CN101527535A - 电流控制装置以及方法 - Google Patents

Abstract

一种电流控制装置用于风扇电机，该电流控制装置包含电流取样模组、信号产生模组、电流检测模组以及电流控制模组。该电流取样模组量测该风扇电机的操作电流以产生取样电流信号，其中该操作电流依据驱动信号而控制，该信号产生模组产生门槛电流信号，该电流检测模组接收该取样电流信号与该门槛电流信号，并依据该门槛电流信号检测该取样电流信号以产生电机保护信号，该电流控制模组接收该电机保护信号，并依据该电机保护信号停止产生或减低该驱动信号。

Description

电流控制装置以及方法

本申请是申请号为200510102882.3，申请日为2005年9月14日，发明名称为“电流控制装置以及方法”的中国专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种电流控制装置，特别涉及一种控制电机电流的电流控制装置。

背景技术

电机广泛地应用于风扇或是各类型电子装置之中。然而，若电机的操作电流长时间过大时，则容易损毁。

如图1所示，风扇电机控制器11依据转速控制信号111产生驱动电流112～115。风扇电机12包含线圈121以及数个晶体管122～125，各该驱动电流112～115分别输入至各该晶体管122～125以控制该线圈121的操作电流，输入电压V_cc电连接至该晶体管122、123的源极，该线圈121的一端电连接该晶体管122、124，该线圈121的另一端电连接该晶体管123、125。该晶体管124、125的射极电连接至电流取样器13，该电流取样器13取样该晶体管124、125的射极电流大小，比较器141将该电流取样器13的取样结果与参考电压V_ref比较，当取样电流过大的时候，二个晶体管142、143致能以调节该驱动电流114、115，并减少该线圈121的操作电流。

该线圈121的操作电流可经由该晶体管142、143控制而减少，从而避免该操作电流过大而导致损毁。然而，该风扇电机控制器11产生的该驱动电流114、115并没有减少，当该晶体管142、143停止作用时，该线圈121的操作电流仍然会过大，所以导致该线圈121的操作电流过大的主因仍然没有消除。

因此，本申请提出一种电流控制装置，以期能够控制驱动电机的驱动电流，进而避免因驱动电流控制不当而导致电机的操作电流过大，以延长电机的使用寿命。

发明内容

鉴于上述课题，本发明的目的是提出了一种可调节电机操作电流的电流控制装置。

为了达到上述目的，依据本发明的电流控制装置用于风扇电机，并包括电流取样模组、信号产生模组、电流检测模组以及电流控制模组。该电流取样模组量测该风扇电机的操作电流以产生取样电流信号，其中该操作电流依据驱动信号而控制，该信号产生模组产生门槛电流信号，该电流检测模组接收该取样电流信号与该门槛电流信号，并依据该门槛电流信号检测该取样电流信号以产生电机保护信号，该电流控制模组接收该电机保护信号，并依据该电机保护信号停止产生或减低该驱动信号。

另外，本发明也提出了一种电流控制装置。该电流控制装置接收风扇电机模组的取样电流信号，并包括信号产生模组、电流检测模组以及电流控制模组，该信号产生模组产生门槛电流信号，该电流检测模组接收该取样电流信号与该门槛电流信号，并依据该门槛电流信号检测该取样电流信号以产生电机保护信号，该电流控制模组接收该电机保护信号，并依据该电机保护信号停止产生或减低驱动信号，其中该驱动信号控制该风扇电机模组动作。

此外，本发明也提出了一种用于风扇电机的电流控制方法。该电流控制方法包含电流取样步骤、信号产生步骤、电流检测步骤以及电流控制步骤。该电流取样步骤量测该风扇电机的操作电流以产生取样电流信号，其中该操作电流依据驱动信号而控制，该信号产生步骤产生门槛电流信号，该电流检测步骤依据该门槛电流信号检测该取样电流信号以产生电机保护信号，该电流控制步骤依据该电机保护信号停止产生或减低该驱动信号。

