專利名稱：雙向馬達控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
發(fā)明領(lǐng)域本新型涉及一種控制電路，尤其涉及一種馬達控制電路，用以控制H型橋式驅(qū)動電路以實現(xiàn)雙向馬達的正轉(zhuǎn)、剎車、與反轉(zhuǎn)等操作模式。
背景技術(shù)：


圖1(a)顯示已知的馬達控制電路10的詳細電路圖。圖1(b)顯示已知的馬達控制電路10的操作時序圖。參照圖1(a)，雙向馬達M連接于一H型橋式驅(qū)動電路1，并且馬達控制電路10通過控制H型橋式驅(qū)動電路1而使雙向馬達M進行待命、正轉(zhuǎn)、剎車、或反轉(zhuǎn)等操作模式。具體而言，H型橋式驅(qū)動電路1由六個驅(qū)動晶體管Q1至Q6所構(gòu)成。雙向馬達M的端點Na耦合于pnp晶體管Q1的集極與npn晶體管Q3的集極。雙向馬達M的端點Nb耦合于pnp晶體管Q2的集極與npn晶體管Q4的集極。晶體管Q1與Q2的射極共同連接至一驅(qū)動電壓源Vd，而晶體管Q3與Q4的射極則共同連接至一地面電位。晶體管Q1至Q4分別設(shè)有飛輪二極管D1至D4，用以于晶體管Q1至Q4處于不導(dǎo)通狀態(tài)時提供由感應(yīng)電動勢(ElectromotiveForce，EMF)所造成的感應(yīng)電流可流通的路徑。npn晶體管Q5的集極耦合于晶體管Q1的基極，且npn晶體管Q5的射極耦合于晶體管Q4的基極。npn晶體管Q6的集極耦合于晶體管Q2的基極，且npn晶體管Q6的射極耦合于晶體管Q3的基極。
馬達控制電路10具有一由pnp晶體管Q7所構(gòu)成的正轉(zhuǎn)電流源以及一由pnp晶體管Q8所構(gòu)成的反轉(zhuǎn)電流源。晶體管Q7由控制電壓源Vc1所偏壓，以提供控制電流Ic1。晶體管Q8由控制電壓源Vc2所偏壓，以提供控制電流Ic2。在分流節(jié)點N1將控制電流Ic1區(qū)分為第一部分電流If1與第二部分電流If2。第一部分電流If1提供到晶體管Q5的基極，而第二部分電流If2提供到晶體管Q4的基極。另一方面，在分流節(jié)點N2將控制電流Ic2區(qū)分為第一部分電流Ir1與第二部分電流Ir2。第一部分電流Ir1提供到晶體管Q6的基極，而第二部分電流Ir2提供到晶體管Q3的基極。
馬達控制電路10依據(jù)正轉(zhuǎn)命令信號FWD與反轉(zhuǎn)命令信號REV而控制馬達驅(qū)動電路1，使得馬達M操作于待命、正轉(zhuǎn)、剎車、與反轉(zhuǎn)等模式間。正轉(zhuǎn)命令信號FWD與反轉(zhuǎn)命令信號REV皆為具有高電平狀態(tài)與低電平狀態(tài)的邏輯信號。當(dāng)正轉(zhuǎn)命令信號FWD與反轉(zhuǎn)命令信號REV皆處于低電平狀態(tài)時，npn晶體管Q11與Q12皆不導(dǎo)通，因此從控制電壓源Vc1與Vc2所提供的控制電流Ic1與Ic2皆為零，如圖1(b)所示的期間T1、T4、與T7。在此情況下，馬達控制電路10無法提供四個部分電流If1、If2、Ir1、與Ir2，故驅(qū)動晶體管Q1至Q6皆不導(dǎo)通，使得馬達的操作處于待命模式。
當(dāng)正轉(zhuǎn)命令信號FWD處于高電平狀態(tài)且反轉(zhuǎn)命令信號REV處于低電平狀態(tài)時，晶體管Q11導(dǎo)通且晶體管Q12不導(dǎo)通，因此從控制電壓源Vc1所提供的控制電流Ic1具有一極大值Ic1m且控制電壓源Vc2所提供的控制電流Ic2為零，如圖1(b)的期間T2所示。此時，因為由反轉(zhuǎn)命令信號REV所控制的npn晶體管Q9亦不導(dǎo)通，所以控制電流Ic1的第一部分電流If1可提供到驅(qū)動晶體管Q5的基極。結(jié)果，晶體管Q1與Q4導(dǎo)通以允許一順向電流從端點Na流向端點Nb，使馬達M操作于正轉(zhuǎn)模式。
