CN101013607A - 防止由于转动惯量而产生的滑差的显示器转动装置 - Google Patents

Abstract

一种显示器转动装置，其可以防止由于转动惯量而产生的滑差现象。该显示器转动装置包括：电机，提供用于转动显示器的驱动力；以及电机驱动装置，通过增加转动指令信号的上升时间和下降时间来驱动以逐渐转动和停止。该显示器转动装置可以消除由于缓慢增加或减少施加到电机的电压和/或电流而机械产生的滑差现象，并减少在停止显示器时由于振动而产生的摆动。

Description

防止由于转动惯量而产生的 滑差的显示器转动装置

相关申请的交叉参考

本申请要求于2006年2月2日向韩国工业知识产权局提交的第2006-0009965号韩国专利申请的权利，其全部内容结合于此作为参考。

技术领域

本发明涉及显示器转动装置，具体地，涉及一种能够防止由于转动惯量而产生的滑差现象的显示器转动装置。

背景技术

最近，根据显示器(例如，计算机显示器、电视机等)尺寸和重量的增加，可以使显示器转向用户的转动装置被广泛地应用。通过使用电机等，转动装置可以将显示器的方向自动变为朝向用户。

图1是示出传统显示器转动装置的示意图。参照图1，传统显示器转动装置包括支架11，固定在地面等上；电机13，其一端固定在支架11上且另一端通过轴17连接至显示器15。电机13与外部控制装置(未示出)连接，并且用户使用摇控器来控制显示器15的位置。以及电机13中包括减速齿轮(reduction gear)，这是由于具有较大重量的显示器15需要缓慢地转动。

这种显示器转动装置除了由于如果不向该显示器转动装置供电则需要用户人工转动显示器15而可被手动转动之外，其使用外部电源来驱动电机13。

每分钟转数(RPM)表示当在额定电压和额定频率下以额定功率驱动电机13时每分钟的转数。在电机13内部生成若干个磁极，并且生成一对极被定义为两极，生成两对极被定义为四极，以及生成三对极被定义为六极。

如果将三相交流电流施加给三相线圈，则对应于极的数量生成磁极。并且，磁极随着电流的交变而转动。像这样，线圈停止并且只有磁极转动被称作旋转磁场。由于旋转磁场每半个周期移动到下一极，所以磁场转动具有的同步速率如等式1所描述的。

【等式1】

Ns＝120f/P(rpm)

这里，f表示频率(Hz)并且P表示极的数量。

在空载的情况下，电机13的转子以与Ns几乎相同的速率转动，但是如果加载负载(例如，显示器15)，则转动速率减少几个百分点(％)。这被称作滑差(slip)。

在供电或在通过外部控制装置供电，用于使显示器转动装置的电机13转动之后断电的情况下，由于显示器15的转动惯量机械产生如上所述的滑差现象。滑差现象在移动和停止产品时使稳定性变差，并且在停止转动的显示器时由于振动而产生摆动。

此外，图2示出施加到电机13的电压和电流。黑色曲线为电压21，并且灰色曲线为电流23。该图示出了将电压施加到电机13时电流迅速增加的区域A，并且还示出了切断施加到电机13的电压时电流迅速降低的区域B。这种电流的迅速增加导致用于驱动电机13的电路的故障。

发明内容

因此，本发明提供了一种显示器转动装置，其可以防止由于转动惯量而产生的滑差现象。

此外，本发明提供了一种显示器转动装置，其可以消除由于缓慢增加或减少施加到电机的电压和/或电流而机械产生的滑差现象，并且减少在停止显示器时由于振动而产生的摆动。

该总的发明概念的其他方面和优点将部分地在随后的描述中阐述，并部分地通过说明书变得显而易见，或者通过总的发明概念的实践来了解。

在本发明的实施例中，显示器转动装置包括：电机，提供用于转动显示器的驱动力；以及电机驱动装置，通过增加转动指令信号的上升时间和下降时间来驱动以逐渐转动和停止。

转动指令信号为分成转动和停止的双态信号(binary signal)。

电机驱动装置包括：转动指令信号施加单元，生成转动指令信号，以对应于来自外部的输入转动电机；RC积分电路，用于生成积分信号，该积分信号为上升时间和下降时间均增加的转动指令信号；以及H桥，将积分信号转换成电机施加信号，以使电机顺时针或逆时针旋转。

