專利名稱：一種無(wú)刷直流馬達(dá)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種無(wú)刷直流馬達(dá)，其特別有關(guān)于將一交流電源控制的無(wú)刷直流馬達(dá)。
背景技術(shù)：
如圖1所示，于2001年8月21日頒予Horgn等人的美國(guó)專利第6278248號(hào)“具交流電源驅(qū)動(dòng)的無(wú)刷直流馬達(dá)風(fēng)扇”，其揭示一轉(zhuǎn)換電路(converter circuit)1包含一橋式整流器(bridge rectifier)11、一電阻器(resi stor)12及一濾波器(filter)13。該電阻器12是用以壓降交流電源，以提供適用于無(wú)刷直流馬達(dá)的交流電源。該轉(zhuǎn)換電路1籍由該橋式整流器11將交流電源轉(zhuǎn)換成直流電源，并將直流電源供應(yīng)至一馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電路2及一感應(yīng)元件20，如此可使該無(wú)刷直流馬達(dá)風(fēng)扇適用于交流電源，而不必要限制該無(wú)刷直流馬達(dá)這必須使用于直流電源。
然而，該轉(zhuǎn)換電路1的電阻器12在進(jìn)行壓降時(shí)，將一般市用交流電源轉(zhuǎn)換成適用于小型無(wú)刷直流馬達(dá)的低壓交流電源，例如AC110V壓降至AC12V或AC220V壓降至AC24V。此時(shí)，該電阻器12會(huì)因電能消耗而持續(xù)產(chǎn)生熱能，因此該無(wú)刷直流馬達(dá)風(fēng)扇在正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，必然產(chǎn)生溫升甚至過熱的現(xiàn)象。
此外，一旦該無(wú)刷直流馬達(dá)風(fēng)扇卡死、鎖住或運(yùn)轉(zhuǎn)不順暢時(shí)，導(dǎo)致通過該電阻器12的電流突增，因而增加該電阻器12的電能消耗。若該電阻器12過度消耗電能時(shí)，可能導(dǎo)致該電阻器12及其它馬達(dá)元件燒毀。
請(qǐng)參照?qǐng)D2所示，美國(guó)專利第6278248號(hào)另揭示一轉(zhuǎn)換電路1’，包含一電容器組14、一電阻器組15及一穩(wěn)壓二極管16。該電阻器組15具有電能消耗而產(chǎn)生熱能的問題。同樣的，該電容器組14是做為濾波使用亦會(huì)產(chǎn)生過熱現(xiàn)象。
有鑒于此，本發(fā)明改良上述的缺點(diǎn)，將一交流電源利用一整流單元進(jìn)行整流，再利用一穩(wěn)壓控制單元及一穩(wěn)壓?jiǎn)卧M(jìn)行穩(wěn)壓控制，即簡(jiǎn)單完成可使用交流電源的一無(wú)刷直流馬達(dá)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要目的是提供一種具交流電源控制的無(wú)刷直流馬達(dá)，其將一交流電源利用一整流單元進(jìn)行整流，再利用一穩(wěn)壓控制單元及一穩(wěn)壓?jiǎn)卧刂圃撜骱蟮闹绷麟娫词乖撝绷麟娫葱纬筛邏罕蛔杞^而低壓可通過，以提供一穩(wěn)定的直流電源供馬達(dá)的驅(qū)動(dòng)回路使用，使本發(fā)明具有低損耗及延長(zhǎng)馬達(dá)使用壽命的功效。
本發(fā)明的次要目的是提供一種具交流電源控制的無(wú)刷直流馬達(dá)，其利用一整流單元串聯(lián)一突波吸收單元及一濾波單元，以保護(hù)一直流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路，使本發(fā)明具有保護(hù)馬達(dá)元件的功效。
本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種無(wú)刷直流馬達(dá)，其特征在于，其具有一轉(zhuǎn)換電路及一馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路，該轉(zhuǎn)換電路包含一整流單元，其連接一交流電源以供應(yīng)適用于該無(wú)刷直流馬達(dá)的直流電源；一穩(wěn)壓控制單元，其連接于該整流單元及馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路之間；及一穩(wěn)壓?jiǎn)卧?，其連接于該穩(wěn)壓控制單元及馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路之間，該穩(wěn)壓?jiǎn)卧靡蕴峁┮环€(wěn)定的直流電壓至該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路；籍由整流單元輸出的直流電源經(jīng)該穩(wěn)壓控制單元控制該穩(wěn)壓?jiǎn)卧?，以?dǎo)通、關(guān)閉該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路，藉此防上高電壓大電流通過該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路及同時(shí)提供一穩(wěn)定的直流電源至馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路。
其中該整流單元是一橋式整流器。
其中另包含一突波吸收單元，其串接于該整流單元及該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路之間。
其中該突波吸收單元為一變阻器。
其中另包含一濾波單元，其串接于該整流單元及該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路。