當(dāng)正轉(zhuǎn)命令信號FWD與反轉(zhuǎn)命令信號REV皆處于高電平狀態(tài)時，晶體管Q11與Q12皆導(dǎo)通，因此控制電壓源Vc1所提供的控制電流Ic1具有一極大值Ic1m，且控制電壓源Vc2所提供的控制電流Ic2具有一極大值Ic2m，如圖1(b)的期間T3與T6所示。此時，因為由反轉(zhuǎn)命令信號REV所控制的晶體管Q9亦導(dǎo)通，所以控制電流Ic1的第一部分電流If1通過晶體管Q9流向地面電位，無法提供至驅(qū)動晶體管Q5的基極。同樣地，因為由正轉(zhuǎn)命令信號FWD所控制的npn晶體管Q10亦導(dǎo)通，所以控制電流Ic2的第一部分電流Ir1通過晶體管Q10流向地面電位，無法提供至驅(qū)動晶體管Q6的基極。然而，控制電流Ic1的第二部分電流If2仍可提供至驅(qū)動晶體管Q4的基極，且控制電流Ic2的第二部分電流Ir2仍可提供至驅(qū)動晶體管Q3的基極。在此情況下，馬達電流在由驅(qū)動晶體管Q3、馬達M、與驅(qū)動晶體管Q4所構(gòu)成的封閉回路中逐漸消耗至零，稱為剎車模式。
當(dāng)正轉(zhuǎn)命令信號FWD處于低電平狀態(tài)且反轉(zhuǎn)命令信號REV處于高電平狀態(tài)時，晶體管Q11不導(dǎo)通且晶體管Q12導(dǎo)通，因此從控制電壓源Vc1所提供的控制電流Ic1為零，且控制電壓源Vc2所提供的控制電流Ic2具有一極大值Ic2m，如圖1(b)的期間T5所示。此時，因為由正轉(zhuǎn)命令信號FWD所控制的晶體管Q10亦不導(dǎo)通，所以控制電流Ic2的第一部分電流Ir1可提供驅(qū)動晶體管Q6的基極。結(jié)果，晶體管Q2與Q3導(dǎo)通以允許一逆向電流從端點Nb流向端點Na，使馬達M操作于反轉(zhuǎn)模式。
雖然已知的馬達控制電路10可以有效地控制馬達M的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、與剎車等各種操作模式，但在實際使用上引起下列各項缺點。參照圖1(b)，曲線11顯示馬達控制電路10的控制電壓源Vc1在各種操作模式中所提供的控制電流Ic1。從曲線11可清楚看出，不論是在正轉(zhuǎn)模式或在剎車模式中，控制電壓源Vc1皆提供一具有極大值Ic1m的控制電流Ic1。然而如前所述，在剎車模式中，控制電流Ic1的第一部分電流If1直接通過晶體管Q9而排入地面，并未實際用來控制馬達驅(qū)動電路1，此部分造成無意義的功率浪費。參照圖1(b)，曲線12顯示控制電壓源Vc2在各種操作模式中所提供的控制電流Ic2。從曲線12可清楚看出，不論是在反轉(zhuǎn)模式或在剎車模式中，控制電壓源Vc2皆提供一具有極大值Ic2m的控制電流Ic2。然而，如前所述，在剎車模式中，控制電流Ic2的第一部分電流Ir1直接通過晶體管Q10而排入地面，并未實際用來控制馬達驅(qū)動電路1，此部分造成無意義的功率浪費。
參照圖1(b)，曲線13顯示已知的馬達控制電路10在各種操作模式中所產(chǎn)生的整體控制電流消耗，也就是控制電流Ic1與Ic2(曲線11與12)的疊加。從曲線13可清楚看出，在剎車模式中整體控制電流消耗為正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)模式的兩倍。如前所述，剎車模式中整體控制電流消耗的倍增并非因為實際操作需要，反而僅是造成無意義的功率浪費。因此，已知的馬達控制電路10效率非常低，更因為在操作中產(chǎn)生過多的熱量致使溫度升高，可能導(dǎo)致電路無法正常運作或觸發(fā)高溫保護機制而關(guān)閉電路操作等不良后果。
再者，由于控制電流Ic1控制電壓源Vc1通過晶體管Q7與偏壓電阻所產(chǎn)生，所以控制電流Ic1的實際值會隨著控制電壓源Vc1的大小而變化。同樣地，由于控制電流Ic2控制電壓源Vc2通過晶體管Q8與偏壓電阻所產(chǎn)生，故控制電流Ic2的實際值會隨著控制電壓源Vc2的大小而變化。因為控制電流Ic1與Ic2直接影響各個驅(qū)動晶體管Q1至Q6的操作點，所以控制電壓源Vc1與Vc2的變動會造成馬達M運轉(zhuǎn)的不穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于前述問題，本新型的目的之一在于提供一種馬達控制電路，可防止控制電流在剎車模式中被直接導(dǎo)入地面，以減少功率消耗從而抑制操作溫度的上升。
本新型的另一目的在于提供一種馬達控制電路，可使用相對較低的控制電流驅(qū)動剎車模式，以減少功率消耗而抑制操作溫度的上升。