综上所述，本发明的电流控制装置及方法依据该门槛电流信号检测该取样电流信号以产生电机保护信号，并依据该电机保护信号停止产生或减低该风扇电机的该驱动信号，进而减少电机操作电流处于过大状态的情形，以延长电机的操作寿命。

附图说明

图1示出了常规风扇电机的电流控制器的区块图；

图2示出了本发明优选实施例的电流控制装置的区块图；

图3示出了本发明优选实施例的电流控制装置中该电流检测模组包含比较器的区块图；

图4示出了本发明优选实施例的电流控制装置中该时间控制模组包含延迟器的区块图；

图5示出了本发明优选实施例的电流控制装置中该时间控制模组包含二个电阻器的区块图；

图6示出了本发明优选实施例的电流控制装置包含电压取样模组的区块图；

图7示出了本发明优选实施例的电流控制装置；以及

图8示出了本发明优选实施例的电流控制方法的流程图。

组件符号说明：

11：风扇电机控制器      111：转速控制信号

112～115：驱动电流      12：风扇电机

121：线圈               122～125、142、143：晶体管

13：电流取样器          141：比较器

V_cc：输入电压           V_ref：参考电压

2：电流控制装置         21：电流取样模组

22、41：信号产生模组    221：第一电阻器

222：第二电阻器         23、42：电流检测模组

231：比较器             24、43：电流控制模组

25：时间控制模组        251：延迟器

252：逻辑闸             26：时间控制模组

261～262：电阻器        263：二极管

264：电容器             27：电压取样模组

3：风扇电机             4：电流控制装置

5：风扇电机模组         S₂₁、S₅₁：取样电流信号

S₂₂、S₄₁：门槛电流信号  S₂₃、S₄₂：电机保护信号

S₂₄、S₄₃：驱动信号      S₂₅：延迟信号

S₂₆：取样电压信号       S₂₇：门槛电压信号

S₃₁：操作电流           S₃₂：操作电压

EN：致能脚位            V：电源

Step1～Step4：电流控制方法的步骤

具体实施方式

以下将参照相关附图，说明本发明优选实施例的电流控制装置及方法。

如图2所示，本发明优选实施例的电流控制装置2用于风扇电机3。该电流控制装置2包括电流取样模组21、信号产生模组22、电流检测模组23以及电流控制模组24。

该电流取样模组21量测该风扇电机3的操作电流S₃₁以产生取样电流信号S₂₁，其中该操作电流S₃₁依据驱动信号S₂₄而控制，该信号产生模组22产生门槛电流信号S₂₂，该电流检测模组23接收该取样电流信号S₂₁与该门槛电流信号S₂₂，并依据该门槛电流信号S₂₂检测该取样电流信号S₂₁以产生电机保护信号S₂₃，该电流控制模组24接收该电机保护信号S₂₃，并依据该电机保护信号S₂₃停止产生或减低该驱动信号S₂₄，进而降低该操作电流S₃₁。

该门槛电流信号S₂₂被设定为该操作电流S₃₁的电流上限，该电流检测模组23通过比较该取样电流信号S₂₁与该门槛电流信号S₂₂以判断该风扇电机3的操作电流S₃₁是否超出该门槛电流信号S₂₂所设定的电流大小，若该操作电流S₃₁大于该门槛电流信号S₂₂所设定的电流上限时，该电流检测模组23产生该电机保护信号S₂₃以促使该电流控制模组24停止产生或减低该驱动信号S₂₄，进而减少该操作电流S₃₁。

另外，在本实施例中，该电流控制模组24可为控制器，该电流控制模组24可由该电机保护信号S₂₃所中断以执行电流控制程序，该电流控制程序停止产生或减低该驱动信号。此外，该电流检测模组23以及该电流控制模组24也可整合于同一控制器中。

如图3所示，该信号产生模组22包含第一电阻器221以及第二电阻器222。该第一电阻器221一端接地，另一端与该第二电阻器222的一端串联，该第二电阻器222的另一端接收电源V以产生该门槛电流信号S₂₂。

