马达驱动电路、检测单相直流马达转向的方法及马达的启动方法
【技术领域】
[0001]本发明关于一种马达驱动电路，特别关于一种单相直流马达驱动电路。
【背景技术】
[0002]一般而言，当风扇马达启动时，若风扇因系统内部的回风过强而处于反转，容易因启动后无法将马达带回正转而累积能量造成过电流，烧毁风扇的内部元件。因此，于风扇马达启动时先检测转子是否处于反转状态并相应地进行控制为本技术领域的重要课题。
[0003]以往检测单相直流马达(Single Phase DC Motor)的转向，是通过两颗设置于马达转子不同角度的霍尔元件(Hall Element)，应用霍尔效应(Hall Effect)的原理，比较两者信号时序差异以判断马达转子转向。此方法至少须在直流马达上装设两颗霍尔元件以进行转向的判断，在控制电路上也须占用多个控脚位连接霍尔元件，在设计上十分复杂而不便。
【发明内容】
[0004]本发明的一方式为一种驱动电路。根据本发明一实施例，该驱动电路包含反电动势检测模块以及处理模块。反电动势检测模块电连接于单相直流马达，用以检测单相直流马达的反电动势(Back Electromotive Force),并相对应地输出检测信号。处理模块电连接于反电动势检测模块以及单相直流马达，并根据检测信号、参考电平和单相直流马达内置霍尔元件输出的霍尔信号，判断单相直流马达的转向并控制单相直流马达。
[0005]本发明的另一方式为一种检测马达转向的方法，该方法包含下列步骤:检测单相直流马达的反电动势，并相对应的输出检测信号；接收单相直流马达内置的霍尔元件输出的霍尔信号；根据检测信号、参考电平和霍尔信号判断单相直流马达的转向。
[0006]本发明的又一方式为一种应用上述转向检测的马达的启动方法，该方法包含下列步骤:根据单相直流马达内置的霍尔元件输出的霍尔信号判断单相直流马达是否为动态；当单相直流马达被判断为静态时，直接启动单相直流马达；当单相直流马达为动态时，根据检测信号、参考电平和霍尔信号判断单相直流马达的转向，其中检测信号与单相直流马达的反电动势相对应；根据单相直流马达的转向控制该单相直流马达。
【附图说明】
[0007]图1为根据一实施例所绘示的驱动电路方块图；
[0008]图2为根据一实施例所绘示的驱动电路示意图；
[0009]图3A、3B为根据一实施例所绘示马达处于不同转向时反电动势及检测信号的波形示意图；
[0010]图4为根据另一实施例所绘示的驱动电路示意图；
[0011]图5为根据又一实施例所绘示的驱动电路示意图；
[0012]图6为根据一实施例所绘示的马达的启动方法流程图；
[0013]图7为根据一实施例所绘示的动态逆转启动细部流程图。
[0014]【符号说明】
[0015]100:驱动电路
[0016]110:霍尔元件
[0017]120:处理模块
[0018]122:控制单元
[0019]124:驱动单元
[0020]130:反电动势检测模块
[0021]132、132a、132b:输入端
[0022]134、134a、134b:输出端
[0023]136、136a、136b:电阻单元
[0024]138U38a> 138b:电阻单元
[0025]140:单相直流马达
[0026]600:方法
[0027]S610 ?S670:步骤
[0028]S700 ?S780:步骤
[0029]Hall_s:霍尔信号
[0030]Va、Vb:反电动势
[0031]Vas、Vbs:检测信号
[0032]CS:控制信号
[0033]S1、S2、S3、S4:开关信号
[0034]D1、D2: 二极管
[0035]Q1、Q2、Q3、Q4:开关
[0036]R1、R2、R3、R4、R5、R6:电阻
[0037]0P1:比较器
[0038]VDD:电压源
[0039]Vref:参考电压
【具体实施方式】
[0040]下文举实施例配合所附附图作详细说明，以更好地理解本发明的方式，但所提供的实施例并非用以限制本公开所涵盖的范围，而结构操作的描述非用以限制其执行的顺序，任何由元件重新组合的结构，所产生具有均等功效的装置，皆为本公开所涵盖的范围。此外，根据业界的标准及惯常做法，附图仅以辅助说明为目的，并未依照原尺寸作图，实际上各种特征的尺寸可任意地增加或减少以便于说明。下述说明中相同元件将以相同的符号标示来进行说明以便于理解。
[0041]在全篇说明书与申请专利范围所使用的用词(terms)，除有特别注明外，通常具有每个用词使用在此领域中、在此公开的内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本公开的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本公开的描述上额外的引导。
