TW201836269A - 馬達驅動電路 - Google Patents

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Abstract

本發明提供了一種馬達驅動電路。馬達驅動電路包括一輸入模組、一增益模組、一輸出模組、一第一迴轉率限制模組以及一第二迴轉率限制模組。輸出模組具有一輸出端，輸出模組包括一第一輸出開關元件以及一第二輸出開關元件。第一迴轉率限制模組具有一第一限制參數；第二迴轉率限制模組具有一第二限制參數。其中，輸出模組的輸出端輸出一輸出電流，若輸出電流的一上升迴轉率小於一第一迴轉率，則第一迴轉率限制模組不作動，若輸出電流的上升迴轉率大於第一迴轉率，馬達驅動電路則根據第一迴轉率限制模組的第一限制參數限制輸出電流的上升迴轉率。

Description

馬達驅動電路
本發明是有關於一種馬達驅動電路，且特別是一種可限制輸出電流的迴轉率的馬達驅動電路。
利用運算放大器作為音圈馬達的驅動電路，通常可以輸出10uA的輸出電流，若是要調整輸出電流的迴轉率(Slew Rate)，則需要調整運算放大器的輸出級電路的補償電容、寄生電容及內部直流電流源，但是如此一來，容易影響到運算放大器的頻寬(bandwidth)以及相位邊界(phase margin)。不僅提高製程成本，也相對地提高晶片參數的變動程度。此外，迴轉率(Slew Rate)的控制通常是為了避免噪音的產生，有些迴轉率(Slew Rate)規格的要求更是達到55V/us-65V/us之間。然而，需要在如此小的變異區間進行控制，只是調整驅動電路以及輸出開關元件的參數，實不易達到迴轉率呈現線性且被精準控制的情況。
因此，提供一種可以精準控制輸出電流的迴轉率的馬達驅動電路，則是現在業界的一個重要課題。
有鑑於此，本發明提供了一種馬達驅動電路，接收一系統控制訊號，以輸出至少一輸出電流以驅動一馬達，馬達驅動電路包括一輸入模組、一增益模組以及一輸出模組。輸入模組接收控制訊號，轉換為一輸入訊號；增益模組，電性連接輸入模組，用於接收、放大輸入訊號；輸出模組，電性連接增益模組，其中，輸出模組具有一輸出端，輸出模組包括一第一輸出開關元件，具有 一第一端、一第二端以及一第三端，其中，第一輸出開關元件的第二端接收增益模組的一第一輸出控制訊號；一第二輸出開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端，其中，第二輸出開關元件的第二端接收增益模組的一第二輸出控制訊號，第二輸出開關元件的第一端電性連接第一輸出開關元件的第三端；一第一迴轉率限制模組，具有一第一限制端以及一第二限制端，第一限制端電性連接輸出模組的輸出端，第二限制端電性連接第一輸出開關元件的第二端，其中，第一迴轉率限制模組具有一第一限制參數；以及一第二迴轉率限制模組，具有一第一限制端以及一第二限制端，第一限制端電性連接輸出模組的輸出端，第二限制端電性連接第二輸出開關元件的第二端，其中，第二迴轉率限制模組具有一第二限制參數。其中，輸出模組的輸出端輸出一輸出電流，若輸出電流的一上升迴轉率小於一第一迴轉率，則第一迴轉率限制模組不作動，若輸出電流的上升迴轉率大於第一迴轉率，馬達驅動電路則根據第一迴轉率限制模組的第一限制參數限制輸出電流的上升迴轉率。
其中，若輸出電流的一下降迴轉率小於一第二迴轉率，則第二迴轉率限制模組不作動，若輸出電流的下降迴轉率大於第二迴轉率，馬達驅動電路則根據第二迴轉率限制模組的第二限制參數限制輸出電流的下降迴轉率。
其中，第一輸出開關元件的第一端電性連接一第一參考電位，第一輸出開關元件的第二端電性連接至增益模組，第一輸出開關元件的第三端電性連接第二輸出開關元件的第一端以及輸出模組的輸出端，第二輸出開關元件的第二端電性連接增益模組，第二輸出開關元件的第三端電性連接一第二參考電位。
其中，第一迴轉率限制模組包括一第一電流鏡單元以及一第一限制單元。第一電流鏡單元，包括一第一電流鏡開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端，第一電流鏡開關元件的第 一端電性連接一第三參考電位；以及一第二電流鏡開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端，第二電流鏡開關元件的第一端電性連接第三參考電位。一第一限制單元包括一第一限制電容，具有一第一端以及一第二端；一第一限制開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端；以及一第二限制開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端，其中，第一限制開關元件的第三端以及第二限制開關元件的第三端分別電性連接至一第四參考電位。其中，第一電流鏡開關元件的第二端電性連接第二電流鏡開關元件的第二端以及第二電流鏡開關元件的第三端，第一電流鏡開關元件的第三端電性連接第一迴轉率限制模組的第一限制端，第二電流鏡開關元件的第三端電性連接至第二限制開關元件的第一端，第一限制開關元件的第一端電性連接至第二限制開關元件的第二端，第一限制開關元件的第二端電性連接一第一偏壓電壓，第一限制開關元件的第一端電性連接第一限制電容的第二端，第一限制電容的第一端電性連接第一迴轉率限制模組的第二限制端。
