CN104113267B

CN104113267B - 用于振动马达的驱动电路

Info

Publication number: CN104113267B
Application number: CN201410150720.6A
Authority: CN
Inventors: 金际远; 庄又春
Original assignee: Silicon Touch Tech Inc
Current assignee: Silicon Touch Tech Inc
Priority date: 2013-04-15
Filing date: 2014-04-15
Publication date: 2017-08-11
Anticipated expiration: 2034-04-15
Also published as: US20140306625A1; EP2793390A1; US9325270B2; CN104113267A

Abstract

本发明公开了一种用于振动马达的驱动电路，该驱动电路包含有：侦测单元以及控制单元。该侦测单元耦接于该振动马达，并且用于侦测该振动马达的旋转位置与旋转速度并且据此产生侦测结果；以及该控制单元系耦接于该侦测单元与该振动马达，并且用于依据该侦测结果控制该振动马达的加速与减速。

Description

用于振动马达的驱动电路

技术领域

本发明系关于一种驱动电路，尤指一种用于振动马达的驱动电路。

背景技术

一般而言，传统技术是藉由加大振动马达的质量或旋转半径来制作具有较大的振动力量之振动马达，然而，加大振动马达的质量或旋转半径的传统技术也会使得振动马达启动所需的时间提高很多，或者甚至会使得振动马达在启动时就损坏。

此外，在先前技术的中国专利CN2786857Y中系揭露具有振动的一风扇马达，然而，这种传统的风扇马达需要一额外的偏心电磁极（eccentric magnetic pole）才能具有振动的功能，因此需要提高很多硬件的成本。在先前技术的美国专利US2002/121870A1、US2009/251095A1、US20060001389A1、US2011/279068A1中也需要增加振动马达的质量或旋转半径才能具有较大的振动力量。

发明内容

有鉴于此，本发明之主要目的在提供一种用于振动马达的驱动电路，该驱动电路可以使该振动马达在不增加质量与旋转半径的情况下还能具有较大的振动力量，以解决前述的问题。

根据本发明之实施例，其系揭露一种用于振动马达的驱动电路，该驱动电路包含有：侦测单元以及控制单元。该侦测单元系耦接于该振动马达，并且用于侦测该振动马达的旋转位置与旋转速度并且据此产生侦测结果；以及该控制单元系耦接于该侦测单元与该振动马达，并且用于依据该侦测结果控制该振动马达的加速与减速。

综上所述，本发明所揭露的该驱动电路可以使该振动马达在不增加质量与旋转半径的情况下还能具有较大的振动力量。

附图说明

图1为本发明的一实施例中用于振动马达的驱动电路的简化方块示意图；

图2为本发明的驱动电路的第一驱动波形示意图以及第二驱动波形示意图；

图3为本发明的一实施例的驱动电路在一操作期间（operating period）的加速与减速的简化时序示意图；

图4为本发明的一实施例的驱动电路在一启动期间（start-up period）的加速与减速的简化时序示意图；

图5为本发明提供的在垂直方向上具有额外振动力量的驱动电路的第一驱动波形示意图以及第三驱动波形示意图；

图6为依据上述的驱动电路的工作方式来概述本发明用于一振动马达的驱动方法的实施例流程图。

其中，附图标记说明如下：

100：驱动电路

102：侦测单元

104：控制单元

106：第一驱动开关

108：第二驱动开关

200：振动马达

具体实施方式

在本说明书以及权利要求书中使用了某些词汇来指称特定的组件，而所属领域的普通技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同的名词来称呼同一个组件，本说明书及权利要求书中并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则，在通篇说明书及权利要求书中所提及的「包含有」为一开放式的用语，故应解释成「包含有但不限于」，此外，「耦接」一词在此包含有任何直接及间接的电气连接手段，因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表该第一装置可以直接电气连接于该第二装置，或通过其他装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。

