CN105429521A - 马达驱动电路、检测单相直流马达转向的方法及马达的启动方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种马达驱动电路，该马达驱动电路包含反电动势检测模块以及处理模块。反电动势检测模块电连接于单相直流马达，用以检测该单相直流马达的反电动势，并相对应地输出检测信号。处理模块电连接于反电动势检测模块以及单相直流马达，处理模块根据检测信号和单相直流马达内置的霍尔元件输出的霍尔信号，判断单相直流马达的转向并控制单相直流马达。

Description

马达驱动电路、检测单相直流马达转向的方法及马达的启动方法

技术领域

本发明关于一种马达驱动电路，特别关于一种单相直流马达驱动电路。

背景技术

一般而言，当风扇马达启动时，若风扇因系统内部的回风过强而处于反转，容易因启动后无法将马达带回正转而累积能量造成过电流，烧毁风扇的内部元件。因此，于风扇马达启动时先检测转子是否处于反转状态并相应地进行控制为本技术领域的重要课题。

以往检测单相直流马达(SinglePhaseDCMotor)的转向，是通过两颗设置于马达转子不同角度的霍尔元件(HallElement)，应用霍尔效应(HallEffect)的原理，比较两者信号时序差异以判断马达转子转向。此方法至少须在直流马达上装设两颗霍尔元件以进行转向的判断，在控制电路上也须占用多个控脚位连接霍尔元件，在设计上十分复杂而不便。

发明内容

本发明的一方式为一种驱动电路。根据本发明一实施例，该驱动电路包含反电动势检测模块以及处理模块。反电动势检测模块电连接于单相直流马达，用以检测单相直流马达的反电动势(BackElectromotiveForce)，并相对应地输出检测信号。处理模块电连接于反电动势检测模块以及单相直流马达，并根据检测信号、参考电平和单相直流马达内置霍尔元件输出的霍尔信号，判断单相直流马达的转向并控制单相直流马达。

本发明的另一方式为一种检测马达转向的方法，该方法包含下列步骤：检测单相直流马达的反电动势，并相对应的输出检测信号；接收单相直流马达内置的霍尔元件输出的霍尔信号；根据检测信号、参考电平和霍尔信号判断单相直流马达的转向。

本发明的又一方式为一种应用上述转向检测的马达的启动方法，该方法包含下列步骤：根据单相直流马达内置的霍尔元件输出的霍尔信号判断单相直流马达是否为动态；当单相直流马达被判断为静态时，直接启动单相直流马达；当单相直流马达为动态时，根据检测信号、参考电平和霍尔信号判断单相直流马达的转向，其中检测信号与单相直流马达的反电动势相对应；根据单相直流马达的转向控制该单相直流马达。

附图说明

图1为根据一实施例所绘示的驱动电路方块图；

图2为根据一实施例所绘示的驱动电路示意图；

图3A、3B为根据一实施例所绘示马达处于不同转向时反电动势及检测信号的波形示意图；

图4为根据另一实施例所绘示的驱动电路示意图；

图5为根据又一实施例所绘示的驱动电路示意图；

图6为根据一实施例所绘示的马达的启动方法流程图；

图7为根据一实施例所绘示的动态逆转启动细部流程图。

【符号说明】

100：驱动电路

110：霍尔元件

120：处理模块

122：控制单元

124：驱动单元

130：反电动势检测模块

132、132a、132b：输入端

134、134a、134b：输出端

136、136a、136b：电阻单元

138、138a、138b：电阻单元

140：单相直流马达

600：方法

S610～S670：步骤

S700～S780：步骤

Hall_s：霍尔信号

Va、Vb：反电动势

Vas、Vbs：检测信号

CS：控制信号

S1、S2、S3、S4：开关信号

D1、D2：二极管

Q1、Q2、Q3、Q4：开关

R1、R2、R3、R4、R5、R6：电阻

OP1：比较器

VDD：电压源

Vref：参考电压

具体实施方式

下文举实施例配合所附附图作详细说明，以更好地理解本发明的方式，但所提供的实施例并非用以限制本公开所涵盖的范围，而结构操作的描述非用以限制其执行的顺序，任何由元件重新组合的结构，所产生具有均等功效的装置，皆为本公开所涵盖的范围。此外，根据业界的标准及惯常做法，附图仅以辅助说明为目的，并未依照原尺寸作图，实际上各种特征的尺寸可任意地增加或减少以便于说明。下述说明中相同元件将以相同的符号标示来进行说明以便于理解。

在全篇说明书与申请专利范围所使用的用词(terms)，除有特别注明外，通常具有每个用词使用在此领域中、在此公开的内容中与特殊内容中的平常意义。某些用以描述本公开的用词将于下或在此说明书的别处讨论，以提供本领域技术人员在有关本公开的描述上额外的引导。

