改良的加减速机构控制模块及其控制方法

专利名称：改良的加减速机构控制模块及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种加减速机构的控制模块，特别是涉及利用负反馈的方式，可针对 一加减速机构所受到的不同负载效应，而调整该加减速机构转速的一种改良的加减速机构 控制模块及其控制方法。
背景技术：
近年来，电动工具机已成为日常生活当中所不可或缺的工具，不论是欲于墙壁上 钻孔，或者自行组合装钉木柜、鞋柜，电动工具机皆扮演不可或缺的角色。现有习用的电动 工具机具有一板机钮，再配合一电子回路的设计，当使用者在按压该板机钮之时，即可通过 该电子回路以控制电动工具机的马达转动，然而，现有习用的电动工具机的电子回路，大部 分皆设计成仅可控制马达转动，而少有除了能控制马达转动之外，又可同时具备其他功能 的设计。然而，一般人使用电动工具机之时，经常遇到的问题在于电动工具机无法针对所 欲钻穿的不同材料而自动调整马达的转速，例如，使用电动工具机对一墙壁进行钻孔，当使 用者在按压该板机钮之时，即可通过该电子回路控制电动工具机的马达转动，但是当电动 工具机碰触墙壁的瞬间，电动工具机的马达即因为承受过大的负载效应而使得其转速瞬间 减弱，相反地，若使用电动工具机对一薄木板进行钻孔，因为马达所遭受的负载效应相对的 小，而显得马达转速过快，因而浪费了多余的功率消耗，即浪费了电能。由此可见，上述现有的加减速机构控制模块及其控制方法在产品结构、制造方法 与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题， 相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而 一般产品及方法又没有适切的结构及方法能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决 的问题。因此如何能创设一种新的改良的加减速机构控制模块及其控制方法，实属当前重 要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

发明内容
本发明的主要目的在于，克服现有的加减速机构控制模块存在的缺陷，而提供一 种改良的加减速机构控制模块，所要解决的技术问题是使其藉由负反馈的方式，而自动调 整加减速机构的加速/减速，以避免发生加减速机构的转速不足或过大的情事发生，非常 适于实用。本发明的另一目的在于，克服现有的加减速机构控制模块的控制方法存在的缺 陷，而提供一种改良的加减速机构控制模块的控制方法，所要解决的技术问题是使其可依 照加减速机构所承受的不同负载效应，而自动地调整放大器单元输出增益的大小，而增加/ 降低加减速机构的转速，以维持加减速机构正常的工作状态，从而更加适于实用。本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出 的改良的加减速机构控制模块，该改良的加减速机构控制模块包括一放大器单元，连接该输入源以接收并放大该输入信号；一脉宽调变单元，连接于该放大器单元以接收一放大信 号，并执行该放大信号的脉宽调变；一切换晶体管，连接于该脉宽调变单元以接收一调变信 号，并输出一驱动信号以驱动该加减速机构；一振荡单元，可产生一振荡波信号予脉宽调变 单元，藉由该振荡单元可调整该调变信号的频率；及一反馈单元，连接加减速机构与放大器 单元，该反馈单元可将输出于加减速机构的驱动信号反馈至放大器单元，当驱动信号因加 减速机构的负载效应而有所误差之时，放大器单元即可修正误差，以维持驱动信号的恒定。本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的改良的加减速机构控制模块，该放大器单元包括一运算放大器，具有一放 大器正输入端、一放大器负输入端、及一放大器输出端，该运算放大器将该输入信号作信号 放大，并输出该放大信号；一第二可变电阻，连接于该放大器正输入端，藉由调整该第二可 变电阻的电阻值，调整由该放大器输出端所输出的放大信号的低准位；一二极管，连接于该 第二可变电阻，以防止当外接的一工作电压产生漂动之时，而对该放大信号的低准位的值 造成影响；二个放大电阻，其中，一放大电阻连接该放大器负输入端与该放大器输出端，另 一放大电阻的一端则连接于该放大器负输入端，且，该二放大电阻为串联，该二放大电阻协 助该运算放大器执行该输入信号的放大；一第一可变电阻，连接于该另一放大电阻的另一 端，藉由调整该第一可变电阻的电阻值，调整该切换晶体管输出于该加减速机构的该驱动 信号的功率，以调整对于该加减速机构的驱动力；一稳压电容，连接该第一可变电阻与该二 个放大电阻，该稳压电容用于稳定该放大信号的高准位；一输出级晶体管，其基极连接于该 放大器输出端，以作为该放大器单元的输出级电路；一输出级电阻，串接于该输出级晶体管 的发射极与接地端之间，以作为输出级晶体管与接地端的耦合电阻；以及一反馈电阻，连接 该放大器负输入端与该反馈单元，反馈单元通过该反馈电阻以将输出于该加减速机构的驱 动信号反馈至该放大器负输入端。