CN114123864B - 缓启动电路 - Google Patents
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Abstract
一种缓启动电路，可应用于一马达控制器。该缓启动电路具有一控制器、一计数单元、一数字至模拟转换器、一电流侦测单元以及一比较器。该缓启动电路使用多个限电流值以达到一最大输出功率且可避免一马达线圈的损毁。
Description
技术领域
本发明关于一种缓启动电路，特别是关于一种可应用于马达控制器的缓启动电路。
背景技术
一般马达控制器会根据一脉宽调变(Pulse Width Modulation)信号用以驱动一马达线圈。当系统开始供电至马达控制器时，脉宽调变信号会具有一起始工作周期(DutyRatio)。随着时间增加而慢慢增加工作周期，以控制流经马达线圈的电流，以避免马达线圈因起始电流过大而损毁。然而此方法无法确定流经马达线圈的电流是否超过一限电流值，因而无法达到最佳输出功率。
发明内容
有鉴于前述问题，本发明的目的在于提供一种缓启动电路可应用于一马达控制器。
依据本发明提供该缓启动电路。该缓启动电路具有一控制器、一计数单元、一数字至模拟转换器、一电流侦测单元以及一比较器。该缓启动电路使用多个限电流值以达到一最大输出功率且可避免一马达线圈的损毁。
附图说明
图1为本发明一实施例的马达控制器与缓启动电路的示意图。
图2为本发明一实施例的时序图。
附图标记说明：10-马达控制器；100-开关电路；110-前置驱动器；120-缓启动电路；101第一晶体管；102-第二晶体管；103-第三晶体管；104-第四晶体管；Vm电压源；GND-地面电位；L-马达线圈；O1-第一端点；O2-第二端点；IL-驱动电流；121-控制器；122-计数单元；123-数字至模拟转换器；124-电流侦测单元；125-比较器；V1-第一电压；V2-第二电压；DATA-N位数字信号；Vp脉宽调变信号；Vc控制信号；T1-T63-时间；I1-I64-限电流值。
具体实施方式
下文中的说明将使本发明的目的、特征、与优点更明显。兹将参考图式详细说明依据本发明的较佳实施例。
图1为本发明一实施例的马达控制器10与缓启动电路120的示意图。马达控制器10用以驱动一马达，其中马达具有一马达线圈L。马达线圈L具有一第一端点O1与一第二端点O2。马达控制器10具有一开关电路100与一前置驱动器110。开关电路100具有一第一晶体管101、一第二晶体管102、一第三晶体管103以及一第四晶体管104，用以供应一驱动电流IL至马达线圈L。第一晶体管101耦合至一电压源Vm与第一端点O1而第二晶体管102耦合至第一端点O1与一地面电位GND。第三晶体管103耦合至电压源Vm与第二端点O2而第四晶体管104耦合至第二端点O2与地面电位GND。第一晶体管101、第二晶体管102、第三晶体管103以及第四晶体管104可为一P型金氧半晶体管或一N型金氧半晶体管。于图1中，第一晶体管101与第三晶体管103以两个P型金氧半晶体管为例。第二晶体管102与第四晶体管104以两个N型金氧半晶体管为例。前置驱动器110用以控制第一晶体管101、第二晶体管102、第三晶体管103以及第四晶体管104的开关情形。
缓启动电路120具有一控制器121、一计数单元122、一数字至模拟转换器123、一电流侦测单元124以及一比较器125。电流侦测单元124耦合至第一端点O1与第二端点O2，用以侦测驱动电流IL且产生一第一电压V1至比较器125。计数单元122为一N位的计数器，用以产生一N位数字信号DATA至数字至模拟转换器123，其中N≥1，例如是1、2…10等正整数，但不限定于此。相同地，数字至模拟转换器123为一N位的数字至模拟转换器123，用以产生一第二电压V2至比较器125。比较器125通过比较第一电压V1与第二电压V2，用以产生一控制信号Vc至控制器121。控制器121根据控制信号Vc以产生一脉宽调变信号Vp至前置驱动器110，其中脉宽调变信号Vp具有一工作周期。
图2为本发明一实施例的时序图。举例而言，当计数单元122为6位的计数器且数字至模拟转换器123为6位的数字至模拟转换器123时，可用以产生63个时间(T1-T63)与64个限电流值(I1-I64)以达到缓启动的效果。其中，6位数字信号DATA用以分别代表63个时间(T1-T63)，且第二电压V2具有64个电压位准(VL1-VL64)用以分别代表64个限电流值(I1-I64)。
当系统开始供电至马达控制器10时，控制器121逐渐增加工作周期以驱动马达线圈L。于时间T1内，若第一电压V1大于第二电压V2时，代表驱动电流IL达到限电流值I1，此时控制信号Vc为一高位准H以通知控制器121减少工作周期。经过一段时间后，控制器121会再次开始增加工作周期，若第一电压V1又大于第二电压V2时，控制器121将再减少工作周期。如图2所示，于时间T1内驱动电流IL的波形在限电流值I1附近呈现一锯齿状的震荡。此时，第二电压V2具有电压位准VL1。
