本論文研究目的為設計並實現小型單相無刷直流風扇馬達之驅動電路，在電路中加入可達成換相保護的延遲電路與電流限制器，使馬達驅動更穩定。在風扇馬達轉速控制方面，提出轉速估測訊號回授之閉迴路轉速控制策略，並於系統中加入電流回授，增加驅動電路之效率並改善在開迴路轉速控制時所產生的雜訊干擾與高消耗功率的問題。最後提出無感測器驅動技術，取代霍爾感測器偵測轉子位置，使風扇馬達驅動器成本降低，體積縮小，並提出調變供應風扇電壓之轉速控制策略，達成風扇轉速控制。

This thesis is about the improved design of small size brushless DC fan motor driving circuit. Two main improvements in the new design are increase the stability and decrease the size of motor fan at the same time. To improve the stability, there are two major parts added to the original driving circuit. The delay circuit that protects the H-bridge and the output low current limit circuit. Furthermore, it is believed that the speed control also can improve the stability. With regard to the rotation speed control, two circuits are attached to the motor, 1) speed feedback controller and 2) speed and current feedback controller. Both controllers are attached in the close loop rotation speed control circuit. They are used to increase the efficiency of drive circuit. In order to make the circuit more efficient, they solve problems such as disturbance in miscellaneous noise; also the power dissipation that occurs in open loop rotation speed control circuit.
The second improvement in the new design is to reduce the cost and size of system. The design of sensorless control scheme is proposed to replace the Hall sensor to detect rotor position. This sensorless scheme can also supply fan motor voltage to achieve the speed control.

中文摘要..................................................I
英文摘要.................................................II
致謝....................................................III
目錄.....................................................IV
圖目錄..................................................VII
表目錄...................................................IX
第一章 緒論 1
1.1研究背景與動機 1
1.2 研究方法 2
1.3 論文大綱 2
第二章 單相無刷直流風扇馬達操作原理與系統架構 4
2.1 單相無刷直流風扇馬達介紹 4
2.1-1 單相無刷直流風扇馬達之構造原理 4
2.1-2 單相無刷直流風扇馬達之數學模型 6
2.1-3 單相無刷直流風扇馬達之規格 10
2.1-4 風扇馬達啟動原理及方法分析 12
2.2 霍爾感測器 14
2.2-1 霍爾感測器之轉子位置檢測原理 14
2.2-2 使用霍爾感測器之轉速估測方法 16
第三章 具有霍爾感測器之轉速控制驅動器設計 18
3.1 驅動器電路之設計 18
3.1-1差動放大級之設計 18
3.1-2 延遲電路之設計 19
3.1-3 輸出級H橋電路之設計 20
3.1-4 Snubber緩衝電路之設計 22
3.1-5 輸出電流限制器 23
3.2 轉速控制策略分析 24
3.2-1開迴路固定頻率PWM轉速控制 24
3.2-2閉迴路轉速控制-速度回授 26
3.2-3閉迴路轉速控制-電流和速度回授 29
第四章 無感測驅動器設計 32
4.1 無感測器之換相原理 32
4.2 無感測器之轉速估測方法 34
4.3無感測驅動器電路設計 38
4.3-1 轉子靜止時位置偵測電路之設計 39
4.3-2 啟動電路之設計 40
4.3-3 換相邏輯電路之設計 41
4.3-4 反電動勢偵測電路之設計 42
4.4 無感測轉速控制策略分析 43
第五章 硬體電路實現與實驗結果分析 44
5.1具有霍爾感測器之轉速控制驅動器實驗結果分析 44
5.1-1 開迴路固定頻率PWM控制 44
5.1-2 閉迴路速度回授控制 47
5.1-3 閉迴路速度電流回授控制 52
5.2無感測器之轉速控制驅動器實驗結果分析 62
5.2-1 開迴路轉速控制 62
第六章 結論與未來展望 68
參考文獻 ………………………………………………………………69

參考文獻
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