该电流检测模组23包含比较器231。该比较器231接收该取样电流信号S₂₁与该门槛电流信号S₂₂，并依据该门槛电流信号S₂₂与该取样电流信号S₂₁产生该电机保护信号S₂₃，其中该比较器231为放大器。

如图4与图5所示，在本实施例中，该电流控制模组24可为控制器。该电机保护信号输入至该控制器24的致能脚位EN，由此，该控制器24依据该电机保护信号S₂₃而致能(enable)。所以，当该操作电流S₃₁不大于该门槛电流信号S₂₂所设定的电流上限时，该电机保护信号S₂₃被设定为高准位以致能该电流控制模组24，若该操作电流S₃₁大于该门槛电流信号S₂₂所对应或设定的电流上限时，该电流控制模组24被关闭(disable)因而停止产生该驱动信号S₂₄。

为了有效地停止产生该驱动信号S₂₄进而降低该操作电流S₃₁，该电流控制装置2可包含时间控制模组。该时间控制模组控制该电流控制模组24的关闭时间以控制该电流控制模组24停止产生该驱动信号S₂₄的期间。在此期间，研发人员或使用者可寻找或排除造成操作电流S₃₁过大的因子。

如图4所示，该电流控制装置2可包含时间控制模组25，该时间控制模组25包含延迟器251与逻辑闸252。该延迟器251与该电流检测模组23电连接以接收该电机保护信号S₂₃并产生延迟信号S₂₅，该逻辑闸252与该电流检测模组23及该延迟器251电连接以接收该电机保护信号S₂₃与该延迟信号S₂₅，且依据该延迟信号S₂₅控制输入至该电流控制模组24的该电机保护信号S₂₃的致能或关闭的有效时间。该延迟器251可为充放电电路或正反器，如D型正反器(D-Filp-Flop)、或RS型正反器(RS-Flip-Flop)，该逻辑闸252可为或非门(NOR gate)。因此，通过该延迟器251可延长该延迟信号S₂₅的致能期间，并通过该逻辑闸252以将该延迟信号S₂₅进而延长关闭该电流控制模组24的期间。

如图5所示，该时间控制模组26包含二个电阻器261、262，二极管263与电容器264。该二极管263的一端与该电阻器261串联，该电容器264与该电阻器262并联，该二极管263的另一端电连接该电容器264与该电阻器262。该电阻器261、262与该电容器264可适当地设计以延长或减低响应该该电机保护信号S₂₃的时间，进而控制该电流控制模组24致能或关闭的期间。

如图6所示，该电流控制装置2还包含电压取样模组27。该电压取样模组27量测该风扇电机3的操作电压S₃₂以产生取样电压信号S₂₆。该信号产生模组22产生门槛电压信号S₂₇，该电流检测模组23接收该取样电流信号S₂₁、该门槛电流信号S₂₂、该取样电压信号S₂₆与该门槛电压信号S₂₇，并依据该取样电流信号S₂₁、该门槛电流信号S₂₂、该取样电压信号S₂₆与该门槛电压信号S₂₇产生该电机保护信号S₂₃。

该门槛电压信号S₂₇被设定为该风扇电机3的操作电压的电压上限。因此，该电流检测模组23还可比较该取样电压信号S₂₆与该门槛电压信号S₂₇以判断该风扇电机3的操作电压是否超出该门槛电压信号S₂₇所设定的电压上限。若该操作电压大于该门槛电压信号S₂₇所设定的电压上限时，该电流检测模组23产生该电机保护信号S₂₃以促使该该电流控制模组24停止产生或减低该驱动信号S₂₄。

另外，如图7所示，本发明优选实施例的电流控制装置4接收风扇电机模组5的取样电流信号S₅₁，其中该取样电流信号S₅₁取样该风扇电机模组5的操作电流而产生。该电流控制装置4包含信号产生模组41、电流检测模组42以及电流控制模组43。该信号产生模组41产生门槛电流信号S₄₁，该电流检测模组42接收该取样电流信号S₅₁与该门槛电流信号S₄₁，并依据该门槛电流信号S₄₁检测该取样电流信号S₅₁以产生电机保护信号S₄₂，该电流控制模组43接收该电机保护信号S₄₂，并依据该电机保护信号S₄₂停止产生或减低驱动信号S₄₃，其中该驱动信号S₄₃控制该风扇电机模组5动作。

