CN104953907A - 直流马达匝数切换方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种直流马达匝数切换方法及其装置，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，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。
Description
技术领域
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
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C1，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+keω，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，ke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。
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C1所对应的扭矩。
发明内容
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。
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。
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。
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。
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。
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
图1是传统的直流马达的扭矩-转速的曲线图。
图2是本发明实施例提供的直流马达控制方法的流程图。
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。
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。
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。
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。
其中，附图标记说明如下：
C1、C2：曲线
S210、S220、S230、S240、S310、S320、S330、S340、S350、S360、S370、S380：步骤流程
21、61：第一H型桥式开关电路
211、611：第一开关
212、612：第二开关
213、613：第三开关
214、614：第四开关
221、621a、621b：第五开关
222、622a、622b：第六开关
24、64：第二H型桥式开关电路
241、641：第七开关
242、642：第八开关
243、643：第九开关
244、644：第十开关
251、651a、651b：第十一开关
252、652a、652b：第十二开关
VD：供应电压
GND：接地端
1、3、5、8：直流马达
11、31、51、81：第一线圈
32、82：第二线圈
23、63：控制单元
22、62a、62b：第一切换电路
25、65a、65b：第二切换电路
111、311、321、511、811、821：第一线圈单元
112、312、322、512a、512b、812a、812b、822a、822b：第二线圈单元
321、821：第三线圈单元
322、822a、822b：第四线圈单元
具体实施方式
〔直流马达匝数切换方法的实施例〕
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(△)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)。
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。
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。
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。
〔直流马达匝数切换装置的实施例〕
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1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1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。
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。
控制单元23可依据直流马达1的转速改变直流马达1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1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1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1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。
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。
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。
