换相马达驱动模块及其控制方法与流程

换相马达驱动模块及其控制方法
1.本技术是申请日为2017年12月1日提交的申请号为201711249935.3、发明名称为“换相马达驱动模块及其控制方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
2.本发明系有关于一种换相马达驱动模块及其控制方法。


背景技术：

3.当控制换相马达时，往往在开机后，控制换相马达的控制参数会开始周期性地写入非时变性且非电压相依性的储存装置中。然而，周期性地将控制参数写入非时变性且非电压相依性的储存装置时，储存装置因读写次数的限制以及在供应电压不正常、不正常开关机或者其他异常状态的情况下，最新一笔的控制参数的数据可能无法被完整记录。
4.再者，周期性地将控制参数写入至储存装置时，控制器的运行资源势必被占用，同时也会增加储存装置的耗电度。因此，我们需要针对控制参数写入储存装置的方式进行改善，以提升整体换相马达控制器的操作效能。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提出一种换相马达驱动模块，用以驱动一马达，所述换相马达驱动模块包括：一电压侦测器、一换相马达驱动器、一电流侦测器、一电压转换器以及一控制器。所述电压侦测器侦测一供应电压而产生一电压侦测信号。所述换相马达驱动器由所述供应电压供电，并根据一换相信号而产生一操作电流以驱动所述马达。所述电流侦测器侦测所述操作电流而产生一电流侦测信号。所述电压转换器，将所述供应电压转换成一内部电压。所述控制器由所述内部电压供电且根据多个控制参数产生所述换相信号，其中当所述控制器根据所述控制参数而判断发生一特定事件时，所述控制器先停止输出所述换相信号，再储存所述控制参数。
6.根据本发明的一实施例，当所述控制器自一主机接收到一关机指令时，所述控制器先停止输出所述换相信号，再储存所述控制参数。
7.根据本发明的一实施例，换相马达驱动模块还包括：一储存装置。所述储存装置用以储存所述控制参数，其中所述储存装置系与所述控制器实体分离，其中所述控制参数包括所述马达的一转速值、所述操作电流的一电流值以及所述供应电压的一电压值。
8.根据本发明的一实施例，所述特定事件包括一电压异常事件、一电流异常事件以及一转速异常事件，其中当所述控制器根据所述电压侦测信号判断所述电压值位于一既定电压范围之外时，所述控制器判断发生所述电压异常事件，其中当所述控制器根据所述电流侦测信号判断所述电流值超过一临限电流时，所述控制器判断发生所述电流异常事件，其中当所述控制器根据一转速侦测信号判断所述转速值不在一预定范围内时，所述控制器判断发生所述转速异常事件，其中所述马达包括一霍尔元件，用以侦测所述转速值而产生所述转速侦测信号。
9.根据本发明的一实施例，换相马达驱动模块还包括：一储能元件。所述储能元件耦接所述内部电压，其中当所述控制器根据所述电压侦测信号判断所述供应电压低于一既定电压时所述控制器判断发生所述电压异常事件，所述储能元件将所述内部电压维持一既定时间，使得所述控制器于所述既定时间内停止输出所述换相信号，并将所述控制参数写入所述储存装置。
10.根据本发明的一实施例，当所述控制器接收一主机发送的所述控制参数时，所述控制器随即将所述控制参数写入所述储存装置，并且根据储存于所述储存装置的所述控制参数而产生所述换相信号，其中所述关机指令系由所述主机发出。
11.本发明还提出一种控制方法，用以控制一换相马达驱动器操作一马达，包括：利用一供应电压对所述换相马达驱动器供电；将所述供应电压转换成一内部电压；根据所述内部电压以及多个控制参数，产生一操作电流以操作所述马达；根据所述控制参数判断是否发生一特定事件；以及当判断所述特定事件发生时，先停止产生所述操作电流再储存所述控制参数。
12.根据本发明的一实施例，所述控制参数系储存于一储存装置，其中所述储存装置系与所述控制器实体分离，其中所述控制参数包括所述马达的一转速值、所述操作电流的一电流值以及所述供应电压的一电压值。
