• 本研究整合馬達控制技術、電力電子技術、與可程式系統晶片設計IC 設計技術，建立以IC 設計為導向的馬達驅動IC 設計平台，發展相關馬達控制IP，研製一個具有功率因數修正(power-factor-correction, PFC)功能之永磁同步馬達無感測控制晶片。
• 控制晶片包含無感測轉子角度估測，並且可經由前級可變輸出之功率因數修正(variable-output-power-factor-correction,VOPFC)轉換器提供變頻器一可變直流鏈電壓，使變頻驅動器具高效率操作；同時發展可應用於VOPFC 轉換器之電流無感測控制策略，在不需使用電流迴路的情況下，亦可使輸入線電流具高功因及低諧波失真。

FPGA晶片實現之功能方塊圖

(a)輸出電壓100V，輸出功率500W     (b)輸出電壓200V-300V，最大輸出負載500W

• VOPFC-PAM變頻驅動控制晶片包含：
  電流無感測之可變輸出電壓功率因數修正交-直流轉換器
  速度無感測之永磁同步變頻驅動器
  
• 可變直流鏈電壓根據轉速調整，可降低換流器開關頻率，達到效率改善目的，並可減低馬達低速運轉時造成之扭矩漣波與噪音問題。
  
• 無感測控制策略可簡化硬體電路，降低系統成本。

新型PMSM無感測轉速控制系統方塊圖

(a)馬達由靜止啟動後加速至3000 rpm     (b) 斜坡速度響應與相電流波形

• 本研究以FPGA為基礎，實現具功因修正之永磁同步馬達無感測控制晶片，提供無刷直流馬達控制系統化的解決方案。
• 控制IC具可程式化之特點，透過外部通訊介面調整內部參數以應用於不同場合。
• 所提之無感測之方法，僅需回授直流鏈電流，可避免馬達啟動產生反轉或啟動失敗之情形，且可在受到外界干擾而停止加速後重新啟動馬達。
• VOPFC可修正輸入的功率因數，同時可調整變頻器的直流鏈電壓，降低穩態操作時的換流器開關切換頻率，減少功率損失。
• 電流無感測控制策略，在小功率馬達應用可降低成本，但中高功率之馬達則仍須使用電流回授以確保電源品質與暫態響應。