CN1260878C - 振动电机及使用该电机的设备 - Google Patents

Abstract

一种振动电机，当电机(101)的R.P.M.快于基准速度时，该电机获得FSAT信号，从而输出驱动电路(111)受到该FSAT信号的控制，以节省每一相位的一部分供电时间周期。于是电机控制R.P.M.并增大电机(101)所产生的转矩脉动。结果，振动的幅值加大，并且通过控制系统可使因电机减小所致的不足振动得到补偿。可由一个集成芯片半导体器件(140)形成电机驱动器(100)，使外部元件的数目减少，并可使电机减小，减轻重量。

Description

振动电机及使用该电机的设备

技术领域

本发明涉及一种信息设备，通过人体对振动的感知传送信息。例如，涉及一种振动电机及使用这种电机的设备，如便携式电话、信息终端以及手表等。可使所述电机和设备更小、节省空间、能耗低，并有附加功能。

特别是，本发明的振动电机由无刷电机形成，而不用转子的位置检测，而且这种振动电机适于检测反电动势(BEMF)并适于被驱动。这种振动电机装有电机驱动器，以实现各种控制，如速度控制、短路制动、正向旋转、反向旋转、启动、停止等。

背景技术

普通没有位置检测装置的无传感器-无刷-电机驱动器有如下面所述者。在电机很慢地静止或转动时，就不能检测到电机的驱动线圈那里所产生的反电动势(BEMF)，从而由外面所加给的定时脉冲切换各相驱动线圈的ON-OFF状态。日本专利申请未审公开特开平02-206394公开了这样的启动电路装置。驱动电路装置检测驱动线圈所产生的反电动势，并在电机启动之后产生最佳的驱动定时，日本专利申请未审公开特开平03-89889公开了这样的装置。

公知的是采用使电机的BEMF(电压值)与电机的R.P.M.成正比的装置作为电机的速度控制装置。作为振动装置，日本专利申请未审公开特开平08-149182公开了随意设定振动频率和振幅的装置。日本专利申请未审公开特开平09-130840公开了使振动随时间改变的装置。

图12是第一种现有技术示例振动电机(无传感器-无刷-电机)的驱动电路图。

如图12所示，定子线圈802、803和804的每一端都与电源输入接线端303相连。由比较器721、722和723将每个线圈802、803和804产生的BEMF转换成矩形脉冲，然后将其输入定时电路113。定时电路113使矩形脉冲的前沿和后沿延迟30°电角度，并产生时间信号，以开始驱动。

相位变换电路114输入来自定时电路113的时间信号，并把相位转换信号输出给功率放大器740。在120°电角度期间，相位变换电路114通过功率放大器740把基极电流提供给形成输出电路115的晶体管792、793和794。在120°电角度期间，在定时电路113所产生的时间，在线圈802、803和804中各自依序传送电流。

将功率放大器740形成为使它能够根据误差信号放大器780的输出信号控制晶体管792、793和794的基极电流。控制反馈，使电机能够按所述R.P.M(每分钟转数)旋转，其中基准电压781与合成电压是平衡的，从而被合成的电压在FV(频率/电压)转换电路770的输出电压与控制输入接线端701所加电压之间被合成。FV转换电路770把在线圈802、803和804处产生的BEMF的幅值转换成一个电压，并在晶体管792、793和794截止期间输出总电压。换句话说，由FV转换电路770将电机的R.P.M转换成电压，并且这个电压反馈到控制电机工作电流的误差信号放大器780，以便形成闭环回路。然后再通过把一个电压加给控制输入接线端701使电机的R.P.M为可以控制的。

使用电容器901用来启动振荡器。使用电容器902用来产生ON-OFF定时。使用电容器903用来补偿闭环的相位。振荡电路710、电源750、开关751和电阻器761用于启动电机。这里省略对这些元件的描述。

图13是第二常规示例振动装置的电路图。图14是第三常规示例振动装置的电路图。

如图13所示，第二常规示例的电机1装有由转子处的不平衡负载形成的振动发生装置(未示出)，并通过旋转电机产生振动。电池2为蓄电池，如锂离子电池。晶体管11连在电池2与电机1之间，晶体管12和电阻器21串联在它们之间。选择接线端31和32与电池的负端相接，从而选择振动的幅值。

