專利名稱：電流控制的馬達(dá)放大器系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
總體上講，本發(fā)明涉及一種電流控制的馬達(dá)放大器系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
設(shè)計(jì)互導(dǎo)或電流控制的馬達(dá)放大器的傳統(tǒng)方法包括電流感覺(jué)、放縮、誤差放大、補(bǔ)償、以及馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。

圖1中描述了這樣一種放大器的一個(gè)實(shí)例，其中，T1、T2、T3、以及T4為固態(tài)開(kāi)關(guān)(通常為晶體管)，M為電動(dòng)馬達(dá)(或在多相位馬達(dá)的情況下，為馬達(dá)的一個(gè)相位)，以及I為馬達(dá)中的電流。向每一開(kāi)關(guān)連接一個(gè)反向偏壓二極管。把H電橋的上下端子連接于最高電位。
特別是，把這一傳統(tǒng)方法用于導(dǎo)致高馬達(dá)反EMF(電磁力)的有效馬達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)速度領(lǐng)域。通過(guò)感覺(jué)馬達(dá)的電流，以及形成一個(gè)正比于馬達(dá)電流的一個(gè)電流信號(hào)，可以把瞬時(shí)馬達(dá)電流與所命令的馬達(dá)電流進(jìn)行比較。作為命令信號(hào)與馬達(dá)驅(qū)動(dòng)電橋的一個(gè)誤差信號(hào)，對(duì)所命令和所測(cè)馬達(dá)電流之間的任何差加以放大。如果所測(cè)電流小于所命令電流，則誤差信號(hào)將命令馬達(dá)電流的一個(gè)補(bǔ)償增加。在這一方式中，馬達(dá)的輸出電流，因而馬達(dá)的輸出轉(zhuǎn)矩正比于向放大器的輸入命令。
這一傳統(tǒng)的方法通常非常適合于在一個(gè)寬的道路和旋轉(zhuǎn)速度范圍內(nèi)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)。與典型的力反饋應(yīng)用所涉及的情況(例如，游戲應(yīng)用中所涉及的輪子或操縱桿放大器)相比，這一傳統(tǒng)方法的一個(gè)問(wèn)題是涉及更為復(fù)雜的情況，在游戲應(yīng)用中，傾向于在接近停機(jī)或相當(dāng)慢的旋轉(zhuǎn)速度的情況下進(jìn)行操作。傳統(tǒng)方法中，覆蓋的寬度向針對(duì)力反饋應(yīng)用的馬達(dá)放大器的設(shè)計(jì)增添了不必要的復(fù)雜性。
因此，所需要的是，一種不太復(fù)雜和更適合于高保真度力反饋應(yīng)用的電流控制的馬達(dá)放大器設(shè)計(jì)的方法。
發(fā)明概述提供了一種電流控制的馬達(dá)放大器系統(tǒng)的多個(gè)方面。這些方面包括一個(gè)電流源馬達(dá)放大器，這一電流源馬達(dá)放大器包括在H電橋配置上半部的每一引線上的電流源裝置和在H電橋配置下半部的每一引線上的開(kāi)關(guān)裝置。在H電橋配置的中部把一個(gè)馬達(dá)耦合于電流源馬達(dá)放大器。把控制電路耦合于電流源馬達(dá)放大器，用于在一段預(yù)確定的時(shí)間內(nèi)控制電流源馬達(dá)放大器的接通，以基本上按一個(gè)線性恒定電流源操作H電橋配置上半部，并以開(kāi)關(guān)模式操作H電橋配置下半部。
通過(guò)本發(fā)明，避免了與傳統(tǒng)方案相關(guān)的有效電流回路延遲。而且，本發(fā)明還提供了不太復(fù)雜和較低開(kāi)銷的方案，這一方案包括過(guò)壓保護(hù)，而且更適合于改變馬達(dá)旋轉(zhuǎn)方向時(shí)的高保真力反饋。本發(fā)明還提供了馬達(dá)反EMF補(bǔ)償。通過(guò)以下的詳細(xì)描述，以及對(duì)附圖的參照，本發(fā)明這些以及其它優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得十分明顯。