前述的改良的加减速机构控制模块，该振荡器单元包括一比较器，具有一比较器 正输入端、一比较器负输入端、及一比较器输出端，该比较器执行由该比较器正输入端与该 比较器负输入端所输入信号的比较；一第一分压电阻，该第一分压电阻的一端连接于该比 较器正输入端，且，其另一端耦接于外加的一工作电压，以产生一分压电阻端压广第二分 压电阻，该第二分压电阻的一端连接于该比较器正输入端，其另一端则为接地，以产生该分 压电阻端压；一正反馈电阻，该正反馈电阻的一端连接于该比较器正输入端，且，其另一端 连接于该比较器输出端，以将该比较器输出端的电压反馈至该比较器正输入端；一充电电 容，连接于该比较器负输入端与接地端之间，当外加的该工作电压于该第二分压电阻之上 产生该分压电阻端压之时，该充电电容即开始进行充电；一充电电阻，耦接该比较器负输入 端与该比较器输出端，该充电电阻的值决定充电电容充电的时间；一缓冲电阻，其一端连接 于该比较器输出端，以作为该比较器与其下一级电路的缓冲介面；一放电电阻，其一端连接 于该充电电容，该放电电阻的值决定充电电容的放电时间；以及一放电晶体管，其发射极连 接于该放电电阻，其基极连接于该缓冲电阻的另一端，其集电极接地，当该充电电容执行放 电之时，该放电晶体管将被导通以有效地缩短充电电容的放电时间。 前述的改良的加减速机构控制模块，该反馈单元包括一保护电阻，连接该加减速 机构与该切换晶体管，以减少该切换晶体管在切换开关期间所衍生开关切换损失及晶体管 温度上升的现象；一保护电容，连接该保护电阻与接地端，藉由该保护电容与保护电阻的搭配使用，减少该切换晶体管在切换开关期间所衍生的开关切换损失及晶体管温度上升的现 象；一滤波电阻，其一端连接于该保护电阻与保护电容，以将该保护电阻与保护电容所读出 的驱动信号执行滤波的动作；以及一滤波电容，连接于该滤波电阻的另一端，以接收驱动信 号，并配合该滤波电阻在执行驱动信号的滤波后，将一驱动信号电压反馈至该放大器单元。前述的改良的加减速机构控制模块，该加减速机构为一马达。前述的改良的加减速机构控制模块，该切换晶体管为一双载子接面晶体管、一栅 极绝缘双极性晶体管、或一金属氧化半导体场效晶体管。前述的改良的加减速机构控制模块，该放电晶体管为一双载子接面晶体管、一栅 极绝缘双极性晶体管、或一金属氧化半导体场效晶体管。前述的改良的加减速机构控制模块，其中，该二个放大电阻、该反馈电阻、该第二 可变电阻、及该运算放大器构成一反向加法器电路。本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出 的改良的加减速机构控制模块的控制方法，可依照不同的负载效应，自动调整一改良的加 减速机构控制模块的信号增益，以使得一加减速机构维持正常工作，该方法包括以下步骤 (1) 一输入源输入一输入信号至一放大器单元；( 该放大器单元接收并处理该输入信号； (3)放大器单元的一输出级晶体管输出一放大信号至一脉宽调变单元；(4) 一振荡单元产 生一振荡波信号至该脉宽调变单元；( 脉宽调变单元接收该放大信号与该振荡波信号以 执行脉宽调变；(6)脉宽调变单元输出一调变信号至一切换晶体管；(7)该切换晶体管输出 一驱动信号以驱动一加减速机构；(8) —反馈单元将输出于该加减速机构的一驱动信号电 压反馈至放大器单元；(9)判断是否加减速机构因负载效应而转速减弱，若是则执行步骤 (10)，若否，则执行步骤(11) ； (10)放大器单元因该反馈单元而自动增加其输出增益，以降 低驱动信号电压值，并执行步骤(3) ； (11)判断是否加减速机构因负载效应而转速增强，若 是，则执行步骤(12)，若否，则执行步骤(13) ； (12)放大器单元因反馈单元而自动降低其输 出增益，以增加驱动信号电压值，并执行步骤(3)；及(1 切换晶体管持续输出该驱动信号 以驱动加减速机构。本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。