其中該濾波單元為一電容器。
其中該穩(wěn)壓控制單元包含一OP運(yùn)算放大器、一二極管、一第一電阻器、一第二電阻器、一第三電阻器、一第一電容器、一第四電阻器及一第二電容器。
其中該二極管、第一電阻器、第三電阻器及第一電容器共同用以提供一預(yù)定浮動(dòng)參考電壓Vref至該OP運(yùn)算放大器。
其中該穩(wěn)壓?jiǎn)卧獮榻饘傺趸锇雽?dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管。
根據(jù)本發(fā)明的具交流電源控制的無(wú)刷直流馬達(dá)，該無(wú)刷直流馬達(dá)包含一轉(zhuǎn)換電路及一直流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路。該轉(zhuǎn)換電路包含一整流單元、一突波吸收單元、一濾波單元、一穩(wěn)壓控制單元及一穩(wěn)壓?jiǎn)卧?。該整流單元、突波吸收單元、濾波單元串聯(lián)于一交流電源及該直流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路之間，以便將該交流電源進(jìn)行整流、吸收突波及濾波，并供應(yīng)至該直流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路。該穩(wěn)壓控制單元及穩(wěn)壓?jiǎn)卧泶?lián)于該整流單元及直流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)路之間，以便在該直流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路上允許低壓通過并防止高壓通過，使該直流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)路在該穩(wěn)壓控制單元及穩(wěn)壓?jiǎn)卧目刂葡伦鬟\(yùn)動(dòng)。


圖1為美國(guó)專利第6278248號(hào)無(wú)刷直流馬達(dá)風(fēng)扇的轉(zhuǎn)換電路的電路2為美國(guó)專利第6278248號(hào)無(wú)刷直流馬達(dá)風(fēng)扇的另一轉(zhuǎn)換電路的電路3為本發(fā)明較佳實(shí)施例具交流電源控制的無(wú)刷直流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路的流程方塊4為本發(fā)明較佳實(shí)施例具交流電源控制的無(wú)刷直流馬達(dá)的無(wú)刷直流馬達(dá)的電路圖具體實(shí)施方式
如圖3所示，為本發(fā)明較佳實(shí)施例具交流電源控制的無(wú)刷直流馬達(dá)的流程方塊圖。本發(fā)明較佳實(shí)施例具交流電源控制的無(wú)刷直流馬達(dá)包含一轉(zhuǎn)換電路3及一直流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路4。該轉(zhuǎn)換電路3串接于一交流電源AC及該直流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路4之間，將交流電源AC轉(zhuǎn)換成適用于無(wú)刷直流馬達(dá)的直流電源，例如12V。該轉(zhuǎn)換電路3包含一整流單元31、一突波吸收單元32、一濾波單元33、一穩(wěn)壓控制單元34及一穩(wěn)壓?jiǎn)卧?5請(qǐng)?jiān)賲⒄請(qǐng)D3所示，該整流單元31、突波吸收單元32、濾波單元33串聯(lián)于交流電源及該直流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路4之間，以便將該交流電源進(jìn)行整流、吸收突波及濾波，并供應(yīng)至該直流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路4。
請(qǐng)參照?qǐng)D3及圖4所示，該整流單元31具有一輸入端及一輸出端，該輸入端連接至該交流電源，該輸出端則連接至該突波吸收單元32。該整流單元31將交流電源轉(zhuǎn)換成直流電源，并供應(yīng)至該直流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路4。該整流單元31較佳是橋式整流器或二極管元件等。
請(qǐng)?jiān)賲⒄請(qǐng)D3及圖4所示，該突波吸收單元32連接于該整流單元31及濾波單元33之間，其用以吸收該交流電源產(chǎn)生的突波，以防止突波破壞馬達(dá)元件。該突波吸收單元32較佳是變阻器(varistor)，其具有電壓相依非線性電阻，且隨施加電壓增加而顯著下降的雙極半導(dǎo)體元件(dipole semiconductordevice)。
請(qǐng)?jiān)賲⒄請(qǐng)D3及圖4所示，該濾波單元33是連接于該突波波吸收單元32及直流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路4之間。該濾波單元33較佳為電容器以便將電源濾波。該整流單元31將直流電源輸出至該突波吸收單元32及濾波單元33，該濾波單元32將直流電源進(jìn)行濾波后供應(yīng)一穩(wěn)定電壓至該直流驅(qū)動(dòng)馬達(dá)回路4。