[0042]关于本文中所使用的『约』、『大约』或『大致』一般通常指数值的误差或范围于百分的二十以内，较好地是于百分的十以内，而更佳地则是于百分的五以内。文中若无明确说明，其所提及的数值皆视作为近似值，例如可如『约』、『大约』或『大致』所表示的误差或范围，或其他近似值。
[0043]此外，在本文中所使用的用词『包含』、『包括』、『具有』、『含有』等等，均为开放性的用语，即意指『包含但不限于』。此外，本文中所使用的『及/或』，包含相关列举项目中一或多个项目的任意一个以及其所有组合。
[0044]于本文中，当一元件被称为『连接』或『耦接』时，可指『电连接』或『电性耦接』。『连接』或『耦接』亦可用以表示二或多个元件间相互搭配操作或互动。此外，虽然本文中使用『第一』、『第二』、…等用语描述不同元件，该用语仅是用以区别以相同技术用语描述的元件或操作。除非上下文清楚指明，否则该用语并非特别指称或暗示次序或顺位，亦非用以限定本发明。
[0045]本发明的一方式为一种驱动电路。请参考图1，图1为根据本发明一实施例所绘示的驱动电路100方块图。在结构上，驱动电路100包含处理模块120以及反电动势检测模块130。处理模块120电连接于反电动势检测模块130以及单相直流马达140，反电动势检测模块130电连接于单相直流马达140。
[0046]单相直流马达140的定子上设置有霍尔元件110(为了说明的方便，于图1中将霍尔元件110独立于单相直流马达140的外绘示)。当在一导体上外加与电流方向垂直的磁场时，会使得导体中的电子受到洛伦兹力聚集产生电场，此现象即称为霍尔效应，其产生的内建电压称为霍尔电压。当单相直流马达140转动时，霍尔元件110检测所产生的磁场变化，并相应地输出霍尔信号Hall_s。
[0047]当单相直流马达140被带转动时，马达的线圈中会产生的电压即称为反电动势(back electromotive force, back_EMF)。反电动势检测模块130电连接至单相直流马达140，用以检测单相直流马达140的反电动势Vb，并相应的输出检测信号Vbs。举例来说，检测信号Vbs可根据反电动势Vb信号而定。在本发明一实施例中，当反电动势检测模块130所检测到的反电动势Vb信号为一正值时，反电动势检测模块130便输出一电平(如:高电平)的检测信号Vbs，当反电动势检测模块130所检测到的反电动势Vb为一负值时，反电动势检测模块130便输出具有第二电平(如:低电平)的检测信号Vbs。
[0048]如此一来，处理模块120便可依据由霍尔元件110传来的霍尔信号Hall_s以及由反电动势检测模块130传来的检测信号Vbs与参考电平，判断单相直流马达140的转向，并据以控制单相直流马达140。
[0049]在一些实施例中，如图1所示，处理模块120还包含控制单元122和驱动单元124。控制单元122可在霍尔元件110输出的霍尔信号Hall_s具有检测电平(如:高电平)时，将检测信号Vbs的电平与一参考电平比较，以判断单相直流马达140的转向。驱动单元124则依据控制单元122的判断结果，选择性地驱动单向直流马达140。
[0050]请参考图2,图2为根据本发明一实施例所绘示的驱动电路100示意图。
[0051]在本实施例中，反电动势检测模块130具有输入端132及输出端134，其中输入端132电连接单相直流马达140，输出端134电连接控制单元122。反电动势检测模块130通过输入端132检测单相直流马达140的反电动势Vb，并通过输出端134输出检测信号Vbs至控制单元122。于结构上，反电动势检测模块130包含二极管D1、电阻单元136以及电阻单元138。二极管D1的第一端(如:阴极端)电连接于反电动势检测模块130的输入端132，电阻单元136的第一端电连接于二极管D1的第二端(如:阳极端)，电阻单元136的第二端电连接于反电动势检测模块130的输出端134，电阻单元138的第一端电连接于电阻单元136，电阻单元138的第二端电连接于电压源VDD。
[0052]在一实施例中，如图2所示，电阻单元136可包含电阻R1和电阻R3，两者彼此以串联形式电连接。电阻单元138可包含电阻R2。在部分实施例中，电阻单元136和电阻单元138也可依实际设计需求，分别包含复数个彼此串联或并联的电阻。
[0053]在本实施例中，当反电动势检测模块130的输入端132所接收到的反电动势