在图14所示的第三常规示例中，与图13的第二常规示例的电阻器21相应的部分由可变电阻器24代替。通过由控制输入端33的信号改变可变电阻器24的值，使要串联插入电机1的电阻值是随意可变的，从而振动的幅值和振动周期都是可变的。

图15是第四常规示例振动装置的速度控制电路图，由日本专利申请未审查公开特开昭55-109185所公开。图16是该振动装置的速度误差检测电路图。

如图15所示，第一规则脉冲宽度产生电路405包括N元计数器，它用脉冲成形电路403的输出信号后沿作为触发信号。

当N元计数器计数基准振荡器108的输出脉冲，即基准时钟的数目时，该计数器对N个脉冲保持电平“1”，在计数N个脉冲之后，保持电平“0”。第二规则脉冲宽度产生电路406包括M元计数器，它用第一规则脉冲宽度产生电路405的输出信号后沿作为触发信号。当M元计数器计数基准时钟的数目时，该计数器对M个脉冲保持电平“1”，在计数M个脉冲之后，保持电平“0”。脉冲合成电路407合成所述规则脉冲宽度产生电路405和406的输出脉冲，并将其转换成与电机401的速度误差相应的脉冲宽度。换句话说，速度误差检测电路411包含所述规则脉冲宽度产生电路405和406以及脉冲合成电路407。

滤波电路408使脉冲合成电路407的输出脉冲平滑，并将其转换成直流电压。低频补偿电路409放大滤波电路408输出中的低频分量。电机驱动电路410放大低频补偿电路409的输出功率。

图16是图15速度误差检测电路411的电路图。如图16所示，N元计数器421具有基准时钟输入端CK，输出端DOB和清除端CL。微分电路422微分信号输入端B的后沿，并输出一个信号。置“0”置“1”触发器(SR flip-flop)423响应“0”电平时的触发信号复位和置位。第一冲宽度产生电路405由计数器421、微分电路422和置“0”置“1”触发器423组成。除计数的数目N和M之外，第二冲宽度产生电路406的内容与第一冲宽度产生电路405相同。

电阻器426和427给PNP晶体管430和NPN晶体管431中每一个的基极提供电流。电阻器428和429防止晶体管430和431的漏电流。脉冲合成电路407包括OR电路424、AND电路425、电阻器426、427、428、429和晶体管430、431。

可将上述两个晶体管的集电极共接点G的电压电平保持以下三种状态。在电机的R.P.M.快于基准速度时，图15中频率发生器402的输出周期短于通过使N元计数器计数的多个脉冲与M元计数器计数的多个脉冲相加所得的基准周期。在这种情况下，G点作为脉冲合成电路407的输出点以电流吸收模式工作，并吸收来自滤波电路408的电流，从而减小滤波电路408的输出电压。于是，电机401的R.P.M.通过低频补偿电路409和电机驱动电路410而减小，频率发生器402的输出周期变长。

相反，当电机的R.P.M.慢于所述基准速度时，G点以电流激增模式工作，并升高滤波电路408的输出电压。于是，电机401的R.P.M.通过低频补偿电路409和电机驱动电路410而增加，频率发生器402的输出周期变短。

当电机401(按基准速度)稳定地转动时，晶体管430和431持续截止状态，成为高阻抗状态，从而使G点处的输入电流和输出电流消失，并使滤波电路408的输出电压保持在恒定的水平。于是，电机401的R.P.M.保持恒定。

但当由一个集成芯片半导体器件(IC)形成普通无传感器-无刷-电机驱动器时，难于把启动电路电容器901、ON-OFF定时产生电容器902和闭环相位补偿电容器903放到IC内。因为这些电容器至少需要有1nF，这就可能使这些电容器的尺寸变大。从而这些电容器要在IC的外面。

普通无传感器-无刷-电机驱动器的启动电路由电容器和电阻器组成的RC振荡器产生基准时钟。这个基准时钟应该是低频的(约几十赫兹到几百赫兹)。

在这种情况下，应该使电容器的电容增大，因此难于使IC集成电容器，而且具有大电容的电容器通常需要是在IC外面的部件。在电容器的电容很小时，为了产生低频基准时钟，而希望充电电流和放电电流很小，从而由微小的漏电流的影响导致振荡精度变差。