其中，第二迴轉率限制模組包括一第二電流鏡單元以及一第二限制單元。第二電流鏡單元包括一第一電流鏡開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端，第一電流鏡開關元件的第三端電性連接一第六參考電位；以及一第二電流鏡開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端，第二電流鏡開關元件的第三端電性連接第六參考電位。第二限制單元包括一第二限制電容，具有一第一端以及一第二端；一第一限制開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端；以及一第二限制開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端，其中，第一限制開關元件的第一端以及第二限制開關元件的第一端分別電性連接至一第五參考電位。其中，第一電流鏡開關元件的第二端電性連接第二電流鏡開關元件的第二端以及第二電流鏡開關元件的第一端，第一電流 鏡開關元件的第一端電性連接第二迴轉率限制模組的第一限制端，第二電流鏡開關元件的第一端電性連接至第二限制開關元件的第三端，第一限制開關元件的第三端電性連接至第二限制開關元件的第二端，第一限制開關元件的第二端電性連接一第二偏壓電壓，第一限制開關元件的第三端電性連接至第二限制電容的第一端，第二限制電容的第二端電性連接第二迴轉率限制模組的第二限制端。
其中，第一限制參數根據流經第一迴轉率限制模組的第一限制開關元件的一第一限制電流以及第一限制電容的一電容值所決定。
其中，第二限制參數根據流經第二迴轉率限制模組的第一限制開關元件的一第二限制電流以及第二限制電容的一電容值所決定。
本發明提供了一種馬達驅動電路，接收一控制訊號，以輸出一輸出電流以驅動一馬達。馬達驅動電路包括一輸入模組、一增益模組以及一輸出模組。輸入模組，接收該控制訊號，轉換為一輸入訊號；增益模組，電性連接該輸入模組，用於接收、放大該輸入訊號；輸出模組，電性連接增益模組，其中，輸出模組具有一輸出端，輸出模組包括一第一輸出開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端，其中，第一輸出開關元件的第二端接收增益模組的一第一輸出控制訊號；一第二輸出開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端，其中，第二輸出開關元件的第二端接收增益模組的一第二輸出控制訊號，第二輸出開關元件的第一端電性連接第一輸出開關元件的第三端；以及一第一迴轉率限制模組，具有一第一限制端以及一第二限制端，第一限制端電性連接輸出模組的輸出端，第二限制端電性連接第一輸出開關元件的第二端，其中，第一迴轉率限制模組具有一第一限制參數。其中，輸出模組的輸出端輸出一輸出電流，若輸出電流的一上升 迴轉率小於一第一迴轉率，則第一迴轉率限制模組不作動，若輸出電流的上升迴轉率大於第一迴轉率，馬達驅動電路則根據第一迴轉率限制模組的第一限制參數限制輸出電流的上升迴轉率。
其中，還包括一第二迴轉率限制模組，具有一第一限制端以及一第二限制端，第一限制端電性連接輸出模組的輸出端，第二限制端電性連接第二輸出開關元件的第二端，其中，第二迴轉率限制模組具有一第二限制參數。其中，若輸出電流的一下降迴轉率小於一第二迴轉率，則第二迴轉率限制模組不作動，若輸出電流的下降迴轉率大於第二迴轉率，馬達驅動電路則根據第二迴轉率限制模組的第二限制參數限制輸出電流的下降迴轉率。
其中，第一輸出開關元件的第一端電性連接一第一參考電位，第一輸出開關元件的第二端電性連接至增益模組，第一輸出開關元件的第三端電性連接第二輸出開關元件的第一端以及輸出模組的輸出端，第二輸出開關元件的第二端電性連接增益模組，第二輸出開關元件的第三端電性連接一第二參考電位。
其中，第一迴轉率限制模組包括一第一電流鏡單元以及一第一限制單元。第一電流鏡單元，包括一第一電流鏡開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端，第一電流鏡開關元件的第一端電性連接一第三參考電位；以及一第二電流鏡開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端，第二電流鏡開關元件的第一端電性連接第三參考電位。一第一限制單元包括一第一限制電容，具有一第一端以及一第二端；一第一限制開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端；以及一第二限制開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端，其中，第一限制開關元件的第三端以及第二限制開關元件的第三端分別電性連接至一第四參考電位。其中，第一電流鏡開關元件的第二端電性連接第二電流鏡開關元件的第二端以及第二電流鏡開關元件的第三端，第一電流鏡開關元件的第三端電性連接第一迴轉率限制模組的第一限 制端，第二電流鏡開關元件的第三端電性連接至第二限制開關元件的第一端，第一限制開關元件的第一端電性連接至第二限制開關元件的第二端，第一限制開關元件的第二端電性連接一第一偏壓電壓，第一限制開關元件的第一端電性連接第一限制電容的第二端，第一限制電容的第一端電性連接第一迴轉率限制模組的第二限制端。