关于本文中所使用的『约』、『大约』或『大致』一般通常指数值的误差或范围于百分的二十以内，较好地是于百分的十以内，而更佳地则是于百分的五以内。文中若无明确说明，其所提及的数值皆视作为近似值，例如可如『约』、『大约』或『大致』所表示的误差或范围，或其他近似值。

此外，在本文中所使用的用词『包含』、『包括』、『具有』、『含有』等等，均为开放性的用语，即意指『包含但不限于』。此外，本文中所使用的『及/或』，包含相关列举项目中一或多个项目的任意一个以及其所有组合。

于本文中，当一元件被称为『连接』或『耦接』时，可指『电连接』或『电性耦接』。『连接』或『耦接』亦可用以表示二或多个元件间相互搭配操作或互动。此外，虽然本文中使用『第一』、『第二』、…等用语描述不同元件，该用语仅是用以区别以相同技术用语描述的元件或操作。除非上下文清楚指明，否则该用语并非特别指称或暗示次序或顺位，亦非用以限定本发明。

本发明的一方式为一种驱动电路。请参考图1，图1为根据本发明一实施例所绘示的驱动电路100方块图。在结构上，驱动电路100包含处理模块120以及反电动势检测模块130。处理模块120电连接于反电动势检测模块130以及单相直流马达140，反电动势检测模块130电连接于单相直流马达140。

单相直流马达140的定子上设置有霍尔元件110(为了说明的方便，于图1中将霍尔元件110独立于单相直流马达140的外绘示)。当在一导体上外加与电流方向垂直的磁场时，会使得导体中的电子受到洛伦兹力聚集产生电场，此现象即称为霍尔效应，其产生的内建电压称为霍尔电压。当单相直流马达140转动时，霍尔元件110检测所产生的磁场变化，并相应地输出霍尔信号Hall_s。

当单相直流马达140被带转动时，马达的线圈中会产生的电压即称为反电动势(backelectromotiveforce，back-EMF)。反电动势检测模块130电连接至单相直流马达140，用以检测单相直流马达140的反电动势Vb，并相应的输出检测信号Vbs。举例来说，检测信号Vbs可根据反电动势Vb信号而定。在本发明一实施例中，当反电动势检测模块130所检测到的反电动势Vb信号为一正值时，反电动势检测模块130便输出一电平(如：高电平)的检测信号Vbs，当反电动势检测模块130所检测到的反电动势Vb为一负值时，反电动势检测模块130便输出具有第二电平(如：低电平)的检测信号Vbs。

如此一来，处理模块120便可依据由霍尔元件110传来的霍尔信号Hall_s以及由反电动势检测模块130传来的检测信号Vbs与参考电平，判断单相直流马达140的转向，并据以控制单相直流马达140。

在一些实施例中，如图1所示，处理模块120还包含控制单元122和驱动单元124。控制单元122可在霍尔元件110输出的霍尔信号Hall_s具有检测电平(如：高电平)时，将检测信号Vbs的电平与一参考电平比较，以判断单相直流马达140的转向。驱动单元124则依据控制单元122的判断结果，选择性地驱动单向直流马达140。

请参考图2，图2为根据本发明一实施例所绘示的驱动电路100示意图。

在本实施例中，反电动势检测模块130具有输入端132及输出端134，其中输入端132电连接单相直流马达140，输出端134电连接控制单元122。反电动势检测模块130通过输入端132检测单相直流马达140的反电动势Vb，并通过输出端134输出检测信号Vbs至控制单元122。于结构上，反电动势检测模块130包含二极管D1、电阻单元136以及电阻单元138。二极管D1的第一端(如：阴极端)电连接于反电动势检测模块130的输入端132，电阻单元136的第一端电连接于二极管D1的第二端(如：阳极端)，电阻单元136的第二端电连接于反电动势检测模块130的输出端134，电阻单元138的第一端电连接于电阻单元136，电阻单元138的第二端电连接于电压源VDD。

在一实施例中，如图2所示，电阻单元136可包含电阻R1和电阻R3，两者彼此以串联形式电连接。电阻单元138可包含电阻R2。在部分实施例中，电阻单元136和电阻单元138也可依实际设计需求，分别包含复数个彼此串联或并联的电阻。

