马达控制器的制作方法

本发明是有关于一种控制器，尤其是一种马达控制器。

背景技术：

随着工业自动化技术的快速发展，电动机的控制也成为重要的科技，其中，关于马达的控制甚为重要。马达的种类繁多，但大致可分为直流马达与交流马达，直流马达是以直流电作为电源，使线圈通过电流，则线圈旁有永久磁铁，以电磁感应出转距使其旋转。交流马达的转速与频率成正比，因此频率越高转速越快，所以，常见的输送带上的交流马达旁边有变频器，用来控制传动转速等。因此，对于交流马达的各种控制，例如：马达的输出响应、马达驱动电压的调变及马达转速，皆为业界欲控制的项目，惟，目前无一控制器可以控制上述多项功能。

鉴于上述习知技术的不足，本发明提供一种马达控制器，可以控制交流马达的输出响应、驱动电压及马达转速，且于驱动交流马达时不为电力源的高低所限。

技术实现要素：

本发明的目的，在于提供一种马达控制器，其控制交流马达的输出响应、驱动电压及马达转速。

本发明揭示一种马达控制器，其包含一控制电路与一电压调整电路，控制电路输出一控制讯号。电压调整电路耦接该控制电路与一输入电源，依据该输入电源产生一输出电压，且电压调整电路收该控制讯号，依据该控制讯号调整该输出电压的一电压准位，其中，该输入电源的一电压准位高于该输出电压的该电压准位，或该输出电压的该电压准位高于该输入电源的该电压准位。

附图说明

图1：其为本发明的马达控制器的一实施例的示意图；

图2：其为本发明的电压调整电路的一第一实施例的示意图；

图3：其为本发明的电压调整电路的一第二实施例的示意图；

图4：其为本发明的控制电路的一第一实施例的示意图；

图5：其为本发明的控制电路的一第二实施例的示意图；及

图6：其为本发明的控制电路的一第三实施例的示意图。

【图号对照说明】

10电源

12电池

20马达控制器

30交流马达

40电压调整电路

42脉宽调变电路

44电压产生电路

50通讯模块

60控制电路

62运算单元

64闭回路控制电路

66电压命令单元

70相位电路

80电压输出电路

c电容性元件

d二极管

l电感性元件

r电阻性元件

s10输入电源

s12电池电压

s40输出电压

s42工作讯号

s44输出电压

s50调整数据

s60控制讯号

s62调整讯号

s70相位讯号

s80驱动电压

sw开关

vreq电压需求命令

具体实施方式权利要求书

在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇指称特定的元件。所属本发明技术领域中具有通常知识者应可理解，制造商可能会用不同的名词称呼同一个元件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异作为区分元件的方式，而是以元件在整体技术上的差异作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求书当中所提及的「包含」为一开放式用语，故应解释成「包含但不限定于」。此外，「耦接」一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接一第二装置，则代表该第一装置可直接电气连接该第二装置，或可透过其他装置或其他连接手段间接地电气连接至该第二装置。

为了使本发明的结构特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，特用较佳的实施例及配合详细的说明，说明如下：

请参阅图1，其为本发明的马达控制器的一实施例的示意图。如图所示，一电源10耦接(电性连接)一马达控制器20，且产生一输入电源s10至马达控制器20。马达控制器20耦接一交流马达30，且依据输入电源s10产生一驱动电压s80至交流马达30，驱动电压s80的电压准位变化可以调整交流马达30的输出响应。马达控制器20包含一电压调整电路40，电压调整电路40耦接电源10而接收输入电源s10，且依据输入电源s10产生一输出电压s40。输出电压s40的电压准位可以高于输入电源s10的电压准位，或输入电源s10的电压准位可以高于输出电压s40的电压准位，所以电压调整电路40可以为双向升降压电路。

马达控制器20包含一通讯模块50，通讯模块50可以储存交通工具的各种相关信息，例如：电池soc、电池温度、马达转速或/及煞车状态，且依据各种相关信息输出一调整数据s50。马达控制器20包含一控制电路60，控制电路60耦接通讯模块50而接收调整数据s50，且依据调整数据s50输出一控制讯号s60。控制电路60耦接电压调整电路40，于处理调整数据s50后输出控制讯号s60至电压调整电路40，所以控制电路60可以为一控制芯片而包含处理电路，处理交通工具的各种相关信息后，控制电压调整电路40的输出电压s40。控制电路60更依据输出一调整讯号s62。

