本論文針對小型無刷直流風扇馬達，提出馬達驅動電路架構，並增加輸出低電流限制器及低轉速限制功能，提升驅動電路的強健性。此外，使用了速度回授控制器用以改善風扇馬達在開迴路轉速控制時所產生的高頻全轉激磁噪音及高消耗功率等問題。對於無刷直流風扇馬達常使用霍爾元件來檢知轉子位置的資訊，在文中提出無感測控制的技術，用以降低電路的成本與體積小型化為目的。

This thesis focuses on compact brushless DC fan motor, drive circuit structure of motor is proposed, several functions such as output low current limit circuit and low rotation speed limit are added in order to increase robustness of drive circuit. Besides, speed feedback controller is used to solve several problems such as high frequency full speed exciting noise and high power dissipation which occurs in open loop rotation speed control circuit.With regard to BLDC fan motors generally use Hall sensor to detect rotor position, this research proposes sensorless control technology for the purpose of reducing circuit cost and motor size.

第一章 緒論
1.1 研究動機與目的
1.2 研究方法與系統描述
1.3 論文架構
第二章 無刷直流風扇馬達與系統應用
2.1 無刷直流風扇馬達介紹
2.1-1 無刷直流風扇馬達之構造
2.1-2 無刷直流風扇馬達之數學模型
2.1-3無刷直流風扇馬達之規格
2.2 使用霍爾元件時轉子位置檢測方式
2.3 轉速估測的方法與介紹
2.3-1 使用霍爾元件時之轉速估測
2.3-2 無感測時之轉速估測方法
2.4-3 無感測時之起動策略
第三章 驅動電路與無感測模組的設計
3.1驅動電路的設計
3.1-1差動輸入級的設計
3.1-2 失效時間(Dead time)的插入電路
3.1-3 輸出級H橋的設計
3.1-4 SNUBBER 緩衝電路
3.1-5 輸出電流限制器
3.2無感測模組(Sensorless model)
第四章 轉速控制策略分析
4.1 開迴路轉速控制
4.2閉迴路轉速控制策略
4.2-1傳統式回授控制器(對稱型PWM調變)
4.2-2 One-Multi shoot回授控制器(非對稱型PWM調變)
4.2-3 對稱型與非對稱型的PWM控制方法比較
4.3以速度回授減少功率消耗與高頻噪音
4.4 低轉速限制器
4.5 溫度控制策略
第五章 實驗規劃與波形分析
5.1 輸出線圈上電壓波形實驗
5.2無感測模組的偵測流程與實驗分析
第六章 結論與未來展望
參考文獻
附錄A 驅動輸出級的積體電路設計
附錄B 實驗硬體圖片