在本实施例中，当反电动势检测模块130的输入端132所接收到的反电动势Vb为正值时，二极管D1因逆向偏压而阻断截止，反电动势检测模块130的输出端134因此输出相应具第一电平(如：高电平)的检测信号Vbs。于本例中，检测信号Vbs的电平最大不会超过电压源VDD的电平。当反电动势检测模块130的输入端132所接收到的反电动势Vb为负值时，二极管D1因顺向偏压而导通，电压源VDD的信号经由电阻单元136及电阻单元138分压，使得反电动势检测模块130的输出端134输出具第二电平(如：低电平)的检测信号Vbs。举例来说，若电阻单元136及电阻单元138具有相同的阻值，则所输出的检测信号Vbs的电平将为电压源VDD的电平的一半。此第二电平的值可依据实际设计需求调整电阻单元136及电阻单元138的阻值比例而设计。

请一并参考图3A及图3B。图3A为根据一实施例所绘示单相直流马达140处于正转时反电动势Vb及霍尔信号Hall_s波形示意图，图3B为根据一实施例所绘示单相直流马达140处于反转时反电动势Vb及霍尔信号Hall_s波形示意图，而也可将3A定义成反转，而3B为正转。

由图3A及图3B可知，反电动势Vb的波形的零交越点也是霍尔信号Hall_s的正缘处或负缘处，且于正转及反转时反电动势Vb的波形具有不同特性，因此可利用霍尔信号Hall_s与反电动势Vb的关判断单相直流马达140此时的转向。

由图3A可知，当单相直流马达140处于正转时，霍尔元件110所输出的霍尔信号Hall_s会与反电动势Vb同相，也就是说正转时，当霍尔信号Hall_s具有高电平时，反电动势Vb也具有高电平，当霍尔信号Hall_s具有低电平时，反电动势Vb也具有低电平。相对地，由图3B可知，当单相直流马达140处于反转时，霍尔元件110所输出的霍尔信号Hall_s会与反电动势Vb反相，也就是说反转时，当霍尔信号Hall_s具有高电平时，反电动势Vb会具有低电平，当霍尔信号Hall_s具有低电平时，反电动势Vb会具有高电平。如此一来，当霍尔信号Hall_s处于高电平时，处理模块120中的控制单元122便可根据反电动势Vb的极性判断单相直流马达140处于正转或是反转，并根据判断结果对处理模块120中的驱动单元124进行相应的控制。具体来说，控制单元122可由微控制器(MicrocontrollerUnit)、复杂型可编程逻辑元件(ComplexProgrammableLogicDevice，CPLD)、现场可编程栅阵列(Field-programmablegatearray，FPGA)等方式实作。

然而，系统设计上控制单元122所能接收的信号电平不见得与反电动势Vb的电平一致，因此须通过上述反电动势检测模块130，将所检测的反电动势Vb输出为相应的检测信号Vbs供控制单元122进行转向的判断。反电动势检测模块130输出的检测信号Vbs保留了反电动势Vb的相位特征，于反电动势Vb具有低电平时，检测信号Vbs的电平低于参考电平，而当反电动势Vb具有高电平时，检测信号Vbs的电平高于参考电平。

如此一来，控制单元122便可在霍尔元件110输出的霍尔信号Hall_s具有检测电平(如：高电平)时，将检测信号Vbs的电平与参考电平进行比较，且若检测信号Vbs的电平高于参考电平的话，判断单相直流马达140的转向为正转。相对地，当霍尔信号Hall_s具有检测电平(如：高电平)时，若检测信号Vbs的电平低于参考电平的话，则判断单相直流马达140的转向为反转。控制单元122便可依据所判断的结果，输出相应的控制信号CS控制驱动单元124选择性地驱动单向直流马达140。

驱动单元124可以由智能型功率模块(IntelligentPowerModules，IPM)实作。如图2所示，在一实施例中驱动单元124包含开关Q1、Q2、Q3及Q4，开关Q1、Q2、Q3及Q4分别由开关信号S1、S2、S3及S4所控制。控制单元122可通过输出包含开关信号S1、S2、S3及S4的控制信号CS分别控制开关Q1、Q2、Q3及Q4的操作，借此驱动单向直流马达140。举例来说，当控制单元122判断单向直流马达140反转时，可发出控制信号CS使开关Q1及Q2截止、开关Q3及Q4导通，以对单向直流马达140进行煞车控制。根据不同驱动单元124的设计，控制信号CS对单向直流马达140的控制也可由各种不同方式实现，本发明的实施方式并不以上述举例为限。

如此一来，便可根据霍尔信号Hall_s与检测信号Vbs的比较，利用单向直流马达140于不同转向时反电动势Vb的特性，判断单向直流马达140的转向并进行控制。

反电动势检测模块130也可通过比较器以数字的方式实作，请参考图4。图4为根据本发明另一实施例所绘示的驱动电路示意图。在本实施例中，反电动势检测模块130包含比较器OP1，比较器OP1的第一输入端电连接于反电动势检测模块130的输入端132用以接收单向直流马达140的反电动势Vb，比较器OP1的第二输入端电连接于参考电压Vref，比较器OP1的输出端电连接于反电动势检测模块130的输出端134以输出检测信号Vbs。

