直流马达匝数切换方法及其装置的制造方法_2

文档序号:9226065阅读:来源:国知局
速范围)时,将线圈匝数切换为较少的匝数。在较低转速时(相较于第一转速范围),将线圈匝数切换为较多的匝数。使得在较低转速时,直流马达具有较多的线圈匝数,以提升扭矩。另外,在较高转速时,直流马达具有较少的线圈匝数,藉此提升在高转速的扭矩。值得一提的是,定义第一转速范围的第一转速与第一磁滞转速可用于使直流马达的转速稳定以减少震动噪音。当直流马达转速提升至第一转速以上时,才切换成第二匝数(较少匝数)。相对的,当直流马达转速降低时,直到转速降低至第一转速减去第一磁滞转速以下,才切换为第一匝数(较多匝数)。
[0048]图2的直流马达匝数切换方法是将直流马达的线圈匝数切换为第一匝数或第二匝数,图2的直流马达匝数切换方法可利用后续的图4和图5直流马达匝数切换装置实现。更进一步,当要将线圈匝数切换为多个不同的匝数时,可以参照下述实施例的说明。
[0049]请参照图3,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。图3的直流马达匝数切换方法可将线圈匝数切换为多个不同的匝数。首先,在步骤S310,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(即步骤S340)。当直流马达的转速小于第一转速减去该第一磁滞转速时,执行步骤S320。反之,当直流马达的转速大于第一转速加上该第一磁滞转速时,执行步骤S330。在步骤S320中,切换直流马达的线圈匝数为第一匝数。在步骤S320结束后,再次进行步骤S310。在步骤S330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。上述的步骤S310、S320、S330、S340与图2的步骤S210、S220、S230、S240相同。接着,在步骤S350中,判断直流马达的转速,其中第二转速范围由第二转速以及第二磁滞转速所界定,当直流马达的转速位于第二转速范围内时,不改变直流马达的线圈匝数(即步骤S360),其中第二转速范围的转速大于第一转速范围的转速。当直流马达的转速小于第二转速减去第二磁滞转速时,执行步骤S380。在步骤S350中,切换直流马达的线圈匝数为第二匝数,然而本发明并不因此限定。由于步骤S380与步骤S330相同(切换直流马达的线圈匝数为第二匝数),所以在另一实施例中,也可以跳过步骤S380直接再次进行步骤S310以持续判断目前的直流马达的转速。在步骤S350中,当直流马达的转速大于第二转速加上第二磁滞转速时,执行步骤S370。在步骤S370中,切换直流马达的线圈匝数为第三匝数,其中第三匝数少于第二匝数。
[0050]换句话说,本实施例的直流马达匝数切换方法,可将线圈匝数切换为两种或三种不同的匝数,且在转速增加时,逐渐减少线圈的匝数。在其他实施例中,直流马达匝数切换方法也可定义多种不同的转速范围,并将线圈匝数切换为多种不同的匝数,只要在直流马达转速增加时,逐渐减少线圈的匝数即可。图3的直流马达匝数切换方法可利用后续的图6和图7直流马达匝数切换装置实现。
[0051]〔直流马达匝数切换装置的实施例〕
[0052]请参照图4,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。本实施例提供一种直流马达匝数切换装置,用以切换直流马达I的一第一线圈11的匝数,第一线圈11由第一线圈单元111与第二线圈单元112串接而成。在本实施例中,直流马达I是直流有刷马达或音圈马达。第一线圈单元111与第二线圈单元112的总匝数是第一匝数,第一线圈单元111具有第二匝数。在本实施例中,当第一线圈单元111与第二线圈单元112串联导通时,第一线圈11的匝数是第一匝数。当第二线圈单元112被断路时,第一线圈11的匝数是第二匝数。
[0053]直流马达匝数切换装置包括第一 H型桥式开关电路21、第一切换电路22与控制单元23。第一 H型桥式开关电路21具有第一开关211、第二开关212、第三开关213与第四开关214,彼此串接的第一开关211与第二开关212耦接于供应电压VD与接地端GND之间,彼此串接的第三开关213与第四开关214耦接于供应电压VD与接地端GND之间,第一线圈单元111的第一端耦接于第一开关211与第二开关212之间,第一线圈单元111的第二端耦接于第三开关213与第四开关214之间。第一切换电路22具有彼此串接的第五开关221与第六开关222,彼此串接的第五开关221与第六开关222耦接于供应电压VD与接地端GND之间,第二线圈单元112的第一端耦接于第三开关213与第四开关214之间,第二线圈单元112的第二端耦接于第五开关221与第六开关222之间。控制单元23耦接第一开关211、第二开关212、第三开关213、第四开关214、第五开关221与第六开关222的控制端。在本实施例中,第一开关211、第二开关212、第三开关213、第四开关214、第五开关221与第六开关222是金属氧化物半导体场效晶体管(MOSFET),但本发明并不因此限定。控制单元23例如是微控制器(MCU),但本发明也不因此限定。