前述的一种改良的加减速机构控制模块的控制方法，其中，步骤幻包括以下步 骤21) —信号输入端接收该输入信号；2 —运算放大器搭配二个放大电阻以执行信号放 大；23)调整一第二可变电阻的电阻值以决定该放大信号的低准位；以及24)该运算放大器 输出放大信号至该输出级晶体管。前述的一种改良的加减速机构控制模块的控制方法，其中，步骤4)包括以下步 骤41)外加一工作电压至一第一分压电阻；42)产生一分压电阻端压；43) —充电电容执 行充电并产生一第一电容端压；44)判断是否该第一电容端压等于该分压电阻端压，若是， 则执行步骤45)，若否，则执行步骤43) ；45) 一放电晶体管导通以加速该充电电容放电；46) 该充电电容执行放电并产生一第二电容端压；47)判断是否该第二电容端压等于分压电阻 端压的负值，若是，则执行步骤48)，若否，则执行步骤46)；以及48) —比较器输出周期性的 该振荡波信号至该脉宽调变单元。前述的一种改良的加减速机构控制模块的控制方法，其中，步骤8)包括以下步 骤81)通过一保护电阻与一保护电容将该加减速机构上的该驱动信号读出；82)通过一滤波电阻与一滤波电容以对驱动信号执行滤波；以及83)通过一反馈电阻将该驱动信号电压 反馈至该放大器单元。 借由上述技术方案，本发明改良的加减速机构控制模块及其控制方法至少具有下 列优点及有益效果该改良的加减速机构控制模块具有一反馈单元，该反馈单元利用负反馈的方式， 将驱动信号电压反馈至放大器单元，而使得大器单元可依照驱动信号电压的值，而调整提 输出增益，以自动控制该加减速机构的加速及减速，以避免发生转速/扭力不足或过大的 情事发生。该改良的加减速机构的控制方法可依照加减速机构所承受的不同负载效应，通过 负反馈与放大器单元内部电路的特性，而自动地调整放大器单元的输出增益大小，而增加/ 降低加减速机构的转速与扭力，以维持驱动加减速机构正常的工作状态。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够 更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。


图1是一种改良的加减速机构控制模块的架构图。图2是放大器单元的电路结构图。图3是振荡单元的电路结构图。图4是反馈单元的电路结构图。图5A、图5B是一种改良的加减速机构的控制方法流程图。图6是步骤602的详细步骤流程图。图7是步骤604的详细步骤流程图。图8是步骤608的详细步骤流程图。1 改良的加减速构控制模块
11 放大器单元(amplifier unit)
111 运算放大器(OPA)
1111 放大器负输入端
1112 放大器正输入端
1113 放大器输出端
12 (pulse width modulation unit)
13 振荡单兀(oscillation unit)
131 比较器(comparator)
1311 比较器负输入端
1312 比较器正输入端
1313 比较器输出端
14 切换晶体管(switch transistor)
15 反馈单元(feedback unit)
2 输入源
3 力口减速机构(acceleration and decelerationapparatus)
601 608 方法步骤
609 613 方法步骤
6021 ‘ 6024 方法步骤
6041 ‘ 6048 方法步骤
6081 ‘ 6083 方法步骤
C5 稳压电容
Cf2 滤波电容
Csl 保护电容
Ct2 充电电容
Dl 二极管(diode)
dri 马区动 !号立晶(drive signal terminal)
Q5 输出级晶体管(output stage transistor)
Q6 双电晶 本管(discharge transistor)
Rl 放大电阻
R2 反馈电阻
R3 放大电阻
R7 输出级电阻
Rf2 滤波电阻
Rsl 保护电阻
Rtl 充电电阻
Rt2 正反馈电阻
Rt3 第二分压电阻
Rt4 第二分压电阻
Rt5 缓冲电阻
Rt6 放电电阻
RVl 第一可变电阻
RV2 第二可变电阻
Vcc 工作电压
Vct2电容端压
Vdri驱动信号电压
VFB 反馈端(feedback terminal)
Vin 信号输入端(signal input terminal)
Vout信号输出端(signal output terminal)
Vtri角虫发信号端(trigger signal terminal)