当该取样电流信号S₅₁大于该门槛电流信号S₄₁所对应的电流时，该电流控制模组43被关闭以停止产生该驱动信号S₄₃。

另外，该电流控制模组43由该电机保护信号S₄₂所中断以执行电流控制程序。该电流控制程序停止产生或减低该驱动信号S₄₃，并可控制该驱动信号S₄₃停止或减低的持续时间，使用者或开发者可设定该持续时间的长短，以有效地降低该风扇电机模组5的操作电流进而保护该风扇电机模组5。

由于本实施例的风扇电机模组5可对应于上述图2至图6实施例中的该风扇电机3以及该电流取样模组21，且本实施例的该信号产生模组41、该电流检测模组42以及该电流控制模组43皆可分别对应于前述实施例的该信号产生模组22、该电流检测模组23以及该电流控制模组24。对应的组件具有相同的功能以及处理方式，故此不再赘述本实施例的该电流控制装置4。

如图8所示，本发明的电流控制方法包含步骤Step1至步骤Step4。

步骤Step1量测该风扇电机的操作电流以产生取样电流信号，其中该操作电流依据驱动信号而控制。

步骤Step2产生门槛电流信号。

步骤Step3依据该门槛电流信号检测该取样电流信号以产生电机保护信号。

步骤Step4依据该电机保护信号停止产生或减低该驱动信号。

由于本实施例的电流控制方法可应用于前述图2至图6的实施例中的电流控制装置，且本实施例的电流控制方法已于前述电流控制装置的实施例中讨论过，故此不再赘述。

综上所述，依据本发明的电流控制装置及方法依据该门槛电流信号检测该取样电流信号以产生电机保护信号，并依据该电机保护信号停止产生或减低该风扇电机的该驱动信号，进而减少电机的操作电流处于过大状态，以延长电机的操作寿命。

以上所述仅为举例性，而非为限制性。任何未脱离本发明的精神与范围，而对其进行等效修改或变更，均应包含于权利要求中。

Claims (24)

1、一种电流控制装置，接收风扇电机的取样电流信号，包含：

信号产生模组，产生门槛电流信号；

电流检测模组，接收该取样电流信号与该门槛电流信号，并依据该门槛电流信号检测该取样电流信号，当该取样电流信号大于该门槛电流信号所对应的电流时，产生电机保护信号；以及

