方式产生，若以控制信号Ctr1控制电容放电回路的导通与否，则形成的基频锯齿波在临界区域中具有最低电位状态。
在脉冲宽度调制之后，当锯齿波信号Saw大于第二参考信号Vref2时，脉冲宽度调制信号PWM处于高电位状态，而在锯齿波信号Saw小于第二参考信号Vref2电位的时段内，，脉冲宽度调制信号PWM处于低电位状态。在临界区域中，由于锯齿波信号Saw处于最低电位状态，脉冲宽度调制信号PWM也必然处于低电位状态，而在临界区域之外，只要调整第二参考信号Vref2的参考电位，即可改变脉冲宽度调制信号PWM中致能指示状态(在本实施例中为高电位状态)的区段比例，从而达到电动机速度控制的目的，此一区段比例，与指定转速相对于电动机最大转速的比例成正比关系(不必一定为线性关系)，所指定的转速越高，致能指示状态的区段比例越大。
上述脉冲宽度调制信号PWM可以直接用作速度控制信号，驱动电动机按照所指定的致能与禁能区间比例运转，既可控制转速，并具有使电动机定子于临界区域禁能而不产生磁场的效用，可使转子的运转不受电路信号延迟的影响。此外，也可以将脉冲宽度调制信号PWM与控制信号Ctr1结合，以或逻辑运算产生一速控调制信号CP，此速控调制信号CP将在临界区域(a、b)以及脉冲宽度调制信号PWM的高电位区域(c、d)内，处于高电位状态。将此速控调制信号CP反相，即得到一驱动信号Drive。
步骤407，以驱动信号控制定子磁场并驱动电动机运转，驱动信号Drive在临界区域以及在脉冲宽度调制信号PWM的高电位区域内，处于低电位状态，同时达到区间禁能以及速度控制的目的，最后以此驱动信号Drive控制定子磁场的产生，而驱动电动机的运转。
参见图9，为实现图7所示最佳实施例方法的无刷直流电动机的驱动电路，由比较器610、620、650，或非门630，锯齿波产生电路640，或门660和反相器670连接构成。比较器610、620接收来自霍尔传感器输出的二感测信号HP及HN(通常是经过运算放大后达到比较器的工作电压范围)，并以所接收的第一参考信号Vref1为基准，将感测信号HP及HN转换成二非重叠信号SP及SN。二非重叠信号SP及SN通过或非门630的逻辑运算，得到在临界区域内为高电位状态的控制信号Ctrl，以此控制信号Ctrl控制锯齿波产生电路640的放电时间，即可得到一在临界区域中为最低电位状态的基频锯齿波Saw。
锯齿波产生电路640的实施电路是采用一电容器642、一电阻器644和一作为电子开关的场效应晶体管646构成。其中，晶体管646的控制栅极与控制信号Ctr1耦合，源极与漏极分别连接电容器642的两端。电容器642一端接地，另一端经电阻器644耦合至供电电压端VSaw，并输出锯齿波信号Saw至比较器650。比较器650接收第二参考信号Vref2为基准，以对锯齿波信号Saw进行脉冲波宽度调制，并输出脉冲宽度调制信号PWM。
比较器650所输出的脉冲宽度调制信号PWM，以及或非门630所输出的控制信号Ctrl被或门660接收，进行或逻辑运算，而输出速控调制信号CP至反相器670，反相器670输出驱动信号Drive。该实施电路将霍尔传感器输出信号HP及HN依序转换成非重叠信号SP及SN、控制信号Ctr1、脉冲宽度调制信号PWM、速控调制信号CP以及驱动信号Drive，进行电动机区间禁能的运转驱动。
以上所介绍的本发明的方法及电路的实施例，可以根据霍尔传感器的感测信号HP及HN，产生一区间禁能的控制信号，以驱动电动机运转，而于定子磁场交变点(转子临界位置)前后的临界区域内，使定子线圈禁能，不产生线圈电流及感应磁场，不至于因电路信号的时间延迟而产生反向作用力，影响转子的转动。本发明并可配合脉冲宽度调制方法，以驱动时段的比例调整方式，进行转子的速度控制。