请参考图1，图1所绘示的为本发明实施例的用于一振动马达200的驱动电路100的简化方块示意图，其中振动马达200可以是除了线性振动马达（linear vibration motor）以外的各种振动马达，如图1所示，驱动电路100包含有：一侦测单元102、一控制单元104、第一驱动开关106以及第二驱动开关108。侦测单元102耦接于振动马达200，并且用于侦测振动马达200的旋转位置与旋转速度并且据此产生一侦测结果。控制单元104耦接于侦测单元102与振动马达200，并且用于依据该侦测结果控制振动马达200的加速与减速。第一驱动开关106以及第二驱动开关108耦接于振动马达200的一电源端与控制单元104之间，其中控制单元104依据该侦测结果利用第一驱动开关106以及第二驱动开关108来控制振动马达200周期性地加速与减速，以及该侦测结果包含有对应于振动马达200的特定旋转角度的旋转位置。在此请注意，上述的实施例仅作为本发明的举例说明，而不是本发明的限制条件，举例来说，振动马达200可以具有配置两个反相器的单一线圈，此外，当振动马达200具有一非偏心结构（non-eccentric structure）时（例如一风扇），该侦测结果不包含有对应于振动马达200的特定旋转角度的旋转位置。

请参考图2，图2所绘示的为本发明的驱动电路200的一第一驱动波形示意图以及一第二驱动波形示意图，其中该第一驱动波形示意图展示驱动电路100的一正常操作模式，以及该第二驱动波形示意图展示驱动电路100的一第一振动模式。如图2所示，当驱动电路100往前驱动时，控制单元104控制振动马达200加速，以及当驱动电路100往后驱动时，控制单元104控制振动马达200减速，并且当驱动电路100不驱动时，控制单元104不控制振动马达200加速或减速（亦即振动马达200没有来自线圈的加速也没有来自线圈的减速），其中不驱动是一个泛称，可以包含空气等的阻力，以及例如反馈（kick-back）噪声抑制、反向充电回收（reverse recovery charge recycling）等的更细节之控制区间，控制单元104的该正常操作模式与该第一振动模式之间的差别在于在一特定期间，驱动电路100在该正常操作模式下往前驱动（亦即控制单元104系控制振动马达200加速），以及驱动电路100在该第一振动模式下往后驱动（亦即控制单元104系控制振动马达200减速），如图2所示。或者，在另一特定期间，驱动电路100在该正常操作模式下往前驱动（亦即控制单元104系控制振动马达200加速），以及驱动电路100在该第一振动模式下以不同的相位往后驱动（亦即控制单元104系在不同的时间点控制振动马达200减速），如图2所示。此外，图2所示的减速期间可以随着连接至振动马达200之一基座（未显示）的质量中心而改变。举例来说，当该基座质量中心有不同或改变时，减速期间可以从图2所示的第三相位与第七相位改变为第一相位与第五相位。

请参考图3，图3所绘示的为本发明的一实施例的驱动电路200在一操作期间（operating period）的加速与减速的简化时序示意图，其中图3可以是图2中的所述第二驱动波形的一积分结果。如图3所示，当侦测单元102侦测到振动马达200在一第一旋转位置以及具有一第一旋转速度V1，并且据此产生一第一侦测结果时，控制单元104会藉由开启第一驱动开关106来控制振动马达200加速。接着，当侦测单元102侦测到振动马达200在一第二旋转位置以及具有一第二旋转速度V2，并且据此产生一第二侦测结果时，控制单元104会藉由关闭第一驱动开关106来控制振动马达200停止加速。接着，当侦测单元102侦测到振动马达200在一第三旋转位置以及具有第二旋转速度V2，并且据此产生一第三侦测结果时，控制单元104会藉由开启第二驱动开关108来控制振动马达200减速。接着，当侦测单元102侦测到振动马达200在一第四旋转位置以及具有第一旋转速度V1，并且据此产生一第四侦测结果时，控制单元104会藉由关闭第二驱动开关108来控制振动马达200停止减速。如此一来，振动马达200可以在不增加质量与旋转半径的情况下还能具有较大的振动力量，其中特别在对应于加速的特定方向上振动马达200会具有更大的振动力量。