电流控制模组，当接收该电机保护信号而被关闭，并停止产生驱动信号或减低该驱动信号，该驱动信号控制该风扇电机动作。

2、一种电流控制装置，用于风扇电机，其包含：

电流取样模组，量测该风扇电机的操作电流以产生取样电流信号，其中该操作电流依据驱动信号而控制；

信号产生模组，产生门槛电流信号；

电流检测模组，接收该取样电流信号与该门槛电流信号，并依据该门槛电流信号检测该取样电流信号，以产生电机保护信号；以及

电流控制模组，当接收该电机保护信号后而被关闭，并停止产生驱动信号或减低该驱动信号，该驱动信号控制该风扇电机动作。

3、如权利要求1或2所述的电流控制装置，其中该电流检测模组与该电流控制模组整合于控制器。

4、如权利要求1或2所述的电流控制装置，其中该电流控制模组为控制器，并依据该电机保护信号而致能。

5、如权利要求4所述的电流控制装置，其中该电机保护信号被设定为高准位以致能该电流控制模组。

6、如权利要求2所述的电流控制装置，其中当该取样电流信号大于该门槛电流信号所对应的电流时，该电流控制模组被关闭以停止产生该驱动信号。

7、如权利要求1或2所述的电流控制装置，其中该电流控制模组由该电机保护信号所中断以执行电流控制程序，该电流控制程序停止产生或减低该驱动信号。

8、如权利要求7所述的电流控制装置，其中该电流控制程序控制该驱动信号停止或减低的持续时间。

9、如权利要求1或2所述的电流控制装置，还包含：

时间控制模组，电连接于该电流检测模组与该电流控制模组之间，以控制该电机保护信号致能时间。

10、如权利要求9所述的电流控制装置，其中该时间控制模组包含：

延迟器，与该电流检测模组电连接以接收该电机保护信号并产生延迟信号；以及

逻辑闸，与该电流检测模组及该延迟器电连接以接收该电机保护信号与该延迟信号，且依据该延迟信号控制输入至该电流控制模组的该电机保护信号的致能时间。

11、如权利要求9所述的电流控制装置，其中该时间控制模组包含：

第一电阻器，接收该电机保护信号；

二极管，一端与该第一电阻器串联；

第二电阻器；以及

电容器，与该第二电阻器并联，并与该二极管的另一端电连接，以控制该电机保护信号的致能时间。

12、如权利要求1或2所述的电流控制装置，还包含：

电压取样模组，量测该风扇电机的操作电压以产生取样电压信号。

13、如权利要求12所述的电流控制装置，其中该信号产生模组产生门槛电压信号，该电流检测模组接收该取样电流信号、该门槛电流信号、该取样电压信号与该门槛电压信号，并依据该电流检测模组接收该取样电流信号、该门槛电流信号、该取样电压信号与该门槛电压信号以产生该电机保护信号。

14、如权利要求1或2所述的电流控制装置，其中信号产生模组包含：

第一电阻器，一端接地；以及

第二电阻器，其一端与该第一电阻器串联，另一端接收一电源以产生该门槛电流信号。

15、如权利要求1或2所述的电流控制装置，其中该电流检测模组包含：

比较器，其一输入端接收该取样电流信号，另一输入端接收该门槛电流信号，该比较器的输出端依据该门槛电流信号与该取样电流信号产生该电机保护信号。

16、一种电流控制方法，用于风扇电机，包含：

电流取样步骤，接收风扇电机的取样电流信号；

信号产生步骤，产生门槛电流信号；

电流检测步骤，当该操作电流大于该门槛电流信号所对应的电流时产生电机保护信号；以及

电流控制步骤，接收该电机保护信号而关闭，以停止产生该驱动信号或减低该驱动信号。

17、一种电流控制方法，用于风扇电机，包含：

电流取样步骤，量测该风扇电机的操作电流以产生取样电流信号，其中该操作电流依据驱动信号而控制；

信号产生步骤，产生门槛电流信号；

电流检测步骤，当该操作电流大于该门槛电流信号所对应的电流时产生电机保护信号；以及

电流控制步骤，接收该电机保护信号而关闭，以停止产生该驱动信号或减低该驱动信号。

18、如权利要求16或17所述的电流控制方法，其中该电流检测步骤与该电流控制步骤执行于控制器。

19、如权利要求16或17所述的电流控制方法，其中该电流控制步骤执行于电流控制模块，并依据该电机保护信号而致能该电流控制模块，该电流控制模块为控制器。

20、如权利要求19所述的电流控制方法，其中该电机保护信号被设定为高准位以致能该电流控制模组。

21、如权利要求19所述的电流控制方法，其中该电流控制步骤执行于控制器，且该控制器由该电机保护信号所中断以执行电流控制程序，该电流控制程序停止产生或减低该驱动信号。

22、如权利要求16或17所述的电流控制方法，还包含：

时间控制步骤，控制该电机保护信号致能时间。

23、如权利要求16或17所述的电流控制方法，还包含：

电压取样步骤，量测该风扇电机的操作电压以产生取样电压信号。

24、如权利要求23所述的电流控制方法，其中该信号产生步骤产生门槛电压信号，该电流检测步骤依据该电流检测模组所接收的该取样电流信号、该门槛电流信号、该取样电压信号与该门槛电压信号以产生该电机保护信号。

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