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。
第二切换电路25具有彼此串接的第十一开关251与第十二开关252，彼此串接的第十一开关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。
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、第十一开关251与第十二开关252的控制端。控制单元判断直流马达3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3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3的转速小于第一转速减去第一磁滞转速时，控制单元使第一线圈单元311与第二线圈单元312串联导通，且使第三线圈单元321与第四线圈单元322串联导通，此时第一线圈31与第二线圈32的匝数皆是第一匝数。反之，当直流马达3的转速大于第一转速加上第一磁滞转速时，控制单元使第二线圈单元312断路，且使第四线圈单元322断路，此时第一线圈31与第二线圈32的有效匝数皆为第二匝数。
〔直流马达匝数切换装置的另一实施例〕
请参照图6，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。相较于图4的实施例，本实施例的直流马达匝数切换装置具有多个第一切换电路，为了帮助说明，在图6中仅绘制两个第一切换电路62a、62b，但本发明并不因此限定。第二线圈单元的数目可以依据实际需要而设计，例如3个、4个、5个甚至更多。当第二线圈的数目增加时，控制单元可以将直流马达的转速区分为多个区段(即多个转速范围)，并依据直流马达转速所在的区段进行对应的切换。如此，第一线圈51可以具有多个匝数，且在不同的转速区间时，第一线圈51可以具有对应的适当匝数，以提升扭力。
第一线圈51由第一线圈单元511与多个第二线圈单元(例如两个第二线圈单元512a、512b)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61、多个第一切换电路(例如两个第一切换电路62a、62b)与控制单元63。第一H型桥式开关电路具有第一开关611、第二开关612、第三开关613与第四开关614，彼此串接的第一开关611与第二开关612耦接于供应电压VD与接地端GND之间，彼此串接的第三开关613与第四开关614耦接于供应电压VD与接地端GND之间，第一线圈单元511的第一端耦接于第一开关611与第二开关612之间，第一线圈单元511的第二端耦接于第三开关613与第四开关614之间。多个第一切换电路(62a、62b)与多个第二线圈单元(512a、512b)为一对一设置，用以导通所对应的每一个第二线圈单元(512a、512b)。每一个第一切换电路(62a或62b)具有彼此串接的第五开关(621a或621b)与第六开关(622a或622b)，彼此串接的第五开关(621a或621b)与第六开关(622a或622b)耦接于供应电压VD与接地端GND之间，每一第二线圈单元(512a或512b)透过第二线圈单元(512a或512b)的第一端串接第一线圈单元511，每一第二线圈单元(512a或512b)的一第二端耦接于对应的第一切换电路(62a或62b)的第五开关(621a或621b)与第六开关(622a或622b)之间。控制单元63耦接第一开关611、第二开关612、第三开关613、第四开关614的控制端，且耦接多个第一切换电路(62a、62b)的多个第五开关(621a、621b)和多个第六开关(622a、622b)的控制端，控制单元63判断直流马达5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5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5的转速小于第一转速减去第一磁滞转速时，控制单元63使第一线圈单元511与多个第二线圈单元(512a、512b)串联导通，当直流马达5的转速大于第一转速加上第一磁滞转速时，控制单元63使至少一第二线圈单元(512a或512b)断路。
再同时参照图3与图6，在图6的实施例中，当直流马达5的转速小于第一转速减去第一磁滞转速时，第一线圈单元511与第二线圈单元512a、512b串联导通，此时第一线圈51的匝数是第一匝数。当直流马达5的转速大于第一转速加上第一磁滞转速时，控制单元63可使第二线圈单元512b断路，此时只有第一线圈单元511和第二线圈单元512a串联导通，此时第一线圈51的匝数可以称为第二匝数(少于第一匝数)，值得一提的是，在此的第二匝数与图4实施例的第一线圈11的第二匝数并不相同。当直流马达5的转速进一步大于第二转速加上第二磁滞转速时(第二转速大于第一转速，且第二转速范围的转速大于第一转速范围的转速)，控制单元63可使第二线圈单元512a断路，此时只有第一线圈单元511导通，第一线圈51的匝数是第一线圈单元511本身的匝数(可以称为第三匝数，第三匝数少于第二匝数，且少于第一匝数)。
请参照图7，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。本实施例的直流马达控制装置是将图6的控制单元63应用于分别控制两相步进马达的第一相和第二相，且为了简化说明在图7中的控制单元省略不绘示，所述控制单元耦接图7中的所有开关的控制端，以控制图7中的所有开关。图7的直流马达匝数切换装置用以切换直流马达8的第一线圈81与第二线圈82的匝数。直流马达8是两相步进马达，第一线圈81由第一线圈单元811与多个第二线圈单元(例如两个第二线圈单元812a、812b)串接而成，第二线圈82由第三线圈单元821与多个第四线圈单元(例如两个第四线圈单元822a、822b)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61、多个第一切换电路(例如两个第一切换电路62a、62b)、第二H型桥式开关电路64、多个第二切换电路(例如两个第二切换电路65a、65b)与控制单元(未绘示)。