[0054]控制单元23可依据直流马达I的转速改变直流马达I的第一线圈11的匝数,在转速提升时减少第一线圈11的匝数,以增加直流马达在高转速的扭矩。反之,在转速降低时,使直流马达I的第一线圈11的匝数增加,以维持直流马达在低转速的扭矩。例如:控制单元23判断直流马达I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I的转速小于第一转速减去第一磁滞转速时,控制单元23使第一线圈单元111与第二线圈单元112串联导通,此时第一线圈11的匝数是第一匝数,且第一开关211、第二开关212、第五开关221与第六开关222形成一个H型桥式开关电路,其中第五开关221与第六开关222是代替第四开关214与第五开关221的角色。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,控制单元23使第二线圈单元112断路,此时第一线圈11的有效匝数为第一线圈单元111的第二匝数,且此时第一线圈11的电流受控于第一 H型桥式开关电路21的第一开关211、第二开关212、第三开关213与第四开关214。
[0055]请参照图5,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。本实施例的直流马达3是两相步进马达,本实施例的直流马达控制装置是将图4的控制单元23应用于分别控制两相步进马达的第一相和第二相。直流马达匝数切换装置用以切换直流马达3的第一线圈31与第二线圈32的匝数,第一线圈31由第一线圈单元311与第二线圈单元312串接而成,第二线圈32由第三线圈单元321与第四线圈单元322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21、第一切换电路22、第二 H型桥式开关电路24、第二切换电路25与控制单元(图5未绘示,与图4的控制单元23大致相同)。第一线圈单元311与第二线圈单元312的总匝数是第一匝数,第一线圈单元311具有第二匝数。同样的,第三线圈单元321与第四线圈单元322的总匝数是第一匝数,第三线圈单元321具有第二匝数。当第一线圈单元311与第二线圈单元312串联导通时,第一线圈31的匝数是第一匝数。当第三线圈单元321与第四线圈单元322串联导通时,第二线圈32的匝数是第一匝数。当第四线圈单元322被断路时,第二线圈32的匝数是第二匝数。
[0056]第一 H型桥式开关电路21具有第一开关211、第二开关212、第三开关213与第四开关214,彼此串接的第一开关211与第二开关212耦接于供应电压VD与接地端GND之间,彼此串接的第三开关213与第四开关214耦接于供应电压VD与接地端GND之间,第一线圈单元111的第一端耦接于第一开关211与第二开关212之间,第一线圈单元111的第二端耦接于第三开关213与第四开关214之间。第一切换电路22具有彼此串接的第五开关221与第六开关222,彼此串接的第五开关221与第六开关222耦接于供应电压VD与接地端GND之间,第二线圈单元112的第一端耦接于第三开关213与第四开关214之间,第二线圈单元112的第二端耦接于第五开关221与第六开关222之间。
[0057]第二 H型桥式开关电路24具有第七开关241、第八开关242、第九开关243与第十开关244。彼此串接的第七开关241与第八开关242耦接于供应电压VD与接地端GND之间。彼此串接的第九开关243与第十开关244耦接于供应电压VD与接地端GND之间。第三线圈单元321的第一端耦接于第七开关241与第八开关242之间。
[0058]第二切换电路25具有彼此串接的第i^一开关251与第十二开关252,彼此串接的第i^一开关251与第十二开关252耦接于供应电压VD与接地端GND之间,第四线圈单元322的第一端耦接于第九开关243与第十开关244之间,第四线圈单元322的第二端耦接于第十一开关251与第十二开关252之间。
[0059]控制单元(图5未绘示,与图4的控制单元23大致相同)耦接第一开关211、第二开关212、第三开关213、第四开关214、第五开关221、第六开关222、第七开关241、第八开关242、第九开关243、第十开关244、
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