具有防逆接保护的马达控制器的制造方法
【专利摘要】一种具有防逆接保护的马达控制器，包括预充电单元、保护单元、转换单元与控制单元。预充电单元用以经由第一导电路径接收电源信号，并依据控制信号，以将电源信号转换成预充电信号。保护单元用以经由第二导电路径接收电源信号，用以依据电源信号的极性，而决定是否输出电源信号。转换单元耦接保护单元，用以接收保护单元所输出的电源信号，并将保护单元所输出的电源信号转换成工作电压。控制单元耦接转换单元与预充电单元，用以接收工作电压，以产生控制信号。流经第二导电路径的电源信号的电流小于流经第一导电路径的电源信号的电流。
【专利说明】具有防逆接保护的马达控制器
【技术领域】
[0001]一种防逆接保护装置，特别涉及一种具有防逆接保护的马达控制器与马达驱动装置。
【背景技术】
[0002]在马达驱动的应用上，马达控制器常因为组装人员的疏忽，使得电源的极性逆接，而反向电源会造成后端电路元件的烧毁及损坏。为了防止电源的极性逆接而造成后端电路元件的损坏，因此需要在电源的输入端与马达控制器之间配置一防逆接单元，此防逆接单元用以在电源正接时导通，电源逆接时截止，以防止反向电源对马达控制器及后端电路元件造成损坏。
[0003]一般来说，防逆接单元是配置于电路架构的主回路上，亦即防逆接单元配置于电源的输入端与马达控制器之间的主回路上，以保护后端电路元件或负载的烧毁即损坏。并且，防逆接单元主要以肖特基二极管或场效应晶体管(例如M0SFET)来实现。
[0004]由于流经主回路的电源的电流较大，会增加防逆接单元所使用的肖特基二极管或场效应晶体管实现的体积，进而增加电路的使用成本。并且，在大电流工作环境下，体积较大的防逆接单元会消耗较大电源功率，导致电源利用率不高，而造成马达控制器的电源转换效率变差。因此，马达控制器的防逆接保护的机制，仍有改善的空间。
【发明内容】
[0005]本发明在于提供一种具有防逆接保护的马达控制器与马达驱动装置，藉以有效达到防逆接保护的作用与减小保护单元的体积，以降低电路的使用成本，并增加电源转换效率。
[0006]本发明的一种具有防逆接保护的马达控制器，包括预充电单元、保护单元、转换单元与控制单元。预充电单元用以经由第一导电路径接收电源信号，并依据控制信号，以将电源信号转换成预充电信号。保护单元用以经由第二导电路径接收电源信号，用以依据电源信号的极性，而决定是否输出电源信号。转换单元耦接保护单元，用以接收保护单元所输出的电源信号，并将保护单元所输出的电源信号转换成工作电压。控制单元耦接转换单元与预充电单元，用以接收工作电压，以产生控制信号。其中，流经第二导电路径的电源信号的电流小于流经第一导电路径的电源信号的电流。
[0007]本发明的一种马达驱动装置，包括预充电单元、保护单元、转换单元、控制单元、储能单元、驱动单元与反流器。预充电单元用以经由第一导电路径接收电源信号，并依据控制信号，以将电源信号转换成预充电信号。保护单元用以经由第二导电路径接收电源信号，用以依据电源信号的极性，而决定是否输出电源信号。转换单元耦接保护单元，用以接收保护单元所输出的电源信号，并将保护单元所输出的电源信号转换成第一工作电压与第二工作电压。其中，第一工作电压与第二工作电压的电压值不同。
[0008]控制单元耦接转换单元与预充电单元，用以接收第一工作电压，以产生控制信号。储能单元耦接预充电单元，用以接收预充电信号，以产生储能电压。驱动单元耦接转换单元与控制单元，用以接收第二工作电压与控制信号，并依据控制信号，以产生驱动信号。反流器耦接储能单元与驱动单元，用以接收储能电压与驱动信号，并依据驱动信号，以将储能电压转换成马达驱动电压。其中，流经第二导电路径的电源信号的电流小于流经第一导电路径的电源信号的电流。[0009]本发明的一种具有防逆接保护的马达控制器与马达驱动装置，其于转换单元与电源信号之间的第二导电路径上配置保护单元，并通过保护单元判断电源信号的极性，以决定是否输出电源信号给转换单元产生工作电压，使得控制单元对应控制经由第一导电路径接收电源电压的预充电单元进行运作，如此将可有效达到防逆接保护的作用。并且，流经第二导电路径的电流小于流经第一导电路径的电流，可有效减小保护单元的体积，以降低电路的使用成本，并增加电源转换效率。