附圖簡(jiǎn)述圖1說(shuō)明了一個(gè)現(xiàn)有技術(shù)馬達(dá)放大器設(shè)計(jì)圖。
圖2說(shuō)明了一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的電流源馬達(dá)放大器的示意圖。
圖3沿兩個(gè)軸(X和Y)說(shuō)明了圖2的電流源馬達(dá)放大器的一個(gè)實(shí)例應(yīng)用的示意圖，這一電流源馬達(dá)放大器是一種高電流放大器，例如娛樂(lè)中心應(yīng)用的控制桿放大器。
圖4說(shuō)明了電流源馬達(dá)放大器的一個(gè)變體，這一變體包括反EMF補(bǔ)償和高電流馬達(dá)驅(qū)動(dòng)能力。
發(fā)明詳述本發(fā)明涉及一種電流控制的馬達(dá)放大器系統(tǒng)。提供以下的描述，以使這一技術(shù)領(lǐng)域中的普通熟練技術(shù)人員能夠制造和使用本發(fā)明，并且從專利申請(qǐng)極其要求的角度提供了以下的描述。這一技術(shù)領(lǐng)域中的熟練技術(shù)人員將很容易意識(shí)到可以對(duì)此處所描述的優(yōu)選實(shí)施例和一般原理及特性進(jìn)行多方面的修改。因此，本發(fā)明不旨在局限于所描述的實(shí)施例，而旨在賦予其與此處所描述的原理及特性相容的最寬范圍。
圖2說(shuō)明了一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的電流源馬達(dá)放大器100的示意圖?？傮w上講，這一設(shè)計(jì)為線性放大器和開(kāi)關(guān)模式放大器兩者之間的一個(gè)混合，具有線性放大器的平滑的電流線性特性以及位于線性和開(kāi)關(guān)模式放大器之間的效率。
如圖2中所示，根據(jù)本發(fā)明的電流源馬達(dá)放大器100基于一個(gè)電流源拓?fù)?。一個(gè)H電橋包括在該電橋頂部的每一引線上的電流源102a和102b以及在該電橋底部的每一引線上開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)，例如，N溝道FET(場(chǎng)效應(yīng)晶體管)，其中，馬達(dá)H電橋的水平部分。把一個(gè)電流源用于馬達(dá)106的兩個(gè)力方向的每一方向，例如，把電流源102a用于正方向，把電流源102b用于反方向。一個(gè)適當(dāng)?shù)钠珘航?jīng)由基極電阻Rb和晶體管110，與晶體管108a和108b(例如，PNP雙極結(jié)晶體管(BJT))合作，提供電流源102a和102b。一對(duì)正向偏壓二極管112防止電流源的基極電壓降至電源電壓減兩個(gè)壓降之下，這是這一技術(shù)領(lǐng)域中的熟練技術(shù)人員很容易加以理解的。
于是，對(duì)于與各額定12V的電源，晶體管102的基極電壓不會(huì)下降到12V-2*0.7V＝10.6V。這控制了到二極管的發(fā)射極電壓，使其下降到基極電壓之上，或10.6V+0.7V＝11.3V。因此，把從電源到發(fā)射極、跨越電流控制電阻Rs的電壓降額定地控制到0.7V。這一固定的電壓降允許一個(gè)固定的電流流過(guò)這一電流控制電阻?；鶚O電阻Rb＝(Vs-2*0.7-Vsat)/(Imax/β)/Ksf，其中，Vs為最大電源電壓，Vsat是晶體管110的NPN集電極到發(fā)射極的飽和電壓，Imax是最高PNP發(fā)射極電流，β是最小PNP器件增益，以及Ksf設(shè)計(jì)安全因子。對(duì)于一個(gè)典型的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，Vs＝12V，Vsat＝0.4V，Imax＝750mA(毫安)，β＝50，Ksf＝2。于是，Rb＝大約340歐姆，或作為額定值的330歐姆。源電阻Rs＝0.7V/[(1-1/β)Imax]，即大約為0.952歐姆，額定值為1歐姆。