在本发明控制方法中所产生的各种信号，包括控制信号Ctr1、脉冲宽度调制信号PWM、速控调制信号CP以及驱动信号Drive等，均可作为驱动信号达到区间禁能的驱动目的。所有的逻辑运算都可以采用相同的原则、相反的电位高低状态，配合相对应的电路设计，以相反的形式达到同样的目的。如对信号进行或非运算，等于先对信号作反相再进行与逻辑运算，对信号进行或逻辑运算等于先对信号作反相再进行与非逻辑运算，凡此等等。而图9电路中所示的逻辑运算器，如或非门630、或门660及反相器670，都可以用相对应的逻辑运算器来取代。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用于限定本发明的专利申请范围，其它凡未脱离本发明技术方案的等效的变化及修饰，均应包含在本发明的保护范围内。如其它形式的脉冲宽度调制电路；以控制信号所从事的进一步的信号组合等。
权利要求
1.一种无刷式直流电动机的驱动方法，以电动机定子线圈的感应磁场对电动机转子的磁极所产生的磁力的切向分力，驱动电动机转子按照预定的方向转动，在电动机转子的一磁极转动到一相对于定子磁场的临界位置后，该定子磁场的极性分布在转子磁极上产生与转子转动方向相反的切线分力，定子线圈该感应磁场的极性产生交变，驱使转子继续朝原方向转动，其特征在于包括感测电动机转子的磁极分布；产生驱动控制信号，在转子到达临界位置前后一指定时段的禁能区间内，该驱动控制信号处于一禁能指示状态；以驱动控制信号控制定子磁场的产生与交变，当驱动控制信号处于禁能指示状态时，不产生定子磁场；以定子磁场产生的磁力驱动转子运转。
2.根据权利要求1所述的无刷式直流电动机的驱动方法，其特征在于所述的感测电动机转子的磁极分布是由霍尔传感器进行的。
3.根据权利要求1所述的无刷式直流电动机的驱动方法，其特征在于所述的感测电动机转子的磁极分布，包括产生按照电动机转子磁极分布而改变的一第一感测信号及一第二感测信号，在电动机转子到达所述的临界位置前后，该第一感测信号由第一感测电位逐渐变化到第二感测电位，而第二感测信号由第二感测电位逐渐变化到第一感测电位。
4.根据权利要求1或3所述的无刷式直流电动机的驱动方法，其特征在于所述的产生驱动控制信号进一步包括产生一第一参考信号以决定一禁能区间，该禁能区间包含所述的临界位置；产生一对应于第一感测信号的第一非重叠信号，当第一感测信号的电位大于第一参考信号的电位时，该第一非重叠信号处于一第一控制电位，而当第一感测信号的电位小于第一参考信号的电位时，该第一非重叠信号处于一第二控制电位；产生一对应于第二感测信号的第二非重叠信号，当第二感测信号的电位大于第一参考信号的电位时，该第二非重叠信号处于一第一控制电位，而当第二感测信号的电位小于第一参考信号的电位时，该第二非重叠信号处于一第二控制电位；以第一非重叠信号及第二非重叠信号作为所述的驱动控制信号。
5.根据权利要求4所述的无刷式直流电动机的驱动方法，其特征在于所述的第一非重叠信号及第二非重叠信号，于所述的禁能区间内处于同一电位，使电动机定子于禁能区间内不产生感应磁场。
6.根据权利要求4所述的无刷式直流电动机的驱动方法，其特征在于所述的控制信号实现定子磁场的产生与控制，是在第一非重叠信号及第二非重叠信号处于同一电位的禁能区间内，所述的控制信号输出禁能指示电位，所述的电动机定子于该禁能指示电位下不产生感应磁场。