本新型的另一目的在于提供一種馬達控制電路，可使用定電流源提供所需的控制電流，以增強馬達運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，不受控制電壓源變動的影響。
依據(jù)本新型的一態(tài)樣，提供一種馬達控制電路，用以控制一馬達驅(qū)動電路，使得馬達操作于正轉(zhuǎn)模式、反轉(zhuǎn)模式、與剎車模式間。該馬達控制電路包含一正轉(zhuǎn)控制電路、一反轉(zhuǎn)控制電路、以及一剎車控制電路。
正轉(zhuǎn)控制電路允許第一電流源提供第一電流信號至該馬達驅(qū)動電路，使得該馬達操作于該正轉(zhuǎn)模式。反轉(zhuǎn)控制電路允許第三電流源提供第三電流信號至該馬達驅(qū)動電路，使得該馬達操作于該反轉(zhuǎn)模式。剎車控制電路允許第二電流源與第四電流源分別提供第二電流信號與第四電流信號至該馬達驅(qū)動電路，使得該馬達操作于該剎車模式。由于馬達控制電路在剎車模式中僅允許第二與第四電流源提供第二與第四電流信號，故可防止第一與第三電流信號所造成的功率消耗，由此抑制操作溫度的上升。
該第二電流信號最好小于該第一電流信號。而該第四電流信號小于該第三電流信號。由于第二與第四電流信號小于第一與第三電流信號，故馬達控制電路在剎車模式中降低功率消耗并抑制操作溫度的上升。
該第一至該第四電流源中的每一個最好由一定電流源所實施。由于第一至第四電流源的每一個可由一定電流源所實施，故第一至第四電流信號不受控制電壓變動的影響，故馬達運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性增強。
該正轉(zhuǎn)控制電路最好包含一開關(guān)與一邏輯電路。該開關(guān)耦合于該第一電流源。該邏輯電路響應(yīng)于正轉(zhuǎn)命令信號與反轉(zhuǎn)命令信號而控制該開關(guān)，以允許該第一電流信號提供到該馬達驅(qū)動電路。
反轉(zhuǎn)控制電路最好包含一開關(guān)與一邏輯電路。該開關(guān)耦合于該第三電流源。該邏輯電路響應(yīng)于正轉(zhuǎn)命令信號與反轉(zhuǎn)命令信號而控制該開關(guān)，以允許該第三電流信號提供到該馬達驅(qū)動電路。
剎車控制電路最好包含第一開關(guān)與第二開關(guān)。該第一開關(guān)耦合于該第二電流源，用以響應(yīng)于正轉(zhuǎn)命令信號而允許該第二電流信號提供到該馬達驅(qū)動電路。該第二開關(guān)耦合于該第四電流源，用以響應(yīng)于反轉(zhuǎn)命令信號而允許該第四電流信號提供到該馬達驅(qū)動電路。
附圖簡述圖1(a)顯示已知的馬達控制電路10的詳細電路圖；圖1(b)顯示已知的馬達控制電路10的操作時序圖；圖2(a)顯示依據(jù)本新型第一實施例的馬達控制電路20的詳細電路圖；圖2(b)顯示依據(jù)本新型第一實施例的馬達控制電路20的操作時序圖；圖3顯示依據(jù)本新型第二實施例的馬達控制電路30的詳細電路圖。
發(fā)明詳述下文中的說明與附圖將使本新型的前述與其他目的、特征、與優(yōu)點更明顯?，F(xiàn)在將參照附圖詳細說明依據(jù)本新型的優(yōu)選實施例。
圖2(a)顯示依據(jù)本新型第一實施例的馬達控制電路20的詳細電路圖。圖2(b)顯示依據(jù)本新型第一實施例的馬達控制電路20的操作時序圖。參照圖2(a)，馬達M連接于一H型橋式驅(qū)動電路2，并且馬達控制電路20通過控制H型橋式驅(qū)動電路2而使馬達M進行待命、正轉(zhuǎn)、剎車、或反轉(zhuǎn)等操作模式。圖2(a)所示的H型橋式驅(qū)動電路2與圖1(a)所示的H型橋式驅(qū)動電路1相同，所以此處不再重復(fù)說明其電路組成及操作方式。
馬達控制電路20設(shè)有四個電流源I1至I4，其中電流源I1與I2耦合于控制電壓源Vc1，而電流源I3與I4耦合于控制電壓源Vc2。在實施例中，控制電壓源Vc1與Vc2為相同的電壓源。電流源I1所提供的電流值為電流源I2所提供的電流值的二倍，而電流源I3所提供的電流值為電流源I4所提供的電流值的二倍。電流源I1與I3提供相同大小的電流值，而電流源I2與I4提供相同大小的電流值。電流源I1通過開關(guān)S1而耦合至驅(qū)動晶體管Q5的基極，用以提供控制電流信號A。電流源I2通過開關(guān)S2而耦合到驅(qū)動晶體管Q4的基極，用以提供控制電流信號B。電流源I3通過開關(guān)S3而耦合至驅(qū)動晶體管Q6的基極，用以提供控制電流信號C。電流源I4通過開關(guān)S4而耦合至驅(qū)動晶體管Q3的基極，用以提供控制電流信號D。