在操作中，把相應(yīng)晶體管的基極正偏為低，接通一個(gè)電流源102。例如，控制電路114可以包括這樣一個(gè)控制器能夠向一個(gè)多路轉(zhuǎn)換器(MUX)發(fā)送一個(gè)方向信號(hào)，用以選擇接通哪一電流源，而且還用于控制允許一個(gè)PWM(脈沖寬度調(diào)制)力命令調(diào)制(接通)哪一開(kāi)關(guān)晶體管。較佳的做法是，一次僅令電橋中的一個(gè)電流源102和開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)104處于活躍狀態(tài)，其中處于活躍狀態(tài)的電流源102和開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)104在電橋中相互成對(duì)角線地加以放置。在操作中，源于所選擇的電流源102的晶體管的電流，穿過(guò)馬達(dá)前端，流到馬達(dá)線圈，然后通過(guò)H電橋底部的所選擇的開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)104返回至地。由于對(duì)開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)104的晶體管的門(mén)電路進(jìn)行了調(diào)制，所以僅在其中為高的PWM期間的那一部分它才為導(dǎo)通的。由于向電源的一個(gè)返回路徑僅在PWM周期的正部分上為可得的，所以可以控制流經(jīng)馬達(dá)的平均電流，因而可以控制馬達(dá)所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩，這是這一技術(shù)領(lǐng)域中的熟練技術(shù)人員很容易加以理解的。
圖3沿兩個(gè)軸(X和Y)說(shuō)明了圖2的電流源馬達(dá)放大器的一個(gè)實(shí)例應(yīng)用的示意圖，這一電流源馬達(dá)放大器是一種高電流放大器，例如娛樂(lè)中心應(yīng)用的控制桿放大器。圖3的圖說(shuō)明了控制電路的一個(gè)實(shí)例實(shí)施例，這一實(shí)施例包括X和Y軸的每一軸上的一個(gè)MUX 120a和120b。在正常的操作中，需要MUX 120a和120b，并通過(guò)根據(jù)來(lái)自控制器的針對(duì)軸的方向信號(hào)，把PWM信號(hào)從控制器122引導(dǎo)到右或左開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)104，對(duì)MUX 120a和120b加以操作。根據(jù)對(duì)方向信號(hào)的感覺(jué)，把相反的開(kāi)關(guān)機(jī)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟拥亍Ｍ瑯?，把MUX 120a或120b與電橋頂部的電流源晶體管之一接通，同時(shí)使來(lái)自控制器的信號(hào)為低。
在作為一個(gè)電流源放大器成功操作的同時(shí)，另一個(gè)方面是按順時(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的能力，這依賴于是按順時(shí)針還是按逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)馬達(dá)，即，四象限操作。因此，在正向驅(qū)動(dòng)馬達(dá)和動(dòng)態(tài)制動(dòng)馬達(dá)之間產(chǎn)生了一個(gè)平滑過(guò)渡。這發(fā)生在電流源放大器感覺(jué)馬達(dá)反EMF時(shí)，例如發(fā)生在樣的時(shí)侯用戶驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)器，馬達(dá)沿與所命令的轉(zhuǎn)矩方向相反的方向旋轉(zhuǎn)，反過(guò)來(lái)這將導(dǎo)致馬達(dá)作為一個(gè)產(chǎn)生正比于馬達(dá)旋轉(zhuǎn)速度的輸出電壓的生成器加以運(yùn)作。
