專利名稱：控制電子馬達的電路裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種控制電子馬達的電路裝置，以及相應(yīng)的方法。該電路裝置具有數(shù)字控制器。
眾所周知，由于馬達繞組電感的影響，在電子馬達開啟后及其增速期間，馬達需明顯較大電流。如果使用數(shù)字控制器驅(qū)動馬達，則該控制器的控制范圍必須包括馬達的正常工作狀態(tài)和增速兩種情形。
本發(fā)明的目的就是提供一種具有數(shù)字控制器的電路裝置以及相應(yīng)的方法。該數(shù)字控制器已提高了馬達正常工作期間的控制靈敏度。
根據(jù)本發(fā)明的電路裝置，在增速階段將數(shù)字控制器的控制范圍轉(zhuǎn)換到一個較高電流范圍。然后，在馬達的正常工作狀態(tài)，此控制器的控制范圍又被轉(zhuǎn)換回到一個較低電流范圍。所以，此控制器的控制靈敏度完全適用于馬達的正常工作狀態(tài)。此外，產(chǎn)生大電流便于增速階段的迅速啟動。
例如，本電路裝置能包括一個特殊的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，其靈敏度可通過控制信號進行切換。在進一步的示范實施例中，一個多路切換開關(guān)被連接在數(shù)字控制器和下游的數(shù)模轉(zhuǎn)換器之間。該數(shù)模轉(zhuǎn)換器具有比控制器更高的分辨率，從而能利用多路切換開關(guān)將控制器的數(shù)字信號接轉(zhuǎn)到數(shù)模轉(zhuǎn)換器的不同范圍。
在增速階段和正常工作狀態(tài)之間切換需要一個控制信號。例如，可利用一個已有的傳感器來產(chǎn)生該信號，此傳感器被安裝在馬達上，并產(chǎn)生控制馬達的同步信號，由此檢測馬達的速度。
本發(fā)明的應(yīng)用尤其適用于錄像機、攝錄機及其他具有電子馬達的家用裝置。
參照

圖1到圖3所示的原理圖，用舉例方法解釋本發(fā)明和一些有益的示范實施例如下。其中，圖1給出了馬達的電流/電壓特性曲線；圖2給出了多路數(shù)模轉(zhuǎn)換器的線路；圖3為具有多路切換開關(guān)的控制馬達的電路裝置。
圖1所示電子馬達的電流/電壓特性曲線的例子，其工作范圍從0到1A/5V。在正常工作期間，如圖1中的階段I所示，馬達工作在0到0.5A的范圍內(nèi)。然而，在啟動階段或增速階段，馬達能以高達1安培的電流工作。因此，在開啟相應(yīng)的設(shè)備后，馬達明顯較快地達到其正常旋轉(zhuǎn)速度。因而，馬達的有關(guān)數(shù)字控制器必須能夠處理0到1A/5V之間的整個范圍。根據(jù)這一原因，本發(fā)明中控制器的范圍I被切換到一個較高電流范圍III，即圖1中的0.5和1安培之間。由于在增速階段，相對較低的電流是不需要的，故上述做法可行且無限制。接近增速階段結(jié)束時，范圍III又被切換回到范圍I。由于數(shù)字控制器的分辨率在范圍I比在范圍II好2倍，范圍II是由范圍I和范圍III組成的，因此，使正常工作期間馬達旋轉(zhuǎn)速度的控制得到明顯改善。
舉例來說，具有數(shù)字控制器的控制電子馬達的電路裝置能包括一個多路數(shù)模轉(zhuǎn)換器(MDAC)DA1，其靈敏度能切換。在圖2的具體實施例中，所述轉(zhuǎn)換器(MDAC)具有4比特的并行數(shù)字輸入端E，其輸入信號被轉(zhuǎn)換成模擬輸出信號，且由輸出端A輸出。數(shù)模轉(zhuǎn)換器DA1的輸出信號被連接到馬達驅(qū)動級(未示出)的輸入端。數(shù)模轉(zhuǎn)換器DA1還包含一個附加輸入端V，根據(jù)此輸入，輸出信號A能線性變化。通過開關(guān)S，在增速階段電壓I1被加到輸入端V，而在馬達的正常工作期間，電壓I2被加到輸入端V。兩個電壓I1和I2成比例，如2比1，但也可根據(jù)馬達的性質(zhì)為其他比例值。