第一H型桥式开关电路具有第一开关611、第二开关612、第三开关613与第四开关614，彼此串接的第一开关611与第二开关612耦接于供应电压VD与接地端GND之间，彼此串接的第三开关613与第四开关614耦接于供应电压VD与接地端GND之间，第一线圈单元811的第一端耦接于第一开关611与第二开关612之间，第一线圈单元811的第二端耦接于第三开关613与第四开关614之间。多个第一切换电路(62a、62b)与多个第二线圈单元(812a、812b)为一对一设置，用以导通所对应的每一个第二线圈单元(812a、812b)。每一个第一切换电路(62a或62b)具有彼此串接的第五开关(621a或621b)与第六开关(622a或622b)，彼此串接的第五开关(621a或621b)与第六开关(622a或622b)耦接于供应电压VD与接地端GND之间，每一第二线圈单元(812a或812b)透过第二线圈单元(812a或812b)的第一端串接第一线圈单元811，每一第二线圈单元(812a或812b)的一第二端耦接于对应的第一切换电路(62a或62b)的第五开关(621a或621b)与第六开关(622a或622b)之间。
第二H型桥式开关电路64，具有第七开关641、第八开关642、第九开关643与第十开关644，彼此串接的第七开关641与第八开关642耦接于供应电压VD与接地端GND之间，彼此串接的第九开关643与第十开关644耦接于供应电压VD与接地端GND之间，第三线圈单元821的第一端耦接于第七开关641与第八开关642之间，第三线圈单元821的第二端耦接于第九开关643与第十开关644之间。第二切换电路(65a、65b)与第四线圈单元(822a、822b)为一对一设置，用以导通所对应的每一第四线圈单元(822a或822b)，其中每一第二切换电路(65a或65b)具有彼此串接的第十一开关(651a或651b)与第十二开关(652a或652b)，彼此串接的第十一开关(651a或651b)与第十二开关(652a或652b)耦接于供应电压VD与接地端GND之间，第四线圈单元(822a或822b)的第一端耦接于第九开关643与第十开关644之间，第四线圈单元(822a或822b)的第二端耦接于第十一开关(651a或651b)与第十二开关(652a或652b)之间。
控制单元(未绘示，与图6的控制单元63大致相同)耦接第一开关611、第二开关612、第三开关613、第四开关614、第七开关641、第八开关642、第九开关643、第十开关644的控制端，且耦接多个第一切换电路(62a、62b)的多个第五开关(621a、621b)和多个第六开关(622a、622b)的控制端，且耦接多个第二切换电路(65a、65b)的多个第十一开关(651a、651b)和多个第十二开关(652a、652b)的控制端。控制单元判断直流马达8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8的线圈匝数，当直流马达8的转速小于第一转速减去第一磁滞转速时，控制单元使第一线圈单元811与多个第二线圈单元(812a、812b)串联导通，且使第三线圈单元821与多个第二线圈单元(822a、822b)串联导通。当直流马达8的转速大于第一转速加上第一磁滞转速时，控制单元使至少一第二线圈单元(812a或812b)断路，且使至少一第四线圈单元(822a或822b)断路。所述控制单元透过控制上述开关而切换线圈匝数的方式可以参照图6实施例的说明，不再赘述。
〔实施例的可能功效〕
综上所述，本发明实施例所提供的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。本发明实施例所提供的直流马达匝数切换方法及其装置可应用于利用H型桥式开关电路控制的直流马达，例如：直流有刷马达、两相步进马达、音圈马达等。藉此，可增加直流马达的可用转速范围，以提高产品的竞争力。
以上所述仅为本发明的实施例，其并非用以局限本发明的专利范围。
Claims (9)
1.一种直流马达匝数切换方法，其特征在于，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，该方法包括：
判断该直流马达的转速，其中一第一转速范围由一第一转速以及一第一磁滞转速所界定，当该直流马达的转速位于该第一转速范围内时，不改变该直流马达的线圈匝数；
当该直流马达的转速小于该第一转速减去该第一磁滞转速时，切换该直流马达的线圈匝数为一第一匝数；以及
当该直流马达的转速大于该第一转速加上该第一磁滞转速时，切换该直流马达的线圈匝数为一第二匝数，其中该第二匝数少于该第一匝数。
2.根据权利要求1所述的直流马达匝数切换方法，其特征在于：
判断该直流马达的转速，其中一第二转速范围的转速大于该第一转速范围的转速，该第二转速范围由一第二转速以及一第二磁滞转速所界定，当该直流马达的转速位于该第二转速范围内时，不改变该直流马达的线圈匝数；
当该直流马达的转速小于该第二转速减去该第二磁滞转速时，不切换该直流马达的线圈匝数；以及
当该直流马达的转速大于该第二转速加上该第二磁滞转速时，切换该直流马达的线圈匝数为一第三匝数，其中该第三匝数少于该第二匝数。
3.根据权利要求1所述的直流马达匝数切换方法，其特征在于：该直流马达是一两相步进马达，在切换该直流马达的线圈匝数的步骤中，同时切换该两相步进马达的一第一相的线圈匝数以及一第二相的线圈的匝数。
4.根据权利要求1所述的直流马达匝数切换方法，其特征在于：该直流马达是直流有刷马达。
5.一种直流马达匝数切换装置，其特征在于，用以切换一直流马达的一第一线圈的匝数，该第一线圈由一第一线圈单元与一第二线圈单元串接而成，该直流马达匝数切换装置包括：