開關(guān)S1由NOR邏輯門NG1的輸出端所控制。NOR邏輯門NG1用以對于經(jīng)過反相器INV1所轉(zhuǎn)換后的正轉(zhuǎn)命令信號FWD與反轉(zhuǎn)命令信號REV進行NOR邏輯運算。開關(guān)S2由經(jīng)過串聯(lián)的反相器INV1與INV2所轉(zhuǎn)換后的正轉(zhuǎn)命令信號FWD所控制。開關(guān)S3由NOR邏輯門NG2的輸出端所控制。NOR邏輯門NG2用以對于正轉(zhuǎn)命令信號FWD與經(jīng)過反相器INV3所轉(zhuǎn)換后的反轉(zhuǎn)命令信號REV進行NOR邏輯運算。開關(guān)S4由經(jīng)過串聯(lián)的反相器INV3與INV4所轉(zhuǎn)換后的反轉(zhuǎn)命令信號REV所控制。
正轉(zhuǎn)命令信號FWD與反轉(zhuǎn)命令信號REV皆為具有高電平狀態(tài)與低電平狀態(tài)的邏輯信號。當(dāng)正轉(zhuǎn)命令信號FWD與反轉(zhuǎn)命令信號REV皆處于低電平狀態(tài)時，NOR邏輯門NG1輸出一低電平信號使開關(guān)S1不導(dǎo)通、反相器INV2輸出一低電平信號使開關(guān)S2不導(dǎo)通、NOR邏輯門NG2輸出一低電平信號使開關(guān)S3不導(dǎo)通、且反相器INV4輸出一低電平信號使開關(guān)S4不導(dǎo)通。由于開關(guān)S1至S4皆不導(dǎo)通，故電流源I1至I4皆無法提供電流，如圖2(b)所示的期間T1、T4、與T7。在此情況下，驅(qū)動晶體管Q1至Q6皆不導(dǎo)通，使得馬達M操作于待命模式。
當(dāng)正轉(zhuǎn)命令信號FWD處于高電平狀態(tài)且反轉(zhuǎn)命令信號REV處于低電平狀態(tài)時，NOR邏輯門NG1輸出一高電平信號使開關(guān)S1導(dǎo)通、反相器INV2輸出一高電平信號使開關(guān)S2導(dǎo)通、NOR邏輯門NG2輸出一低電平信號使開關(guān)S3不導(dǎo)通、且反相器INV4輸出一低電平信號使開關(guān)S4不導(dǎo)通。由于開關(guān)S1與S2皆導(dǎo)通，故電流源I1與I2分別提供電流到驅(qū)動晶體管Q5與Q4的基極，作為控制電流信號A與B。另一方面，由于開關(guān)S3與S4皆不導(dǎo)通，故電流源I3與I4無法提供電流到驅(qū)動晶體管Q6與Q3的基極。結(jié)果，由控制電壓源Vc1所提供的控制電流為I1+I2，而由控制電壓源vc2所提供的控制電流則為零，如圖2(b)的期間T 2所示。在此情況下，驅(qū)動電壓源Vd通過導(dǎo)通的晶體管Q1與Q4提供一順向電流，從端點Na流向端點Nb，使馬達M操作于正轉(zhuǎn)模式。
當(dāng)正轉(zhuǎn)命令信號FWD與反轉(zhuǎn)命令信號REV處于高電平狀態(tài)時，NOR邏輯門NG1輸出一低電平信號使開關(guān)S1不導(dǎo)通、反相器INV2輸出一高電平信號使開關(guān)S2導(dǎo)通、NOR邏輯門NG2輸出一低電平信號使開關(guān)S3不導(dǎo)通、且反相器INV4輸出一高電平信號使開關(guān)S4導(dǎo)通。由于開關(guān)S1與S3皆不導(dǎo)通，故電流源I1與I3無法提供電流到驅(qū)動晶體管Q5與Q6的基極。然而，由于開關(guān)S2與S4皆導(dǎo)通，故電流源I2與I4分別提供電流到驅(qū)動晶體管Q4與Q3的基極，作為控制電流信號B與D。結(jié)果，由控制電壓源Vc1所提供的控制電流為I2，而由控制電壓源Vc2所提供的控制電流則為I4，如圖2(b)的期間T3與T6所示。在此情況下，馬達電流在由驅(qū)動晶體管Q3、馬達M、與驅(qū)動晶體管Q4所構(gòu)成的封閉回路中逐漸消耗至零，稱為剎車模式。