在本实施例中，当单向直流马达140的反电动势Vb的电压电平高于参考电压Vref的电平时，比较器OP1便输出相应具有第一电平(如：高电平)的检测信号Vbs。相对地，当单向直流马达140的反电动势Vb的电压电平低于参考电压Vref的电平时，比较器OP1便输出相应具有第二电平(如：低电平)的检测信号Vbs，其中参考电压Vref可由电压源VDD经过串联电阻进行分压而得。

在本实施例中，控制单元122同样可在霍尔元件110输出的霍尔信号Hall_s具有检测电平(如：高电平)时，将检测信号Vbs的电平进行判断，并依据所比较的结果输出相应的控制信号CS，借此控制驱动单元124选择性地驱动单向直流马达140。具体的比较及控制方法已于先前段落详细公开，于此不再赘述。

此外，反电动势检测模块130也可用以检测两组以上的反电动势Va及Vb，并输出复数个检测信号Vas及Vbs，请参考图5。图5为根据本发明又一实施例所绘示的驱动电路示意图。

在本实施例中，反电动势检测模块130具有输入端132a及132b，和输出端134a及134b。于结构上，输入端132a及132b分别电连接于单向直流马达140以接收两组反电动势Va及Vb，输出端134a及134b电连接于控制单元122以分别输出检测信号Vas及Vbs。

在本实施例中，反电动势检测模块130包含二极管D1、电阻单元136b以及电阻单元138b。二极管D1的第一端(如：阴极端)电连接于反电动势检测模块130的输入端132b，电阻单元136b的第一端电连接于二极管D1的第二端(如：阳极端)，电阻单元136b的第二端电连接于反电动势检测模块130的输出端134b，电阻单元138b的第一端电连接于电阻单元136b，电阻单元138b的第二端电连接于电压源VDD。通过此电路结构，反电动势检测模块130的输出端134b用以输出对应于单相直流马达的一组反电动势Vb的检测信号Vbs。其细节已于先前段落详细公开，于此不再赘述。

此外，反电动势检测模块130还包含二极管D2、电阻单元136a以及电阻单元138a。二极管D2的第一端(如：阴极端)电连接于反电动势检测模块130的输入端132a，电阻单元136a的第一端电连接于二极管D2的第二端(如：阳极端)，电阻单元136a的第二端电连接于反电动势检测模块130的输出端134a，电阻单元138a的第一端电连接于电阻单元136a，电阻单元138a的第二端电连接于电压源VDD。二极管D2、电阻单元136a及电阻单元138a之间的连接关与二极管D1、电阻单元136b及电阻单元138b之间的连接关近似。通过此电路结构，反电动势检测模块130的输出端134a用以输出对应于单相直流马达的另一组反电动势Va的检测信号Vas，其细节已于先前段落详细公开，于此不再赘述。

在本实施例中，反电动势检测模块130可输出两组检测信号Vas及Vbs。依照实际需求，控制单元122可将检测信号Vas的电平及检测信号Vbs的电平分别与参考电平进行比较，并依据所判断的结果，输出相应的控制信号CS控制驱动单元124选择性地驱动单向直流马达140。

此外，上述两组检测信号Vas及Vbs，除可由所述的两组类比电路实作方式外，亦可如前段所公开，通过比较器以两组数字电路的方式实作，亦可由一组类比电路、一组数字电路等变化方式实现，上述的实施例仅为举例，并非用以限定本发明，各种利用反电动势的波形特征转换为检测信号的方式及其组合、润饰，例如在前述实施例中的反电动势检测模块130中加入滤波电路以稳定检测信号，或是加入箝位电路调整检测信号的电平等等修饰，亦不脱离本发明的实施范围。

综上所述，本发明通过应用上述实施例，利用类比或数字电路判断单向直流马达140的转向，可简化先前技术中仅使用霍尔元件的系统设计，减少控制单元所需使用的脚位数量，降低成本。

本发明的另一方式为一种检测马达转向的方法，为方便及清楚说明起见，下述方法搭配图1所示的实施例一并说明，然而并不以此为限。在一实施例中，检测马达转向的方法包含下列步骤。首先，检测单相直流马达140的反电动势Vb，并相对应的输出检测信号Vbs。接着，接收单相直流马达140内置的霍尔元件110输出的霍尔信号Hall_s。最后，根据检测信号Vbs和霍尔信号Hall_s判断单相直流马达140的转向。