其中，第二迴轉率限制模組包括一第二電流鏡單元以及一第二限制單元。第二電流鏡單元包括一第一電流鏡開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端，第一電流鏡開關元件的第三端電性連接一第六參考電位；以及一第二電流鏡開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端，第二電流鏡開關元件的第三端電性連接第六參考電位。第二限制單元包括一第二限制電容，具有一第一端以及一第二端；一第一限制開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端；以及一第二限制開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端，其中，第一限制開關元件的第一端以及第二限制開關元件的第一端分別電性連接至一第五參考電位。其中，第一電流鏡開關元件的第二端電性連接第二電流鏡開關元件的第二端以及第二電流鏡開關元件的第一端，第一電流鏡開關元件的第一端電性連接第二迴轉率限制模組的第一限制端，第二電流鏡開關元件的第一端電性連接至第二限制開關元件的第三端，第一限制開關元件的第三端電性連接至第二限制開關元件的第二端，第一限制開關元件的第二端電性連接一第二偏壓電壓，第一限制開關元件的第三端電性連接至第二限制電容的第一端，第二限制電容的第二端電性連接第二迴轉率限制模組的第二限制端。
其中，第一限制參數根據流經第一迴轉率限制模組的第一限制開關元件的一第一限制電流以及第一限制電容的一電容值所決定。
其中，第二限制參數根據流經第二迴轉率限制模組的第一限制開關元件的一第二限制電流以及第二限制電容的一電容值所決定。
綜上所述，本發明的放大器馬達驅動電路，在第一輸出開關元件以及第二輸出開關元件分別電性連接一個迴轉率限制模組，不管輸出電流的方向如何，都可以將上升迴轉率或是下降迴轉率限制在規格之內。除此之外，其電路設計簡單，又可以與原本的驅動電路進行區隔，完全不會影響到原本驅動電路的各項參數，不僅可以有效限制上升迴轉率或是下降迴轉率，還可以提高製程良率，降低成本，縮短後續驅動裝置的研發時程。
為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。
1‧‧‧馬達驅動電路
11‧‧‧輸入模組
12‧‧‧增益模組
13‧‧‧輸出模組
14‧‧‧第一迴轉率限制模組
15‧‧‧第二迴轉率限制模組
M1‧‧‧第一輸出開關元件
M2‧‧‧第二輸出開關元件
Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、Q7、Q8、Q9、Q10、Q11‧‧‧開關元件
CC1‧‧‧第一補償電容
CC2‧‧‧第二補償電容
121‧‧‧偏壓電路
Iout‧‧‧輸出電流
I1‧‧‧第一限制電流
I2‧‧‧第二限制電流
Vref1‧‧‧第一參考電位
Vref2‧‧‧第二參考電位
Vref3‧‧‧第三參考電位
Vref4‧‧‧第四參考電位
Vref5‧‧‧第五參考電位
Vref6‧‧‧第六參考電位
VB1‧‧‧第一偏壓電壓
VB2‧‧‧第二偏壓電壓
OUT‧‧‧輸出端
141‧‧‧第一電流鏡單元
151‧‧‧第二電流鏡單元
142‧‧‧第一限制單元
152‧‧‧第二限制單元
1411、1511‧‧‧第一電流鏡開關元件
1412、1512‧‧‧第二電流鏡開關元件
1421、1521‧‧‧第一限制開關元件
1422、1522‧‧‧第二限制開關元件
C1‧‧‧第一限制電容
C2‧‧‧第二限制電容
14A、15A‧‧‧第一限制端
14B、15B‧‧‧第二限制端
圖1繪示為本發明實施例之馬達驅動電路的示意圖。
圖2A繪示為本發明實施例之第一迴轉率限制模組的示意圖。
圖2B繪示為本發明實施例之第二迴轉率限制模組的示意圖。
在下文將參看隨附圖式更充分地描述各種例示性實施例，在隨附圖式中展示一些例示性實施例。然而，本發明概念可能以許多不同形式來體現，且不應解釋為限於本文中所闡述之例示性實施例。確切而言，提供此等例示性實施例使得本發明將為詳盡且完整，且將向熟習此項技術者充分傳達本發明概念的範疇。在諸圖式中，可為了清楚而誇示層及區之大小及相對大小。類似數字始終指示類似元件。
應理解，雖然本文中可能使用術語第一、第二、第三等來描述各種元件，但此等元件不應受此等術語限制。此等術語乃用以區分一元件與另一元件。因此，下文論述之第一元件可稱為第二 元件而不偏離本發明概念之教示。如本文中所使用，術語「及/或」包括相關聯之列出項目中之任一者及一或多者之所有組合。