图12中第一普通示例的电机速度控制装置利用电机的BEMF的电压电平与电机的R.P.M.成正比的事实。即使在IC中正好设计基准电压与电机的基准R.P.M.对应，电机的BEMF也与电机的特性有关。因为R.P.M.随电机特性的变化而改变，所以需要与电机特性相适应的基准电压。

最近，在小而轻的设备所用的小振动电机驱动系统中，在为使尺寸减小，重量减轻而减少各外部元件的数目的情况下，制作电机的过程中会发生电机的R.P.M.的偏差，因为有如上面所讨论的那样，所述R.P.M.由电机的特性所决定。

一种普通设备旨在给用户以容易选择振动的感知或者使设备逐渐增大振动幅值的良好性能。普通R.P.M.控制装置的基础在于，在从外来加给用作速度指令的直流电压电平之后，通过改变直流电压电平，BEMF的电压改变所述R.P.M.。在这种情况下，所述R.P.M.与电机个体有关，因为R.P.M.的精度随电机的特性而有偏差。

发明内容

本发明旨在解决上面讨论的问题，目的在于提供一种振动电机和使用这种振动电机的设备，这种电机可减小尺寸并且重量轻，而且通过改变R.P.M.易于得到R.P.M.的精度以及改变振动的幅值。

一种振动电机包括以下各元件：

(a)具有不平衡负载的转子；

(b)具有多个线圈的定子，每个线圈的相位不同；

(c)与各线圈相连并转动所述转子的电机驱动器。

所述电机驱动器包括：

(c-1)启动电路，用以将启动转矩加给电机；

(c-2)反电动势(BEMF)检测电路，用以检测电机每一相的BEMF，并输出与BEMF相应的BEMF检测信号；

(c-3)输出驱动电路，它具有：

定时产生电路，用以产生至少一个信号，以根据所述BEMF检测信号依序切换ON-OFF状态；以及

(c-4)速度控制电路，它具有基准周期产生电路，用以产生基准周期信号，还具有周期比较电路，用以使基准周期信号的周期与所述BEMF检测信号的周期相比较，以便响应所述周期比较电路的输出产生对所述各线圈(105，106，107)供电的ON-OFF周期。

按照这种结构，把每一相的BEMF信号用作转子的位置检测信号，当电机的R.P.M.比基准速度快时，输出FAST信号。由于所述FAST信号而省去一部分供电周期，从而使驱动转矩减小，并使R.P.M.减小。当R.P.M.减小时，因FAST信号的宽度缩短以及供电周期加长，而使驱动转矩增大。从而使反馈控制起作用，并使电机的R.R.M.保持恒定。

因省去为响应FAST信号的宽度供电原来所需的时间周期，使电机所产生的转矩脉动增大，以便可由所述控制系统使因(尺寸)减小所致的不充分的振动得到补偿。

停止供电装置不只是在FAST信号周期停止对各线圈供电，而且在FAST信号周期减少提供电能。

本发明的设备使用具有上面讨论之结构的振动电机。

本发明可以提出一种振动电机和使用振动电机的设备，所述电机减小尺寸，而且重量轻，并易于通过改变所述R.P.M.保持R.P.M.的精度和改变振动的幅值。

附图说明

图1示出本发明第一示例性实施例振动电机的方框图；

图2是包含图1所示振动电机的速度控制电路和驱动电路的方框图；

图3表示用于图1所示振动电机之控制速度和电机驱动的时间图；

图4示出本发明第二示例性实施例振动电机的方框图；

图5示出本发明第三示例性实施例振动电机的方框图；

图6示出本发明第四示例性实施例振动电机的方框图；

图7示出本发明第五示例性实施例振动电机的基准周期产生电路的方框图；

图8和图9表示本发明第五示例性实施例振动电机的R.P.M.对计数数目的关系曲线；

图10示出本发明第六示例性实施例振动电机的方框图；

图11示出本发明第七示例性实施例一种设备(便携式电话)的局部剖面图；

图12是第一普通示例振动电机(无传感器-无刷-电机)的驱动电路图；

图13是第二普通示例振动装置的电路图；

图14是第三普通示例振动装置的电路图；

图15是第四普通示例振动装置的速度控制电路图；

图16是第四普通示例振动装置的速度误差检测电路图。

具体实施方式

以下将参照附图描述本发明。

示例性实施例1

图1示出本发明第一示例性实施例振动电机的方框图；而图2是包含所述振动电机的速度控制电路和驱动电路的方框图；以及图3表示用于所述振动电机之控制速度和电机驱动的时间图。