在一些实施例中，输出检测信号Vbs的步骤更可以包含下列步骤。当反电动势Vb为正时，输出具有第一电平(如：高电平)的检测信号Vbs。当反电动势Vb为负时，输出具有一第二电平(如：低电平)的检测信号Vbs。

在另外一些实施例中，输出检测信号Vbs的步骤更可以包含下列步骤。首先，比较反电动势Vb与参考电压Vref。当反电动势Vb的电平大于参考电压Vref的电平时，输出具有第一电平(如：高电平)的检测信号Vbs；当反电动势Vb的电平小于参考电压Vref的电平时，输出具有第二电平(如：低电平)的检测信号Vbs。

在一些实施例中，检测马达转向的方法还包含：检测单相直流马达140的另一反电动势Va，并相对应的输出检测信号Vas。根据检测信号Vas和霍尔信号Hall_s判断单相直流马达140的转向。

所属技术领域具有通常知识者可直接了解此方法如何基于上述实施例中的驱动电路100以执行该等操作及功能，故不再此赘述。

于上述的内容中，包含示例性的步骤。然而此些步骤并不必需依序执行。在本实施方式中所提及的步骤，除特别叙明其顺序者外，均可依实际需要调整其前后顺序，甚至可同时或部分同时执行。

本发明的又一方式为一种应用上述转向检测的马达的启动方法。请参考图6。图6为根据本发明一实施例所绘示的马达的启动方法600的流程图。为方便及清楚说明起见，下述方法搭配图1所示的实施例一并说明，然而其并不以此为限。

启动方法600包含步骤S610、S620、S630、S640、S650、S660、S670、S700。在启动方法600中通过应用上述实施例的转向检测方法，对单相直流马达140进行相应的控制，以保护单相直流马达140，避免启动时由于单相直流马达140反转，导致过电流造成内部零件烧毁。

首先，在步骤S610中，通过单相直流马达140内置的霍尔元件110输出的霍尔信号Hall_s判断单相直流马达140是否为动态。具体而言，可通过霍尔元件110输出的霍尔信号Hall_s判断单相直流马达140的转子是否为动态。相似地，以下段落所述的单相直流马达140处于动态、静态、正转或是反转的情形，在本发明的实施例中皆可分别指称单相直流马达140的转子处于动态、静态、正转或是反转的情形。若单相直流马达140处于静态，因单相直流马达140内部磁场没有产生变化，因此霍尔信号Hall_s也不会有变化。相对地，若单相直流马达140处于动态，不论是正转或反转，霍尔元件110皆会因内部磁场变化而输出周期性的霍尔信号Hall_s。因此，控制单元122可通过霍尔信号Hall_s判断单相直流马达140是否为动态。

当单相直流马达140被判断为静态时，单相直流马达140可安全起动，没有产生过电流的风险，此时便进入步骤S620，直接启动单相直流马达140。当单相直流马达140被判断为动态时，在步骤S630中根据检测信号Vbs和霍尔信号Hall_s判断单相直流马达140的转向，其中检测信号Vbs与单相直流马达140的反电动势Vb相对应，其细节已于先前段落详细公开，于此不再赘述。

当单相直流马达140被判断为正转时，单相直流马达140可安全起动，没有产生过电流的风险，此时便进入步骤S620，直接启动单相直流马达140。当单相直流马达140被判断为反转时，在步骤S640中，通过控制单元122输出相对应的控制信号CS以控制驱动单元124，以对单相直流马达140进行煞车控制。此煞车控制可依实际需求具有各种变化。举例来说，请一并参考图2，控制单元122可输出控制信号CS用以使开关Q1及Q2截止，开关Q3及Q4导通，借此控制输入单相直流马达140的电压，以达到煞车控制。

在步骤S650中，判断对单相直流马达140进行煞车控制后是否为动态；当单相直流马达140被判断为静态时，单相直流马达140可安全起动，没有产生过电流的风险，此时便进入步骤S620，直接启动单相直流马达140。当单相直流马达140被判断为动态时，在步骤S660中，解除上述的煞车控制，并在步骤S670中再次根据检测信号Vbs和霍尔信号Hall_s判断单相直流马达140的转向。相似地，当单相直流马达140被判断为正转时，单相直流马达140可安全启动，没有产生过电流的风险，此时便进入步骤S620，直接启动单相直流马达140。

在前述步骤S610～S670中，控制单元122多次通过本发明先前实施例中所述的判断马达转向方法，以确认单相直流马达140的转向。在此阶段中，若是单相直流马达140处于静态或是正转时，启动单相直流马达140没有零件烧毁的风险，因此控制单元122皆可输出相对应的控制信号CS直接启动单相直流马达140。

