直流马达匝数切换方法及其装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明有关于一种马达，且特别是一种直流马达匝数切换方法及其装置。
【背景技术】
[0002]请参照图1，图1是传统的直流马达的扭矩-转速的曲线图。传统的直流马达的扭矩-转速的曲线是曲线Cl，当直流马达的转速逐渐增加时，直流马达的扭矩则逐渐降低。详细的说，直流马达每相的电枢线圈的方程式可简化表示为，v=i.R+ke ω，其中V是电枢线圈的电压，i是电枢线圈的电流，R是电枢线圈的电阻，是反电势常数，ω是角速度(对应于马达的转速)。传统上，直流马达的驱动电压是固定的，即电枢线圈的电压V是固定的，当直流马达转速上升时，反电势(back emf)(即反电势常数ke乘以角速度ω)也随之增加，使得线圈电流逐渐降低，如此可能使得直流马达的扭矩在高转速时大幅降低。
[0003]为了解决直流马达扭矩在高转速时大幅降低的情况，传统上可利用减少线圈的匝数以减少反电势，使得直流马达在较高转速时仍能维持相当的扭矩，例如使扭矩-转速的曲线成为曲线C2。然而，减少线圈的匝数可能造成直流马达在低转速时的扭矩不足的问题，如图1所示，在低转速时曲线C2所对应的扭矩低于曲线Cl所对应的扭矩。
【发明内容】
[0004]本发明实施例提供一种直流马达匝数切换方法及其装置，用以切换直流马达的线圈匝数。
[0005]本发明实施例提供一种直流马达匝数切换方法，用以透过至少一 H型桥式开关电路切换直流马达的线圈匝数，所述方法包括以下步骤。首先，判断直流马达的转速，其中第一转速范围由第一转速以及第一磁滞转速所界定，当直流马达的转速位于第一转速范围内时，不改变直流马达的线圈匝数。然后，当直流马达的转速小于第一转速减去该第一磁滞转速时，切换直流马达的线圈匝数为第一匝数。接着，当直流马达的转速大于第一转速加上该第一磁滞转速时，切换直流马达的线圈匝数为第二匝数，其中第二匝数少于第一匝数。
[0006]本发明实施例提供一种直流马达匝数切换装置，用以切换一直流马达的一第一线圈的匝数，第一线圈由一第一线圈单元与一第二线圈单元串接而成，直流马达匝数切换装置包括第一 H型桥式开关电路、第一切换电路与控制单元。第一 H型桥式开关电路具有第一开关、第二开关、第三开关与第四开关，彼此串接的第一开关与第二开关耦接于供应电压与接地端之间，彼此串接的第三开关与第四开关耦接于供应电压与接地端之间，第一线圈单元的第一端耦接于第一开关与第二开关之间，第一线圈单元的第二端耦接于第三开关与第四开关之间。第一切换电路具有彼此串接的第五开关与第六开关，彼此串接的第五开关与第六开关耦接于供应电压与接地端之间，第二线圈单元的第一端耦接于第三开关与第四开关之间，第二线圈单元的第二端耦接于第五开关与第六开关之间。控制单元耦接第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关与第六开关的控制端。控制单元判断直流马达的转速，其中第一转速范围由第一转速以及第一磁滞转速所界定，当直流马达的转速位于第一转速范围内时，不改变直流马达的线圈匝数，当直流马达的转速小于第一转速减去该第一磁滞转速时，控制单元使第一线圈单元与第二线圈单元串联导通，当直流马达的转速大于第一转速加上该第一磁滞转速时，控制单元使第二线圈单元断路。
[0007]本发明实施例更提供一种直流马达匝数切换装置，用以切换直流马达的第一线圈的匝数，第一线圈由第一线圈单元与多个第二线圈单元串接而成，直流马达匝数切换装置包括第一 H型桥式开关电路、多个第一切换电路与控制单元。第一 H型桥式开关电路具有第一开关、第二开关、第三开关与第四开关，彼此串接的第一开关与第二开关耦接于供应电压与接地端之间，彼此串接的第三开关与第四开关耦接于供应电压与接地端之间，第一线圈单元的第一端耦接于第一开关与第二开关之间，第一线圈单元的第二端耦接于第三开关与第四开关之间。多个第一切换电路与多个第二线圈单元为一对一设置，用以导通所对应的每一个第二线圈单元。每一个第一切换电路具有彼此串接的第五开关与第六开关，彼此串接的第五开关与第六开关耦接于供应电压与接地端之间，每一第二线圈单元透过第二线圈单元的第一端串接第一线圈单元，每一第二线圈单元的一第二端耦接于对应的第一切换电路的第五开关与第六开关之间。控制单元耦接第一开关、第二开关、第三开关、第四开关的控制端，且耦接多个第一切换电路的多个第五开关和多个第六开关的控制端，控制单元判断直流马达的转速，其中第一转速范围由第一转速以及第一磁滞转速所界定，当直流马达的转速位于第一转速范围内时，不改变直流马达的线圈匝数，当直流马达的转速小于第一转速减去该第一磁滞转速时，控制单元使第一线圈单元与多个第二线圈单元串联导通，当直流马达的转速大于第一转速加上该第一磁滞转速时，控制单元使至少一第二线圈单元断路。