RC积分电路生成积分信号，该积分信号为通过调节电阻器和电容器的值来改变上升时间和下降时间的转动指令信号。

电机的转速相应于电机输入信号的大小而改变，并且通过积分信号逐渐地改变电机施加电流的大小。

附图说明

通过以下结合附图对于实施例的描述，该总的发明概念的这些和/或其他方面及优势将变得显而易见并且得到更好地理解，其中：

图1是示出传统显示器转动装置的示意图。

图2示出施加到电机的电压和电流。

图3是根据本发明实施例的显示器转动装置的示意性配置图。

图4示出具有普通H桥结构的电机。

图5是基本RC积分电路的电路图。

图6示出对于RC积分电路的阶跃输入的阶跃响应。

图7示出了根据本发明实施例的由RC积分电路生成的积分信号(电压)和电机施加电流(电流)。

具体实施方式

以下描述仅示出本发明的原理。因此，本领域技术人员可以设计实现本发明的原理的各种方法和装置，其不背离本发明的精神和范围，尽管这些方法和装置可能没有在说明书中详细解释或示出。同时，应当理解，不仅本发明的原理、观点、和实施例，而且在特定实施例中列出的全部详细描述都将包括结构和功能性等同替换。

下面将通过参考附图阐述的详细描述和优选实施例进一步阐明本发明的其他目的、特定优点、和新颖特征。在描述本发明中，当认为现有技术的详细解释不会使本发明的关键点模糊时，会将其省略。描述中使用的序数(如第一、第二等)仅仅是用于区分描述中顺序出现的相同或相似的元件。

下文中，将参照附图详细描述本发明的实施例。

图3示出了根据本发明实施例的显示器转动装置的示意性配置图。

参照图3，显示器转动装置包括支架11、电机13、显示器15、轴17、以及电机驱动装置。可以应用各种类型的显示器15，例如立式、壁挂式等，并且可适用于电视机、监视器等。

显示器转动装置包括支架11，固定在地面等上；电机13，其一端固定在支架11上并且另一端通过轴17连接至显示器15。电机13与电机驱动装置连接，并且用户使用摇控器等控制显示器15的位置。

并且电机13中包括减速齿轮，这是因为具有较大重量的显示器15需要缓慢地转动。轴17与电机13整体转动，并与显示器15连接。因此，显示器15对应于轴17的转动一同旋转。电机13提供用于转动显示器15的驱动力。

或者，电机13的一端固定在显示器15上，并且电机13的另一端通过轴17与支架11连接。此时，显示器15和电机13以固定在支架11上的轴17为中心整体转动。

电机驱动装置驱动电机13，以使显示器15对应于转动指令信号顺时针和/或逆时针地转动。由用户通过遥控器等施加转动指令信号。该转动指令信号包括诸如顺时针和/或逆时针的转动方向信息，并且可包括转速的信息。

当施加转动指令信号时，电机驱动装置提供电机施加电流，以转动电机13，并且在不施加转动指令信号时，不提供电机施加电流，以停止电机13。

电机驱动装置包括转动指令信号施加单元31、RC积分电路33、以及H桥35。

由用户从外部或通过输入单元(未示出)将关于显示器15转动的转动指令信号施加给转动指令信号施加单元31。并且转动指令信号施加单元31将转动指令信号传送至RC积分电路33，用于驱动电机13。转动指令信号是分为转动和停止的双态信号。

RC积分电路33为由电阻器和电容器组成的低通滤波器(LPF)。RC积分电路33通过增加转动指令信号的上升时间和下降时间来生成积分信号，使得由转动指令信号施加单元31传输的转动指令信号不会迅速改变其大小。随后，将参照图5和图6描述工作原理。

H桥35将RC积分电路33中的积分信号(其为上升时间和下降时间增加的转动指令信号)转换为使电机13顺时针或逆时针转动的电机施加电流，并且将结果提供给电机13。

图4示出具有普通H桥结构的电机。参照图4，与电机13连接的每个晶体管(TR1、TR2、TR3、TR4)都用作开关。

在图4下部所示的表中，如果将H信号施加到A和D，并将L信号施加到其他端子，则TR1和TR4分别电连接，以使电机13正转。如果将H信号施加到B和C，并将L信号施加到其他端子，则TR2和TR3分别电连接，以使电机13反转。如果将H信号施加到A和B或施加到C和D，则电机13停止。这里，每个晶体管可均为场效应晶体管(FET)。

通过上述方法确定电机13的转动方向，并且对应于H信号和/或L信号的大小来确定电机13的转速。

通过使用转动指令信号，将H信号和/或L信号施加到A、B、C、D端子，以对应于该表工作。由于转动指令信号的上升时间和下降时间增加，所以不会迅速改变施加到A、B、C、D端子的H信号和/或L信号的大小，而是逐渐地改变。H信号和/或L信号通过每个晶体管(TR1、TR2、TR3、TR4)控制电机施加电流，以逐渐地转动电机13。

以下，参照图5和图6，描述增加转动指令信号的上升时间和下降时间的原理。

图5是基本RC积分电路的电路图，以及图6示出对于RC积分电路的阶跃输入的阶跃响应。转动指令信号确定转动或停止，因此转动指令信号为双态信号，其在转动情况下为高信号，而在停止情况下为低信号。因此，转动指令信号具有如图6所示的矩形波形。

