馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的展頻系統(tǒng)及其方法與流程

本發(fā)明有關(guān)于一種展頻系統(tǒng)及其方法，特別是指一種馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的展頻系統(tǒng)及其方法。

背景技術(shù)：

電磁干擾(electromagneticdisturbance，簡(jiǎn)稱emi)可能是電磁噪音、無(wú)用信號(hào)或傳播媒介自身的變化。對(duì)于直流無(wú)刷馬達(dá)而言，一般含有周期性的脈波作為驅(qū)動(dòng)源，這方波是由奇次的正弦波所組成，每一個(gè)正弦波都會(huì)隱含固定頻率的突波能量，這突波能量往往就是emi的來(lái)源，而這emi的來(lái)源，往往會(huì)造成系統(tǒng)的干擾，造成對(duì)其它電子設(shè)備或馬達(dá)系統(tǒng)的影響。

接著，請(qǐng)參考圖1，現(xiàn)有技術(shù)馬達(dá)系統(tǒng)的架構(gòu)，包含：控制單元10、驅(qū)動(dòng)單元20與馬達(dá)單元30。一般由控制單元10產(chǎn)生固定周期的脈波寬度調(diào)變波給驅(qū)動(dòng)單元20，再產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)帶動(dòng)馬達(dá)單元30作動(dòng)。由于固定周期的脈波寬度調(diào)變波會(huì)帶有電磁干擾的來(lái)源，傳統(tǒng)的做法，會(huì)影響整個(gè)馬達(dá)系統(tǒng)的不穩(wěn)定。請(qǐng)參考圖2，一般固定周期的脈波寬度調(diào)變波給的頻譜示意圖。

對(duì)于馬達(dá)系統(tǒng)而言，現(xiàn)有技術(shù)往往需在供電處或系統(tǒng)端提供濾波器，用以濾除這電磁干擾所造成的能量，以降低對(duì)系統(tǒng)的影響。

但現(xiàn)有技術(shù)的問(wèn)題往往會(huì)造成馬達(dá)系統(tǒng)的成本大幅的提高，其因?yàn)閭鹘y(tǒng)的濾波器大多采用型濾波器，其架構(gòu)為電容、電感的組合，且往往需要二級(jí)，這對(duì)于馬達(dá)系統(tǒng)而言，其價(jià)格往往居高不下，因此有必要提出一種新的方法與架構(gòu)，能夠把馬達(dá)系統(tǒng)中的emi的問(wèn)題降低外，使其成本大幅的降低，這是所有廠商努力的方向。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的展頻方法及其方法

本發(fā)明提供一種馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的展頻方法，應(yīng)用于一具有q個(gè)脈波的連續(xù)波，包括以下幾個(gè)步驟：組配該調(diào)整單元，產(chǎn)生一第一調(diào)整參數(shù)與一第二調(diào)整參數(shù)，其中，設(shè)定一變量p，該變量p的初始值為零；組配該波形產(chǎn)生單元，依據(jù)該第一調(diào)整參數(shù)而產(chǎn)生一展頻脈波；組配該比較單元，比較該展頻脈波與該第二調(diào)整參數(shù)而輸出一個(gè)脈波寬度調(diào)變波；組配該調(diào)整單元，累加該變量p；組配該調(diào)整單元，判斷該變量p是否等于q，若否，則組配該比較單元，比較次一展頻脈波與次一第二調(diào)整參數(shù)而輸出次一個(gè)脈波寬度調(diào)變波，并跳回至累加該變量p，若是，則執(zhí)行下一步驟；組配該驅(qū)動(dòng)單元，接收該多個(gè)脈波寬度調(diào)變波而產(chǎn)生一驅(qū)動(dòng)信號(hào)；及組配該馬達(dá)單元，接收該驅(qū)動(dòng)信號(hào)而產(chǎn)生作動(dòng)；其中，該多個(gè)脈波寬度調(diào)變波的責(zé)任周期相同，且該多個(gè)脈波寬度調(diào)變波的頻率不同。

因此，本發(fā)明的另一目的，即在提供一種馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的展頻系統(tǒng)，包括：一調(diào)整單元，產(chǎn)生一第一調(diào)整參數(shù)與一第二調(diào)整參數(shù)；一波形產(chǎn)生單元，連接該調(diào)整單元，依據(jù)該第一調(diào)整參數(shù)而產(chǎn)生多個(gè)展頻波形；一比較單元，分別連接該波形產(chǎn)生器與該調(diào)整單元，接收該多個(gè)展頻波形與該第二調(diào)整參數(shù)并進(jìn)行比較而產(chǎn)生具有不同頻率且相同百分比責(zé)任周期寬度的多個(gè)脈波寬度調(diào)變波；一驅(qū)動(dòng)單元，連接比較單元，接收該多個(gè)脈波寬度調(diào)變波產(chǎn)生一驅(qū)動(dòng)信號(hào)；及一馬達(dá)單元，連接該驅(qū)動(dòng)單元，接收該驅(qū)動(dòng)信號(hào)而使該馬達(dá)單元作動(dòng)。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是在馬達(dá)系統(tǒng)中，利用展頻調(diào)變技術(shù)，將多個(gè)脈波寬度調(diào)變波調(diào)變?yōu)榫哂邢嗤呢?zé)任周期，且具有不同的頻率，借以降低馬達(dá)系統(tǒng)中的電磁干擾，以提升馬達(dá)與電子系統(tǒng)的穩(wěn)定度。