請(qǐng)?jiān)賲⒄請(qǐng)D3及圖4所示。該穩(wěn)壓控制單元34及穩(wěn)壓?jiǎn)卧?5另串聯(lián)于該整流單元31及直流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路4之間以便接收經(jīng)整流單元31整流后的直流電源進(jìn)行穩(wěn)壓控制以形成一穩(wěn)定的直流電壓供應(yīng)該直流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路4，如此該直流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路4在該穩(wěn)壓控制單元34及穩(wěn)壓?jiǎn)卧?5的控制下運(yùn)轉(zhuǎn)。該穩(wěn)壓控制單元34包含一OP運(yùn)算放大器341、一二極管342、一第一電阻器343、一第二電阻器344、一第三電阻器345、一第一電容器346、一第四電阻器347及一第二電容器348。該OP運(yùn)算放大器341具有一正輸入端、一負(fù)輸入端及一輸出端。該OP運(yùn)算放大器341的正輸入端連接至二極管342、第一電阻器343、第三電阻器345及第一電容器346，藉由該二極管342、第一電阻器343、第三電阻器345及第一電容器346，共同用以提供一預(yù)定浮動(dòng)參考電壓Vref至該正輸入端。該OP運(yùn)算放大器341的負(fù)輸入端連接至該第四電阻器347及第二電容器348，將直流電壓Vcc輸入至該負(fù)輸入端。該OP運(yùn)算放大器341的輸出端連接至該穩(wěn)壓?jiǎn)卧?5。此時(shí)，該OP運(yùn)算放大器341將該直流電壓Vcc與預(yù)定浮動(dòng)參考電壓Vref進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果輸出至該穩(wěn)壓?jiǎn)卧?5，藉此進(jìn)行控制該穩(wěn)壓?jiǎn)卧?5。
當(dāng)該直流電壓Vcc低于預(yù)定浮動(dòng)參考電壓Vref時(shí)，該穩(wěn)壓控制單元34導(dǎo)通該穩(wěn)壓?jiǎn)卧?5，以允許低電壓通過該直流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路4，因此該直流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路4僅需設(shè)置低耐壓、低功率元件。
當(dāng)該直流電壓Vcc高于預(yù)定浮動(dòng)參考電壓Vref時(shí)，該穩(wěn)壓控制單元34切斷該穩(wěn)壓?jiǎn)卧?5，不允許高電壓大電流通過該直流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路4，以保護(hù)該直流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路4的低耐壓、低功率元件。由于無(wú)大電流通過，所以該直流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路4具有不需使用高耐壓、高功率元件的優(yōu)點(diǎn)。
請(qǐng)?jiān)賲⒄請(qǐng)D3及圖4所示，該穩(wěn)壓?jiǎn)卧^佳是金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管(MOSFET)。該穩(wěn)壓?jiǎn)卧?5連接于該穩(wěn)壓控制單元34及直流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路4之間，其可籍由該穩(wěn)壓控制單元34的輸出進(jìn)行控制，以便只允許低壓通過該直流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路4，同時(shí)阻絕高壓通過該直流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路4。
請(qǐng)?jiān)賲⒄請(qǐng)D3及圖4所示，該直流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路4包含一驅(qū)動(dòng)元件41、一第一線圈42、一第二線圈43、一第一開關(guān)44及一第二開關(guān)45。該驅(qū)動(dòng)元件41依霍爾訊號(hào)交替控制該第一開關(guān)44及第二開關(guān)45，以交替導(dǎo)通該第一線圈42及第二線圈43。
請(qǐng)參照?qǐng)D4所示，為本發(fā)明較佳實(shí)施例具有交流電源控制的無(wú)刷直流驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的無(wú)刷直流馬達(dá)的電路圖。當(dāng)該無(wú)刷直流馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，交流電源的電流經(jīng)該整流單元31、突波吸收單元32、濾波單元33的整流、穩(wěn)流及濾波，并輸出至該直流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路4，同時(shí)該穩(wěn)壓控制單元34則比較該直流電壓Vcc與預(yù)定浮動(dòng)參考電壓Vref。
當(dāng)該直流電壓Vcc低于預(yù)定浮動(dòng)參考電壓Vref時(shí)，該穩(wěn)壓控制單元34的OP運(yùn)算放大器341的一輸出導(dǎo)通該穩(wěn)壓?jiǎn)卧?5。此時(shí)，該整流單元31的直流電壓經(jīng)該直流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路4的驅(qū)動(dòng)元件41控制該第一開關(guān)44及第二開關(guān)45的交替導(dǎo)通，如此交替經(jīng)該第一線圈42及第二線圈43進(jìn)行激磁再由該穩(wěn)壓?jiǎn)卧?5進(jìn)行穩(wěn)壓，即允許低壓通過并阻絕高壓通過。