以下將以至少一種實施例配合圖式來說明所述馬達驅動電路，然而，下述實施例並非用以限制本揭露內容。以下電子元件為方便敘述，僅具有兩端的電子元件，若是水平設置，則以左側端為第一端，右側端為第二端，若是垂直設置，則以上端為第一端，下端為第二端。若是具有三個端點以上的電子元件，則以腳位標示進行敘述。
〔本發明馬達驅動電路的實施例〕
請參照圖1、圖2A以及圖2B，圖1繪示為本發明實施例之馬達驅動電路的示意圖。圖2A繪示為本發明實施例之第一迴轉率限制模組的示意圖。圖2B繪示為本發明實施例之第二迴轉率限制模組的示意圖。
馬達驅動電路1電性連接一馬達(圖未示)。馬達驅動電路1提供一輸出電流Iout至馬達(圖未示)以驅動馬達(圖未示)。
在本實施例中，馬達為一音圈馬達，在本實施例中，馬達(圖未示)則是根據馬達驅動電路1提供的輸出電流Iout以進行行程的調整。
馬達驅動電路1為一放大器電路，馬達驅動電路1包括一輸入模組11、一增益模組12、一輸出模組13、一第一迴轉率限制模組14以及一第二迴轉率限制模組15。
在本實施例中，輸入模組11的開關元件Q1、開關元件Q2以及開關元件Q3為一差動放大器的示意圖。開關元件Q1以及開關元件Q2的閘極端即是接收一系統控制電路(圖未示)接收控制訊號，以轉換為一輸入訊號，並將輸入訊號傳送到增益模組12。
在本實施例中，增益模組12的開關元件Q4、開關元件Q5、開關元件Q6、開關元件Q7、開關元件Q8、開關元件Q9、開關元件Q10以及開關元件Q11，則配置為一放大電路的電路設計，用 於將輸入模組11傳進來的輸入訊號放大，再將其傳送至輸出模組13。在本實施例中，增益模組12中的偏壓電路121是用於提供輸出模組13的第一輸出開關元件M1以及第二輸出開關元件M2的閘極電壓。在本實施例中，偏壓電路121也是一個AB類放大器。
在本實施例中，輸出模組13包括一第一輸出開關元件M1以及一第二開關元件132。第一輸出開關元件M1具有一第一端、一第二端以及一第三端。第二輸出開關元件M2具有一第一端、一第二端以及一第三端。輸出模組13還包括一第一補償電容CC1以及一第二補償電容CC2。在本實施例中，輸出模組13還包括一輸出端OUT，用於輸出輸出電流Iout。
第一輸出開關元件M1的第一端電性連接一第一參考電位Vref1。第一輸出開關元件M1的第二端則電性連接增益電路12的一偏壓電路121的第一端，以接收一第一輸出控制訊號。第一補償電容CC1則設置在第一輸出開關元件M1的第二端以及第一輸出開關元件M1的第三端之間。也就是，第一補償電容CC1的第一端電性連接第一輸出開關元件M1的第二端以及偏壓電路121的第一端。第一輸出開關元件M1的第三端則電性連接第二輸出開關元件M2的第一端以及輸出模組13的輸出端OUT。
第二輸出開關元件M2的第一端電性連接第一輸出開關元件M1的第三端以及輸出模組13的輸出端OUT。第二輸出開關元件M2的第二端電性連接增益電路12的偏壓電路121的第二端，以接收一第二輸出控制訊號。第二補償電容CC2則設置在第二輸出開關元件M2的第一端以及第二輸出開關元件M2的第二端之間。也就是第二補償電容CC2的第一端電性連接至偏壓電路121的第二端以及第二輸出開關元件M2的第二端。第二補償電容CC2的第二端則是電性連接至第二輸出開關元件M2的第一端以及輸出模組13的輸出端OUT。在本實施例中，第二輸出開關元件M2的第三端電性連接一第二參考電位Vref2。
在本實施例中，第一參考電位Vref1為一大於零的電壓電位，例如：5V或是12V，其電位高低在本發明中不作限制。第二參考電位Vref2則為一接地電位，在其他實施例中，第二參考電位Vref2可以根據實際需求進行調整，例如：-5V，其在本發明中不作限制。
第一迴轉率限制模組14包括一第一限制端14A以及一第二限制端14B。第一迴轉率限制模組14的第一限制端14A電性連接第一輸出開關元件M1的第二端。第一迴轉率限制模組14的第二限制端14B則是電性連接輸出模組13的輸出端OUT。
第一迴轉率限制模組14包括一第一電流鏡單元141以及一第一限制單元142。
第一電流鏡單元141包括一第一電流鏡開關元件1411以及一第二電流鏡開關單元1412。第一限制單元142包括一第一限制電容C1、一第一限制開關元件1421以及一第二限制開關元件1422。
第一電流鏡開關元件1411的第一端以及第二電流鏡開關元件1412的第一端分別電性連接至一第三參考電位Vref3。第一電流鏡開關元件1411的第二端電性連接第二電流鏡開關元件1412的第二端以及第二電流鏡開關元件1412的第三端。第一電流鏡開關元件1411的第三端電性連接第一迴轉率限制模組14的第一限制端14A。第一限制端14A則電性連接至第一輸出開關元件M1的第二端。也就是，第一電流鏡開關元件1411的第三端電性連接至第一輸出開關元件M1的第二端。而第一輸出開關元件M1的第二端即是第一輸出開關元件M1的閘極端。第二電流鏡開關元件1412的第三端電性連接至第二限制開關元件1422的第一端。第一限制開關元件1421的第三端以及第二限制開關元件1422的第三端則分別電性連接至一第四參考電位Vref4。第一限制開關元件1421的第一端電性連接至第二限制開關元件1422的第二端。第一限制開關元件1421的第二則電性連接一第一偏壓電壓VB1。第一限制開關元件1421的第一端電性連接第一限制電容C1的第二端，第一 限制電容C1的第一端電性連接第一迴轉率限制模組14的第二限制端14B。而第二限制端14B電性連接至輸出模組13的輸出端OUT，也就是，第一限制電容C1的第一端電性連接至輸出模組13的輸出端OUT。