圖3給出了一種電路裝置，其中具有一個數(shù)字控制器μP和一個數(shù)模轉(zhuǎn)換器DA2，兩者之間連接有一個多路切換開關(guān)M。控制器μP具有4位數(shù)字輸出端，其輸出信號被加到多路切換開關(guān)M相應(yīng)的4位輸入端上。數(shù)模轉(zhuǎn)換器DA2具有5位并行輸入。通過控制信號U，多路切換開關(guān)M可將四個并行輸入端接通到四個較低輸出或四個較高輸出。選擇控制信號U的方法是在馬達的增速階段，數(shù)模轉(zhuǎn)換器輸入端的四個高階位連接到數(shù)字控制器μP，而在正常工作期間，數(shù)模轉(zhuǎn)換器DA2輸入端的四個低階位連接到所述數(shù)字控制器μP。用這種方法，在正常工作期間完全保持控制器μP的4比特分辨率，并且在增速階段可提供給馬達2倍的較大電流。
圖3所示的實施例給出了一種電路裝置，根據(jù)圖1，其電流范圍被放大2倍。若使用更多輸入端的數(shù)模轉(zhuǎn)換器，以及選擇所述轉(zhuǎn)換器輸入端的不同比特位，則同樣能選擇其他電流范圍。
用在電子娛樂設(shè)備中的電子馬達通常是直流馬達或最好具有三相繞組的低功率同步馬達。在此情況下，每種情形增速期間，根據(jù)本發(fā)明的電流范圍可在全部三個階段中切換。本發(fā)明并非局限于前述的具體實施例，電子馬達領(lǐng)域的技術(shù)人員，還可將本發(fā)明使用到其他技術(shù)領(lǐng)域中。
權(quán)利要求
1.一種具有數(shù)字控制器(μP)的用于控制電子馬達的電路裝置，其特征在于，在馬達的增速階段，控制器(μP)的控制范圍被切換到一個較高電流范圍(III)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電路裝置，其特征在于，為了在增速階段切換控制范圍，該電路裝置包括一個多路切換開關(guān)(M)，其連接在數(shù)字控制器(μP)和數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DA2)之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的電路裝置，其特征在于，該電路裝置包括一個靈敏度能被切換的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DA1)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3的電路裝置，其特征在于，該電路裝置產(chǎn)生一個用于在增速階段和正常工作狀態(tài)之間切換的控制信號(U)，此信號(U)能從安裝在馬達上并檢測馬達速度的傳感器的信號獲得。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的電路裝置，其特征在于，傳感器產(chǎn)生控制馬達的同步信號。
6.一種用于啟動數(shù)字控制器(μP)驅(qū)動的電子馬達的方法，其特征在于，控制器(μP)的控制范圍被切換到一個馬達增速階段的較高電流范圍(III)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于，從被安裝在馬達上并檢測馬達速度的傳感器的信號產(chǎn)生控制信號(U)，該信號被用于在增速階段和正常工作狀態(tài)之間作切換。
全文摘要
一種具有數(shù)字控制器的用于控制電子馬達的電路裝置和啟動電子馬達的方法。在馬達開啟后及增速階段,因馬達繞組的電感,需要明顯較大電流。若利用數(shù)字控制器驅(qū)動馬達,控制器的控制范圍必須包括馬達正常工作和增速階段。為了增大正常工作時控制器的控制靈敏度,按本發(fā)明,增速階段數(shù)字控制器的控制范圍被切換到較高電流范圍(Ⅲ)。然后在馬達正常工作期間,其又被切換回到較低電流范圍(Ⅰ)。本發(fā)明可應(yīng)用于錄像機、攝錄機和其他帶電子馬達的電子娛樂設(shè)備。
文檔編號H02P1/16GK1200597SQ98107439
公開日1998年12月2日 申請日期1998年4月24日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月23日
發(fā)明者岡特·格萊姆 申請人:德國湯姆遜-布朗特公司