本論文目的為設計並實現風扇馬達的轉速控制驅動電路，應用於三相無刷直流風扇。於反電動勢偵測電路中，使用數位濾波器的架構來克服換相和加入高頻PWM所造成切換雜訊，改善使用傳統式電容濾波器時外部電容所增加的電路體積，以達到風扇馬達驅動器小型化之目標;而在轉速控制方面，除了開迴路式固定頻率PWM控制方法，另外採取閉迴路式轉速回授控制策略和閉迴路具有電流回授轉速控制策略，改善風扇馬達操作於開迴路式轉速控制時，產生高頻激磁振動及額外功率消耗等問題，達到風扇馬達驅動器之高效率及低振動等目標。

The design and implementation of speed control driver which is applied to three-phase brushless DC fan motor are presented in this thesis. In the back-EMF detection circuit, we use digital filter circuits to obtain commutation to overcome the switch noises which are generated by high frequency PWM, without using traditional capacitor filter circuits which need more volume for additional external capacitor. Because the problems of high frequency magnetizing vibration and dispensable power consumption are generated by open-loop fixed frequency PWM speed control approach, closed-loop speed feedback control methods and closed-loop current feedback control methods are adopted to achieve high efficiency and low vibration of the fan motor drivers.

中文摘要.................................................... I
英文摘要....................................................II
目錄.......................................................III
圖目錄......................................................V
表目錄...................................................IX
第一章 緒論........................................................... 1
1.1 研究動機與背景................................................. 1
1.2 研究方法與系統描述............................................. 2
1.3 論文內容概述................................................... 3
第二章 無刷直流風扇馬達原理........................................... 4
2.1 三相無刷直流風扇馬達構造....................................... 4
2.2 三相無刷直流風扇馬達規格....................................... 5
2.3 無刷直流馬達之數學模型......................................... 8
第三章 無感測控制驅動器之設計與分析. . . ............................. 11
3.1 無感測控制技術介紹............................................ 11
3.1-1 反電動勢檢測法.......................................... 11
3.2 無感測器模式下啟動原理分析.................................... 13
3.2-1 風扇馬達啟動策略. .......................................13
3.3 反電動勢偵測之設計............................................ 14
3.3-1 飛輪二極體效應...........................................14
3.3-2 脈波寬度調變.............................................16
3.3-3 電容濾波器電路之設計.....................................17
3.3-4 數位濾波器電路之設計.....................................21
3.4 無感測驅動器電路的設計........................................ 23
3.4-1 啟動訊號控制電路之設計...................................24
3.4-2 控制邏輯運算及切換電路之設計.............................27
3.4-3 輸出級電路之設計.........................................30
第四章 無感測轉速控制策略............................................ 32
4.1 轉速估測...................................................... 32
4.1-1 頻率產生電路............................................ 33
4.2 開迴路固定頻率PWM控制........................................ 34
4.3閉迴路轉速回授控制.............................................36
4.3-1 轉速回授之原理.......................................... 36
4.3-2 轉速回授控制電路設計.................................... 37
4.4閉迴路具有電流回授之轉速控制...................................39
4.4-1 電流回授之原理.......................................... 39
4.3-2 具有電流回授之轉速控制電路設計.......................... 40
第五章 硬體電路實現與實驗結果分析.................................... 43
5.1無感測控制驅動器的實現與市面之驅動器比較.......................44
5.2開迴路固定頻率PWM轉速控制.....................................50
5.3閉迴路轉速回授控制.............................................57
5.4開迴路具有電流回授之轉速控制...................................64
第六章 結論與未來展望................................................ 70
參考文獻............................................................. 71

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