13.根据本发明的一实施例，所述根据所述控制参数判断是否发生一特定事件的步骤包括：侦测所述供应电压而产生一电压侦测信号；当根据所述电压侦测信号判断所述电压值位于一既定电压范围之外时，判断发生一电压异常事件；侦测所述操作电流而产生一电流侦测信号；当根据所述电流值判断所述操作电流超过一临限电流时，判断发生一电流异常事件；接收一转速侦测信号，其中所述马达包括一霍尔元件，用以侦测所述转速值而产生所述转速侦测信号；以及当根据所述转速侦测信号判断所述转速值不在一预定范围内时，判断发生一转速异常事件。
14.根据本发明的一实施例，所述当根据所述电压侦测信号判断所述电压值位于一既定电压范围之外时判断发生一电压异常事件的步骤还包括：利用一储能元件将所述内部电压维持一既定时间；以及于所述既定时间内，停止产生所述操作电流以及将所述控制参数写入所述储存装置。
15.根据本发明的一实施例，控制方法还包括：接收一主机发送的所述控制参数；使用控制参数而产生所述操作电流，当接收到储存或关机指令时，先停止控制所述换相马达驱动器再储存所述控制参数。
16.本发明还提出一种控制方法，用以控制一换相马达驱动器操作一马达，包括：利用一供应电压对所述换相马达驱动器供电；侦测所述供应电压而产生一电压侦测信号；将所述供应电压转换成一内部电压；根据所述内部电压以及多个控制参数来控制所述换相马达驱动器，使得所述换相马达驱动器产生一操作电流；自一主机接收一关机指令；以及当接收到所述关机指令时，先停止控制所述换相马达驱动器再储存所述控制参数。
附图说明
17.图1系显示根据本发明的一实施例所述的换相马达驱动模块的方块图；
18.图2系显示根据本发明的一实施例所述的控制方法的流程图；
19.图3系显示根据本发明的一实施例所述的控制方法的流程图；以及
20.图4系显示根据本发明的一实施例所述的控制方法的流程图。
具体实施方式
21.以下说明为本发明的实施例。其目的是要举例说明本发明一般性的原则，不应视为本发明的限制，本发明的范围当以申请专利范围所界定者为准。
22.值得注意的是，以下所揭露的内容可提供多个用以实践本发明的不同特点的实施例或范例。以下所述的特殊的元件范例与安排仅用以简单扼要地阐述本发明的精神，并非用以限定本发明的范围。此外，以下说明书可能在多个范例中重复使用相同的元件符号或文字。然而，重复使用的目的仅为了提供简化并清楚的说明，并非用以限定多个以下所讨论的实施例以及/或配置之间的关系。此外，以下说明书所述的一个特征连接至、耦接至和/或形成于另一特征之上等的描述，实际可包含多个不同的实施例，包括这些特征直接接触，或者包含其它额外的特征形成于这些特征之间等等，使得这些特征并非直接接触。
23.图1系显示根据本发明的一实施例所述的换相马达驱动模块的方块图。如图1所示，换相马达驱动模块100包括电压侦测器110、换相马达驱动器120、电流侦测器130、电压转换器140、控制器150、储存装置160以及储能元件170。其中换相马达驱动模块100系与外部的主机10进行通讯。
24.电压侦测器110用以侦测供应电压vs，而产生电压侦测信号sv。换相马达驱动器120接收供应电压vs的供电，并根据换相信号sec而开始动作，并产生操作电流ip以控制马达20。电流侦测器130根据操作电流ip，产生电流侦测信号si。根据本发明的一实施例，电流侦测器130系直接侦测操作电流ip而产生电流侦测信号si。根据本发明的另一实施例，电流侦测器130系侦测监控电流(图1中并未示出)而产生电流侦测信号si，其中监控电流系为操作电流ip除上一系数，设计者可自行决定系数的大小。根据本发明的一实施例，马达20包括霍尔元件21，其中霍尔元件21用以侦测马达20的转速而产生转速侦测信号sh。
25.电压转换器140用以将供应电压vs转换成内部电压vm，控制器150由内部电压vm供电，并且根据多个控制参数cp产生换相信号sec，储能元件170耦接内部电压vm。根据本发明的一实施例，控制参数cp包括马达20的转速值、操作电流ip的电流值、供应电压vs的电压值以及其他任何与控制相关的数据。控制器150根据控制参数cp而产生换相信号sec，使得换相马达驱动器120根据换相信号sec的控制，而达成控制参数cp的种种要求。