當(dāng)正轉(zhuǎn)命令信號FWD處于低電平狀態(tài)且反轉(zhuǎn)命令信號REV處于高電平狀態(tài)時，NOR邏輯門NG1輸出一低電平信號使開關(guān)S1不導(dǎo)通、反相器INV2輸出一低電平信號使開關(guān)S2不導(dǎo)通、NOR邏輯門NG2輸出一高電平信號使開關(guān)S3導(dǎo)通、且反相器INV4輸出一高電平信號使開關(guān)S4導(dǎo)通。由于開關(guān)S1與S2皆不導(dǎo)通，故電流源I1與I2無法提供電流到驅(qū)動晶體管Q5與Q4的基極。另一方面，由于開關(guān)S3與S4皆導(dǎo)通，故電流源I3與I4分別提供電流至驅(qū)動晶體管Q6與Q3的基極，作為控制電流信號C與D。結(jié)果，由控制電壓源Vc1所提供的控制電流為零而由控制電壓源Vc2所提供的控制電流則為I3+I4，如圖2(b)的期間T 5所示。在此情況下，驅(qū)動電壓源Vd通過導(dǎo)通的晶體管Q2與Q3提供一逆向電流，從端點Nb流向端點Na，使馬達M操作于反轉(zhuǎn)模式。
注意依據(jù)本新型第一實施例的馬達控制電路20還設(shè)有電阻Ra與Rb。電阻Ra耦合于驅(qū)動晶體管Q5的基極與驅(qū)動晶體管Q4的基極之間。在開關(guān)S1從導(dǎo)通轉(zhuǎn)變成不導(dǎo)通的過渡期間中，累積于驅(qū)動晶體管Q5的基極-射極間的電荷可通過電阻Ra移除而使驅(qū)動晶體管Q5迅速地進入不導(dǎo)通狀態(tài)。同樣地，電阻Rb耦合于驅(qū)動晶體管Q6的基極與驅(qū)動晶體管Q3的基極之間。在開關(guān)S3從導(dǎo)通轉(zhuǎn)變成不導(dǎo)通的過渡期間中，累積于驅(qū)動晶體管Q6的基極-射極間的電荷可通過電阻Rb的移除而使驅(qū)動晶體管Q6迅速地進入不導(dǎo)通狀態(tài)。
如前所述，依據(jù)本新型第一實施例的馬達控制電路20可有效地控制馬達M的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、與剎車等各種操作模式。此外，馬達控制電路20還具有下列優(yōu)良功效。首先，在本新型的實施例中，電流源I1至I4之中的每一個由一定電流源所實施，其所提供的控制電流信號A至D不受控制電壓源Vc1與Vc2的變動所影響。因此，依據(jù)本新型第一實施例的馬達控制電路20可穩(wěn)定地控制H型橋式驅(qū)動電路2，進而達成馬達M的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。
參照圖2(b)，曲線21顯示控制電壓源Vc1在各種操作模式中所提供的控制電流。從曲線21可清楚看出，在剎車模式中控制電壓源Vc1僅須提供單一電流I2，而非在正轉(zhuǎn)模式中的兩個電流I1+I2，因而達成節(jié)省功率消耗的功效。再者，控制電壓源Vc1在剎車模式中所提供的控制電流I2完全應(yīng)用于驅(qū)動晶體管Q4，并未發(fā)生直接導(dǎo)入地面而無意義浪費的現(xiàn)象。參照圖2(b)，曲線22顯示控制電壓源Vc2在各種操作模式中所提供的控制電流。在剎車模式中控制電壓源Vc2僅須提供單一電流I4，而不在反轉(zhuǎn)模式中的兩個電流I3+I4，因此達成節(jié)省功率消耗的功效。另外，控制電壓源Vc2在剎車模式中所提供的控制電流I4完全應(yīng)用于驅(qū)動晶體管Q3，并未發(fā)生直接導(dǎo)入地面而無意義浪費的現(xiàn)象。參照圖2(b)，曲線23顯示依據(jù)本新型第一實施例的馬達控制電路20在各種操作模式中所產(chǎn)生的整體控制電流消耗，也就是控制電壓源Vc1與Vc2所提供的控制電流(曲線11與12)的疊加。從曲線23可清楚看出，在剎車模式中整體控制電流消耗僅為正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)模式的三分之二。因此，馬達控制電路20達成高效率的操作，由此避免操作溫度上升。
圖3顯示依據(jù)本新型第二實施例的馬達控制電路30的詳細電路圖。參照圖3，馬達控制電路30響應(yīng)于正轉(zhuǎn)命令信號FWD與反轉(zhuǎn)命令信號REV而由四個電流源分別產(chǎn)生四個控制電流信號A至D。pnp晶體管P1至P8構(gòu)成一具有多重的平行輸出級的電流源，耦合于控制電壓源Vc，用以提供參考電流Iref到電路中的其他組成元件。晶體管P1與P2形成一達靈頓對。晶體管P3至P8的基極皆平行連接至晶體管P1的基極，作為電流輸出級。