相对地，当步骤S670中单相直流马达140第二度被判断为反转时，为避免启动时产生过电流烧毁内部零件，将进入步骤S700以动态逆转启动模式对单相直流马达140进行控制。若在步骤S700的动态逆转启动模式中马达能顺利带回正转，则同样进入步骤S620，直接启动单相直流马达140。若马达无法在步骤S700中顺利带回正转，则放弃本次启动，回到初始状态重新尝试启动单相直流马达140。

具体来说，步骤S700的动态逆转启动的细节请一并参考图7。图7为根据本发明一实施例所绘示的动态逆转启动(即：步骤S700)的细部流程图。步骤S700更进一步包含步骤S710、S720、S730、S735、S740、S750、S755、S760、S770、S775及S780。

首先，在步骤S710中，判断霍尔信号Hall_s是否具有检测电平(如：高电平)。当霍尔信号Hall_s尚未具有检测电平时(如：当霍尔信号Hall_s具有低电平时)，在步骤S720中，控制单元122根据控制信号CS驱动驱动单元124操作于第一阶段以控制单相直流马达140，直到霍尔信号Hall_s具有检测电平。举例来说，请一并参考图2，于第一阶段中控制信号CS可用以控制开关Q1及Q3导通，开关Q2及Q4关闭，控制单元122并可于第一阶段中计算霍尔信号Hall_s处于非检测电平(如：低电平)的时间长度T1。

当霍尔信号Hall_s具有检测电平时，在步骤S730中，控制单元122根据控制信号CS驱动驱动单元124操作于第二阶段以控制单相直流马达140。具体而言，控制单元122可调整控制信号CS以检测反电动势Vb，并产生与反电动势Vb相对应的检测信号Vbs。举例来说，请一并参考图2，于第二阶段中控制信号CS可用以控制开关Q2及Q4导通，开关Q1及Q3关闭，并根据于第一阶段中所计算的时间长度T1，计算第二阶段中开关导通的时间T2。由于在驱动单相直流马达140的过程中，反电动势Vb会与其他信号迭加，使得反电动势检测模块130无法顺利检测到反电动势Vb并输出相应的检测信号Vbs，因此控制单元122须提前关闭控制信号CS，也就是令第二阶段中开关导通的时间T2小于第一阶段中开关导通的时间T1，以使反电动势检测模块130顺利检测到反电动势Vb并输出相应的检测信号Vbs。

在步骤S735中延迟一段时间后，反电动势检测模块130送出的检测信号Vbs便不会受到其他信号迭加的干扰，如此一来，便能在步骤S740中根据检测信号Vbs和霍尔信号Hall_s再次判断单相直流马达140经过上述第一阶段驱动及第二阶段驱动后的转向。当单相直流马达140的转向为正转时，进入步骤S750计算连续正转次数，令连续正转次数加一，并在步骤S755中判断此连续正转次数是否达目标值J，其中目标值J可为一预先指定的正整数。若连续正转次数已达目标值J，则判断动态逆转启动成功，回到步骤S620中正常启动单相直流马达140。若连续正转次数尚未达目标值J，则进入步骤S770，计算检测次数，令检测次数加一。

当单相直流马达140的转向为反转时，则进入步骤S760将连续正转次数重置为零，并同样进入步骤S770，计算检测次数，令检测次数加一。

不论处于正转或反转，在步骤S770计算检测次数后，在步骤S775中控制单元122判断此检测次数是否达检测上限值K，其中检测上限值K可为一预先指定的正整数，且检测上限值K不小于目标值J。当检测次数尚未达检测上限值K时，重复上述动态逆转启动的步骤S710～S775，以反复判断单相直流马达140的转向。

当检测次数达检测上限值K，而连续正转次数尚未达目标值J时，判断动态逆转启动未成功，无法顺利将马达带回正转，此时便进入步骤S780，控制单元122解除动态逆转模式并启动保护机制以保护单相直流马达140，避免持续驱动导致过电流。举例来说，保护机制可为将开关Q1、Q2、Q3及Q4全部截止，停止对单相直流马达140供电，待闲置数个周期之后回到初始状态，重新从步骤S610开始，尝试启动马达。

举例来说，在一实施例中，连续正转次数的目标值J可设置为8，检测上限值K可设置为12。表示在本实施例的动态逆转启动模式中，若系统回风不强，驱动单元124顺利将单相直流马达140带回正转，而当控制单元122判断单相直流马达140连续八次转向为正转，便判定单相直流马达140动态逆转启动成功，回到一般正常启动程序。若在连续8次转向为正转前，已经经过了12次转向检测周期，例如系统回风过强无法通过驱动把马达带回正转的情形，或是经前述驱动后虽一度将马达带回正转，中途却再次检测到马达反转导致连续正转次数重置的情形等，便判定动态逆转启动未成功。控制单元122此时便解除动态逆转模式并启动保护机制保护单相直流马达140以免持续驱动导致过电流，并经闲置数个周期后重新回到初始状态尝试启动马达。