圖4說(shuō)明了電流源放大器的一個(gè)變體，這一變體旨在針對(duì)某些應(yīng)用，例如，方向盤(pán)力反饋設(shè)備，這一設(shè)備在馬達(dá)和方向盤(pán)之間使用了高機(jī)械傳動(dòng)裝置，馬達(dá)速度的實(shí)現(xiàn)需要補(bǔ)償電路。對(duì)這一電流源放大器進(jìn)行設(shè)計(jì)，以當(dāng)晶體管132檢測(cè)到開(kāi)關(guān)晶體管130中的體二極管電導(dǎo)的開(kāi)始時(shí)，通過(guò)減少所命令的馬達(dá)電流，使電流源放大器本身免受用戶反驅(qū)動(dòng)馬達(dá)所產(chǎn)生的反EMF。當(dāng)晶體管132的發(fā)射極電壓下降到低于基極的偏置電壓時(shí)，這接近于接地，晶體管132開(kāi)始導(dǎo)通。由于晶體管132的體二極管的正極處于地電位，所以當(dāng)馬達(dá)感應(yīng)到其導(dǎo)通時(shí)，所以使其負(fù)極，因而使晶體管132的發(fā)射極低于地電位，從而導(dǎo)致晶體管132的集電極導(dǎo)通。
注意，電容器136和138把針對(duì)開(kāi)關(guān)EFT 130和134的驅(qū)動(dòng)信號(hào)以電容方式加以耦合，并且由電阻140和142并行地對(duì)它們?nèi)躜?qū)動(dòng)。這確保了EFT 130和134能夠在來(lái)自MUX 144的PWM命令信號(hào)的前沿導(dǎo)通一段最小時(shí)間。這還確保了不會(huì)使電流脈沖變?nèi)?，以至于放大器總是操作在一個(gè)高于音頻范圍的頻率上，從而阻止了馬達(dá)中所產(chǎn)生的音頻噪音。驅(qū)動(dòng)信號(hào)的弱電阻耦合還確保了在初始接通脈沖之后，反EMF補(bǔ)償電路能夠有效地調(diào)整所命令的脈沖的寬度，因而能夠有效地調(diào)整馬達(dá)反EMF所產(chǎn)生的感應(yīng)阻尼。
例如，當(dāng)晶體管132檢測(cè)到開(kāi)關(guān)晶體管130中的體二極管導(dǎo)通時(shí)，接下來(lái)，132的集電極使電容器138放電，并過(guò)早地終止驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)晶體管134的門(mén)電路的命令信號(hào)。凈結(jié)果是，電橋底部的一個(gè)FET中的體二極管導(dǎo)通，導(dǎo)致電橋相反側(cè)上的補(bǔ)償FET中的補(bǔ)償?shù)臏p少，這實(shí)際上消除了反驅(qū)動(dòng)馬達(dá)時(shí)馬達(dá)反EMF所感應(yīng)的電阻尼。這一改進(jìn)消除了用戶感覺(jué)到的并有損于觸覺(jué)感受的阻力感。使用雙極晶體管和從發(fā)射極到集電極放置的類似于FET中從源極到漏極的體二極管的二極管，也能夠?qū)崿F(xiàn)同樣的功能，這是這一技術(shù)領(lǐng)域中的熟練技術(shù)人員很容易加以理解的。
圖4說(shuō)明了與圖3中的實(shí)施例不同的設(shè)計(jì)的一個(gè)另外的方面。電流感覺(jué)晶體管156提供了不依賴于功率晶體管158和160的基極到發(fā)射極電壓的電流源調(diào)整。在較高電流的應(yīng)用中，這是重要的，因?yàn)楣β示w管的基極到發(fā)射極電壓明顯地作為集電極電流的一個(gè)函數(shù)而變化，并且遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于用于電流感覺(jué)的小信號(hào)晶體管的發(fā)射極到基極的電壓降。通過(guò)使用二極管162和164偏置晶體管156的基極，晶體管156的集電極電流幾乎專門(mén)依賴于跨越電阻166的電壓降，從而依賴于使能的功率晶體管160的集電極電流。