在本實施例中，第三參考電位Vref3為一大於零的電壓電位，例如：5V或是12V。其電位高低在本發明中不作限制。第四參考電位Vref4則為一接地電位，在其他實施例中，第四參考電位Vref4可以根據實際需求進行調整，例如：-5V，其在本發明中不作限制。
在本實施例中，第一電流鏡開關元件1411以及第二電流鏡開關元件1412分別是一P型金屬氧化半導體場效電晶體(P-MOSFET)。第一限制開關元件1421以及第二限制開關元件1422分別是一N型金屬氧化半導體場效電晶體(N-MOSFET)。
第二迴轉率限制模組15包括一第一限制端15A以及一第二限制端15B。第二迴轉率限制模組15的第一限制端15A電性連接第二輸出開關元件M2的第二端。第二迴轉率限制模組15的第二限制端15B則是電性連接輸出模組13的輸出端OUT。
第二迴轉率限制模組15包括一第二電流鏡單元151以及一第二限制單元152。第二電流鏡單元151包括一第一電流鏡開關元件1511以及一第二電流鏡開關單元1512。第二限制單元152包括一第二限制電容C2、一第一限制開關元件1521以及一第二限制開關元件1522。
第一電流鏡開關元件1511的第三端以及第二電流鏡開關元件1512的第三端分別電性連接至一第六參考電位Vref6。
第一電流鏡開關元件1511的第二端電性連接第二電流鏡開關元件1512的第二端以及第二電流鏡開關元件1512的第一端。第一電流鏡開關元件1511的第一端電性連接第二迴轉率限制模組15的第一限制端15A。第一限制端15A則電性連接第二輸出開關元件M2的第二端，也就是，第一電流鏡開關元件1511的第一端 電性連接至第二輸出開關元件M2的第二端。而第二輸出開關元件M2的第二端也就是第二輸出開關元件M2的閘極端。第二電流鏡開關元件1512的第一端電性連接至第二限制開關元件1522的第三端。第一限制開關元件1521的第一端以及第二限制開關元件1522的第一端則分別電性連接至一第五參考電位Vref5。
在本實施例中，第五參考電位Vref5為一大於零的電壓電位，例如：5V或是12V。其電位高低在本發明中不作限制。第六參考電位Vref6則為一接地電位，在其他實施例中，第六參考電位Vref6可以根據實際需求進行調整，例如：-5V，其在本發明中不作限制。
第一限制開關元件1521的第三端電性連接至第二限制開關元件1522的第二端。
第一限制開關元件1521的第二端則電性連接一第二偏壓電壓VB2。第一限制開關元件1521的第三端電性連接至第二限制電容C2的第一端，第二限制電容C2的第二端電性連接第二迴轉率限制模組15的第二限制端15B。第二限制端15B則電性連接輸出模組13的輸出端OUT，也就是，第二限制電容C2的第二端(第二限制端15B)電性連接至輸出模組13的輸出端OUT。
在本實施例中，第一電流鏡開關元件1511以及第二電流鏡開關元件1512分別是一N型金屬氧化半導體場效電晶體(N-MOSFET)。第一限制開關元件1521以及第二限制開關元件1522分別是一P型金屬氧化半導體場效電晶體(P-MOSFET)。
在本實施例中，當第一輸出開關元件M1的第二端接收的第一輸出控制訊號為開啟狀態(ON)的時候，第一輸出開關元件M1就會呈現開啟狀態。在本實施例中，輸出電流Iout是流出馬達驅動電路1，在其他實施例中，輸出電流Iout也可以流入馬達驅動電路1，也就是驅動電路Iout的流動方向在本發明不作限制。
在本實施例中，當輸出電流Iout的上升迴轉率小於一第一迴轉率時，第一迴轉率限制模組14不作動。而第一迴轉率可以根據實 際需求進行設定，在本發明中不作限制。在業界常見的迴轉率規格，例如：55V/us-65V/us，就是相當常見的規格，在本實施例中，使用者可以根據所需求的迴轉率規格進行設計。
而當輸出電流Iout的上升迴轉率大於一第一迴轉率時，第一迴轉率限制模組14就會開始作動。此時，第一限制單元142的第一限制開關元件1421會接收第一偏壓電壓VB1的控制，一部分的輸出電流Iout經過第一限制電容C1流經第一限制開關元件1421，此時流經第一限制開關元件1421的電流為第一限制電流I1。由於第一限制開關元件1421的開啟，而使得第二限制開關元件1422的第二端(閘極端)也會具有一適當的電壓，使第二限制開關元件1422作動而開啟。由於第二限制開關元件1422的作動，則會使第一電流鏡單元141的第一電流鏡開關元件1411以及第二電流鏡開關元件1412一同作動。因此，第一迴轉率限制模組14會通過第一限制端14A流入一對應於第一限制電流I1的耦合電流(coupling current)，而使第一輸出開關元件M1的第二端(閘極端)的電壓墊高。由於第一輸出開關元件M1是一P型金屬氧化物半導體場效電晶體(P-MOSFET)。當第一輸出開關元件M1的第二端(閘極端)的電壓被拉高後，則第一輸出開關元件M1第二端以及第一輸出開關元件M1的第一端的電壓差值就會縮小，第一輸出開關元件M1開啟的通道就會縮小，輸出電流Iout的輸出速度也會因此受到節制。也就是輸出電流Iout的上升迴轉率(Rising Slew Rate)會受到第一迴轉率限制模組14的一第一限制參數所影響。而輸出電流Iout的上升迴轉率(Rising Slew Rate)則如下公式1所述：