[1] http://cm.nsysu.edu.tw/%7Ecyliu/
[2] 張肇中，”單相全波風扇馬達驅動晶片之設計”，國立中山大學電機工程系碩士論文，民國九十四年七月。
[3] 孫清華 編譯，“最新無刷直流馬達”，全華科技圖書，民國90年12月。
[4] 張碩 編著，”自動控制系統”，鼎茂圖書，民國90年6月。
[5] 羅永昌 編譯，”電動機控制”，高立圖書，民國90年3月。
[6] SEI技術文件，”Specification for Approval, Model NO: D4008B05MD-001”，2004.
[7] NICERA技術文件，”High output type Hall Element ,NHE520SR”，2001.
[8] 胡哲深，”具脈波寬度調變速度控制之風扇馬達驅動晶片研製”，國立中山大學電機工程系碩士論文，民國九十四年七月。
[9] Nesimi Ertugrul，”Indirect Rotor Position Sensing in Real Time for Brushless Permanent Magnet Motor Drives”， IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS, VOL. 13, NO. 4, JULY 1998
[10] James P. Johnson, M. Ehsani,Yilcan Giizelgiinler, ”Review of Sensorless Methods for Brushless DC” , Power Electronics Laboratory Texas A&M University College Station, Texas,IEEE 1999
[11] Doo-Hee Jung and In-Joong Ha, ” Low-Cost Sensorless Control of Brushless DC Motors Using a Frequency-Independent Phase Shifter” , IEEE TRANSACTIONS ON POWER ELECTRONICS, VOL. 15, NO. 4, JULY 2000
[12] Julio C. Moreira, ”INDIRECT SENSING FOR ROTOR FLUX POSITION OF PERMANENT MAGNET AC MOTORS OPERATING IN A WIDE SPEED RANGE” ,IEEE 1994
[13] Satoshi Ogasawara and Hirofumi Akagi, ” An Approach to Position Sensorless Drive forBrushless dc Motors” , IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRY APPLICATIONS, VOL. 27, NO. 5, SEPTEMBERIOCTOBER 1991
[14] Bozo Terzic,Martin Jadric, ” Design and Implementation of the Extended Kalman Filter for the Speed and Rotor Position Estimationof Brushless DC Motor” ,IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS, VOL. 48, NO. 6, DECEMBER 2001
[15] Nobuyuki Matsui, ” Sensorless Operation of Brushless DC Motor Drives” , 1993 IEEE
[16] JoohnSheok Kim and SeungKi Sul, ” New Stand-still Position Detection Strategy For PMSM Drive Without Rotational Transducers” ,1994 IEEE
[17] Toshihiko Noguchi, Kazunori Yamada,Seiji Kondo, and Isao Takahashi, ” Initial Rotor Position Estimation Method of Sensorless PM Synchronous Motor with No Sensitivity to Armature Resistance” , IEEE TRANSACTIONS ON INDUSTRIAL ELECTRONICS, VOL. 45, NO. 1, FEBRUARY 1998
[18] Rohm技術文件，“BH6779FVM Single-Phase Full-Wave Motor Driver for Fan Motor ”，2003.
[19] SANYO技術文件，”LA6538T Single-Phase Full-Wave Fan Motor Driver”，2000
[20] 王金標 編譯，”電力裝置的使用法與實用控制電路設計法”，文笙書局，民國八十年十二月。
[21] 李傳亮 編譯，”運算放大器技術入門附CAE應用”，全華科技圖書，民國八十三年十二月。
[22] 胡仁傑，”以數位信號處理器為基礎之在線式不斷電系統電源裝置” ，國立中山大學電機工程系碩士論文，民國九十年六月。
[23] 江炫樟 編譯，”電力電子學”，全華科技圖書，民國九十二年七月。
[24] 盧明智、黃敏祥 編著，”OP Amp 應用+實驗模擬”，全華科技圖書，民國八十七年六月。
[25] ZETEX技術文件，”ZXBM1015 VARIABLE SPEED SINGLE-PHASE FAN MOTOR CONTROLLE”，2004
[26] András Lelkes, Jens Krotsch, Rik W. De Doncker, ”Low-Noise External Rotor BLDC Motor for Fan Applications”，IEEE 2002
[27] 梁適安 編譯，”高頻交換式電源供應器原理與設計 第二版”，全華科技圖書，民國八十四年。
[28] SANYO技術文件，”LB8500M PRODUCT OUTLINE”，2005
[29] 杜慶豪，”高性能電動機車無刷直流馬達驅動器之製作”，國立中山大學電機工程系碩士論文，民國八十九年六月。
[30] 許書務 編譯，”感測器規格表”，電子技術出版社，民國八十六年六月。
[31] 李吉明，”直流無刷馬達驅動電流波形最佳化”，國立台灣大學機械工程所碩士論文，民國八十九年六月。
[32] SANYO技術文件，”LB1862 Fan Motor Single-Phase Full-Wave Driver”,1999
[33] ROHM技術文件，” Single-phase full-wave motor driver BA6427F”,
[34] ROHM技術文件，”Single-Phase Full-Wave Motor Driver for Fan Motor BD6709FS”,2005
[35] 富晶技術文件，” FS6101_1 Single-phase Full-wave Motor Driver ”，2005