26.储存装置160用以储存控制参数cp，其中储存装置160系与控制器150实体分离。根据本发明的一实施例，储存装置160系为非时变性且非电压相依性的储存装置。根据本发明的其他实施例，储存装置160可为可抹除可编程只读存储器(erasable programmable read-only memory,eprom)、电子可抹除式可编程只读存储器(electrically-erasable programmable read-only memory,eeprom)、或其他目前已知或未知的类似内存装置。
27.根据本发明的一实施例，当控制器150根据控制参数cp而判断发生特定事件时，控制器150先停止输出换相信号sec，再将控制参数cp储存至储存装置160。根据本发明的一实施例，特定事件包括电压异常事件、电流异常事件以及转速异常事件。以下叙述中，将针对电压异常事件、电流异常事件以及转速异常事件详细描述。
28.根据本发明的一实施例，当控制器150根据电压侦测信号sv判断供应电压vs位于
既定电压范围之外时，控制器150判断发生电压异常事件。举例来说，假定既定电压范围系为200v至500v之间。
29.根据本发明的一实施例，当控制器150根据电压侦测信号sv判断供应电压vs超过500v时，控制器150判断发生电压异常事件，因而先停止产生换相信号sec，再将控制参数cp储存至储存装置160。当供应电压vs恢复正常时，控制器150会存取储存装置160内的控制参数cp来控制换相马达驱动器120，使得换相马达驱动器120恢复之前的操作状态。
30.根据本发明的另一实施例，当控制器150根据电压侦测信号sv判断供应电压vs低于200v时，控制器150判断发生电压异常事件。由于供应电压vs过低时，会使得电压转换器140无法正常运作而造成内部电压vm逐渐下降。此时储能元件170用以将内部电压vm维持一既定时间，使得控制器150能够在既定时间内，足以停止输出换相信号sec后再将控制参数cp储存至储存装置160。当供应电压vs恢复正常时，控制器150会存取储存装置160内的控制参数cp，恢复换相马达驱动器120之前的操作状态。
31.根据本发明的一实施例，储能元件170系为一电容。根据本发明的另一实施例，储能元件170系为一电池。根据本发明的其他实施例，储能元件170可为其他任何用以维持内部电压vm的元件。根据本发明的一实施例，既定时间系为数十毫秒(mini second,ms)。根据本发明的其他实施例，设计者可根据电路的操作速度，调整既定时间的长短。
32.根据本发明的另一实施例，当控制器150根据电流侦测信号si判断操作电流ip超过一临限电流时，控制器150判断发生电流异常事件。当电流异常事件发生时，控制器150随即停止产生换相信号sec后，再将控制参数cp储存至储存装置160。并且，控制器150于下次控制换相马达驱动器120时，根据储存装置160的控制参数cp产生换相信号sec，进而使得换相马达驱动器120达到控制参数cp的要求。
33.根据本发明的另一实施例，当控制器150根据转速侦测信号sh判断马达20的转速值不在预定范围内时，控制器150判断发生转速异常事件。当转速异常事件发生时，控制器150随即停止产生换相信号sec后，再将控制参数cp储存至储存装置160。并且，控制器150于下次控制换相马达驱动器120时，根据储存装置160的控制参数cp产生换相信号sec，进而使得换相马达驱动器120达到控制参数cp的要求。
34.根据本发明的另一实施例，当控制器150接收到外部的主机10发出的关机指令时，控制器150判断发生关机事件。当关机事件发生时，控制器150依序停止产生换相信号sec以及将控制参数cp储存至储存装置160。当重新启动时，控制器150即根据储存装置160所储存的控制参数cp，产生换相信号sec来控制换相马达驱动器120。
35.根据本发明的其他实施例，当外部的主机10发出指令修改控制器150控制换相马达驱动器120的控制参数cp时，控制器150接收到新的控制参数cp后，立即将新的控制参数cp储存至储存装置160，使得不论断电与否，新的控制参数cp都存在储存装置160中，控制器150都能根据新的控制参数cp而控制换相马达驱动器120。