马达控制器20包含一相位电路70，相位电路70耦接控制电路60而接收调整讯号s62，相位电路70依据调整讯号s62输出一相位讯号s70，所以调整讯号s62用于调整相位讯号s70；相位讯号s70用于调整驱动电压s80的一输出相位。马达控制器20包含一电压输出电路80，电压输出电路80耦接电压调整电路40而接收输出电压s40，且依据输出电压s40输出驱动电压s80；再者，电压输出电路80耦接相位电路70而接收相位讯号s70，电压输出电路80依据相位讯号s70而输出不同的驱动电压s80的相位。电压输出电路80可以为一六臂电路，包含六个mos晶体管或六个绝缘栅双极晶体管(insulatedgatebipolartransistor，igbt)，所以相位电路70如图1实施例所示依据调整讯号s62输出六个相位讯号s70，而六个相位讯号s70的高低准位可以决定驱动电压s80的输出相位。

请参阅图2，其为本发明的电压调整电路的一第一实施例的示意图。如图所示，电源10可以为一电池12，电池12提供一电池电压s12至电压调整电路40。电压调整电路40包含一脉宽调变电路(pwm)42，脉宽调变电路42耦接控制电路60而接收控制讯号s60，脉宽调变电路42依据控制讯号s60产生一工作讯号s42，工作讯号s42的工作周期(duty)依据控制讯号s60而调整，换言之，工作讯号s42的工作周期依据图1的通讯模块50的调整数据s50而调整。电压调整电路40包含一电压产生电路44，电压产生电路44耦接电池12而接收电池电压s12，且依据电池电压s12产生输出电压s40。电压产生电路44耦接脉宽调变电路42而接收工作讯号s42，电压产生电路44依据工作讯号s42调整输出电压s40的电压准位，所以经由工作讯号s42的控制，输出电压s40的电压准位可以低于或高于电池电压s12的电压准位，进而可以调变马达驱动电压s80的电压准位。因此，实施例的马达控制器20可以利用电压较低的电力源驱动高电压交流马达，或利用电压较高的电力源驱动低电压交流马达。

电压产生电路44包含一开关sw、一二极管d、一电感性元件l、一电容性元件c及一电阻性元件r，开关sw耦接于电池12与二极管d之间，电感性元件l耦接于开关sw与二极管d之间的电路节点，二极管d耦接电容性元件c及电阻性元件r，二极管d、电感性元件l、电容性元件c及电阻性元件r耦接一参考准位，参考准位为电池12负端电位。所以以经由工作讯号s42的控制开关sw的切换，而控制电压产生电路44的充放电而决定输出电压s40的电压准位。

请参阅图3，其为本发明的电压调整电路的一第二实施例的示意图。如图所示，第二实施例电压调整电路40的输出端耦接电压输出电路80与控制电路60，而第一实施例电压调整电路40的输出端耦接电压输出电路80但未耦接控制电路60。如此，马达控制器20可以利用电压调整电路40的输出回授至控制电路60，而侦测输出电压s40后利用脉宽调变电路42调整输出电压s40，以确保输出电压s40符合通讯模块50的调整数据s50。

请参阅图4，其为本发明的控制电路的一第一实施例的示意图。如图所示，控制电路60包含一运算单元62，运算单元62耦接电压调整电路40，换言之，运算单元62耦接于电压产生电路44与电压输出电路80之间的电路节点，即控制电路60耦接于电压产生电路44与电压输出电路80之间的电路节点。而且，运算单元62接收一电压需求命令vreq；运算单元62运算电压需求命令vreq与电压调整电路40的输出电压s40而输出控制讯号s60至脉宽调变电路42，其中，电压需求命令vreq可以为用户所欲调整输出电压s40的命令，或马达控制器20依据交通工具的相关信息而产生的命令。

请参阅图5，其为本发明的控制电路的一第二实施例的示意图。如图所示，控制电路60包含一闭回路控制电路64，闭回路控制电路64耦接于运算单元62与脉宽调变电路42之间。运算单元62依据电压需求命令vreq与输出电压s40而运算出一运算讯号s62，闭回路控制电路64接收运算讯号s62而产生控制讯号s60至脉宽调变电路42，进而调整驱动电压s80的电压准位。

请参阅图6，其为本发明的控制电路的一第三实施例的示意图。如图所示，控制电路60包含一电压命令单元66，电压命令单元66耦接运算单元62，且接收电池soc、电池温度、马达转速或/及煞车状态。所以，电压命令单元66依据电池soc、电池温度、马达转速或/及煞车状态而产生电压需求命令vreq，换言之，电压命令单元66可以耦接于通讯模块50与运算单元62之间。因此，由图5至图6的实施方式中，当交流马达30超过额定转速后，可以提升输出电压s40而提升驱动电压s80的电压准位，克服交流马达30的反电动势(电压)，使交流马达30获得更多的电流出入，进而提升交流马达30转速。再者，当交通工具于高速行进间进行煞车或减速时，交流马达30的反电动势较高，如此，从电压输出电路80及电压产生电路44回充至电池12的回充电流较高，因此，控制电路60会依据电池soc、电池温度、马达转速或/及煞车状态等信息，利用电压调整电路40改变回充电压且同时调节回充电流，使回充电压以适当的电压准位回充电池12，且不影响交通工具的运作。

上文仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。