如图1所示，振动电机101是一种没有位置检测装置的无传感器-无刷-电机。转子102具有不平衡负载(未示出)作为振动产生装置。转子102的转动引起所示不平衡负载的旋转，从而产生振动。定子104由分别具有不同相位的多个线圈，也即定子线圈(驱动线圈)105、106和107绕成，它们形成U相、V相和W相。

每个线圈105、106和107的第一端都连接到提供电压的接线端Vcc。每个线圈的第二端都连接到BEMF检测电路110。

以下论证所述第一实施例振动电机的电机驱动器100。BEMF检测电路110检测每个线圈所产生的BEMF，并输出BEMF检测信号，如矩形脉冲信号U1、V1、W1，同时还输出三相的合成信号BEMF。

速度控制电路112包括基准周期产生电路116和周期比较电路117。基准周期产生电路116根据信号BEMF和基准振荡器108提供的基准时钟CLK设定基准周期。周期比较电路117只在BEMF信号的周期短于所述基准周期时，输出与BEMF信号的周期和基准信号的周期之间的差相应的矩形波信号FAST。

输出驱动电路111包括定时产生电路113、相位变换电路114、输出装置115和增益调节电路122。定时产生电路113使信号U1、V1、W1前沿和后沿延迟30°电角度，并产生定时信号，开始驱动。增益调节电路122根据所述定时信号和FAST信号调节增益。相位变换电路114利用受到调节的矩形信号产生相位变换信号。输出装置115利用相位变换信号对线圈105、106和107控制驱动电流。

启动电路109的作用如下。当电机静止或者转动得非常慢，而且不能检测每个线圈105、106和107所产生的BEMF时，启动电路109根据基准时钟CLK产生定时脉冲(启动脉冲)，而且依序变换每相线圈的ON-OFF状态，从而电机101很容易从静止态启动。

以下参照图2和3论证电机的驱动和电机速度控制的操作。

当BEMF电路110所加给的三相合成信号BEMF的后沿到达计数器130时，基准周期产生电路116中所包含的计数器130开始计数基准振荡器108所加给的基准时钟CLK。在计数器130达到所设定的计数数目之前，计数器130保持输出“1”作为信号UP。在计数器130达到所设定的计数数目时，它重新设定自己，并输出“0”作为信号UP。

由“与”门(AND)121形成周期比较电路117。周期比较电路117接收BEMF信号和UP信号，并对输出控制电路111的增益调节电路122输出一个信号。只有在所述BEMF信号和UP信号两者都保持为“1”时，才提供一个信号“1”作为FAST信号。当BEMF信号的周期比所设定的计数数目的基准周期短时，也就是当电机的R.P.M.快时，则与所述二周期之差相应，提供FAST信号“1”。增益调节电路122输出一个FASTG信号，调节这个信号，以加长所提供的FAST信号“1”的时间。

由“与非”门(NAND)123、124和125形成相位变换电路114。在由定时产生电路113加给每一相的定时信号US、VS和WS都保持为“1”时，有电流流过。但在FASTG信号转变为“1”时，定时信号转变为“0”。换句话说，相位变换电路114输出驱动信号UB、VB和WB，它们的供电周期因FASTG信号而受到忽略。

由NPN晶体管126、127和128形成所述输出装置115。把受到FAST信号修改的驱动信号UB、VB和WB加给所述每个晶体管的基极。每个晶体管根据各基极的信号驱动振动电机101。