在又一個(gè)方面中，很容易在電流源放大器中實(shí)現(xiàn)過(guò)壓保護(hù)。如圖3的圖中所示，在一個(gè)示范性實(shí)施例中，把一個(gè)穩(wěn)壓二極管124用于檢測(cè)過(guò)壓條件，并觸發(fā)一系列保護(hù)電橋的事件。一旦檢測(cè)到，一個(gè)高邏輯電平把MUX 120a或120b的輸出端放入一個(gè)三態(tài)條件中。其次，接通電橋底部的兩個(gè)開(kāi)關(guān)晶體管，并禁止電橋頂部的電流源。因此，跨越馬達(dá)至地平面，放置了一個(gè)低阻抗通路，并且短路了馬達(dá)，這為電壓源。當(dāng)電源電壓時(shí)，過(guò)壓保護(hù)電路把MUX 120從其三態(tài)條件釋放，并繼續(xù)正常的操作。在實(shí)踐中，當(dāng)用戶正以足夠的速度反驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，以生成一個(gè)過(guò)壓條件時(shí)，放大器將在正常模式和過(guò)壓保護(hù)模式之間迅速(在幾百微秒的數(shù)量級(jí)上)轉(zhuǎn)換，從而箝制了馬達(dá)電壓。
在圖4中的示范性電路中，一個(gè)信號(hào)調(diào)節(jié)電路，包括二極管146、晶體管148、晶體管150、以及相關(guān)的無(wú)源部件，在晶體管148的集電極148處生成一個(gè)5伏特的信號(hào)，兩者均導(dǎo)致MUX 144的輸出將其輸出驅(qū)動(dòng)為低，通過(guò)二極管152和154禁止電橋的頂部，并接通電橋底部的FET 130和134。于是，優(yōu)于使用一個(gè)獨(dú)立的過(guò)壓保護(hù)器電路，如在現(xiàn)有技術(shù)中所使用的，電橋的有功部分可以提供過(guò)壓保護(hù)功能。
如這些方面所展示的，使用本發(fā)明的電流源放大器，電橋的上半部基本上按一個(gè)線性恒定電流源，并以開(kāi)關(guān)模式操作電橋的下半部。這給予電流源放大器良好的線性放大器的線性特性，而且還具有較高的效率，這是純開(kāi)關(guān)模式放大器的又一特性。當(dāng)與高功率PNP晶體管一起使用時(shí)，也維持放大器的線性特性。另外，電流源放大器按電流模式操作，并且為一個(gè)互導(dǎo)放大器，但不要求典型的閉合回路控制，從而大大減小了復(fù)雜度和成本，同時(shí)避免了電流回路延遲。由于經(jīng)由電橋底部的開(kāi)關(guān)晶體管，而不要求標(biāo)準(zhǔn)互導(dǎo)放大器所需要的獨(dú)立的保安電路，實(shí)現(xiàn)過(guò)壓保護(hù)，導(dǎo)致了復(fù)雜度和成本的進(jìn)一步減小。
通過(guò)縮短向其提供成比例輸出電流的最小命令，這一簡(jiǎn)化的設(shè)計(jì)還改進(jìn)了馬達(dá)的動(dòng)態(tài)范圍。在一個(gè)750mA的應(yīng)用中，對(duì)于電流命令，該設(shè)計(jì)提供了小至為5mA的線性輸出電流，并對(duì)于電流命令，提供了小至為1024個(gè)PWM命令中一部分的非零輸出電流。通過(guò)方向反轉(zhuǎn)，這提供了良好的過(guò)渡，而且通過(guò)零交叉不會(huì)產(chǎn)生因信號(hào)丟失的階梯感，這一階梯感與其它低成本放大器設(shè)計(jì)有關(guān)。
從以上的描述中，可以看出，在不背離本發(fā)明的新概念的構(gòu)思與范圍的情況下，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行多方面的變更與修改。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，不旨在以此處所說(shuō)明的具體方法和裝置對(duì)本發(fā)明加以限制，也不應(yīng)從此處所說(shuō)明的具體方法和裝置對(duì)本發(fā)明加以推斷。例如，盡管以電橋頂部的電流源描述了本發(fā)明，但一個(gè)供選擇的實(shí)施例可以使用電橋底部的電流吸收器實(shí)現(xiàn)此處所描述的受控馬達(dá)放大器的各個(gè)方面。當(dāng)然，本發(fā)明旨在以所附權(quán)利要求覆蓋落入權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有這樣的修改。