于时间T1时，数字至模拟转换器123增加第二电压V2以代表限电流值I2。于时间T1至T2之间，若第一电压V1大于第二电压V2时，代表驱动电流IL达到限电流值I2，此时控制信号Vc为高位准H以通知控制器121减少工作周期。经过一段时间后，控制器121会再次开始增加工作周期，若第一电压V1又大于第二电压V2时，控制器121将再减少工作周期。如图2所示，于时间T1至T2之间驱动电流IL的波形在限电流值I2附近呈现一锯齿状的震荡。此时，第二电压V2具有电压位准VL2。
同理，于时间T2时，数字至模拟转换器123增加第二电压V2以代表限电流值I3。于时间T2至T3之间，若第一电压V1大于第二电压V2时，代表驱动电流IL达到限电流值I3，此时控制信号Vc为高位准H以通知控制器121减少工作周期。经过一段时间后，控制器121会再次开始增加工作周期，若第一电压V1又大于第二电压V2时，控制器121将再减少工作周期。如图2所示，于时间T2至T3之间驱动电流IL的波形在限电流值I3附近呈现一锯齿状的震荡。此时，第二电压V2具有电压位准VL3。据此类推，于时间T3后的电路操作就不再赘述。
此外，本发明的计数单元122不限于上述6位的计数器，数字至模拟转换器123不限于上述6位的数字至模拟转换器123。限电流值亦不限于上述64个，举例而言，缓启动电路120可通过M个限电流值以改变该工作周期，M≥3且为正整数。于另一实施例中，计数单元122为4位的计数器且数字至模拟转换器123为4位的数字至模拟转换器123时，可用以产生15个时间(T1-T15)与16个限电流值(I1-I16)以达到缓启动的效果。其中，4位数字信号DATA用以代表15个时间(T1-T15)，且第二电压V2具有16个电压位准(VL1-VL16)以代表16个限电流值(I1-I16)。因此，依据不同的应用可设计不同的N值，用以产生2N个限电流值(I1-I2N)以改变工作周期并达到缓启动的目的。
本发明的缓启动电路120可应用于一单相马达或一多相马达。此外，本发明可适用于有电感性的致动器，例如无刷马达、直流马达、音圈马达、或电磁致动器。本发明的缓启动电路120使用多个限电流值以达到一最大输出功率且可避免马达线圈L的损毁。
虽然本发明业已通过较佳实施例作为例示加以说明，应了解者为：本发明不限于此被揭露的实施例。相反地，本发明意欲涵盖对于本领域技术人员而言为明显的各种修改与相似配置。因此，申请专利范围应根据最广的诠释，以包含所有此类修改与相似配置。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (15)
1.一种缓启动电路，应用于一马达控制器，该马达控制器具有一开关电路与一前置驱动器以供应一驱动电流至一马达线圈，该马达线圈具有一第一端点与一第二端点，其特征在于，该缓启动电路包含：
一电流侦测单元，耦合至该开关电路用以侦测该驱动电流；以及
一控制器，耦合至一控制信号以产生一脉宽调变信号至该前置驱动器，其中该脉宽调变信号具有一工作周期，且该缓启动电路通过多个限电流值以改变该工作周期，该多个限电流值分别为不同的预定值。
2.如权利要求1所述的缓启动电路，其特征在于，该缓启动电路通过M个限电流值以改变该工作周期，且M≥3。
3.如权利要求1所述的缓启动电路，其特征在于，该电流侦测单元耦合至该第一端点与该第二端点。
4.如权利要求1所述的缓启动电路，其特征在于，该缓启动电路更包含一比较器，且该电流侦测单元产生一第一电压至该比较器。
5.如权利要求4所述的缓启动电路，其特征在于，该缓启动电路更包含一数字至模拟转换器，该数字至模拟转换器用以产生一第二电压至该比较器。
6.如权利要求5所述的缓启动电路，其特征在于，该比较器通过比较该第一电压与该第二电压，用以产生该控制信号。
7.如权利要求6所述的缓启动电路，其特征在于，该缓启动电路更包含一计数单元，该计数单元用以产生一数字信号至该数字至模拟转换器。
8.如权利要求7所述的缓启动电路，其特征在于，该数字至模拟转换器为一N位的数字至模拟转换器，且N＝4或6。
9.如权利要求7所述的缓启动电路，其特征在于，该计数单元为一N位的计数器，且N＝4或6。
10.如权利要求7所述的缓启动电路，其特征在于，该数字信号为一N位的数字信号，且N＝4或6。
11.如权利要求7所述的缓启动电路，其特征在于，该第二电压具有多个电压位准。
12.如权利要求1所述的缓启动电路，其特征在于，该缓启动电路通过一第一限电流值以及一第二限电流值以改变该工作周期，该驱动电流的波形在该第二限电流值附近呈现一锯齿状的震荡。
13.如权利要求1所述的缓启动电路，其特征在于，该缓启动电路应用于一单相马达或一多相马达。
14.如权利要求1所述的缓启动电路，其特征在于，该缓启动电路通过该多个限电流值以达到一最大输出功率。
15.如权利要求1所述的缓启动电路，其特征在于，该缓启动电路通过该多个限电流值以避免该马达线圈的损毁。
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