7.根据权利要求6所述的无刷式直流电动机的驱动方法，其特征在于所述的定子磁场的产生与控制是以脉冲宽度调制信号进行的，该脉冲宽度调制信号将第一非重叠信号及第二非重叠信号不置于同一电位的区间，而区分为一第一速控区间及一第二速控区间，并于禁能区间及第一速控区间输出所述的禁能指示电位，而于第二速控区间输出一致能指示电位，所述的电动机定子于致能指示电位下产生感应磁场。
8.根据权利要求7所述的无刷式直流电动机的驱动方法，其特征在于所述的第二速控区间及所述的第一速控区间的长度比例，是按照所指定的电动机转速的高低进行区分的，所指定的转速越高，第二速控区间的长度比例越大。
9.根据权利要求7所述的无刷式直流电动机的驱动方法，其特征在于所述的定子磁场的产生与控制是以一速控调制信号进行的，所述的速控调制信号在所述的禁能区间及第二速控区间内，输出所述的禁能指示电位，而在所述的第一速控区间内，输出所述的致能电位。
10.根据权利要求4所述的无刷式直流电动机的驱动方法，其特征在于所述的控制信号实现定子磁场的产生与控制，是由驱动电路进行的，该驱动电路至少包括一第一比较器，包含两第一比较器输入端及一第一比较器输出端，所述的两第一比较器输入端分别与所述的第一感测信号及第一参考信号耦合；一第二比较器，包含两第二比较器输入端及一第二比较器输出端，所述的两第二比较器输入端分别与所述的第二感测信号及第一参考信号耦合；一逻辑运算器，用于将第一比较器的输出信号与第二比较器的输出信号区分出处于同一逻辑状态的时段和处于非同一逻辑状态的时段，作为驱动电动机的依据，该逻辑运算器包含二逻辑输入端及一逻辑输出端，所述的二逻辑输入端分别耦合至所述第一比较器输出端及第二比较器输出端。
11.根据权利要求10所述的无刷式直流电动机的驱动方法，其特征在于所述的驱动电路还包含有一脉冲宽度调制电路，该脉冲宽度调制电路包含有一控制端、一参考端、一脉冲调制输出端、一接地端及一电压供应端；所述的控制端与逻辑运算器的或非门输出端耦合，接地端接地，电压供应端与电源耦合。
12.根据权利要求11所述的无刷式直流电动机的驱动方法，其特征在于所述的脉冲宽度调制电路还包括有锯齿波产生电路，锯齿波产生电路包含有控制端、接地端、电压供应端及锯齿波输出端；第三比较器，包含有二个第三比较器输入端及一个第三比较器输出端，所述的二个第三比较器输入端分别耦合至所述的参考端与锯齿波输出端，第三比较器输出端是所述的脉冲调制输出端。
13.根据权利要求12所述的无刷式直流电动机的驱动方法，其特征在于所述的锯齿波产生电路包含有一电容器、一电阻器和一电子开关；所述的电容器包含有所述的锯齿波输出端及所述的接地端，所述的电阻器一端与锯齿波输出端耦合，另一端是所述的电压供应端，所述的电子开关耦合在电容器的锯齿波输出端与接地端间，电子开关具有所述的控制端。
14.根据权利要求11所述的无刷式直流电动机的驱动方法，其特征在于所述的驱动电路还包括有第二逻辑运算器，用于从第一逻辑运算器的输出信号与所述的脉冲宽度调制电路的输出信号中选出特定的时段进行组合，作为电动机驱动的依据；所述的第二逻辑运算器包含二个第二逻辑运算器输入端及一个第二逻辑运算器输出端，所述的二个第二逻辑运算器输入端分别与所述的脉冲调制输出端及第一逻辑运算器的输出端耦合。
15.根据权利要求14所述的无刷式直流电动机的驱动方法，其特征在于所述的第二逻辑运算器是一或非门逻辑运算器。
16.根据权利要求14或15所述的无刷式直流电动机的驱动方法，其特征在于所述的驱动电路还包含有一反相器，包含有一反相器输入端及一反相器输出端，所述的反相器输入端与所述的第二逻辑运算器的或非门输出端耦合。
17.根据权利要求1所述的无刷式直流电动机的驱动方法，其特征在于所述的禁能区间是由一参考信号比较电动机转子磁极的感测信号而决定的。