權(quán)利要求
1.一種電流控制的馬達(dá)放大器系統(tǒng)，包括一個(gè)H電橋配置中的電流源馬達(dá)放大器，該H電橋配置包括一個(gè)中部、一個(gè)上半部、以及一個(gè)下半部，電流源馬達(dá)放大器包括在H電橋上半部的每一引線上的一個(gè)電流源和在H電橋下半部的每一引線上的一個(gè)開(kāi)關(guān)裝置；一個(gè)馬達(dá)，在H電橋的中部耦合于電流源馬達(dá)放大器；控制電路，耦合于電流源馬達(dá)放大器，用于在一段預(yù)確定的時(shí)間內(nèi)控制電流源馬達(dá)放大器的接通，以基本上按一個(gè)線性恒定電流源操作H電橋配置上半部，并以開(kāi)關(guān)模式操作H電橋配置下半部。
2.權(quán)利要求1的電流控制的馬達(dá)放大器，其中，電流源裝置還包括一個(gè)用作正方向和反方向每一方向的電流源的偏置晶體管。
3.權(quán)利要求2的電流控制的馬達(dá)放大器，其中，晶體管還包括一個(gè)PNP BJT(雙極結(jié)晶體管)。
4.權(quán)利要求1的電流控制的馬達(dá)放大器，其中，開(kāi)關(guān)裝置還包括一個(gè)N溝道FET(場(chǎng)效應(yīng)晶體管)。
5.權(quán)利要求1的電流控制的馬達(dá)放大器，其中，控制電路還包括耦合于H電橋配置的一個(gè)控制器和一個(gè)多路轉(zhuǎn)換器，并向電流源裝置和開(kāi)關(guān)裝置提供選擇信號(hào)。
6.權(quán)利要求1的電流控制的馬達(dá)放大器，還包括一對(duì)耦合于電流源裝置的正偏置二極管。
7.一種擁有一個(gè)H電橋配置的馬達(dá)放大器，包括H電橋配置上半部的每一引線上的電流源裝置；H電橋配置下半部的每一引線上的開(kāi)關(guān)裝置，其中，H電橋配置上半部基本上按一個(gè)線性恒定電流源操作，而H電橋配置下半部以開(kāi)關(guān)模式操作。
8.權(quán)利要求7的電流控制的馬達(dá)放大器，其中，電流源裝置還包括一個(gè)用作正方向和反方向每一方向的電流源的偏置晶體管。
9.權(quán)利要求8的電流控制的馬達(dá)放大器，其中，晶體管還包括一個(gè)PNP BJT(雙極結(jié)晶體管)。
10.權(quán)利要求7的電流控制的馬達(dá)放大器，其中，開(kāi)關(guān)裝置還包括一個(gè)N溝道FET(場(chǎng)效應(yīng)晶體管)。
11.權(quán)利要求7的電流控制的馬達(dá)放大器，其中，還包括控制裝置，用于選擇一個(gè)將接通的電流源，并控制允許接通哪一個(gè)開(kāi)關(guān)裝置。
12.權(quán)利要求11的電流控制的馬達(dá)放大器，其中，控制裝置還包括耦合于H電橋配置的一個(gè)控制器和一個(gè)多路轉(zhuǎn)換器，并向電流源裝置和開(kāi)關(guān)裝置提供選擇信號(hào)。
13.權(quán)利要求7的電流控制的馬達(dá)放大器，還包括一對(duì)耦合于電流源裝置的正偏置二極管。
14.一種用于電流控制的馬達(dá)放大器的方法，該方法包括提供H電橋配置上半部的每一引線上的恒定電流源；提供H電橋配置下半部的每一引線上的開(kāi)關(guān)；以及接通恒定電流源一段預(yù)定的時(shí)間，并接通一個(gè)適當(dāng)?shù)拈_(kāi)關(guān)，以基本上按一個(gè)線性恒定電流源操作H電橋配置上半部，而以開(kāi)關(guān)模式操作H電橋配置下半部。
15.權(quán)利要求14的方法，其中，適當(dāng)?shù)拈_(kāi)關(guān)還包括與接通的電流源對(duì)角的開(kāi)關(guān)。
16.權(quán)利要求14的方法，其中，提供恒定電流源裝置還包括一個(gè)用作正方向和反方向每一方向的電流源的偏置晶體管。