附圖說(shuō)明

圖1是現(xiàn)有馬達(dá)輸出的系統(tǒng)示意圖；

圖2是固定頻率的pwm頻譜示意圖；

圖3是本發(fā)明的系統(tǒng)示意圖；

圖4是本發(fā)明的調(diào)整單元的第一實(shí)施例；

圖5是本發(fā)明的調(diào)整單元的第二實(shí)施例；

圖6是本發(fā)明的展頻波形示意圖；

圖7是本發(fā)明的具有不同頻率且相同責(zé)任周期的多個(gè)脈波寬度調(diào)變波示意圖；

圖8是本發(fā)明的三角波脈波寬度展頻示意圖；

圖9是本發(fā)明的馬達(dá)展頻時(shí)間調(diào)整補(bǔ)償?shù)谝皇疽鈭D；

圖10是本發(fā)明的馬達(dá)展頻時(shí)間調(diào)整補(bǔ)償?shù)诙疽鈭D；及

圖11是本發(fā)明的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的展頻系統(tǒng)的方法流程圖。

圖中：

現(xiàn)有技術(shù)中：

10控制單元；

20驅(qū)動(dòng)單元。

30馬達(dá)單元；

本發(fā)明中：

40調(diào)整單元；

401變數(shù)器；

402第一乘法器；

403第二乘法器；

404第一對(duì)映器；

405第二對(duì)映器；

50波形產(chǎn)生單元；

60比較單元；

m1第一晶體管；

m2第二晶體管；

m3第三晶體管；

m4第四晶體管；

m5第五晶體管；

m6第六晶體管；

406時(shí)間參數(shù)器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本發(fā)明并能予以實(shí)施，但所舉實(shí)施例不作為對(duì)本發(fā)明的限定。

參閱圖3，本發(fā)明的一較佳實(shí)施例，提供一種馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的展頻系統(tǒng)，包括調(diào)整單元40、波形產(chǎn)生單元50、比較單元60、驅(qū)動(dòng)單元20和馬達(dá)單元30。一調(diào)整單元40，產(chǎn)生一第一調(diào)整參數(shù)與一第二調(diào)整參數(shù)。一波形產(chǎn)生單元50，連接該調(diào)整單元40，依據(jù)該第一調(diào)整參數(shù)而產(chǎn)生漸變且非固定頻率的多個(gè)展頻波形。一比較單元60，分別連接該波形產(chǎn)生單元50與該調(diào)整單元40，接收該多個(gè)展頻波形與該第二調(diào)整參數(shù)并進(jìn)行比較而產(chǎn)生具有不同頻率且百分比相同責(zé)任周期寬度的多個(gè)脈波寬度調(diào)變波；一驅(qū)動(dòng)單元20，連接比較單元60，接收該多個(gè)脈波寬度調(diào)變波產(chǎn)生一驅(qū)動(dòng)信號(hào)；及一馬達(dá)單元30，連接該驅(qū)動(dòng)單元20，接收該驅(qū)動(dòng)信號(hào)而使該馬達(dá)單元30作動(dòng)。

本發(fā)明的馬達(dá)單元30可以是單相馬達(dá)，三相馬達(dá)，又或者是多相馬達(dá)。其中，該多個(gè)展頻波形具有不同頻率的一三角波或一鋸齒波。

其中，由調(diào)整單元40產(chǎn)生不同的第一調(diào)整參數(shù)與第二調(diào)整參數(shù)。其中，波形產(chǎn)生單元50依據(jù)該第一調(diào)整參數(shù)而產(chǎn)生多個(gè)展頻波形，該多個(gè)展頻波形如圖3所示三角波的大小與頻率已不同，此稱之為展頻波形(波形1)。為了使得比較單元60輸出的多個(gè)脈波寬度調(diào)變波的責(zé)任周期相同(例舉以百分比責(zé)任周期為50%的情形下)，第二調(diào)整參數(shù)必須跟著展頻波形的電壓的高低跟著調(diào)整，如波形2所示，經(jīng)由比較單元60的比較，可以得到波形3的多個(gè)脈波寬度調(diào)變波。經(jīng)由圖3的波形3可以得知，利用本發(fā)明可以得知，得到具有不同頻率且百分比相同責(zé)任周期寬度的多個(gè)脈波寬度調(diào)變波。