按照这种结构，当电机101的R.P.M.快于基准速度时，输出FAST信号。部分供电时间周期因FAST信号而受到省略，从而驱动转矩减小，并且R.P.M.也减小。

当R.P.M.减小时，因为FAST信号的宽度变短并且供电时间周期加长，所以驱动转矩增大。从而使反馈控制起作用，并使电机101的R.P.M.保持恒定。

当增益调节电路122的结构使FAST信号的时间宽度加长时(用以调节FASTG信号使之加长)，反馈控制增益等价增大。于是，速度控制状态下的基准周期(速度基准)与BEMF检测信号(R.P.M.)之间的时间宽度差缩短，从而使R.P.M.的精度提高，因负载波动所致R.P.M.的偏差减小。

由于省略一部分为响应FAST信号的宽度供电(在各相位均为120°电角度时)原来所需的时间周期，使电机产生的转矩减小，而电机产生的转矩脉动增大，从而可由控制系统使因电机101的(尺寸)减小所致的不足振动得到补偿。

本例中的结构，也即半波驱动方法所用的结构被描述如下：将各相线圈的第一接线端连到电压供给端Vcc，而将各第二接线端分别与形成输出装置115之各NPN晶体管的集电极相连。除此之外，全波驱动方法所用的结构，其中每个线圈的两个接线端与每个输出装置相连，这种结构能够产生与上述同样的优点。

本实施例中，将速度控制电路112描述为，把由BEMF电路110所加给的多个相位合成信号BEMF的周期用作电机的R.P.M.检测信号，这种电路可产生与上述同样的优点。

示例性实施例2

图4是本发明第二示例性实施例振动电机的方框图。这个第二示例性实施例在电机驱动器方面与第一实施例不同，也即电机驱动器是由一个集成芯片半导体器件140形成的，该器件包括反电动势(BEMF)检测电路110、速度控制电路112、输出驱动电路111、启动电路109和基准振荡器108。BEMF检测电路110通过旋转振动电机101检测由定子104的每相线圈105、106和107所产生的BEMF。半导体器件140包括电源接线端Vpower、接地端GND和电机驱动接线端U、V、W。

启动电路109接收来自基准振荡器108的基准时钟CLK，设定启动频率。速度控制电路112也接收来自基准振荡器108的基准时钟CLK，设定基准频率。启动电路109和速度控制电路112两者共享基准振荡器108。

在这个第二示例性实施例中，需要电阻器和电容器用作半导体器件140的外部元件，以便能使包含振动电机101和半导体器件140的设备被减小，并节省空间。

示例性实施例3

图5是本发明第三示例性实施例振动电机的方框图。这个第三示例性实施例在电机驱动器方面与第二实施例不同，也即从作为电机驱动器的一个集成芯片半导体器件140的外部提供基准时钟信号CLK。

在此第三示例性实施例中，因为可由从外面提供的基准时钟信号CLK任意设定基准周期，所以可以任意设定R.P.M.。

这个第三示例性实施例可产生与第二示例性实施例同样的优点，也即能使包含振动电机101和一个集成芯片半导体器件140的设备被减小，并节省空间。

示例性实施例4

图6是本发明第四示例性实施例振动电机的方框图。这个第四示例性实施例在电机驱动器方面与第二实施例不同，也即由直流检测电路150检测由起电机驱动器作用的一个集成芯片半导体器件140外面所提供的直流电压电平VDC。通过根据检测电路150的输出信号控制基准振荡器108的时钟信号CLK，可以任意设定作为振动电机101基准速度的基准周期，即速度基准。

在此第四示例性实施例中，通过改变由外面提供的直流电压电平VDC而任意设定电机101的R.P.M.。

这个第四示例性实施例可产生与第二和第三示例性实施例同样的优点，也即能使包含振动电机101和一个集成芯片半导体器件140的设备被减小(尺寸)，并节省空间。

示例性实施例5

图7是本发明第五示例性实施例振动电机的方框图。图8和图9表示计数数目与电机R.P.M.的关系曲线。在图7中，由用以将直流电压电平(模拟信号)转换成N位信号(数字信号)的模拟-数字(A/D)转换电路形成直流检测电路150。

基准周期产生电路116中所包含的计数器160计数基准振荡器116所提供的基准时钟CLK，同时，每一相的反电动势(BEMF)合成的信号BEMF的后沿被用作触发信号，其中的BEMF是由电路110加给的。

可由计数数目设定电路151改变计数器160的计数数目。通过改变计数数目，可以任意设定电机的R.P.M.。

在此第五示例性实施例中，借助DC检测电路150和计数数目设定电路151，通过改变计数器160的计数数目可以等价地改变直流电压电平，从而可以改变电机的R.P.M.。

计数数目设定电路151被详述如下：由下式可得电机的R.P.M.