具体实施例方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合 附图及较佳实施例，对依据本发明提出的改良之加减速机构控制模块及其控制方法的具体实施方式
、结构、方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。请参阅图1所示，是一种改良的加减速机构控制模块的架构图，较佳地，该改良的 加减速机构控制模块1，连接于一输入源2以接收并处理一输入信号，以驱动一加减速机构 3，该改良的加减速机构控制模块1包括一放大器单元11，连接该输入源2以接收并放大该输入信号，请同时参阅图2所 示，是该放大器单元11的电路结构图，在本实施例之中，放大器单元11包括一运算放大器 111，具有一放大器正输入端1112、一放大器负输入端1111、及一放大器输出端1113，如图2 所示，输入信号通过一信号输入端Vin而输入于放大器单元11后，该运算放大器111即可 对输入信号执行信号放大，并输出一放大信号；一第二可变电阻RV2，连接于该放大器正输 入端1112，藉由调整该第二可变电阻RV2的电阻值，可调整由该放大器输出端1113所输出 的该放大信号的低准位；一二极管D1，串接于第二可变电阻RV2，该二极管Dl的作用在于 稳定电压准位，以防止当外接的一工作电压Vcc产生漂动之时，而对放大信号的低准位的 值造成影响；二个放大电阻Rl、R3，其中，一放大电阻R3连接该放大器负输入端1111与放 大器输出端1113，另一放大电阻Rl则连接于放大器负输入端1111，且，该二放大电阻为串 联，放大电阻可协助运算放大器111执行该输入信号的放大；一第一可变电阻RV1，连接于 放大电阻Rl的另一端，藉由调整该第一可变电阻RVl的电阻值，可调整驱动该加减速机构3 的一驱动信号的功率，以增加或降低对于加减速机构3的驱动力；一稳压电容C5，连接第一 可变电阻RVl与放大电阻R1，该稳压电容C5用于稳定放大信号的高准位；一输出级晶体管 Q5，其基极连接于放大器输出端1113，该输出级晶体管Q5作为放大器单元11的输出级，该 输出级晶体管Q5的集电极是作为一信号输出端Vout以输出放大信号；一输出级电阻R7， 串接于输出级晶体管Q5，以作为输出级晶体管Q5的发射极与接地端的耦合电阻；及一反馈 电阻R2，连接放大器负输入端1111，通过该反馈电阻R2可将输出于加减速机构3的驱动信 号反馈至放大器负输入端1111 ；一脉宽调变单元12，连接于该放大器单元11以接收该放大信号，并执行放大信号 的脉宽调变；一切换晶体管14，连接于该脉宽调变单元12以接收一调变信号，并输出该驱动信 号以驱动该加减速机构3 ；一振荡单元13，连接放大器单元11与脉宽调变单元12，该振荡单元13可产生一 振荡波信号至脉宽调变单元12以调整该调变信号的频率，请同时参阅图3所示，是振荡单 元的电路结构图，振荡器单元13包括一比较器131，具有一比较器正输入端1312、一比较 器负输入端1311、及一比较器输出端1313，该比较器131可执行由该比较器正输入端1312 与该比较器负输入端1311所输入信号的比较；一第一分压电阻Rt4，该第一分压电阻Rt4 的一端连接于比较器正输入端1312，且，其另一端耦接于外加的一工作电压，以产生一分压 电阻端压；一第二分压电阻Rt3，该第二分压电阻Rt3的一端连接于比较器正输入端1312， 其另一端则为接地，以产生该分压电阻端压；一正反馈电阻Rt2，该正反馈电阻Rt2的一 端连接于比较器正输入端1312，且，其另一端连接于该比较器输出端1313，以将比较器输 出端1313的电压反馈至比较器正输入端1312 ； —充电电容Ct2，连接于比较器负输入端 1311，当外加的该工作电压Vcc于第二分压电阻Rt3产生分压电阻端压Vrt3之时，该充电 电容Ct2即开始进行充电；一充电电阻Rtl，耦接该比较器负输入端1311与比较器输出端1313，该充电电阻Rtl的值可决定充电电容Ct2充电的时间；一缓冲电阻Rt5，其一端连接 于比较器输出端1313，以作为比较器131与其下一级电路的缓冲介面；一放电电阻Rt6，其 一端连接于充电电容Ct2与该比较器负输入端1311之间，调整该放电电阻Rt6的值可缩短 充电电容Ct2的放电时间；及一放电晶体管Q6，其发射极连接于放电电阻Rt6的另一端，其 基极连接于该缓冲电阻Rt5的另一端，其集电极接地，当充电电容Ct2执行放电之时，该放 电晶体管Q6将被导通以有效地缩短充电电容Ct2的放电时间；及一反馈单元15，以负反馈的方式，连接该加减速机构3与该放大器单元11，该反馈 单元15可将输出于加减速机构3的该驱动信号反馈至放大器单元11，因此，当加减速机构 3受到不同的负载效应而导致其转速减弱/增强，放大器单元11即可自动调整其输出增益， 以增加/降低加减速机构3的转速，使其维持正常工作状态。