首先說明馬達控制電路30如何產(chǎn)生控制電流信號A。晶體管P6的集極提供參考電流Iref至npn晶體管W1的集極。npn晶體管W1與W2形成一電流鏡，其中晶體管W1的基極與集極相互耦合。在一實施例中，晶體管W2的射極尺寸設(shè)計成晶體管W1的射極尺寸的兩倍，以提供兩倍大的參考電流。npn晶體管Aa至Ae構(gòu)成一電流源，其作用如同圖2(a)所示的電流源I1。具體而言，晶體管Aa與Ab形成一電流鏡，其中晶體管Aa的基極與集極相互耦合。晶體管Ac至Ae構(gòu)成一電流輸出級，用以放大從晶體管Ab的集極而來的電流，作為控制電流信號A。晶體管W1與W2所形成的電流鏡受到正轉(zhuǎn)命令信號FWD與反轉(zhuǎn)命令信號REV通過npn晶體管V1、G1、與G2所控制，其作用如同圖2(a)所示的開關(guān)S1。具體而言，晶體管V1的作用如同圖2(a)所示的反相器INV1并且晶體管G1與G2的作用如同圖2(a)所示的NOR邏輯門NG1。晶體管V1的基極接收正轉(zhuǎn)命令信號FWD、晶體管G1的基極耦合于晶體管V1的集極、且晶體管G2的基極接收反轉(zhuǎn)命令信號REV。晶體管G1與G2的集極系共同耦合至晶體管W1與W2的基極。當(dāng)正轉(zhuǎn)命令信號FWD處于高電平狀態(tài)且反轉(zhuǎn)命令信號REV處于低電平狀態(tài)時，晶體管G1與G2皆不導(dǎo)通，故允許參考電流Iref通過晶體管W1與W2所形成的電流鏡而提供至由晶體管Aa至Ae所形成的電流源。在此情況下，由晶體管Aa至Ae所形成的電流源得輸出一預(yù)定的電流，作為控制電流信號A。當(dāng)正轉(zhuǎn)命令信號FWD處于低電平狀態(tài)時，晶體管G1導(dǎo)通，使得晶體管W1與W2皆不導(dǎo)通因而阻擋參考電流Iref提供到由晶體管Aa至Ae所形成的電流源。在此情況下，由晶體管Aa至Ae所形成的電流源無法輸出任何電流。
下面說明馬達控制電路30如何產(chǎn)生控制電流信號B。晶體管P7的集極提供參考電流Iref到npn晶體管W3的集極。npn晶體管W3與W4形成一電流鏡，其中晶體管W3的基極與集極相互耦合。在一實施例中，晶體管W4的射極尺寸設(shè)計成等于晶體管W3的射極尺寸，以提供相同大小的參考電流。npn晶體管Ba至Bc構(gòu)成一電流源，其作用如同圖2(a)所示電流源I2。具體而言，晶體管Ba與Bb形成一電流鏡，其中晶體管Ba基極與集極相互耦合。晶體管Bc構(gòu)成一電流輸出級，用以放大從晶體管Bb的集極而來的電流，作為控制電流信號B。晶體管W3與W4所形成的電流鏡受到正轉(zhuǎn)命令信號FWD通過npn晶體管V1與V2的控制，其作用如同圖2(a)所示的開關(guān)S2。具體而言，晶體管V1的作用如同圖2(a)所示的反相器INV1并且晶體管V2的作用如同圖2(a)所示的反相器INV2。晶體管V1的基極接收正轉(zhuǎn)命令信號FWD且晶體管V2的基極耦合于晶體管V1的集極。晶體管V2的集極耦合至晶體管W3與W4的基極。當(dāng)正轉(zhuǎn)命令信號FWD處于高電平狀態(tài)時，晶體管V2不導(dǎo)通，故允許參考電流Iref通過晶體管W3與W4所形成的電流鏡提供至由晶體管Ba至Bc所形成的電流源。在此情況下，由晶體管Ba至Bc所形成的電流源輸出一預(yù)定的電流，作為控制電流信號B。當(dāng)正轉(zhuǎn)命令信號FWD處于低電平狀態(tài)時，晶體管V2導(dǎo)通，使得晶體管W3與W4皆不導(dǎo)通因而阻擋參考電流Iref提供至由晶體管Ba至Bc所形成的電流源。在此情況下，由晶體管Ba至Bc所形成的電流源無法輸出任何電流。