18.根据权利要求1所述的无刷式直流电动机的驱动方法，其特征在于所述的驱动控制信号是在一脉冲宽度调制方法的配合下产生的具有速度控制功能的驱动控制信号。
19.一种无刷式直流电动机的驱动电路，与传感器输出的二感测信号端连接，并输出电动机驱动信号，其特征在于包括一第一比较器、一第二比较器和第一逻辑运算器；第一比较器包含二个第一比较器输入端及一个第一比较器输出端，二个第一比较器输入端分别与一感测信号及一参考信号耦合；第二比较器包含二个第二比较器输入端及一个第二比较器输出端，二个第二比较器输入端分别与另一感测信号及所述的参考信号耦合；所述的第一逻辑运算器用于区分出第一比较器输出信号与第二比较器输出信号处于同一逻辑状态的时段和不处于同一逻辑状态的时段，并作为驱动电动机的依据，该第一逻辑运算器包含二个逻辑运算输入端和一个逻辑运算输出端，所述的二个逻辑运算输入端分别与第一比较器输出端与第二比较器输出端耦合。
20.根据权利要求19所述的无刷式直流电动机的驱动电路，其特征在于还包括有脉冲宽度调制电路，该脉冲宽度调制电路包含有一控制端、一参考端、一脉冲宽度调制输出端、一接地端及一电压供应端，所述的控制端与所述的第一逻辑运算器输出端耦合，所述的接地端接地，所述的电压供应端与电源耦合。
21.根据权利要求20所述的无刷式直流电动机的驱动电路，其特征在于所述的脉冲宽度调制电路包括有锯齿波产生电路和一第三比较器；所述的锯齿波产生电路包含有控制端、接地端、电压供应端和锯齿波输出端；所述的第三比较器包含有二个第三比较器输入端和一个第三比较器输出端；二个第三比较器输入端分别与所述的参考端及锯齿波输出端耦合，所述的第三比较器输出端是所述的脉冲宽度调制输出端。
22.根据权利要求21所述的无刷式直流电动机的驱动电路，其特征在于所述的锯齿波产生电路包含有一电容器、一电阻器和一电子开关；所述的电容器包含有所述锯齿波输出端及接地端，所述的电阻器一端与锯齿波输出端耦合，另一端是所述的电压供应端，所述的电子开关耦合于所述电容器的锯齿波输出端与接地端间，电子开关具有所述的控制端。
23.根据权利要求20所述的无刷式直流电动机的驱动电路，其特征在于还包含有一第二逻辑运算器，用于从所述的第一逻辑运算器的输出信号与所述的脉冲宽度调制电路的输出信号中，选出特定的时段并组合，作为驱动电动机的依据，所述的第二逻辑运算器包含有二个第二逻辑运算器输入端和一个第二逻辑运算器输出端，所述的二个第二逻辑运算器输入端分别耦合至所述脉冲宽度调制输出端及所述第一逻辑运算器输出端。
24.根据权利要求23所述的无刷式直流电动机的驱动电路，其特征在于所述的第二逻辑运算器是一或非门运算器。
25.根据权利要求23或24所述的无刷式直流电动机的驱动电路，其特征在于还包括有一反相器，包含有一反相器输入端及一反相器输出端，反相器输入端与所述第二逻辑运算器的或非门输出端耦合。
全文摘要
本发明涉及一种无刷式直流马达的驱动方法及驱动电路。其区间禁能的驱动方法是:感测马达转子的磁极分布;产生驱动控制信号,当转子到达临界位置前后的临界区域时,驱动控制信号处于禁能指示状态,使马达定子于此区间内不产生磁场,转子按原有惯性运转,当转子位于临界区域外时,驱动控制信号处于一般驱动状态,驱使马达定子按预定方式产生磁场,使马达加速运转。其驱动电路由比较器、脉冲宽度调制电路及逻辑运算器等连接组成。
文档编号H02P6/08GK1292601SQ9912172
公开日2001年4月25日 申请日期1999年10月10日 优先权日1999年10月10日
发明者许家彰, 杨治世, 林文泰 申请人:旺玖科技股份有限公司