接著，請(qǐng)參考圖4，本發(fā)明的調(diào)整單元40的第一實(shí)施例。其中，該調(diào)整單元40包含：一變量器401，產(chǎn)生一刻度變量；一第一乘法器402，連接該變量器401，接收該刻度變量與一時(shí)間參數(shù)并進(jìn)行相乘一而產(chǎn)生該第一調(diào)整參數(shù)；及一第二乘法器403，連接該變數(shù)器401，接收該刻度變量與一命令參數(shù)并進(jìn)行相乘而產(chǎn)生該第二調(diào)整參數(shù)。

接著，請(qǐng)參考圖5，本發(fā)明的調(diào)整單元40的第二實(shí)施例。其中，該調(diào)整單元40包含：一變量器401，產(chǎn)生一刻度變量；一第一對(duì)映器404，連接該變量器401，接收該刻度變量與一時(shí)間參數(shù)而產(chǎn)生該第一調(diào)整參數(shù)；及一第二對(duì)映器405，連接該變數(shù)器401，接收該刻度變量與一命令參數(shù)而產(chǎn)生該第二調(diào)整參數(shù)。

其中，該變量器401的刻度變量可以是隨機(jī)變量、累加變量、累減變量或累加減變量的組合。其中，刻度變量為常數(shù)。

以下為本發(fā)明累加減變數(shù)的較佳實(shí)施例：

展頻波形我們以20k的頻率為基準(zhǔn)，所以想要求得的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)展頻的多個(gè)脈波寬度調(diào)變波的循環(huán)比例為20k±2%，變量器401的刻度變量利用循環(huán)累加減變量的做法，我們可以得到刻度變量為k1=1、k2=0.99、k3=0.98、k4=0.99、k5=1、k6=1.01、k7=1.02與k8=1.01。接著，第一乘法器402接收k1、k2、k3、k4、k5、k6、k7、k8與時(shí)間參數(shù)并相乘而為第一調(diào)整參數(shù)(kt1、kt2、kt3、kt4、kt5、kt6、kt7、kt8)，并將第一調(diào)整參數(shù)送到波形產(chǎn)生單元50，而得到的多個(gè)展頻波形，如圖6所示，展頻波形的頻率為20k、20.2k、20.4k、20.2k、20k、19.8k、19.6k、19.8k。接著，假設(shè)利用定時(shí)器預(yù)產(chǎn)生20k三角波時(shí)，其計(jì)數(shù)的數(shù)值為1250，一般而言要產(chǎn)生百分比責(zé)任周期為50%時(shí)，命令參數(shù)則為625。當(dāng)?shù)诙朔ㄆ?03接收k1、k2、k3、k4、k5、k6、k7、k8與命令參數(shù)并相乘而為第二調(diào)整參數(shù)(km1、km2、km3、km4、km5、km6、km7、km8)時(shí)。

接著，利用比較單元60比較多個(gè)展頻波形與第二調(diào)整參數(shù)而得到圖7的不同頻率且有百分比相同責(zé)任周期寬度的多個(gè)脈波寬度調(diào)變波(相同責(zé)任周期寬度的比例)。

其中，該多個(gè)脈波寬度調(diào)變波的循環(huán)頻率差為正、負(fù)百分比10以內(nèi)，一般的該多個(gè)脈波寬度調(diào)變波的循環(huán)頻率差常用的為3、5、8的比例。

其中，該多個(gè)脈波寬度調(diào)變波的常用的個(gè)數(shù)是2至128，但本發(fā)明不加以限定。

本發(fā)明的隨機(jī)變量、累加變量、累減變量的做法并上述相同，在此就不加以敘述。

接著，請(qǐng)參圖8，該多個(gè)展頻波形為漸變的一鋸齒波，第二調(diào)整參數(shù)必須跟著展頻波形的電壓的高低跟著調(diào)整，如波形2所示，經(jīng)由比較單元60的比較，可以得到波形3為具有不同頻率且百分比相同責(zé)任周期寬度的多個(gè)脈波寬度調(diào)變波。