请同时参阅图4所示，是反馈 单元的电路结构图，反馈单元15包括一保护电阻Rsl，该保护电阻Rsl通过一驱动信号端 dri而连接加减速机构3与该切换晶体管14，以减少切换晶体管14在切换开关期间所衍 生的开关切换损失及晶体管温度上升的现象；一保护电容Csl，连接该保护电阻Rsl与接地 端，该保护电容Csl搭配保护电阻Rsl可减少切换晶体管14于切换开关期间所衍生的开关 切换损失及晶体管温度上升的现象；一滤波电阻Rf2，其一端连接保护电阻Rsl与保护电容 Csl之间，以将保护电阻Rsl与保护电容Csl所读出的驱动信号执行滤波的动作；及一滤波 电容Cf2，连接于该滤波电阻Rf2的另一端与接地端之间，且通过一反馈端VFB而与放大器 单元11连接，该滤波电容Cf2可接收驱动信号并配合滤波电阻Rf2于执行驱动信号的滤波 后，通过该反馈端VFB将一驱动信号电压Vdri (图4中未标示驱动信号电压Vdri)反馈至 放大器单元11。请再同时参阅图2与图4所示，在本实施例之中，该运算放大器111、该二放大电 阻Rl、R3、该反馈电阻R2、及该第二可变电阻RV2构成一反向加法电路，依照该反向加法电 路的特性，若改变该信号输入端Vin与该反馈端VFB上所具有的电压值，将影响于放大器输 出端1113的输出电压。本实施例是通过负反馈的方式，将该驱动信号电压Vdri通过反馈 端VFB而反馈至该放大器单元11，藉由负反馈与该反向加法电路的特性，以达成自动地调 整该加减速机构3的转速。当加减速机构3尚未被驱动时，该反馈端VFB上即具有驱动信 号电压Vdri的初始值，随着加减速机构3被驱动而增加其转速及扭力，驱动信号电压Vdri 会随着下降，称之为一第一驱动信号电压值，若反馈端VFB所回传驱动信号电压的值大于/ 小于该第一驱动信号电压值，则表示加减速机构3受到负载效应而导致其转速减弱/增加； 此时，由运算放大器111、二放大电阻R1、R3、反馈电阻R2、与第二可变电阻RV2所构成的反 向加法电路，将因为其通过反馈端VFB所接收到驱动信号电压的值大于/小于第一驱动信 号电压值，而造成了放大器输出端1113的输出电压降低/增加，然后，藉由该输出级晶体管 Q5与该输出级电阻R7的作用，在该信号输出端Vout所输出的该放大信号的电压值，将随之 增加/降低，即，增加/降低了对于加减速机构3的驱动能力，使加减速机构3的转速增加 /降低，而使得加减速机3构在受到负载效应的情况下，仍可维持正常的工作状态。如上述该改良的加减速机构控制模块1，在其实施例之中，该加减速机构3为一马 达，因此，当该马达受到不同负载效应而使其转速及扭力增加/降低之时，该反馈单元15 则通过负反馈，将该驱动信号电压反馈至该放大器单元11，藉由负反馈的特性，放大器单元 11会自动调整对马达的驱动力，而使得马达的转速及扭力降低/增加，以维持马达正常的工作状态。另外，该切换晶体管14可使用一双载子接面晶体管(BJT)、一栅极绝缘双极性晶 体管(IGBT)、或者一金属氧化半导体场效晶体管(MOSFET)，较佳地，在本实施例之中，是使 用高功率较的该金属氧化半导体场效晶体管(MOSFET)；且，该放电晶体管Q6可使用一双载 子接面晶体管(BJT)、一栅极绝缘双极性晶体管(IGBT)、或者一金属氧化半导体场效晶体 管(MOSFET)，较佳地，在本实施例之中，是使用双载子接面晶体管(BJT)。上述清楚地揭露了该改良的加减速机构控制模块各电路单元的功能，另外，请同 时参阅图5A与图5B所示，是一种改良的加减速机构控制模块的控制方法流程图。该改良 的加减速机构控制模块的控制方法，可依照不同的负载效应，自动调整该改良的加减速机 构控制模块的信号增益，其主要步骤包括首先，执行步骤601，该输入源2输入该输入信号至该放大器单元11 ；接着，执行步 骤602，放大器单元11接收并处理输入信号；然后，执行步骤603，放大器单元11的该输出 级晶体管Q5输出该放大信号至该脉宽调变单元12 ；接着，执行步骤604，该振荡单元13产 生该振荡波信号至脉宽调变单元12 ；然后，执行步骤605，脉宽调变单元12接收放大信号 与振荡波信号以执行脉宽调变；接续步骤605之后，则执行步骤606，脉宽调变单元12输出 该调变信号至该切换晶体管14 ；接着，执行步骤607，切换晶体管14输出该驱动信号以驱 动该加减速机构3 ；然后，执行步骤608，该反馈单元15将输出于加减速机构3的该驱动信 号电压反馈至放大器单元11 ；接着，执行步骤609，判断是否加减速机构3因负载效应而转 速减弱，若是加减速机构3确实因为负载效应而导致功率减弱，则自动执行步骤610，放大 器单元11因该反馈单元而自动增加其输出增益，以降低驱动信号电压值，并自动执行步骤 603 ；若否，则执行步骤611，判断是否加减速机构3因负载效应而转速增强，若是，则自动执 行步骤612，放大器单元11因反馈单元而自动降低其输出增益，以增加驱动信号电压值，并 自动执行步骤603 ；若否，则执行步骤613切换晶体管持续输出该驱动信号以驱动加减速机 构。必须补充说明的是，在步骤610与步骤612之中，放大器单元11能够自动增加/降低 其输出增益以降低/增加驱动信号电压值的原因，是因为在放大器单元11之中，该运算放 大器111、该二放大电阻Rl、R3、该反馈电阻R2、与该第二可变电阻RV2所构成的该反向加 法电路，其与该输出级晶体管Q5与该输出级电阻R7配合使用的结果，属于电路特性的自然 结果，因此，对于步骤610与步骤612不再多加描述其详细步骤。上述清楚地揭露了该改良的加减速机构控制模块的控制方法之的主要流程步骤， 但为了更加地详述改良的加减速机构控制模块的控制方法，请参考图6所示，该步骤602的 详细步骤流程图，其中，步骤602更包括以下详细步骤首先，必须先执行步骤6021，该信号输入端Vin接收该输入信号；接着，执行步骤 6022，该运算放大器111搭配该放大电阻Rl、R3以执行信号放大；然后，执行步骤6023，调 整该第二可变电阻RV2的电阻值以决定放大信号的低准位；以及执行步骤60M，运算放大 器111输出放大信号至该输出级晶体管Q5，并继续执行下一个主要步骤，即步骤603。另外，请接着参考图7及图3所示，该步骤604的详细步骤流程图，其中，步骤604 还包括以下详细步骤首先，执行步骤6041，外加该工作电压Vcc至该第一分压电阻Rt4 ；接着，执行步骤 6042，产生该分压电阻端压Vrt3(图未示)；然后，执行步骤6043，该充电电容Ct2执行充电 并产生该电容端压Vct2 ；接续着步骤6043，然后，执行步骤6044，判断是否电容端压Vct2等于分压电阻端压Vrt3，若是电容端压Vct2等于分压电阻端压Vrt3，则执行步骤6045， 该放电晶体管导通Q6以加速充电电容Ct2放电，若否，则重复执行步骤6043，接续着步骤 6045之后，执行步骤6046，充电电容Ct2执行放电并产生电容端压Vct2 ；然后，再执行步骤 6047，判断是否电容端压Vct2等于分压电阻端压Vrt3的负值，若是电容端压Vct2等于分 压电阻端压Vrt3的负值，则自动执行步骤6048，该比较器131输出周期性的该振荡波信号 至该脉宽调变单元12，并继续执行下一个主要步骤，即步骤605，若否，则再重复执行步骤 6046。另外，请接着继续参考图8及图4所示，该步骤608的详细步骤流程图，其中，步骤 608还包括以下详细步骤首先，先执行步骤6081，通过该保护电阻Rsl与该保护电容Csl将加减速机构3上 的该驱动信号读出；接着，步骤6082，通过该滤波电阻Rf2与该滤波电容Cf2以对该驱动信 号电压执行滤波；以及执行步骤6083，通过该反馈电阻R2将驱动信号电压反馈至放大器单 元，并继续执行下一个主要步骤，即步骤609。如此，藉由上述该改良的加减速机构控制模块的控制方法，该改良的加减速机构 控制模块1即可针对该加减速机构3于受到不同负载效应的情况下，藉由该反馈单元15将 驱动信号电压反馈至该放大器单元11，藉由放大器单元11内部电路的特性，放大器单元11 会自动地调整其输出增益，而调整加减速机构3的转速以及扭力。本发明的一种改良的加减速机构控制模块及其控制方法，已藉由上述的较佳实施 例而完整地说明，因此，综合上述，本发明具有下列的优点该改良的加减速机构控制模块具有一反馈单元，该反馈单元利用负反馈的方式， 将驱动信号电压反馈至放大器单元，而使得大器单元可依照驱动信号电压的值，而调整提 输出增益，以自动控制该加减速机构的加速及减速，以避免发生转速/扭力不足或过大的 情事发生。该改良的加减速机构的控制方法可依照加减速机构所承受的不同负载效应，通过 负反馈与放大器单元内部电路的特性，而自动地调整放大器单元的输出增益大小，而增加/ 降低加减速机构的转速与扭力，以维持驱动加减速机构正常的工作状态。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽 然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人 员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更 动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的 技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案 的范围内。