[0008]综上所述，本发明实施例提供一种直流马达匝数切换方法及其装置，在不改变直流马达的驱动电压的情况下，依据直流马达的转速改变直流马达的线圈匝数，在转速提升时减少线圈的匝数以提升直流马达的扭矩。反之，在转速降低时，使直流马达的线圈的匝数增加，以维持直流马达在低转速的扭矩。
[0009]为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是此等说明与所附图式仅是用来说明本发明，而非对本发明的权利范围作任何的限制。
【附图说明】
[0010]图1是传统的直流马达的扭矩-转速的曲线图。
[0011]图2是本发明实施例提供的直流马达控制方法的流程图。
[0012]图3是本发明另一实施例提供的直流马达控制方法的流程图。
[0013]图4是本发明实施例提供的直流马达控制装置的电路方块图。
[0014]图5是本发明另一实施例提供的直流马达控制装置的电路方块图。
[0015]图6是本发明另一实施例提供的直流马达控制装置的电路方块图。
[0016]图7是本发明另一实施例提供的直流马达控制装置的电路方块图。
[0017]其中，附图标记说明如下:
[0018]C1、C2:曲线
[0019]S210、S220、S230、S240、S310、S320、S330、S340、S350、S360、S370、S380:步骤流程
[0020]21、61:第一 H型桥式开关电路
[0021]211,611:第一开关
[0022]212,612:第二开关
[0023]213,613:第三开关
[0024]214、614:第四开关
[0025]221、621a、621b:第五开关
[0026]222,622a,622b:第六开关
[0027]24,64:第二 H型桥式开关电路
[0028]241,641:第七开关
[0029]242,642:第八开关
[0030]243,643:第九开关
[0031]244、644:第十开关
[0032]251、651a、651b:第十一开关
[0033]252,652a,652b:第十二开关
[0034]VD:供应电压
[0035]GND:接地端
[0036]1、3、5、8:直流马达
[0037]11、31、51、81:第一线圈
[0038]32、82:第二线圈
[0039]23,63:控制单元
[0040]22、62a、62b:第一切换电路
[0041]25、65a、65b:第二切换电路
[0042]111、311、321、511、811、821:第一线圈单元
[0043]112、312、322、512a、512b、812a、812b、822a、822b:第二线圈单元
[0044]321,821:第三线圈单元
[0045]322、822a、822b:第四线圈单元
【具体实施方式】
[0046]〔直流马达匝数切换方法的实施例〕
[0047]请参照图2，图2是本发明实施例提供的直流马达控制方法的流程图。本实施例的直流马达匝数切换方法，用以透过至少一 H型桥式开关电路切换一直流马达的线圈匝数。首先，在步骤S210，判断直流马达的转速，其中第一转速范围由第一转速以及第一磁滞转速(Λ)所界定，当直流马达的转速位于第一转速范围内时，不改变直流马达的线圈匝数(即步骤S240)。在本实施例中，所述第一转速范围的上限是第一转速加上第一磁滞转速，第一转速范围的下限是第一转速减去第一磁滞转速。当直流马达的转速小于第一转速减去第一磁滞转速时，执行步骤S220。反之，当直流马达的转速大于第一转速加上第一磁滞转速时，执行步骤S230。在步骤S220中，切换直流马达的线圈匝数为第一匝数。在步骤S220结束后，再次进行步骤S210。在步骤S230中，切换直流马达的线圈匝数为第二匝数，其中第二匝数少于第一匝数。在步骤S230结束后，再次进行步骤S210。由以上的步骤S210至S240，本实施例的直流马达匝数切换方法可以依据直流马达的转速来调整线圈匝数。在较高转速(相较于第一转