再來(lái)，請(qǐng)參考圖9與圖10中的驅(qū)動(dòng)單元20，一般而言驅(qū)動(dòng)單元20用在三相直流馬達(dá)上，會(huì)有六個(gè)晶體管m1/m2/m3/m4/m5/m6，三相直流馬達(dá)的動(dòng)作就是利用此六個(gè)晶體管的開(kāi)啟與關(guān)關(guān)來(lái)控制馬達(dá)的運(yùn)轉(zhuǎn)。而在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于第一晶體管m1與第四晶體管m4可能同時(shí)導(dǎo)通，造成短路現(xiàn)象，所以再控制展頻的多個(gè)脈波寬度調(diào)變波時(shí)，并利用一時(shí)間參數(shù)器406，依據(jù)一開(kāi)關(guān)導(dǎo)通信息調(diào)整該命令參數(shù)，進(jìn)而避免第一晶體管m1與第四晶體管m4同時(shí)導(dǎo)通，此導(dǎo)通時(shí)間為dt(deadtime)。所以時(shí)間參數(shù)器就是利用開(kāi)關(guān)導(dǎo)通信息來(lái)調(diào)整該命令參數(shù)，進(jìn)而展頻的多個(gè)脈波寬度調(diào)變波新的責(zé)任周期寬度的時(shí)間為原本的責(zé)任周期寬度的時(shí)間減去至少一倍的開(kāi)關(guān)導(dǎo)通信息(dt的時(shí)間)。亦即，時(shí)間參數(shù)器406會(huì)調(diào)整與改變?cè)摰诙{(diào)整參數(shù)。

其中，具有多個(gè)脈波寬度調(diào)變波的百分比相同責(zé)任周期寬度為((kt1-dt/tkm1)×100%=50%，(kt2-dt/tkm2)×100%=50%，(kt3-dt/tkm3)×100%=50%，(kt4-dt/tkm4)×100%=50%，(kt5-dt/tkm)×100%=50%，(kt6-dt/tkm6)×100%=50%，(kt7-dt/tkm7)×100%=50%，(kt8-dt/tkm)×100%8=50%)。亦即，每個(gè)該脈波寬度調(diào)變波的責(zé)任周期寬度百分比的比例為該第二調(diào)整參數(shù)的時(shí)間減dt的時(shí)間除于該展頻波形的時(shí)間，并相乘100%。

相同，于第二晶體管m2、第五晶體管m5可能同時(shí)導(dǎo)通，與于第三晶體管m3、第六晶體管m6可能同時(shí)導(dǎo)通的情此，于此就不加以贅述。

接著，請(qǐng)參考圖11，其為本發(fā)明馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的展頻系統(tǒng)的方法流程圖，應(yīng)用于一具有q個(gè)脈波的連續(xù)波、一調(diào)整單元40、一波形產(chǎn)生單元50、一比較單元60、一馬達(dá)單元30、一驅(qū)動(dòng)單元20，包含以下的步驟：

s110：組配該調(diào)整單元，產(chǎn)生一第一調(diào)整參數(shù)與一第二調(diào)整參數(shù)，其中，設(shè)定一變量p，該變量p的初始值為零。

s120：組配該波形產(chǎn)生單元，依據(jù)該第一調(diào)整參數(shù)而產(chǎn)生一展頻脈波。

s130：組配該比較單元，比較該展頻脈波與該第二調(diào)整參數(shù)而輸出一個(gè)脈波寬度調(diào)變波。

s140：組配該調(diào)整單元，累加該變量p。

s150：組配該調(diào)整單元，判斷該變量p是否等于q，若否，則組配該比較單元，比較次一展頻脈波與次一第二調(diào)整參數(shù)而輸出次一個(gè)脈波寬度調(diào)變波，并跳回至累加該變量p，若是，則執(zhí)行下一步驟。

s160：組配該驅(qū)動(dòng)單元，接收該多個(gè)脈波寬度調(diào)變波而產(chǎn)生一驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

s170：組配該馬達(dá)單元，接收該驅(qū)動(dòng)信號(hào)而產(chǎn)生作動(dòng)。

其中，該多個(gè)脈波寬度調(diào)變波的百分比責(zé)任周期相同，且該多個(gè)脈波寬度調(diào)變波的頻率不同。

其中，該多個(gè)脈波寬度調(diào)變波的個(gè)數(shù)n為2至128。

其中，該脈波為一三角波或一鋸齒波，且該脈波的頻率為3k至100k。其中，該多個(gè)脈波寬度調(diào)變波的頻率差為正、負(fù)百分比10。

綜合上述，本發(fā)明將傳統(tǒng)pwm控制馬達(dá)的方式改變成以展頻的方式改變pwm的頻率，但pwm的責(zé)任周期卻是的相同的情形下，使得馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)的加注能量是不變的情形下，轉(zhuǎn)速得以控制，并且透過(guò)改pwm的頻率，降低系統(tǒng)的emi問(wèn)題。本發(fā)明具有在馬達(dá)系統(tǒng)制造成本低的具體功效，可以突顯本發(fā)明在降低馬達(dá)emi的優(yōu)勢(shì)，故可以達(dá)成本發(fā)明的目的。

以上所述實(shí)施例僅是為充分說(shuō)明本發(fā)明而所舉的較佳的實(shí)施例，本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于此。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明基礎(chǔ)上所作的等同替代或變換，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書(shū)為準(zhǔn)。