其中，I1代表第一限制電流I1，C1則是代表第一限制電容C1 的電容值，兩者的比例值即是第一迴轉率限制模組14的第一限制參數。
在本實施例中，第一迴轉率限制模組14的第一限制參數可以根據第一迴轉率進行設計，也就是第一限制電流I1以及第一限制電容C1的電容值可以根據第一迴轉率進行設計，以符合迴轉率規格。
在本實施例中，當輸出電流Iout的下降迴轉率小於一第二迴轉率時，第二迴轉率限制模組15不作動。而第二迴轉率可以根據實際需求進行設定，在本發明中不作限制，使用者可以根據所需求的迴轉率規格進行設計。
在本實施例中，當第二輸出開關元件M2的第二端接收的第一輸出控制訊號為開啟狀態(ON)的時候，第二輸出開關元件M2就會呈現開啟狀態，且，當輸出電流Iout的下降迴轉率大於一第二迴轉率時，第二迴轉率限制模組15就會開始作動。也就是第二限制單元152的第一限制開關元件1521會接收第二偏壓電壓VB2的控制，一部分的輸出電流Iout經過第二限制電容C2流經第一限制開關元件1521，此時流經第一限制開關元件1521的電流為第二限制電流I2。由於第一限制開關元件1521的開啟，而使得第二限制開關元件1522的第二端(閘極端)也會具有一適當的開啟電壓，使第二限制開關元件1522作動而開啟。由於第二限制開關元件1522的作動，則會使第二電流鏡單元151的第一電流鏡開關元件1511以及第二電流鏡開關元件1512一同作動。因此，第二迴轉率限制模組15會通過第一限制端15A抽取一對應於第二限制電流I2的耦合電流(coupling current)，而使第二輸出開關元件M2的第二端(閘極端)的電壓降低。由於第二輸出開關元件M2是一N型金屬氧化物半導體場效電晶體(N-MOSFET)。當第二輸出開關元件M2的第二端(閘極端)的電壓被降低後，則第二輸出開關元件M2的第二端以及第二輸出開關元件M2的第三端的電壓差值就 會縮小，因此，第二輸出開關元件M2開啟的通道就會縮小，而使得輸出電流Iout的輸出速度也會因此受到節制。也就是輸出電流Iout的下降迴轉率(Falling Slew Rate)會受到第二迴轉率限制模組15的一第二限制參數所影響。而輸出電流Iout的下降迴轉率(Falling Slew Rate)則如下公式2所述：
其中，I2代表第二限制電流I2，C2則是代表第二限制電容C2的電容值，兩者的比例值即是第二迴轉率限制模組15的第二限制參數。
在本實施例中，第二迴轉率限制模組15的第二限制參數可以根據第二迴轉率進行設計，也就是第二限制電流I2以及第二限制電容C2的電容值可以根據第二迴轉率進行設計，以符合迴轉率規格。
〔實施例的可能功效〕
綜上所述，本發明的放大器式的馬達驅動電路，在第一輸出開關元件以及第二輸出開關元件電性連接一個迴轉率限制模組，不管輸出電流的方向如何，都可以將上升迴轉率或是下降迴轉率限制在規格之內。除此之外，其電路設計簡單，又可以與原本的驅動電路進行區隔，完全不會影響到原本驅動電路的各項參數，不僅可以有效限制上升迴轉率或是下降迴轉率，還可以提高製程良率，降低成本，縮短後續驅動裝置的研發時程。
以上所述僅為本發明之實施例，其並非用以侷限本發明之專利範圍。

Claims (14)

  1. 一種馬達驅動電路，接收一控制訊號，以輸出至少一輸出電流以驅動一馬達，該馬達驅動電路包括：一輸入模組，接收該控制訊號，轉換為一輸入訊號；一增益模組，電性連接該輸入模組，用於接收、放大該輸入訊號；一輸出模組，電性連接該增益模組，其中，該輸出模組具有一輸出端，該輸出模組包括：一第一輸出開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端，其中，該第一輸出開關元件的該第二端接收該增益模組的一第一輸出控制訊號；一第二輸出開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端，其中，該第二輸出開關元件的該第二端接收該增益模組的一第二輸出控制訊號，該第二輸出開關元件的該第一端電性連接該第一輸出開關元件的該第三端；一第一迴轉率限制模組，具有一第一限制端以及一第二限制端，該第一限制端電性連接該輸出模組的該輸出端，該第二限制端電性連接該第一輸出開關元件的該第二端，其中，該第一迴轉率限制模組具有一第一限制參數；以及一第二迴轉率限制模組，具有一第一限制端以及一第二限制端，該第一限制端電性連接該輸出模組的該輸出端，該第二限制端電性連接該第二輸出開關元件的該第二端，其中，該第二迴轉率限制模組具有一第二限制參數；其中，該輸出模組的該輸出端輸出一輸出電流，若該輸出電流的一上升迴轉率小於一第一迴轉率，則該第一迴轉率限制模組不作動，若該輸出電流的該上升迴轉率大於該第一迴轉率，該馬達驅動電路則根據該第一迴轉率限制模組的該第一限制參數 限制該輸出電流的該上升迴轉率。