权利要求
1.一种改良的加减速机构控制模块，连接于一输入源以接收并处理一输入信号，以驱 动一加减速机构，其特征在于该改良的加减速机构控制模块包括一放大器单元，连接该输入源以接收并放大该输入信号；一脉宽调变单元，连接于该放大器单元以接收一放大信号，并执行该放大信号的脉宽 调变；一切换晶体管，连接于该脉宽调变单元以接收一调变信号，并输出一驱动信号以驱动 该加减速机构；一振荡单元，连接放大器单元与脉宽调变单元，该振荡单元可产生一振荡波信号至脉 宽调变单元以调整该调变信号的频率；以及一反馈单元，以负反馈的方式，连接该放大器单元与该加减速机构，该反馈单元将输出 于该加减速机构的一驱动信号电压反馈至该放大器单元，当该加减速机构受到不同的负载 效应而导致其转速减弱/增加时，该放大器单元依照该反馈单元所反馈的该驱动信号电压 的值，而自动地调整其输出增益的大小，以增加/减弱该加减速机构的转速，使其维持正常 工作状态。
2.如权利要求1所述的改良的加减速机构控制模块，其特征在于该放大器单元包括 一运算放大器，具有一放大器正输入端、一放大器负输入端、及一放大器输出端，该运算放大器将该输入信号作信号放大，并输出该放大信号；一第二可变电阻，连接于该放大器正输入端，藉由调整该第二可变电阻的电阻值，调整 由该放大器输出端所输出的放大信号的低准位；一二极管，连接于该第二可变电阻，以防止当外接的一工作电压产生漂动之时，而对该 放大信号的低准位的值造成影响；二个放大电阻，其中，一放大电阻连接该放大器负输入端与该放大器输出端，另一放大 电阻的一端则连接于该放大器负输入端，且，该二放大电阻为串联，该二放大电阻协助该运 算放大器执行该输入信号的放大；一第一可变电阻，连接于该另一放大电阻的另一端，藉由调整该第一可变电阻的电阻 值，调整该切换晶体管输出于该加减速机构的该驱动信号的功率，以调整对于该加减速机 构的驱动力；一稳压电容，连接该第一可变电阻与该二个放大电阻，该稳压电容用于稳定该放大信 号的高准位；一输出级晶体管，其基极连接于该放大器输出端，以作为该放大器单元的输出级电路；一输出级电阻，串接于该输出级晶体管的发射极与接地端之间，以作为输出级晶体管 与接地端的耦合电阻；以及一反馈电阻，连接该放大器负输入端与该反馈单元，反馈单元通过该反馈电阻以将输 出于该加减速机构的驱动信号反馈至该放大器负输入端。
3.如权利要求1所述的改良的加减速机构控制模块，其特征在于该振荡器单元包括 一比较器，具有一比较器正输入端、一比较器负输入端、及一比较器输出端，该比较器执行由该比较器正输入端与该比较器负输入端所输入的信号的比较；一第一分压电阻，该第一分压电阻的一端连接于该比较器正输入端，且，其另一端耦接于外加的一工作电压，以产生一分压电阻端压；一第二分压电阻，该第二分压电阻的一端连接于该比较器正输入端，其另一端则为接 地，以产生该分压电阻端压；一正反馈电阻，该正反馈电阻的一端连接于该比较器正输入端，且，其另一端连接于该 比较器输出端，以将该比较器输出端的电压反馈至该比较器正输入端；一充电电容，连接于该比较器负输入端与接地端之间，当外加的该工作电压于该第二 分压电阻之上产生该分压电阻端压之时，该充电电容即开始进行充电；一充电电阻，耦接该比较器负输入端与该比较器输出端，该充电电阻的值决定充电电 容充电的时间；一缓冲电阻，其一端连接于该比较器输出端，以作为该比较器与其下一级电路的缓冲 介面；一放电电阻，其一端连接于该充电电容，该放电电阻的值决定充电电容的放电时间；以及一放电晶体管，其发射极连接于该放电电阻，其基极连接于该缓冲电阻的另一端，其集 电极接地，当该充电电容执行放电之时，该放电晶体管将被导通以有效地缩短充电电容的 放电时间。