[0010]有关本发明的特征与实作，现在配合附图作实施例详细说明如下。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本发明的马达驱动装置的示意图。
[0012]图2为本发明的另一马达驱动装置的示意图。
[0013]【主要元件符号说明】
[0014]100 马达驱动装置
[0015]110 具有防逆接保护的马达控制器
[0016]112 预充电单元
[0017]114 保护单元
[0018]116 转换单元
[0019]118 控制单元
[0020]120 储能单元
[0021]130 驱动单元
[0022]140 反流器
[0023]150 第一导电路径
[0024]160 第二导电路径
[0025]170 直流电源供应器
[0026]180 马达
[0027]VIN 电源信号
[0028]CS 控制信号
[0029]VP 预充电信号
[0030]Vffl 第一工作电压
[0031]VW2 第二工作电压
[0032]VC 储能电压
[0033]VD 驱动信号
[0034]VM 马达驱动电压【具体实施方式】
[0035]以下所列举的各实施例，将以相同的标号表示相同或相似的元件。
[0036]请参考图1与图2所示，其为本发明的马达驱动装置的示意图与另一马达驱动装置的示意图。本实施例的马达驱动装置100适于驱动一马达180，并且马达驱动装置100例如耦接一直流电源供应器170，以接收直流电源供应器170所产生的直流的电源信号VIN。马达驱动装置100包括本发明的具有防逆接保护的马达控制器110、储能单元120、驱动单元130与反流器140。
[0037]具有防逆接保护的马达控制器110包括预充电单元112、保护单元114、转换单元116与控制单元118。预充电单元112用以经由第一导电路径150耦接直流电源供应器170，以接收电源信号VIN。并且，预充电单元112依据控制信号CS，以将电源信号VIN转换成预充电信号VP。
[0038]保护单元114用以经由第二导电路径160耦接直流电源供应器170，接收电源信号VIN。并且，保护单元114依据电源信号VIN的极性，而决定是否输出电源信号VIN。举例来说，当直流电源供应器170的“正端”耦接保护单元114时，保护单元114会判断出电源信号VIN的极性为“正极性”，以容许输出电源信号VIN，如图1所示。
[0039]当直流电源供应器170的“负端”耦接保护单元114时，保护单元114会判断出电源信号VIN的极性为“负极性”，并禁止输出电源信号VIN，如图2所示。在本实施例中，保护单元114例如为二极管(Diode)。但本发明不限于此，保护单元114也可使用其它具有保护作用的元件来实施。
[0040]转换单元116耦接保护单元114，用以接收保护单元114所输出的电源信号VIN，并将保护单元114所输出的电源信号VIN转换成第一工作电压VWl与第二工作电压VW2，其中第一工作电压VWl与第二工作电压VW2的电压值不同。也就是说，当保护单元114输出电源信号VIN时，转换单元116会将电源信号VIN转换成第一工作电压VWl与第二工作电压VW2，以供后端的电路使用。当保护单元114未输出电源信号VIN时，转换单元116不会将电源信号VIN转换成第一工作电压VW与第二工作电压VW2。在本实施例中，转换单元116例如为直流对直流转换器(DC to DC converter)。
[0041]控制单元118耦接转换单元116与预充电单元112，用以接收第一工作电压VWl，以产生控制信号CS。也就是说，当控制单元114接收到第一工作电压VWl时，控制单元114会开始运作，并对应产生控制信号CS。反之，当控制单元114未接收到第一工作电压VWl时，控制单元114不会运作，且不会产生控制信号CS。
[0042]储能单元120耦接预充电单元112，用以接收预充电信号VP，以产生储能电压VC。也就是说，当预充电单元112开始运作时，预充电单元112会产生预充电信号VP，以对储能单元120进行充电，使得储能单元120储能并产生储能电压VC。当预充电单元112未运作时，预充电单元112不会产生预充电信号VP，则储能单元120并不会生储能电压VC。在本实施例中，储能单元120例如为电容。但本发明不限于此，储能单元120也可使用其它具有储能作用的元件来实施。