  2. 如申請專利範圍第1項之馬達驅動電路，其中，若該輸出電流的一下降迴轉率小於一第二迴轉率，則該第二迴轉率限制模組不作動，若該輸出電流的該下降迴轉率大於該第二迴轉率，該馬達驅動電路則根據該第二迴轉率限制模組的該第二限制參數限制該輸出電流的該下降迴轉率。
  3. 如申請專利範圍第1項之馬達驅動電路，其中，該第一輸出開關元件的該第一端電性連接一第一參考電位，該第一輸出開關元件的該第二端電性連接至該增益模組，該第一輸出開關元件的該第三端電性連接該第二輸出開關元件的該第一端以及該輸出模組的該輸出端，該第二輸出開關元件的該第二端電性連接該增益模組，該第二輸出開關元件的該第三端電性連接一第二參考電位。
  4. 如申請專利範圍第1項之馬達驅動電路，其中，第一迴轉率限制模組包括：一第一電流鏡單元，包括：一第一電流鏡開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端，該第一電流鏡開關元件的該第一端電性連接一第三參考電位；以及一第二電流鏡開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端，該第二電流鏡開關元件的該第一端電性連接該第三參考電位；以及一第一限制單元，其包括：一第一限制電容，具有一第一端以及一第二端；一第一限制開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端；以及一第二限制開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端，其中，該第一限制開關元件的該第三端以及該 第二限制開關元件的第三端分別電性連接至一第四參考電位；其中，該第一電流鏡開關元件的該第二端電性連接該第二電流鏡開關元件的該第二端以及該第二電流鏡開關元件的該第三端，該第一電流鏡開關元件的該第三端電性連接該第一迴轉率限制模組的該第一限制端，該第二電流鏡開關元件的該第三端電性連接至該第二限制開關元件的該第一端，該第一限制開關元件的該第一端電性連接至該第二限制開關元件的該第二端，該第一限制開關元件的該第二端電性連接一第一偏壓電壓，該第一限制開關元件的第一端電性連接該第一限制電容的該第二端，該第一限制電容的該第一端電性連接該第一迴轉率限制模組的該第二限制端。
  5. 如申請專利範圍第1項之馬達驅動電路，其中，第二迴轉率限制模組包括：一第二電流鏡單元，其包括：一第一電流鏡開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端，該第一電流鏡開關元件的該第三端電性連接一第六參考電位；以及一第二電流鏡開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端，該第二電流鏡開關元件的該第三端電性連接該第六參考電位；以及一第二限制單元，其包括：一第二限制電容，具有一第一端以及一第二端；一第一限制開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端；以及一第二限制開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端，其中，該第一限制開關元件的該第一端以及該第二限制開關元件的第一端分別電性連接至一第五參 考電位；其中，該第一電流鏡開關元件的該第二端電性連接該第二電流鏡開關元件的該第二端以及該第二電流鏡開關元件的該第一端，該第一電流鏡開關元件的該第一端電性連接該第二迴轉率限制模組的該第一限制端，該第二電流鏡開關元件的該第一端電性連接至該第二限制開關元件的該第三端，該第一限制開關元件的該第三端電性連接至該第二限制開關元件的第二端，該第一限制開關元件的該第二端電性連接一第二偏壓電壓，該第一限制開關元件的該第三端電性連接至該第二限制電容的該第一端，該第二限制電容的該第二端電性連接該第二迴轉率限制模組的第二限制端。
  6. 如申請專利範圍第4項之馬達驅動電路，其中，該第一限制參數根據流經該第一迴轉率限制模組的該第一限制開關元件的一第一限制電流以及該第一限制電容的一電容值所決定。
  7. 如申請專利範圍第5項之馬達驅動電路，其中，該第二限制參數根據流經該第二迴轉率限制模組的該第一限制開關元件的一第二限制電流以及該第二限制電容的一電容值所決定。
  8. 一種馬達驅動電路，接收一控制訊號，以輸出至少一輸出電流以驅動一馬達，該馬達驅動電路包括：一輸入模組，接收該控制訊號，轉換為一輸入訊號；一增益模組，電性連接該輸入模組，用於接收、放大該輸入訊號；一輸出模組，電性連接該增益模組，其中，該輸出模組具有一輸出端，該輸出模組包括：一第一輸出開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端，其中，該第一輸出開關元件的該第二端接收該增益模組的一第一輸出控制訊號；一第二輸出開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端， 其中，該第二輸出開關元件的該第二端接收該增益模組的一第二輸出控制訊號，該第二輸出開關元件的該第一端電性連接該第一輸出開關元件的該第三端；以及一第一迴轉率限制模組，具有一第一限制端以及一第二限制端，該第一限制端電性連接該輸出模組的該輸出端，該第二限制端電性連接該第一輸出開關元件的該第二端，其中，該第一迴轉率限制模組具有一第一限制參數；其中，該輸出模組的該輸出端輸出一輸出電流，若該輸出電流的一上升迴轉率小於一第一迴轉率，則該第一迴轉率限制模組不作動，若該輸出電流的該上升迴轉率大於該第一迴轉率，該馬達驅動電路則根據該第一迴轉率限制模組的該第一限制參數限制該輸出電流的該上升迴轉率。