36.图2系显示根据本发明的一实施例所述的控制方法的流程图。以下针对图2的说明，将搭配图1以利于说明解释的目的。如图2所示，首先，利用供应电压vs对换相马达驱动器120供电(步骤s21)；利用电压转换器140，将供应电压vs转换成内部电压vm(步骤s22)，用以对控制器150供电。
37.接着，控制器150根据内部电压vm以及多个控制参数cp来控制换相马达驱动器
120，使得换相马达驱动器120产生操作电流ip(步骤s23)，用以操作马达20。根据本发明的一实施例，由于控制器150系由内部电压vm所供电，因此当没有内部电压vm时，控制器150则无法正常运作。利用电压侦测器110，侦测供应电压vs而产生电压侦测信号sv(步骤s24)。控制器150根据电压侦测信号sv，判断是否发生电压异常事件(步骤s25)。
38.当控制器150判断电压异常事件发生时，先停止控制换相马达驱动器120产生操作电流ip，再储存控制参数cp(步骤s26)。回到步骤s25，当控制器150判断并未发生电压异常事件时，则回到步骤s21。
39.图3系显示根据本发明的另一实施例所述的控制方法的流程图。以下针对图3的说明，将搭配图1以利于说明解释的目的。如图3所示，步骤s31至步骤s33系与图2的步骤s21至步骤s23相同，在此不再赘述。
40.在步骤s34中，利用电流侦测器130，侦测操作电流ip而产生电流侦测信号si。并且，控制器150根据电流侦测信号si，判断是否发生电流异常事件(步骤s35)。当控制器150判断电流异常事件发生时，先停止控制换相马达驱动器120产生操作电流ip，再储存控制参数cp(步骤s36)。回到步骤s35，当控制器150判断并未发生电流异常事件时，则回到步骤s31。
41.图4系显示根据本发明的另一实施例所述的控制方法的流程图。以下针对图4的说明，将搭配图1以利于说明解释的目的。如图4所示，步骤s41至步骤s43系与图2的步骤s21至步骤s23以及图3的步骤s31至步骤s33相同，在此不再赘述。
42.在步骤s44中，接收转速侦测信号sh。根据本发明的一实施例，马达20包括霍尔元件21，其中霍尔元件21用以侦测马达20的转速而产生转速侦测信号sh。控制器150根据转速侦测信号sh，判断是否发生转速异常事件(步骤s45)。当控制器150判断转速异常事件发生时，先停止控制换相马达驱动器120产生操作电流ip，再储存控制参数cp(步骤s46)。回到步骤s45，当控制器150判断并未发生电流异常事件时，则回到步骤s41。
43.由于本发明的换相马达控制模块100系根据特定事件是否发生才将控制参数cp存入储存装置160，使得储存装置160的写入次数大幅减少，有助于延长储存装置160的寿命、降低控制器150的运行资源以及降低写入储存装置160的功率损耗。
44.并且，由于储能元件170的协助，使得在供应电压vs过低的情况下，控制器150能够有足够的时间停止控制换相马达驱动器120且记录最后一笔的控制参数cp。再者，当外部的主机10发出指令修改控制参数cp时，控制器150能够实时地将新的控制参数cp写入储存装置160。
45.以上所述为实施例的概述特征。所属技术领域中具有通常知识者应可以轻而易举地利用本发明为基础设计或调整本发明以实行相同的目的和/或达成此处介绍的实施例的相同优点。所属技术领域中具有通常知识者也应了解相同的配置不应背离本创作的精神与范围，在不背离本创作的精神与范围下他们可做出各种改变、取代和交替。说明性的方法仅表示示范性的步骤，但这些步骤并不一定要以所表示的顺序执行。可另外加入、取代、改变顺序和/或消除步骤以视情况而作调整，并与所揭露的实施例精神和范围一致。
46.符号说明
47.10主机
48.20马达
49.21霍尔元件
50.100换相马达驱动模块
51.110电压侦测器
52.120换相马达驱动器
53.130电流侦测器
54.140电压转换器
55.150控制器
56.160储存装置
57.170储能元件
58.vm内部电压
59.vs供应电压
60.si电流侦测信号
61.sv电压侦测信号
62.sec换相信号
63.ip操作电流
64.cp控制参数
65.s21～s26、s31～s36、s41～s46流程步骤。