N＝(fclk×60)/(p×COUNT×2)

其中，“N”表示R.P.M.

“fclk”表示基准振荡器108所提供的基准时钟频率(单位：rpm)

“p”表示电机的转子磁量子数(rotor magnetic number)(单位：Hz)

“COUNT”表示计数器160的计数数目。

图8表示计数数目N的曲线，其中按等间隔设定4个计数数目，如表1所示。

表1

横轴编号	COUNT	N(rpm)
			1	512	2930
2	1024	1465
			3	1536	977
4	2048	732

如图8所示，“N”与所述计数数目“COUNT”成反比，并绘出曲线。

在设定“N”绘出一条直线时，得到表2所示的图9。

表2

横轴编号	N(rpm)	COUNT
			1	4000	375
2	3000	500
			3	2000	750
4	1000	1500

当在计数数目设定电路151处设定上述关系时，“N”以直线方式变化。

R.P.M.的变化与外面所加给的直流电压电平之间的关系可为直线。除了表1和表2中所示的关系之外，计数数目设定电路具有改变与振动相应之R.P.M.的结构，比如在高转速下，R.P.M.的变化减小。

在此第五示例性实施例中，速度控制电路包括基准周期产生电路，它接收来自基准振荡器的基准时钟，作为输入信号，并对计数器产生可变的基准周期，其中可以设定任意的计数数目。基准周期产生电路具有计数数目设定电路，用以接收N位信号，并能通过更改所述N位信号而设定计数数目，从而该基准周期产生电路输出基准周期信号。可以任意设定基准频率(基准周期的倒数)，从而能够设定各种可变的模式。

示例性实施例6

图10是本发明第六示例性实施例振动电机的方框图。这个第六示例性实施例在电机驱动器方面与第四实施例不同，也即所述电机驱动器另外包括制动接线端BR、正反向旋转接线端FR和起停接线端SP，作为一个集成芯片半导体器件140的各接线端。半导体器件140另外还包括短路制动电路161、正反向旋转电路162和起停电路163。

短路制动电路161通过从外面给制动接线端BR提供一个信号，短路电机101各相的输出级，即输出驱动电路111的输出接线端U、V和W。短路输出接线端U、V和W意思是短路电机101的每一相线圈105、106和107通过每个线圈中所包含的电阻元件所产生的反电动势(BEMF)。由每一相线圈的电流控制制动扭矩，从而电机101快速降低它的速度而停止。由于这样快速地慢下来，使用户可以感知电机101振动的变化。

正反向旋转电路162通过从外面给正反向旋转接线端FR提供一个信号，变换电机101的旋转方向，从正转到反转。在对电机旋转的方向产生反向扭矩的时候，各线圈中有电流流过，从而由所述电流使电机快速降低它的速度，并反向旋转。由于电机快速地慢下来的运动和从正向到反向(或者相反)改变方向的运动，使用户可以感知电机101振动的变化。

起停电路163通过从外面给起停接线端SP提供一个信号，制动电机101的驱动电流，并制动加给作为电机驱动器而工作之半导体器件140内部电路的电流，使得在电机处于静止时，电机节省电能并使电池的寿命延长。

以下将描述本发明另一实施例的振动电机。可以使第一到第六实施例的电机驱动器部分形成于具有电机的设备，如信息设备的系统控制集成电路中。在便携式电话中所用的系统控制集成电路采用比如系统电源电路、声音处理电路和输入音调处理电路。电机驱动器需要提供大电流，因此电机驱动器适于集成包含具有足够载流能力之模拟电路的系统控制集成电路。