  9. 如申請專利範圍第8項之馬達驅動電路，還包括：一第二迴轉率限制模組，具有一第一限制端以及一第二限制端，該第一限制端電性連接該輸出模組的該輸出端，該第二限制端電性連接該第二輸出開關元件的該第二端，其中，該第二迴轉率限制模組具有一第二限制參數；其中，若該輸出電流的一下降迴轉率小於一第二迴轉率，則該第二迴轉率限制模組不作動，若該輸出電流的該下降迴轉率大於該第二迴轉率，該馬達驅動電路則根據該第二迴轉率限制模組的該第二限制參數限制該輸出電流的該下降迴轉率。
  10. 如申請專利範圍第9項之馬達驅動電路，其中，該第一輸出開關元件的該第一端電性連接一第一參考電位，該第一輸出開關元件的該第二端電性連接至該增益模組，該第一輸出開關元件的該第三端電性連接該第二輸出開關元件的該第一端以及該輸出模組的該輸出端，該第二輸出開關元件的該第二端電性連接該增益模組，該第二輸出開關元件的該第三端電性連接一第二參考電位。
  11. 如申請專利範圍第10項之馬達驅動電路，其中，第一迴轉率限制模組包括：一第一電流鏡單元，包括：一第一電流鏡開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端，該第一電流鏡開關元件的該第一端電性連接一第三參考電位；以及一第二電流鏡開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端，該第二電流鏡開關元件的該第一端電性連接該第三參考電位；以及一第一限制單元，其包括：一第一限制電容，具有一第一端以及一第二端；一第一限制開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端；以及一第二限制開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端，其中，該第一限制開關元件的該第三端以及該第二限制開關元件的第三端分別電性連接至一第四參考電位；其中，該第一電流鏡開關元件的該第二端電性連接該第二電流鏡開關元件的該第二端以及該第二電流鏡開關元件的該第三端，該第一電流鏡開關元件的該第三端電性連接該第一迴轉率限制模組的該第一限制端，該第二電流鏡開關元件的該第三端電性連接至該第二限制開關元件的該第一端，該第一限制開關元件的該第一端電性連接至該第二限制開關元件的該第二端，該第一限制開關元件的該第二端電性連接一第一偏壓電壓，該第一限制開關元件的第一端電性連接該第一限制電容的該第二端，該第一限制電容的該第一端電性連接該第一迴轉率限制模組的該第二限制端。
  12. 如申請專利範圍第11項之馬達驅動電路，其中，第二迴轉率 限制模組包括：一第二電流鏡單元，其包括：一第一電流鏡開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端，該第一電流鏡開關元件的該第三端電性連接一第六參考電位；以及一第二電流鏡開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端，該第二電流鏡開關元件的該第三端電性連接該第六參考電位；以及一第二限制單元，其包括：一第二限制電容，具有一第一端以及一第二端；一第一限制開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端；以及一第二限制開關元件，具有一第一端、一第二端以及一第三端，其中，該第一限制開關元件的該第一端以及該第二限制開關元件的第一端分別電性連接至一第五參考電位；其中，該第一電流鏡開關元件的該第二端電性連接該第二電流鏡開關元件的該第二端以及該第二電流鏡開關元件的該第一端，該第一電流鏡開關元件的該第一端電性連接該第二迴轉率限制模組的該第一限制端，該第二電流鏡開關元件的該第一端電性連接至該第二限制開關元件的該第三端，該第一限制開關元件的該第三端電性連接至該第二限制開關元件的第二端，該第一限制開關元件的該第二端電性連接一第二偏壓電壓，該第一限制開關元件的該第三端電性連接至該第二限制電容的該第一端，該第二限制電容的該第二端電性連接該第二迴轉率限制模組的第二限制端。
  13. 如申請專利範圍第12項之馬達驅動電路，其中，該第一限制參數根據流經該第一迴轉率限制模組的該第一限制開關元件的 一第一限制電流以及該第一限制電容的一電容值所決定。
  14. 如申請專利範圍第13項之馬達驅動電路，其中，該第二限制參數根據流經該第二迴轉率限制模組的該第一限制開關元件的一第二限制電流以及該第二限制電容的一電容值所決定。
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