本实施例中的连续正转次数的目标值J与检测上限值K皆可依实际应用需求设置，步骤S720的第一阶段与步骤S730第二阶段的驱动策略、步骤S780的保护机制等亦可依实际需求变化。例如说，步骤S720于第一阶段中控制信号CS亦可用以控制开关Q2及Q4导通，开关Q1及Q3关闭，步骤S730于第二阶段中控制信号CS亦可用以控制开关Q1及Q3导通，开关Q2及Q4关闭，步骤S780中亦可启动其他熟习此技艺者所熟知的保护机制防止过电流的产生，上述实施例中所举的例子仅为示例，并非用以限制本发明。

于上述的内容中，包含示例性的步骤。然而此些步骤并不必需依序执行。在本实施方式中所提及的步骤，除特别叙明其顺序者外，均可依实际需要调整其前后顺序，甚至可同时或部分同时执行。

综上所述，本发明通过应用上述实施例，利用反电动势的特性配合霍尔信号判断单相直流马达的转向，并进一步将判断单相直流马达转向的方法应用在单相直流马达的智能型启动方法中，可以有效节省电路脚位，改良现有技术的不足，并通过控制单元的适当控制，达到在单相直流马达受到回风而反转时，不会因为强行启动马达导致过电流烧毁内部零件的功效。

虽然本发明内容已以实施方式公开如上，然其并非用以限定本发明内容，任何熟习此技艺者，在不脱离本发明内容的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本发明内容的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。

Claims (20)

1.一种马达驱动电路，包含：

一反电动势检测模块，电连接于一单相直流马达，用以检测该单相直流马达的一第一反电动势，并相对应地输出一第一检测信号；以及

一处理模块，电连接于该反电动势检测模块以及该单相直流马达，该处理模块根据该第一检测信号、一参考电平以及该单相直流马达内置的一霍尔元件输出的一霍尔信号，判断该单相直流马达的转向并控制该单相直流马达。