4.如权利要求1所述的改良的加减速机构控制模块，其特征在于该反馈单元包括一保护电阻，连接该加减速机构与该切换晶体管，以减少该切换晶体管在切换开关期 间所衍生开关切换损失及晶体管温度上升的现象；一保护电容，连接该保护电阻与接地端，藉由该保护电容与保护电阻的搭配使用，减少 该切换晶体管在切换开关期间所衍生的开关切换损失及晶体管温度上升的现象；一滤波电阻，其一端连接于该保护电阻与保护电容，以将该保护电阻与保护电容所读 出的驱动信号执行滤波的动作；以及一滤波电容，连接于该滤波电阻的另一端，以接收驱动信号，并配合该滤波电阻在执行 驱动信号的滤波后，将一驱动信号电压反馈至该放大器单元。
5.如权利要求1所述的改良的加减速机构控制模块，其特征在于该加减速机构为一马达。
6.如权利要求1所述的改良的加减速机构控制模块，其特征在于该切换晶体管为一双 载子接面晶体管、一栅极绝缘双极性晶体管、或一金属氧化半导体场效晶体管。
7.如权利要求3所述的改良的加减速机构控制模块，其特征在于该放电晶体管为一双 载子接面晶体管、一栅极绝缘双极性晶体管、或一金属氧化半导体场效晶体管。
8.如权利要求2所述的改良的加减速机构控制模块，其特征在于其中，该二个放大电 阻、该反馈电阻、该第二可变电阻、及该运算放大器构成一反向加法器电路。
9.一种改良的加减速机构控制模块的控制方法，依照不同的负载效应，自动调整一改 良的加减速机构控制模块的信号增益，其特征在于该方法包括以下步骤1)一输入源输入一输入信号至一放大器单元；2)该放大器单元接收并处理该输入信号；3)放大器单元的一输出级晶体管输出一放大信号至一脉宽调变单元；4)一振荡单元产生一振荡波信号至该脉宽调变单元；5)该脉宽调变单元接收该放大信号与该振荡波信号以执行脉宽调变；6)该脉宽调变单元输出一调变信号至一切换晶体管；7)该切换晶体管输出一驱动信号以驱动一加减速机构；8)一反馈单元将输出于该加减速机构的一驱动信号电压反馈至该放大器单元；9)判断是否该加减速机构因负载效应而转速减弱，若是，则执行步骤10)，若否，则执 行步骤11)；10)该放大器单元因该反馈单元而自动增加其输出增益，以降低该驱动信号电压值，并 执行步骤3)；11)判断是否加减速机构因负载效应而转速增强，若是，则执行步骤12)，若否，则执行 步骤13)；12)该放大器单元因反馈单元自动降低其输出增益，以增加该驱动信号电压值，并执行 步骤3)；以及13)该切换晶体管持续输出该驱动信号以驱动该加减速机构。
10.如权利要求9所述的一种改良的加减速机构控制模块的控制方法，其特征在于其 中，步骤幻包括以下步骤21)一信号输入端接收该输入信号；22)一运算放大器搭配二个放大电阻以执行信号放大；23)调整一第二可变电阻的电阻值以决定该放大信号的低准位；以及24)该运算放大器输出放大信号至该输出级晶体管。
11.如权利要求9所述的一种改良的加减速机构控制模块的控制方法，其特征在于其 中，步骤4)包括以下步骤41)外加一工作电压至一第一分压电阻；42)产生一分压电阻端压；43)一充电电容执行充电并产生一第一电容端压；44)判断是否该第一电容端压等于该分压电阻端压，若是，则执行步骤45)，若否，则执 行步骤43)；45)一放电晶体管导通以加速该充电电容放电；46)该充电电容执行放电并产生一第二电容端压；47)判断是否该第二电容端压等于分压电阻端压的负值，若是，则执行步骤48)，若否， 则执行步骤46)；以及48)一比较器输出周期性的该振荡波信号至该脉宽调变单元。
12.如权利要求9所述的一种改良的加减速机构控制模块的控制方法，其特征在于其 中，步骤8)包括以下步骤81)通过一保护电阻与一保护电容将该加减速机构上的该驱动信号读出；82)通过一滤波电阻与一滤波电容以对驱动信号执行滤波；以及83)通过一反馈电阻将该驱动信号电压反馈至该放大器单元。
全文摘要
本发明是有关于一种改良的加减速机构控制模块及其控制方法。该改良的加减速机构控制模块具有一反馈单元，该反馈单元可将输出于一加减速机构的一驱动信号反馈至一放大器单元，以调整该放大器单元的输出增益而维持该加减速机构的正常工作。一种改良的加减速机构控制模块的控制方法，包括以下步骤判断是否一加减速机构因负载效应而转速减弱，若是，则一放大器单元因该反馈单元而自动增加其输出增益，以降低一驱动信号电压值；及判断是否该加减速机构因负载效应而转速增强，若是，则该放大器单元因反馈单元而自动降低其输出增益，以增加驱动信号电压值。
文档编号G05B19/416GK102063093SQ20091022147
公开日2011年5月18日 申请日期2009年11月12日 优先权日2009年11月12日
发明者丁崇武, 陈俊钦, 陈建满 申请人:崧腾企业股份有限公司