由于转动指令信号通常为电压形式，所以将转动指令信号施加单元31的转动指令信号定义为Vin，并且将通过RC积分电路33增加转动指令信号的上升时间和下降时间的积分信号定义为Vout。

参照图5，在由电阻器和电容器组成的RC电路中，电阻器和电容器串联连接，并且将转动指令信号Vin施加到电阻器和电容器的两端。并且，将电容器两端的电压定义为Vout。从频率和时间的角度，在等式2中描述了Vin和Vout之间的关系。这里，Vin是值为V的阶跃输入。

【等式2】

$\frac{V_{\mathrm{out}}}{V_{\mathrm{in}}}=\frac{1}{1+\mathrm{SRC}}$

$V_{\mathrm{out}}=V-{\mathrm{Ve}}^{-\frac{t}{\mathrm{\τ}}}$ (其中，τ＝RC)

参照图6，对应于等式2示出了Vout的阶跃响应波形。如果当Vin的值保持为V时的时间为Tp，则示出在τ＝Tp/5和τ＝Tp/100的情况下的阶跃响应波形。这里，如图5所示，τ是时间常数并且在电路中符合τ＝RC。时间常量表示当输出波形为输入波形的e-1倍(约63.2％)时的时间。

在与Tp相比时间常数τ很小的情况下，生成与输入波形相似的输出波形，这是因为与图6所示的τ＝Tp/100的情况相似，输出波形的上升时间和下降时间都很短。在这种情况下，容易产生如图2所示的过冲。此外，参照图6所示的τ＝Tp/5的情况，生成其上升沿和下降沿与梯形波形相似的输出波形，而不是与矩形波形相似，这是因为输出波形的上升时间和下降时间的增加。

因此，通过控制电阻器和电容器的值，将具有矩形波形的转动指令信号转换成具有多种上升时间和下降时间的梯形波形信号。因此，当电机开始或停止转动时显示器15的位置逐渐改变并转动。

这里，如图5所示的由电阻器和电容器组成的RC积分电路为一个实施例，因此，本领域技术人员应该理解，在不背离本发明范围的情况下，可以将RC积分电路变为通过相同原理具有相同功能的另一电路。

这使得电机驱动装置的电路可以不过度工作，并且可以防止由于显示器15的转动惯量而产生的滑差现象，以及防止当电机13停止其转动时显示器15的转动或振动。

图7示出根据本发明的实施例在RC积分电路33中生成的积分信号(电压)和电机施加电流(电流)。黑色曲线表示积分信号71并且灰色曲线表示电机施加电流73。

与图2相比，在图7的A’部分中，通过将由RC积分电路33增加了上升时间的积分信号施加到电机13，电机施加电流不是迅速增加，而是逐渐地增加。与图2相比，在图7的B’部分中，通过将由RC积分电路33增加了下降时间的积分信号施加到电机13，电机施加电流不是迅速减小，而是逐渐地减小。

根据包括上面所述的本发明，显示器转动装置可以防止由于转动惯量而产生的滑差现象。

此外，显示器转动装置可以消除由于缓慢增加或减少施加给电机的电压和/或电流而机械产生的滑差现象，并且减少在停止显示器时由于振动而产生的摆动。

虽然已参照公开的实施例描述了本发明，但应当理解，本领域技术人员可以在不背离本发明的范围和精神的情况下对实施例做出更改和变化或者如下述权利要求的等同替换。

Claims (5)

1.一种显示器转动装置，其包括：

电机，提供用于转动显示器的驱动力；以及

电机驱动装置，通过增加转动指令信号的上升时间和下降时间来驱动，以逐渐转动和停止。

2.根据权利要求1所述的显示器转动装置，其中，所述转动指令信号是分为转动和停止的双态信号。

3.根据权利要求2所述的显示器转动装置，其中，所述电机驱动装置包括：

转动指令信号施加单元，产生所述转动指令信号，以对应于来自外部的输入转动所述电机；

RC积分电路，产生积分信号，所述积分信号为所述上升时间和所述下降时间被增加的所述转动指令信号；以及

H桥，用于将所述积分信号转换成电机施加信号，以顺时针或逆时针转动所述电机。

4.根据权利要求3所述的显示器转动装置，其中，所述RC积分电路生成所述积分信号，所述积分信号为所述转动指令信号，通过调节电阻器和电容器的值来改变所述转动指令信号的上升时间和下降时间。

5.根据权利要求3所述的显示器转动装置，其中，对应于所述电机输入信号的大小改变所述电机的转速，并且通过所述积分信号逐渐改变所述电机施加电流的大小。

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