2.如权利要求1所述的马达驱动电路，其中当该第一反电动势为正时，该反电动势检测模块输出的该第一检测信号具有相对应该第一反电动势的第一电平，

当该反电动势为负时，该反电动势检测模块输出的该第一检测信号具有相对应该第一反电动势的第二电平。

3.如权利要求1所述的马达驱动电路，其中该反电动势检测模块包含：

一输入端，电连接于该单向直流马达；

一输出端，电连接于该处理模块并用以输出该第一检测信号；

一第一二极管，包含：

一第一端，电连接于该反电动势检测模块的该输入端；以及

一第二端；

一第一电阻单元，包含：

一第一端，电连接于该第一二极管的第二端；以及

一第二端，电连接于该反电动势检测模块的该输出端；以及

一第二电阻单元，包含：

一第一端，电连接于该第一电阻的第二端；以及

一第二端，电连接于一电压源。

4.如权利要求1所述的马达驱动电路，其中该反电动势检测模块包含：

一比较器，用以比较一参考电压信号及代表该第一反电动势的一反电动势信号，并据以输出具相应电平的该第一检测信号。

5.如权利要求1所述的马达驱动电路，其中该处理模块包含：

一控制单元，其中当该霍尔元件输出的该霍尔信号具有一检测电平时，该控制单元用以将该第一检测信号与该参考电平进行比较；

当该第一检测信号的电平高于该参考电平时，该单相直流马达的转向被判定为正转，当该第一检测信号的电平低于该参考电平时，该单相直流马达的转向被判定为反转。

6.如权利要求5所述的马达驱动电路，其中该处理模块还包含：

一驱动单元，根据该单相直流马达的转向由该控制单元所控制而选择性地驱动该单相直流马达。

7.如权利要求1所述的马达驱动电路，其中该反电动势检测模块更用以检测该单相直流马达的一第二反电动势，并相对应地输出一第二检测信号；

其中该处理模块还根据该第二检测信号判断该单相直流马达的转向并控制该单相直流马达。

8.如权利要求7所述的马达驱动电路，其中该反电动势检测模块包含：

一第一输入端，电连接于该单向直流马达以检测该第一反电动势；

一第二输入端，电连接于该单向直流马达以检测该第二反电动势；

一第一输出端，电连接于该处理模块并用以输出该第一检测信号；

一第二输出端，电连接于该处理模块并用以输出该第二检测信号；

一第一二极管，包含：

一第一端，电连接该反电动势检测模块的该第一输入端；以及

一第二端；

一第一电阻单元，包含：

一第一端，电连接于该第一二极管的第二端；以及

一第二端，电连接于该反电动势检测模块的该第一输出端；

一第二电阻单元，包含：

一第一端，电连接于该第一电阻的第二端；以及

一第二端，电连接于一电压源；

一第二二极管，包含：

一第一端，电连接该反电动势检测模块的该第二输入端；以及

一第二端；

一第三电阻单元，包含：

一第一端，电连接于该第二二极管的第二端；以及

一第二端，电连接于该反电动势检测模块的该第二输出端；以及

一第四电阻单元，包含：

一第一端，电连接于该第三电阻的第二端；以及

一第二端，电连接于该电压源。

9.如权利要求8所述的马达驱动电路，其中该处理模块包含：

一控制单元，其中当该霍尔元件输出的该霍尔信号具有一检测电平时，该控制单元用以将该第一检测信号和该第二检测信号与一参考电平进行比较，以判断该单相直流马达的转向。

10.一种检测马达转向的方法，包含：

检测一单相直流马达的一第一反电动势，并相对应的输出一第一检测信号；

接收该单相直流马达内置的一霍尔元件输出的一霍尔信号；以及

根据该第一检测信号和该霍尔信号判断该单相直流马达的转向。

11.如权利要求10所述的方法，其中输出该第一检测信号的步骤还包含：

当该第一反电动势为正时，输出具有一第一电压电平的该第一检测信号；以及

当该第一反电动势为负时，输出具有一第二电压电平的该第一检测信号。

12.如权利要求10所述的方法，其中输出该第一检测信号的步骤还包含：

比较该反电动势与一参考电压；

当该反电动势大于该参考电压时，输出具有一第一电平的该第一检测信号；以及

当该反电动势小于该参考电压时，输出具有一第二电平的该第一检测信号。

13.如权利要求10所述的方法，还包含：

检测该单相直流马达的一第二反电动势，并相对应的输出一第二检测信号；以及

根据该第二检测信号和该霍尔信号判断该单相直流马达的转向。

14.一种马达的启动方法，包含：

根据一单相直流马达内置的一霍尔元件输出的一霍尔信号判断该单相直流马达是否为动态；

当该单相直流马达被判断为静态时，直接启动该单相直流马达；

当该单相直流马达为动态时，根据一第一检测信号和该霍尔信号判断该单相直流马达的转向，其中该第一检测信号与该单相直流马达的一第一反电动势相对应；以及

根据该单相直流马达的转向控制该单相直流马达。

15.如权利要求14所述的方法，其中控制该单相直流马达的步骤还包含：

当该单相直流马达为正转时，直接启动该单相直流马达；

当该单相直流马达为反转时，对该单相直流马达进行一煞车控制；

判断对该单相直流马达进行该煞车控制后，该单相直流马达是否为动态；

当对该单相直流马达进行该煞车控制后被判断为静态时，直接启动该单相直流马达；以及

当对该单相直流马达进行该煞车控制后被判断为动态时，解除该煞车控制，并根据一第一检测信号和该霍尔信号判断该单相直流马达的转向，其中该第一检测信号与该单相直流马达的一第一反电动势相对应；以及

根据该单相直流马达的转向控制该单相直流马达。

16.如权利要求15所述的方法，其中控制该单相直流马达的步骤还包含：

当该单相直流马达解除该煞车控制后为正转时，启动该单相直流马达。

17.如权利要求16所述的方法，其中当该单相直流马达解除该煞车控制后为反转时，以一动态逆转模式控制该单相直流马达，该动态逆转模式的步骤还包含：

根据一控制信号驱动一驱动单元操作于一第一阶段以控制该单相直流马达，直到该霍尔信号具有一检测电平。

18.如权利要求17所述的方法，其中当该霍尔信号具有该检测电平时，该动态逆转模式的步骤还包含：

根据该控制信号驱动该驱动单元操作于一第二阶段以控制该单相直流马达；

根据该第一检测信号和该霍尔信号判断该单相直流马达的转向；

当该单相直流马达的转向为正转时，计算一连续正转次数，当该连续正转次数达一目标值时，解除该动态逆转模式并启动该单相直流马达；

当该单相直流马达的转向为反转时，将该连续正转次数重置为零；以及

计算一检测次数。

19.如权利要求18所述的方法，其中驱动该驱动单元操作于该第二阶段的步骤还包含：

调整该控制信号以检测该第一反电动势；以及

产生与该第一反电动势相对应的该第一检测信号。

20.如权利要求18所述的方法，其中该动态逆转模式的步骤还包含：

当该检测次数达一检测上限值时，解除该动态逆转模式以保护该单相直流马达。