此外，请参考图4，图4所绘示的为本发明的一实施例的驱动电路200在一启动期间（start-up period）的加速与减速的简化时序示意图，如图4所示，控制单元104控制振动马达200的加速与减速（亦即控制单元104系依据该侦测结果控制振动马达200周期性地加速与减速）以使得振动马达200的一旋转速率逐渐地增加到一目标旋转速率值Vt。在此请注意，上述的实施例仅作为本发明的举例说明，而不是本发明的限制条件，举例来说，当振动马达200具有一非偏心结构（例如一风扇），并且在振动马达200的一启动期间（start-upperiod）时，控制单元104会控制振动马达200的加速与减速以使得振动马达200的一旋转速率逐渐地降低到一目标旋转速率值。

另外，在此请注意，上述的实施例仅作为本发明的举例说明，而不是本发明的限制条件，举例来说，驱动电路100可以另包含有一电感，以使得振动马达200在垂直方向上具有现有技术所没有的一额外振动力量，举例来说，请参考图5，图5所绘示的为本发明的在垂直方向上具有该额外振动力量的驱动电路200的该第一驱动波形示意图以及一第三驱动波形示意图，其中该第一驱动波形示意图展示驱动电路100的一正常操作模式，以及该第三驱动波形示意图展示驱动电路100的一第二振动模式。如图5所示，当驱动电路100往前驱动时，控制单元104控制振动马达200加速，以及当驱动电路100往后驱动时，控制单元104控制振动马达200减速，并且当驱动电路100不驱动时(泛称，说明同上)，控制单元104不控制振动马达200加速或减速（亦即振动马达200没有加速也没有减速），控制单元104的该正常操作模式与该第二振动模式之间的差别在于在一特定期间，驱动电路100在该正常操作模式下为在一正常的相位往前驱动（亦即控制单元104在该正常的相位输出一驱动信号给振动马达200），以及驱动电路100在该第二振动模式下在一较前面的相位与在一较后面的相位往后驱动（亦即控制单元104在一较前面的相位与在一较后面的相位分别输出两个相同的驱动信号给振动马达200），以利用相位的差异来产生一垂直力量，如图5所示。或者，在另一特定期间，驱动电路100在该正常操作模式下往前驱动（亦即控制单元104在该正常的相位输出一驱动信号给振动马达200），以及驱动电路100在该第二振动模式下在一较前面的相位往前驱动并且在一较后面的相位往后驱动（亦即控制单元104在一较前面的相位与在一较后面的相位分别输出两个不相同的驱动信号给振动马达200），以利用相位的差异来产生一垂直力量，如图5所示。

请参考图6，图6所绘示的为依据上述的驱动电路100的运作方式来概述本发明的用于一振动马达的驱动方法流程图，假如大体上可以得到相同的结果，则流程中的步骤不一定需要照图6所示的顺序来执行，也不一定需要是连续的，也就是说，这些步骤之间可以插入其他的步骤。本发明的驱动方法包含有下列步骤：

步骤400：开始。

步骤410：提供一侦测单元用于侦测该振动马达的旋转位置与旋转速度并且据此产生一侦测结果。

步骤420：提供一控制单元用于依据该侦测结果控制该振动马达的加速与减速。

在上述本发明的流程图中，本发明的驱动方法可以另包含有：提供复数个驱动开关耦接于该振动马达的一电源端与该控制单元之间，其中控制该振动马达的加速与减速的步骤系依据该侦测结果利用该复数个驱动开关来控制该振动马达的加速与减速。

在此请注意，上述的实施例仅作为本发明的举例说明，而不是本发明的限制条件，举例来说，该侦测结果可以包含有所侦测到的对应于该振动马达的特定旋转角度的旋转位置。此外，当振动马达200具有一非偏心结构（non-eccentric structure）时（例如一风扇），该侦测结果不包含有对应于振动马达200的特定旋转角度的旋转位置。另外，控制该振动马达的加速与减速的步骤可以包含有依据该侦测结果控制该振动马达周期性地加速与减速。此外，在该振动马达的一启动期间（start-up period），控制该振动马达的加速与减速的步骤为控制该振动马达的加速与减速以使得该振动马达的旋转速率逐渐地提升到一目标旋转速率值；以及在该振动马达的操作期间（operating period），控制该振动马达的加速与减速的步骤为控制该振动马达的加速与减速以使得该振动马达的旋转速率在一第一旋转速率值与一第二旋转速率值之间交替地切换。

