专利名称：控制电子马达的电路装置和方法
技术领域：
本发明涉及到一种控制电子马达的电路装置，以及相应的方法。该电路装置具有数字控制器。
众所周知，由于马达绕组电感的影响，在电子马达开启后及其增速期间，马达需明显较大电流。如果使用数字控制器驱动马达，则该控制器的控制范围必须包括马达的正常工作状态和增速两种情形。
本发明的目的就是提供一种具有数字控制器的电路装置以及相应的方法。该数字控制器已提高了马达正常工作期间的控制灵敏度。
根据本发明的电路装置，在增速阶段将数字控制器的控制范围转换到一个较高电流范围。然后，在马达的正常工作状态，此控制器的控制范围又被转换回到一个较低电流范围。所以，此控制器的控制灵敏度完全适用于马达的正常工作状态。此外，产生大电流便于增速阶段的迅速启动。
例如，本电路装置能包括一个特殊的数模转换器，其灵敏度可通过控制信号进行切换。在进一步的示范实施例中，一个多路切换开关被连接在数字控制器和下游的数模转换器之间。该数模转换器具有比控制器更高的分辨率，从而能利用多路切换开关将控制器的数字信号接转到数模转换器的不同范围。
在增速阶段和正常工作状态之间切换需要一个控制信号。例如，可利用一个已有的传感器来产生该信号，此传感器被安装在马达上，并产生控制马达的同步信号，由此检测马达的速度。
本发明的应用尤其适用于录像机、摄录机及其他具有电子马达的家用装置。
参照
图1到图3所示的原理图，用举例方法解释本发明和一些有益的示范实施例如下。其中，图1给出了马达的电流/电压特性曲线；图2给出了多路数模转换器的线路；图3为具有多路切换开关的控制马达的电路装置。
图1所示电子马达的电流/电压特性曲线的例子，其工作范围从0到1A/5V。在正常工作期间，如图1中的阶段I所示，马达工作在0到0.5A的范围内。然而，在启动阶段或增速阶段，马达能以高达1安培的电流工作。因此，在开启相应的设备后，马达明显较快地达到其正常旋转速度。因而，马达的有关数字控制器必须能够处理0到1A/5V之间的整个范围。根据这一原因，本发明中控制器的范围I被切换到一个较高电流范围III，即图1中的0.5和1安培之间。由于在增速阶段，相对较低的电流是不需要的，故上述做法可行且无限制。接近增速阶段结束时，范围III又被切换回到范围I。由于数字控制器的分辨率在范围I比在范围II好2倍，范围II是由范围I和范围III组成的，因此，使正常工作期间马达旋转速度的控制得到明显改善。
举例来说，具有数字控制器的控制电子马达的电路装置能包括一个多路数模转换器(MDAC)DA1，其灵敏度能切换。在图2的具体实施例中，所述转换器(MDAC)具有4比特的并行数字输入端E，其输入信号被转换成模拟输出信号，且由输出端A输出。数模转换器DA1的输出信号被连接到马达驱动级(未示出)的输入端。数模转换器DA1还包含一个附加输入端V，根据此输入，输出信号A能线性变化。通过开关S，在增速阶段电压I1被加到输入端V，而在马达的正常工作期间，电压I2被加到输入端V。两个电压I1和I2成比例，如2比1，但也可根据马达的性质为其他比例值。
图3给出了一种电路装置，其中具有一个数字控制器μP和一个数模转换器DA2，两者之间连接有一个多路切换开关M。控制器μP具有4位数字输出端，其输出信号被加到多路切换开关M相应的4位输入端上。数模转换器DA2具有5位并行输入。通过控制信号U，多路切换开关M可将四个并行输入端接通到四个较低输出或四个较高输出。选择控制信号U的方法是在马达的增速阶段，数模转换器输入端的四个高阶位连接到数字控制器μP，而在正常工作期间，数模转换器DA2输入端的四个低阶位连接到所述数字控制器μP。用这种方法，在正常工作期间完全保持控制器μP的4比特分辨率，并且在增速阶段可提供给马达2倍的较大电流。
图3所示的实施例给出了一种电路装置，根据图1，其电流范围被放大2倍。若使用更多输入端的数模转换器，以及选择所述转换器输入端的不同比特位，则同样能选择其他电流范围。
用在电子娱乐设备中的电子马达通常是直流马达或最好具有三相绕组的低功率同步马达。在此情况下，每种情形增速期间，根据本发明的电流范围可在全部三个阶段中切换。本发明并非局限于前述的具体实施例，电子马达领域的技术人员，还可将本发明使用到其他技术领域中。
权利要求
1.一种具有数字控制器(μP)的用于控制电子马达的电路装置，其特征在于，在马达的增速阶段，控制器(μP)的控制范围被切换到一个较高电流范围(III)。
2.根据权利要求1的电路装置，其特征在于，为了在增速阶段切换控制范围，该电路装置包括一个多路切换开关(M)，其连接在数字控制器(μP)和数模转换器(DA2)之间。
3.根据权利要求1的电路装置，其特征在于，该电路装置包括一个灵敏度能被切换的数模转换器(DA1)。
4.根据权利要求1、2或3的电路装置，其特征在于，该电路装置产生一个用于在增速阶段和正常工作状态之间切换的控制信号(U)，此信号(U)能从安装在马达上并检测马达速度的传感器的信号获得。
5.根据权利要求4的电路装置，其特征在于，传感器产生控制马达的同步信号。
6.一种用于启动数字控制器(μP)驱动的电子马达的方法，其特征在于，控制器(μP)的控制范围被切换到一个马达增速阶段的较高电流范围(III)。
7.根据权利要求6的方法，其特征在于，从被安装在马达上并检测马达速度的传感器的信号产生控制信号(U)，该信号被用于在增速阶段和正常工作状态之间作切换。
全文摘要
一种具有数字控制器的用于控制电子马达的电路装置和启动电子马达的方法。在马达开启后及增速阶段,因马达绕组的电感,需要明显较大电流。若利用数字控制器驱动马达,控制器的控制范围必须包括马达正常工作和增速阶段。为了增大正常工作时控制器的控制灵敏度,按本发明,增速阶段数字控制器的控制范围被切换到较高电流范围(Ⅲ)。然后在马达正常工作期间,其又被切换回到较低电流范围(Ⅰ)。本发明可应用于录像机、摄录机和其他带电子马达的电子娱乐设备。
文档编号H02P1/16GK1200597SQ98107439
公开日1998年12月2日 申请日期1998年4月24日 优先权日1997年5月23日
发明者冈特·格莱姆 申请人:德国汤姆逊-布朗特公司