[0043]驱动单元130耦接转换单元116与控制单元118，用以接收第二工作电压VW2与控制信号CS，并依据控制信号CS，以产生驱动信号VD。也就是说，当驱动单元130接收到转换单元116所提供的第二工作电压VW2时，驱动单元130会开始运作。接着，驱动单元116会依据控制单元118产生的控制信号CS，而对应产生驱动信号VD。
[0044]反流器140耦接储能单元120与驱动单元130，用以接收储能电压VC与驱动信号VD,并依据驱动信号VS，以将储能电压VC转换成马达驱动电压VM，以驱动马达180开始运作。其中，反流器140用以依据驱动信号VD的控制，以将直流的储能电压VD转换成三相交流的马达驱动电压VM，以作为马达180所需的运作电压，使马达180进行相对应的运作。
[0045]在本实施例中，流经第二导电路径160的电源信号VIN的电流小于第一导电路径150所接收的电源信号VIN的电流，亦即转换单元116所抽取的电流小于预充电单元112所抽取的电流，如此可有效减小保护单元114 (即二极管)的体积，以降低电路的使用成本，并增加马达驱动装置100的效率。
[0046]本发明的实施例的具有防逆接保护的马达控制器与马达驱动装置，其于转换单元与电源信号之间的第二导电路径上配置保护单元，并通过保护单元判断电源信号的极性，以决定是否输出电源信号给转换单元产生工作电压，使得控制单元对应控制经由第一导电路径接收电源电压的预充电单元进行运作，如此将可有效达到防逆接保护的作用。并且，流经第二导电路径的电流小于流经第一导电路径的电流，可有效减小保护单元的体积，以降低电路的使用成本，并增加电源转换效率。
【权利要求】
1.一种具有防逆接保护的马达控制器，其特征在于，包括: 一预充电单元，用以经由一第一导电路径接收一电源信号，并依据一控制信号，以将该电源信号转换成一预充电信号； 一保护单元，用以经由一第二导电路径接收该电源信号，并依据该电源信号的极性，而决定是否输出该电源信号； 一转换单元，耦接该保护单元，用以接收该保护单元所输出的该电源信号，并将该保护单元所输出的该电源信号转换成一工作电压；以及 一控制单元，耦接该转换单元与该预充电单元，用以接收该工作电压，以产生该控制信号; 其中，流经该第二导电路径的该电源信号的电流小于流经该第一导电路径的该电源信号的电流。
2.如权利要求1所述的具有防逆接保护的马达控制器，其特征在于，其中该保护单元为一二极管。
3.—种马达驱动装置，其特征在于，包括: 一预充电单元，用以经由一第一导电路径接收一电源信号，并依据一控制信号，以将该电源信号转换成一预充电信号； 一保护单元，用以经由一第二导电路径接收该电源信号，并依据该电源信号的极性，而决定是否输出该电源信号； 一转换单元，耦接该保护单元，用以接收该保护单元所输出的该电源信号，并将该保护单元所输出的该电源信号转换成一第一工作电压与一第二工作电压，其中该第一工作电压与该第二工作电压的电压值不同； 一控制单元，耦接该转换单元与该预充电单元，用以接收该第一工作电压，以产生该控制信号； 一储能单元，耦接该预充电单元，用以接收该预充电信号，以产生一储能电压； 一驱动单元，耦接该转换单元与该控制单元，用以接收该第二工作电压与该控制信号，并依据该控制信号，以产生一驱动信号；以及 一反流器，耦接该储能单元与该驱动单元，用以接收该储能电压与该驱动信号，并依据该驱动信号，以将该储能电压转换成一马达驱动电压； 其中，流经该第二导电路径所接收的该电源信号的电流小于流经该第一导电路径的该电源信号的电流。
4.如权利要求3所述的马达驱动装置，其特征在于，其中该保护单元为一二极管。
5.如权利要求3所述的马达驱动装置，其特征在于，其中该储能单元为一电容。
6.如权利要求3所述的马达驱动装置，其特征在于，其中该电源信号为直流，该马达驱动电压为交流。
【文档编号】H02P23/00GK103715965SQ201210434627
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2012年11月5日 优先权日:2012年9月28日
【发明者】庄坤伦, 张欣宏, 陈兆章 申请人:财团法人工业技术研究院