综上所述，本发明所揭露的驱动电路以及驱动方法可以使振动马达在不增加质量与旋转半径的情况下还能具有较大的振动力量。此外，相较于中国专利CN2786857Y，本发明所揭露的该驱动电路以及该驱动方法不需要一额外的偏心电磁极（eccentric magneticpole）就能具有振动的功能，因此本发明能降低硬件的成本。

以上所述仅为本发明之较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明的保护范围。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种用于振动马达的驱动电路，其特征在于，包含有：

侦测单元，耦接于所述振动马达，用于侦测所述振动马达的旋转位置与旋转速度并且据此产生侦测结果；以及

控制单元，耦接于所述侦测单元与所述振动马达，用于依据所述侦测结果控制所述振动马达的加速与减速；

其中在所述振动马达的操作期间，所述控制单元控制所述振动马达的加速与减速以使得所述振动马达的旋转速率在第一旋转速率值与第二旋转速率值之间交替地切换。

2.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于：所述控制单元依据所述侦测结果控制所述振动马达周期性地加速与减速。

3.如权利要求2所述的驱动电路，其特征在于：在所述振动马达的启动期间，所述控制单元控制所述振动马达的加速与减速以使得所述振动马达的旋转速率逐渐地提升到目标旋转速率值。

4.如权利要求2所述的驱动电路，其特征在于：所述振动马达具有非偏心结构，并且在所述振动马达的启动期间，所述控制单元控制所述振动马达的加速与减速以使得所述振动马达的旋转速率逐渐地降低到目标旋转速率值。

5.如权利要求4所述的驱动电路，其特征在于：所述振动马达为风扇。

6.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，另包含有：

复数个驱动开关，耦接于所述振动马达的电源端与所述控制单元之间；

其中所述控制单元依据所述侦测结果利用所述复数个驱动开关来控制所述振动马达的加速与减速。

7.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于：所述侦测结果包含有对应于所述振动马达的特定旋转角度的旋转位置。

8.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于：所述驱动电路具有正常操作模式与振动模式，所述控制单元的所述正常操作模式与所述振动模式之间的差别在于在特定期间，所述驱动电路在所述正常操作模式下为往前驱动，以及所述驱动电路在所述振动模式下为往后驱动。

9.如权利要求8所述的驱动电路，其特征在于：所述特定期间随着连接至所述振动马达的基座的质量中心而改变。

10.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于：所述驱动电路具有正常操作模式与振动模式，所述控制单元的所述正常操作模式与所述振动模式之间的差别在于在特定期间，所述驱动电路在所述正常操作模式下为往前驱动，以及所述驱动电路在所述振动模式下为以不同的相位往后驱动。

11.如权利要求10所述的驱动电路，其特征在于：所述特定期间随着连接至所述振动马达的基座的质量中心而改变。

12.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于：所述驱动电路具有正常操作模式与振动模式，所述控制单元的所述正常操作模式与所述振动模式之间的差别在于在特定期间，所述驱动电路在所述正常操作模式下为在正常的相位往前驱动，以及所述驱动电路在所述振动模式下为在一较前面的相位与在一较后面的相位往前驱动，以利用相位的差异来产生垂直力量。

13.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于：所述驱动电路具有正常操作模式与振动模式，所述控制单元的所述正常操作模式与所述振动模式之间的差别在于在特定期间，所述驱动电路在所述正常操作模式下为在正常的相位往前驱动，以及所述驱动电路在所述振动模式下为在较前面的相位往前驱动并且在较后面的相位往后驱动，以利用相位的差异来产生垂直力量。