一第一H型桥式开关电路，具有一第一开关、一第二开关、一第三开关与一第四开关，彼此串接的该第一开关与该第二开关耦接于一供应电压与一接地端之间，彼此串接的该第三开关与该第四开关耦接于该供应电压与该接地端之间，该第一线圈单元的一第一端耦接于该第一开关与该第二开关之间，该第一线圈单元的一第二端耦接于该第三开关与该第四开关之间；
一第一切换电路，具有彼此串接的一第五开关与一第六开关，彼此串接的该第五开关与该第六开关耦接于该供应电压与该接地端之间，该第二线圈单元的一第一端耦接于该第三开关与该第四开关之间，该第二线圈单元的一第二端耦接于该第五开关与该第六开关之间；以及
一控制单元，耦接该第一开关、该第二开关、该第三开关、该第四开关、该第五开关与该第六开关的控制端，该控制单元判断该直流马达的转速，其中一第一转速范围由一第一转速以及一第一磁滞转速所界定，当该直流马达的转速位于该第一转速范围内时，不改变该直流马达的线圈匝数，当该直流马达的转速小于该第一转速减去该第一磁滞转速时，该控制单元使该第一线圈单元与该第二线圈单元串联导通，当该直流马达的转速大于该第一转速加上该第一磁滞转速时，该控制单元使该第二线圈单元断路。
6.根据权利要求5所述的直流马达匝数切换装置，其特征在于：该直流马达是直流有刷马达。
7.根据权利要求5所述的直流马达匝数切换装置，其特征在于：该直流马达具有一第二线圈，该直流马达匝数切换装置用以切换该直流马达的该第一线圈与该第二线圈的匝数，该直流马达是一两相步进马达，该第二线圈由一第三线圈单元与一第四线圈单元串接而成，该直流马达匝数切换装置更包括：
一第二H型桥式开关电路，具有一第七开关、一第八开关、一第九开关与一第十开关，彼此串接的该第七开关与该第八开关耦接于一供应电压与一接地端之间，彼此串接的该第九开关与该第十开关耦接于该供应电压与该接地端之间，该第三线圈单元的一第一端耦接于该第七开关与该第八开关之间；以及
一第二切换电路，具有彼此串接的一第十一开关与一第十二开关，彼此串接的该第十一开关与该第十二开关耦接于该供应电压与该接地端之间，该第四线圈单元的一第一端耦接于该第九开关与该第十开关之间，该第四线圈单元的一第二端耦接于该第十一开关与该第十二开关之间；
其中，该控制单元耦接该第七开关、该第八开关、该第九开关、该第十开关、该第十一开关与该第十二开关的控制端，该控制单元判断该直流马达的转速，其中当该直流马达的转速位于该第一转速范围内时，不改变该直流马达的线圈匝数，当该直流马达的转速小于该第一转速减去该第一磁滞转速时，该控制单元使该第三线圈单元与该第四线圈单元串联导通，当该直流马达的转速大于该第一转速加上该第一磁滞转速时，该控制单元使该第四线圈单元断路。
8.一种直流马达匝数切换装置，其特征在于，用以切换一直流马达的一第一线圈的匝数，该第一线圈由一第一线圈单元与多个第二线圈单元串接而成，该直流马达匝数切换装置包括：
一第一H型桥式开关电路，具有一第一开关、一第二开关、一第三开关与一第四开关，彼此串接的该第一开关与该第二开关耦接于一供应电压与一接地端之间，彼此串接的该第三开关与该第四开关耦接于该供应电压与该接地端之间，该第一线圈单元的一第一端耦接于该第一开关与该第二开关之间，该第一线圈单元的一第二端耦接于该第三开关与该第四开关之间；
多个第一切换电路，该些第一切换电路与该些第二线圈单元为一对一设置，用以导通所对应的每一该第二线圈单元，其中每一该切换电路具有彼此串接的一第五开关与一第六开关，彼此串接的该第五开关与该第六开关耦接于该供应电压与该接地端之间，每一该第二线圈单元透过该第二线圈单元的一第一端串接该第一线圈单元，每一该第二线圈单元的一第二端耦接于对应的该第一切换电路的该第五开关与该第六开关之间；以及
一控制单元，耦接该第一开关、该第二开关、该第三开关、该第四开关的控制端，且耦接该些第一切换电路的该些第五开关和该些第六开关的控制端，该控制单元判断该直流马达的转速，其中一第一转速范围由一第一转速以及一第一磁滞转速所界定，当该直流马达的转速位于该第一转速范围内时，不改变该直流马达的线圈匝数，当该直流马达的转速小于该第一转速减去该第一磁滞转速时，该控制单元切换该切换电路使该第一线圈单元与该些第二线圈单元串联导通，当该直流马达的转速大于该第一转速加上该第一磁滞转速时，该控制单元使至少一该第二线圈单元断路。
9.根据权利要求8所述的直流马达匝数切换装置，其特征在于：该直流马达具有一第二线圈，该直流马达匝数切换装置用以切换该直流马达的该第一线圈与该第二线圈的匝数，该直流马达是一两相步进马达，该第二线圈由一第三线圈单元与多个第四线圈单元串接而成，该直流马达匝数切换装置更包括：
一第二H型桥式开关电路，具有一第七开关、一第八开关、一第九开关与一第十开关，彼此串接的该第七开关与该第八开关耦接于一供应电压与一接地端之间，彼此串接的该第九开关与该第十开关耦接于该供应电压与该接地端之间，该第三线圈单元的一第一端耦接于该第七开关与该第八开关之间，该第三线圈单元的一第二端耦接于该第九开关与该第十开关之间；以及
多个第二切换电路，该些第二切换电路与该些第四线圈单元为一对一设置，用以导通所对应的每一该第四线圈单元，其中每一该第二切换电路具有彼此串接的一第十一开关与一第十二开关，彼此串接的该第十一开关与该第十二开关耦接于该供应电压与该接地端之间，该第四线圈单元的一第一端耦接于该第九开关与该第十开关之间，该第四线圈单元的一第二端耦接于该第十一开关与该第十二开关之间；
其中，该控制单元耦接该第七开关、该第八开关、该第九开关、该第十开关的控制端，且耦接该些第二切换电路的该些第十一开关和该些第十二开关的控制端，该控制单元判断该直流马达的转速，其中当该直流马达的转速位于该第一转速范围内时，不改变该直流马达的线圈匝数，当该直流马达的转速小于该第一转速减去该第一磁滞转速时，该控制单元使该第三线圈单元与该些第四线圈单元串联导通，当该直流马达的转速大于该第一转速加上该第一磁滞转速时，该控制单元使至少一该第四线圈单元断路。
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