下面說明馬達控制電路30如何產(chǎn)生控制電流信號C。晶體管P5的集極提供參考電流Iref至npn晶體管W5的集極。npn晶體管W5與W6形成一電流鏡，其中晶體管W5的基極與集極相互耦合。在實施例中，晶體管W6射極的尺寸設(shè)計成晶體管W5射極尺寸的兩倍，以提供兩倍大的參考電流。npn晶體管Ca至Ce構(gòu)成一電流源，其作用如同圖2(a)所示的電流源I3。具體而言，晶體管Ca與Cb形成一電流鏡，其中晶體管Ca的基極與集極相互耦合。晶體管Cc至Ce構(gòu)成一電流輸出級，用以放大從晶體管Cb的集極而來的電流，作為控制電流信號C。晶體管W5與W6所形成的電流鏡受到正轉(zhuǎn)命令信號FWD與反轉(zhuǎn)命令信號REV通過npn晶體管V3、G3、與G4的控制，其作用如同圖2(a)所示的開關(guān)S3。具體而言，晶體管V3的作用如同圖2(a)所示的反相器INV3并且晶體管G3與G4的作用如同圖2(a)所示的NOR邏輯門NG2。晶體管V3的基極接收反轉(zhuǎn)命令信號REV、晶體管G3的基極耦合于晶體管V3的集極、且晶體管G4的基極接收正轉(zhuǎn)命令信號FWD。晶體管G3與G4的集極共同耦合至晶體管W5與W6的基極。當(dāng)反轉(zhuǎn)命令信號REV處于高電平狀態(tài)且正轉(zhuǎn)命令信號FWD處于低電平狀態(tài)時，晶體管G3與G4皆不導(dǎo)通，故允許參考電流Iref通過晶體管W5與W6所形成的電流鏡而提供至由晶體管Ca至Ce所形成的電流源。在此情況下，由晶體管Ca至Ce所形成的定電流源輸出一預(yù)定的電流，作為控制電流信號C。當(dāng)反轉(zhuǎn)命令信號REV處于低電平狀態(tài)時，晶體管G3導(dǎo)通，使得晶體管W5與W6皆不導(dǎo)通因而阻擋參考電流Iref提供至由晶體管Ca至Ce所形成的電流源。在此情況下，由晶體管Ca至Ce所形成的電流源無法輸出任何電流。
下面說明馬達控制電路30如何產(chǎn)生控制電流信號D。晶體管P4的集極提供參考電流Iref到npn晶體管W7的集極。npn晶體管W7與W8形成一電流鏡，其中晶體管W7的基極與集極相互耦合。在一實施例中，晶體管W8射極的尺寸設(shè)計成等于晶體管W7射極的尺寸，以提供相同大小的參考電流。npn晶體管Da至Dc構(gòu)成一電流源，其作用如同圖2(a)所示的電流源I4。具體而言，晶體管Da與Db形成一電流鏡，其中晶體管Da的基極與集極相互耦合。晶體管Dc構(gòu)成一電流輸出級，用以放大從晶體管Db的集極而來的電流，作為控制電流信號D。晶體管W7與W8所形成的電流鏡受到反轉(zhuǎn)命令信號REV通過npn晶體管V3與V4所控制，其作用如同圖2(a)所示的開關(guān)S4。具體而言，晶體管V3的作用如同圖2(a)所示的反相器INV3并且晶體管V4的作用如同圖2(a)所示的反相器INV4。晶體管V3的基極接收反轉(zhuǎn)命令信號REV且晶體管V4的基極耦合于晶體管V3的集極。晶體管V4的集極耦合至晶體管W7與W8的基極。當(dāng)反轉(zhuǎn)命令信號REV處于高電平狀態(tài)時，晶體管V4不導(dǎo)通，故允許參考電流Iref通過晶體管W7與W8所形成的電流鏡而提供至由晶體管Da至Dc所形成的電流源。在此情況下，由晶體管Da至Dc所形成的電流源得輸出一預(yù)定的電流，作為控制電流信號D。當(dāng)反轉(zhuǎn)命令信號REV處于低電平狀態(tài)時，晶體管V4導(dǎo)通，使得晶體管W7與W8皆不導(dǎo)通因而阻擋參考電流Iref提供至由晶體管Da至Dc所形成的電流源。在此情況下，由晶體管Da至Dc所形成的電流源無法輸出任何電流。
雖然本新型已經(jīng)通過優(yōu)選實施例作為例示加以說明，應(yīng)了解的是，本新型并不限于此公開的實施例。相反地，本新型意欲涵蓋對本領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員而言顯而易見的各種修改與相似配置。因此，權(quán)利要求的范圍應(yīng)根據(jù)最廣的詮釋，以包容所有此類修改與相似配置。
權(quán)利要求1.一種馬達控制電路，用以控制一馬達驅(qū)動電路，使得馬達操作于一正轉(zhuǎn)模式、一反轉(zhuǎn)模式、與一剎車模式間，該馬達控制電路包含一第一電流源，作為第一電流信號的來源；一第二電流源，作為第二電流信號的來源；一第三電流源，作為第三電流信號的來源；一第四電流源，作為第四電流信號的來源；一正轉(zhuǎn)控制電路，用以允許該第一電流信號提供至該馬達驅(qū)動電路，使得該馬達操作于該正轉(zhuǎn)模式；一反轉(zhuǎn)控制電路，用以允許該第三電流信號提供至該馬達驅(qū)動電路，使得該馬達操作于該反轉(zhuǎn)模式；以及一剎車控制電路，用以允許該第二與該第四電流信號共同提供至該馬達驅(qū)動電路，使得該馬達操作于該剎車模式。