17.權(quán)利要求16的方法，其中，提供晶體管還包括提供一個(gè)PNPBJT(雙極結(jié)晶體管)。
18.權(quán)利要求14的方法，其中，提供開(kāi)關(guān)裝置還包括提供一個(gè)N溝道FET(場(chǎng)效應(yīng)晶體管)。
19.權(quán)利要求14的方法，還包括在電流控制的馬達(dá)放大器中實(shí)現(xiàn)過(guò)壓保護(hù)，即通過(guò)a)禁止每一引線上的恒定電流源；b)使能H電橋配置每一側(cè)上的功率晶體管；c)感應(yīng)通過(guò)地平面的循環(huán)電流，以限制反EMF感應(yīng)馬達(dá)電壓；d)經(jīng)由循環(huán)電流消耗馬達(dá)線圈中的反EMF感應(yīng)馬達(dá)電壓；以及e)包括信號(hào)調(diào)節(jié)電路，以控制過(guò)壓保護(hù)的持續(xù)時(shí)間。
20.權(quán)利要求14的方法，還包括通過(guò)檢測(cè)一個(gè)所提供的開(kāi)關(guān)中的體二極管導(dǎo)通，補(bǔ)償反EMF感應(yīng)馬達(dá)電壓，以電容的形式把一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)耦合于所提供的開(kāi)關(guān)，以阻止所感應(yīng)的馬達(dá)中音頻噪音，并過(guò)早地終止針對(duì)電橋的相反引線上所提供的開(kāi)關(guān)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，其中，有效地消除了把電阻尼貢獻(xiàn)于馬達(dá)并降低觸覺(jué)效應(yīng)的反EMF感應(yīng)地電流。
21.權(quán)利要求14的方法，還包括通過(guò)提供一個(gè)與高功率晶體管一起使用的電流源晶體管，以允許不依賴于高功率晶體管的發(fā)射極到基極電壓降的電流調(diào)整，在高電流應(yīng)用中利用電流控制的馬達(dá)放大器。
22.一種具有一個(gè)H電橋配置的馬達(dá)放大器，包括H電橋配置上半部的每一引線上的一個(gè)電流源；H電橋配置下半部的每一引線上的一個(gè)開(kāi)關(guān)，其中，H電橋配置上半部基本上按一個(gè)線性恒定電流源操作，而H電橋配置下半部以開(kāi)關(guān)模式操作。
23.權(quán)利要求22的馬達(dá)放大器，還包括一個(gè)控制系統(tǒng)，用于選擇一個(gè)將接通的電流源，并控制允許接通哪一個(gè)開(kāi)關(guān)裝置。
24.權(quán)利要求23的馬達(dá)放大器，其中，控制系統(tǒng)還包括耦合于H電橋配置的一個(gè)控制器和一個(gè)多路轉(zhuǎn)換器，并向電流源裝置和開(kāi)關(guān)裝置提供選擇信號(hào)。
全文摘要
提供了一種電流控制的馬達(dá)放大器系統(tǒng)的多個(gè)方面。這些方面包括一個(gè)電流源馬達(dá)放大器，這一電流源馬達(dá)放大器包括在H電橋配置上半部的每一引線上的電流源裝置和在H電橋配置下半部的每一引線上的開(kāi)關(guān)裝置。在H電橋配置的中部把一個(gè)馬達(dá)耦合于電流源馬達(dá)放大器。把控制電路耦合于電流源馬達(dá)放大器，用于在一段預(yù)確定的時(shí)間內(nèi)控制電流源馬達(dá)放大器的接通，以基本上按一個(gè)線性恒定電流源操作H電橋配置上半部，并以開(kāi)關(guān)模式操作H電橋配置下半部。這些方面還考慮到對(duì)電路的簡(jiǎn)化，以免過(guò)壓條件的損壞，而且在具有較高旋轉(zhuǎn)速度的應(yīng)用中，消除了與所感應(yīng)的反EMF相關(guān)的電阻尼。
文檔編號(hào)H02M3/158GK1602582SQ02824643
公開(kāi)日2005年3月30日 申請(qǐng)日期2002年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月31日
發(fā)明者科林·蒂爾令 申請(qǐng)人:英默森公司