在这种情况下，由于无需专门驱动电机的半导体器件，所以可使设备进一步减小，并节省一些空间。

示例性实施例7

图11是本发明第七示例性实施例中一种设备(便携式电话)的局部剖面图。图11中的振动电机101可以采用前述各实施例中的任何电机。电机101和电机驱动IC700安装在电路板70上，该板被安装在所述设备上。有如前述各实施例那样，电机101具有(尺寸)减小、节省空间、节省电能和有附加功能的优点，从而包含电机101的设备也有同样的优点。

上面描述的本发明采用振动电机的速度控制方法，也即使由基准振荡器加给的基准时钟与电机的反电动势(BEMF)的周期相比较的方法，并通过反馈总差值而控制速度。与基准振荡器的振荡精度相关，电机的R.P.M.保持恒定，从而本发明的振动电机可以实现极为精确的速度控制。

按照本发明，电机的R.P.M.与电机的种类或电机的偏差无关，从而可以容易实现设定电机的R.P.M.，并使R.P.M.的精度提高。

通过节省为原来为供电所需的时间周期，使振动电机所产生的转矩脉动增大，从而可由控制系统使因(尺寸)减小所致的不足振动得到补偿。

只有在电机的R.P.M.比基准速度快的时候才输出FAST信号，从而可使电路的结构简化，并能减小电路，降低成本。

由于可以只用一个集成芯片半导体器件形成所述电机驱动器，所以无需外部元件，如电阻器和电容器等，从而可使具有这种电机的设备减小(尺寸)，以节省一些空间。

由于通过从外面加给一个基准周期，即振动电机的基准速度而能够任意设定基准周期，所以可任意设定所述R.P.M.。

通过以来自外部的直流电压电平，比如利用加给便携式电话的扬声器一个模拟电压设定控制端，用以任意改变R.P.M.，于是既容易改变R.P.M.，而且也容易改变振动的幅值。

R.P.M.的变化与外部加给的信号之间的关系可为线性的。与这个关系相比，可以设定改变R.P.M.响应振动的关系，比如在高速旋转下使R.P.M.的变化是适度的。

通过突然减小速度和增大速度，用户有效地感知振动的变化，从而使因(尺寸)减小所致不足的振动得到补偿。

通过在电机处于静止时制动电流，使电池的寿命延长。

由于为驱动振动电机除一个集成芯片半导体器件之外再无需其它，所以可使设备减小，以节省一些空间。

本发明的电机和具有本发明电机的设备具有上述各种优点。

工业实用性

当电机的R.P.M.比基准速度快时，振动电机得到一个FAST信号，从而利用这个FSAT信号使输出驱动电路受到控制，以节省每一相的一部分供电时间周期。于是电机控制R.P.M.，并增大电机所产生的转矩。结果，借助控制系统，使振动的幅值增大，并可使因电机的(尺寸)减小所致振动的不足得到补偿。可将电机驱动器制成为一个集成芯片的半导体器件，从而减少外部的部件数目，可以减小电机(尺寸)，减轻重量。

本发明用于信息设备，通过人体对振动的感知把信息传送给用户。例如，可将本发明用于便携式电话、信息终端以及手表等。

附图参考标号

1，401电机

2电池

11，12晶体管

21，22，23电阻器

24可变电阻器

31，32选择接线端

33，701控制输入端

70电路板

101振动无刷电机

102转子

104定子

105，106，107，802，803，804定子线圈

108基准振荡器

109启动电路

110反电动势(BEMF)检测电路

111输出驱动电路

112速度控制电路

113定时产生电路

114相位变换电路

115输出装置

116基准周期产生电路

117周期比较电路

121“与”门

122增益调节电路

123，124，125“与非”门

126，127，128NPN晶体管

130，160计数器

140一个集成芯片半导体器件

150直流检测电路

151计数数目设定电路

160计数器

161短路制动电路

162正反向旋转电路

163起停电路

303电源输入接线端

402频率发生器

403脉冲成形电路

405规则脉冲产生电路(N)

406规则脉冲产生电路(M)