2.如權(quán)利要求1所述馬達控制電路，其中該第二電流信號小于該第一電流信號，且該第四電流信號小于該第三電流信號。
3.如權(quán)利要求1所述馬達控制電路，其中該正轉(zhuǎn)控制電路包含一開關(guān)，耦合于該第一電流源，以及一邏輯電路，用以響應(yīng)于一正轉(zhuǎn)命令信號與一反轉(zhuǎn)命令信號而控制該開關(guān)，以允許該第一電流信號提供至該馬達驅(qū)動電路。
4.如權(quán)利要求1所述馬達控制電路，其中該反轉(zhuǎn)控制電路包含一開關(guān)，耦合于該第三電流源，以及一邏輯電路，用以響應(yīng)于一正轉(zhuǎn)命令信號與一反轉(zhuǎn)命令信號而控制該開關(guān)，以允許該第三電流信號提供至該馬達驅(qū)動電路。
5.如權(quán)利要求1所述馬達控制電路，其中該剎車控制電路包含一第一開關(guān)，耦合于該第二電流源，用以響應(yīng)于一正轉(zhuǎn)命令信號而允許該第二電流信號提供至該馬達驅(qū)動電路，以及一第二開關(guān)，耦合于該第四電流源，用以響應(yīng)于一反轉(zhuǎn)命令信號而允許該第四電流信號提供至該馬達驅(qū)動電路。
6.如權(quán)利要求5所述馬達控制電路，其中該剎車控制電路還包含一第一反相器與一第二反相器，相互串聯(lián)，使得該正轉(zhuǎn)命令信號通過該第一反相器與該第二反相器而控制該第一開關(guān)，以及一第三反相器與一第四反相器，相互串聯(lián)，使得該反轉(zhuǎn)命令信號通過該第三反相器與該第四反相器而控制該第二開關(guān)。
7.一種馬達控制電路，包含一轉(zhuǎn)動控制電路，用以提供一轉(zhuǎn)動電流信號，由此控制馬達的轉(zhuǎn)動操作，以及一剎車控制電路，用以提供一剎車電流信號，由此控制該馬達的剎車操作，其中該剎車電流信號與該轉(zhuǎn)動電流信號來自于不同的電流源。
8.如權(quán)利要求7所述馬達控制電路，其中該剎車電流信號小于該轉(zhuǎn)動電流信號。
9.如權(quán)利要求7所述馬達控制電路，還包含一轉(zhuǎn)動電流源，由該轉(zhuǎn)動控制電路所控制以作為該轉(zhuǎn)動電流信號的來源，以及一剎車電流源，由該剎車控制電路所控制以作為該剎車電流信號的來源。
10.如權(quán)利要求9所述馬達控制電路，其中該轉(zhuǎn)動控制電路包含一正轉(zhuǎn)控制電路，用以提供一正轉(zhuǎn)電流信號，由此控制該馬達的正轉(zhuǎn)操作，以及一反轉(zhuǎn)控制電路，用以提供一反轉(zhuǎn)電流信號，由此控制該馬達的反轉(zhuǎn)操作；該轉(zhuǎn)動電流信號包含該正轉(zhuǎn)電流信號與該反轉(zhuǎn)電流信號；該馬達的該轉(zhuǎn)動操作包含該正轉(zhuǎn)操作與該反轉(zhuǎn)操作；該轉(zhuǎn)動電流源包含一正轉(zhuǎn)電流源，由該正轉(zhuǎn)控制電路所控制以作為該正轉(zhuǎn)電流信號的來源，以及一反轉(zhuǎn)電流源，由該反轉(zhuǎn)控制電路所控制以作為該反轉(zhuǎn)電流信號的來源；且該剎車電流源包含一第一剎車電流源與一第二剎車電流源，由該剎車控制電路所控制以共同作為該剎車電流信號的來源。
專利摘要馬達控制電路包含正轉(zhuǎn)控制電路、反轉(zhuǎn)控制電路、以及剎車控制電路。正轉(zhuǎn)控制電路允許第一電流源提供第一電流信號至馬達驅(qū)動電路，使得馬達操作于正轉(zhuǎn)模式。反轉(zhuǎn)控制電路允許第三電流源提供第三電流信號至馬達驅(qū)動電路，使得馬達操作于反轉(zhuǎn)模式。剎車控制電路允許第二電流源與第四電流源分別提供第二電流信號與第四電流信號至馬達驅(qū)動電路，使得馬達操作于剎車模式。由于第二與第四電流信號小于第一與第三電流信號，所以馬達控制電路在剎車模式中降低功率消耗。
文檔編號H02P3/06GK2792017SQ20042007397
公開日2006年6月28日 申請日期2004年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月16日
發(fā)明者李榮欽, 陳立政 申請人:圓創(chuàng)科技股份有限公司