請(qǐng)?jiān)賲⒄請(qǐng)D4所示，本發(fā)明的轉(zhuǎn)換電路3藉由該穩(wěn)壓控制單元34及穩(wěn)壓?jiǎn)卧?5進(jìn)行穩(wěn)壓控制，以保護(hù)該直流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路4。當(dāng)直流電壓上升時(shí)，該穩(wěn)壓控制單元34及穩(wěn)壓?jiǎn)卧?5立即關(guān)閉，以停止交流電源的大電流通過該直流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路4。
本發(fā)明的上述較佳實(shí)施例，并非用以限定本發(fā)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)刷直流馬達(dá)，其特征在于，其具有一轉(zhuǎn)換電路及一馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路，該轉(zhuǎn)換電路包含一整流單元，其連接一交流電源以供應(yīng)適用于該無(wú)刷直流馬達(dá)的直流電源；一穩(wěn)壓控制單元，其連接于該整流單元及馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路之間；及一穩(wěn)壓?jiǎn)卧溥B接于該穩(wěn)壓控制單元及馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路之間，該穩(wěn)壓?jiǎn)卧靡蕴峁┮环€(wěn)定的直流電壓至該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路；籍由整流單元輸出的直流電源經(jīng)該穩(wěn)壓控制單元控制該穩(wěn)壓?jiǎn)卧?，以?dǎo)通、關(guān)閉該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路，藉此防上高電壓大電流通過該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路及同時(shí)提供一穩(wěn)定的直流電源至馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路。
2.如權(quán)利要求1所述的無(wú)刷直流馬達(dá)，其特征在于，其中該整流單元是一橋式整流器。
3.如權(quán)利要求1所述的無(wú)刷直流馬達(dá)，其特征在于，其中另包含一突波吸收單元，其串接于該整流單元及該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路之間。
4.如權(quán)利要求3所述的無(wú)刷直流馬達(dá)，其特征在于，其中該突波吸收單元為一變阻器。
5.如權(quán)利要求1所述的無(wú)刷直流馬達(dá)，其特征在于，其中另包含一濾波單元，其串接于該整流單元及該馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路。
6.如權(quán)利要求5所述的無(wú)刷直流馬達(dá)，其特征在于，其中該濾波單元為一電容器。
7.如權(quán)利要求1所述的無(wú)刷直流馬達(dá)，其特征在于，其中該穩(wěn)壓控制單元包含一OP運(yùn)算放大器、一二極管、一第一電阻器、一第二電阻器、一第三電阻器、一第一電容器、一第四電阻器及一第二電容器。
8.如權(quán)利要求7所述的無(wú)刷直流馬達(dá)，其特征在于，其中該二極管、第一電阻器、第三電阻器及第一電容器共同用以提供一預(yù)定浮動(dòng)參考電壓Vref至該OP運(yùn)算放大器。
9.如權(quán)利要求1所述的無(wú)刷直流馬達(dá)，其特征在于，其中該穩(wěn)壓?jiǎn)卧獮榻饘傺趸锇雽?dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管。
全文摘要
一種具交流電源控制的無(wú)刷直流馬達(dá)，該無(wú)刷直流馬達(dá)包含一轉(zhuǎn)換電路及一直流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路。該轉(zhuǎn)換電路包含一整流單元、一突波吸收單元、一濾波單元、一穩(wěn)壓控制單元及一穩(wěn)壓?jiǎn)卧?。該整流單元、突波吸收單元、濾波單元串聯(lián)于一交流電源及該直流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路之間，以便將該交流電源進(jìn)行整流、吸收突波及濾波，并供應(yīng)至該直流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路。該穩(wěn)壓控制單元及穩(wěn)壓?jiǎn)卧泶?lián)于該整流單元及直流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路之間，以便在該直流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路上允許低壓通過并防止高壓通過，如此該直流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)回路在該穩(wěn)壓控制車元及穩(wěn)壓?jiǎn)卧目刂葡伦鬟\(yùn)動(dòng)。
文檔編號(hào)H02P6/00GK1567697SQ0313749
公開日2005年1月19日 申請(qǐng)日期2003年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月25日
發(fā)明者洪銀樹, 吳文忠, 鄭宗根 申請(qǐng)人:建準(zhǔn)電機(jī)工業(yè)股份有限公司