407脉冲合成电路

408滤波电路

409低频补偿电路

410电机驱动电路

411速度误差检测电路

421N元计数器

422微分电路

423置“0”置“1”触发器

424OR电路

425AND电路

426，427，428，429电阻器

430，431晶体管

700电机驱动IC

702，703，704线圈驱动接线端

705接地端

710振荡器

711启动电路

721，722，723比较器

740电源放大器

750电流源

751开关

761，762，763，764电阻器

770FV转换电路

780误差信号放大器

781基准电压

792，793，794NPN晶体管

901，902，903电容器

Claims (14)

1.一种振动电机，它包括：

具有不平衡负载的转子(102)；

具有多个线圈(105，106，107)的定子(104)，每个线圈的相位不同；

与各线圈(105，106，107)相连并转动所述转子(102)的电机驱动器(100)；所述电机驱动器(100)包括：

启动电路(109)，用以将启动转矩加给所述振动电机；

反电动势检测电路(110)，用以检测所述振动电机每一相的反电动势，并输出与反电动势相应的反电动势检测信号；

输出驱动电路(111)，它具有：

定时产生电路，用以产生至少一个信号，以根据所述反电动势信号依序对各线圈(105，106，107)切换ON-OFF状态；

速度控制电路(112)，它具有基准周期产生电路(116)，用以产生基准周期信号，还具有周期比较电路(117)，用以使基准周期信号的周期与所述反电动势检测信号的周期相比较，以便响应所述速度控制电路(112)的输出产生对所述各线圈(105，106，107)供电的ON-OFF周期；在所述反电动势检测信号的周期短于基准周期信号的周期时，所述速度控制电路(112)输出与所述反电动势检测信号的周期和基准周期信号的周期之间的差相应的FAST信号，使得在所述FAST信号的FAST信号周期内，产生对所述各线圈(105，106，107)供电的ON-OFF周期。

2.如权利要求1所述的振动电机，其中，所述输出驱动电路(111)还包括增益调节电路(122)，它在与所述FAST信号周期成正比的周期内输出信号，以停止对所述各线圈(105，106，107)供电。

3.如权利要求1或2所述的振动电机，其中，所述电机驱动器由一个集成芯片半导体器件(140)形成，并根据所述一个集成芯片半导体器件(140)中形成的基准振荡器(108)的信号，产生所述启动电路(109)的启动频率。

4.如权利要求1或2所述的振动电机，其中，所述电机驱动器由一个集成芯片半导体器件(140)形成，并根据所述一个集成芯片半导体器件(140)中形成的基准振荡器(108)的信号，产生所述速度控制电路(112)的基准周期信号。

5.如权利要求1或2所述的振动电机，其中，根据从所述电机外部提供的基准时钟产生所述速度控制电路(112)的基准周期信号。

6.如权利要求1或2所述的振动电机，其中，可由从所述电机外部提供的直流电压改变所述速度控制电路(112)的基准周期信号。

7.如权利要求1或2所述的振动电机，其中，所述速度控制电路(112)的结构使得接收来自基准振荡器(108)的基准时钟作为输入信号，并由设定在任意计数数目下的计数器(160)产生基准周期信号；基准周期产生电路(116)具有计数数目设定电路(151)，它接收N位信号，并可通过更改所述N位信号设定任意的计数数目，从而使基准周期产生电路(116)输出所述基准周期信号。

8.如权利要求1或2所述的振动电机，其中，根据基准振荡器(108)的信号产生所述启动电路(109)的启动频率，还根据基准振荡器(108)的信号产生所述速度控制电路(112)的基准周期信号。

9.如权利要求1或2所述的振动电机，其中，所述电机驱动器包括短路所述振动电机每一相输出级的短路制动电路(161)。

10.如权利要求1所述的振动电机，其中，所述电机驱动器包括切换所述振动电机旋转方向之正向旋转和反向旋转的正反向旋转电路(162)。

11.如权利要求1或2所述的振动电机，其中，所述电机驱动器包括同时制动所述振动电机的驱动电流以及制动对形成所述电机驱动器的每个电路提供的电流的起停电路(163)。

12.如权利要求1或2所述的振动电机，其中，所述电机驱动器设在具有所述振动电机的设备内所采用的系统控制集成电路中。

13.一种设备，其中，所述设备采用权利要求1或2所述的振动电机。

14.如权利要求13所述的设备，其中，所述设备是信息设备。

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