專利名稱：能提升步進馬達的微步精度的定電流驅(qū)動電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種驅(qū)動步進馬達的定電流驅(qū)動電路，且特別是有關(guān)于一種能提升步進馬達的微步精度的定電流驅(qū)動電路。
背景技術(shù)：
眾所周知，提升微步精度的好處為可使步進馬達的運動更為平順，而且可以提升分辨率。就公知技術(shù)而言，微步精度為1/4步的定電流驅(qū)電路，其設(shè)計的目的是用來使步進馬達能以全步、1/2步、1/4步的方式來操作，但是如果欲以公知的技術(shù)來提升微步精度，勢必要使用更為昂貴的定電流驅(qū)電路，而這樣的方式會非常缺乏經(jīng)濟效益。
接下來將說明公知的一種微步精度為1/4步的定電流驅(qū)電路。此定電流驅(qū)動電路具有二相(A相及B相)，用以驅(qū)動雙極性步進馬達。請參照圖1a及圖1b，其分別為公知的一種微步精度為1/4步的定電流驅(qū)動電路的A相(10)及B相(12)的部分電路圖。在圖1a中，電流控制時序信號I0a用以控制開關(guān)102的導通與否，當電流控制時序信號I0a為高電壓準位(H)時，開關(guān)102會導通，而當控制時序信號I0a為低電壓準位(L)時，開關(guān)102會關(guān)閉。電流控制時序信號I1a用以控制開關(guān)104的導通與否，當電流控制時序信號11a為H時，開關(guān)104會導通，而當控制時序信號I1a為低電壓準位時，開關(guān)104會關(guān)閉。VREF為參考電壓，Iouta為輸出電流，電阻Rsa(106)稱為感應電阻，而區(qū)塊108稱為電流檢測回路。而定電流驅(qū)動電路的A相(10)的電流控制真值表，如表1所示

表1同樣地，在圖1b中，電流控制時序信號I0b用以控制開關(guān)110的導通與否，當電流控制時序信號I0b為H時，開關(guān)110會導通，而當控制時序信號I0b為L時，開關(guān)110會關(guān)閉。電流控制時序信號I1b系用以控制開關(guān)112的導通與否，當電流控制時序信號I1b為H時，開關(guān)112會導通，而當控制時序信號I1b為低電壓準位時，開關(guān)112會關(guān)閉。Ioutb為輸出電流，電阻Rsb(114)稱為感應電阻，而區(qū)塊116稱為電流檢測回路。而定電流驅(qū)動電路的B相(12)的電流控制真值表，如表2所示

表2由表1及表2可推知此定電流驅(qū)動電路的激磁狀態(tài)。接下來請參照圖2，其為公知的一種微步精度為1/4步的定電流驅(qū)動電路的激磁狀態(tài)的示意圖。在圖2中，A相與B相相差90度，A相與A相相差180度，而B相與B相相差180度。由圖2可知，由A相至B相的激磁狀態(tài)如表3所示

表3而圖2之由A相至B相的激磁狀態(tài)的真值表，請參照表4所示。

表4由表4可知，當由A相(狀態(tài)0)轉(zhuǎn)變至B相(狀態(tài)4)時，可有狀態(tài)1、狀態(tài)2、狀態(tài)3的變化，所以此定電流驅(qū)動電路的微步精度為1/4步。由于提升微步精度能使步進馬達的運動更為平順，而且可以提升分辨率，因此如何提升此定電流驅(qū)動電路的微步精度為本發(fā)明的主要課題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提出一種能提升步進馬達的微步精度的定電流驅(qū)動電路。本發(fā)明將步進馬達所使用的定電流驅(qū)動電路中的電流檢測電路加以改良，而以切換電流檢測回路的方式來提升步進馬達的微步精度，因此能使步進馬達的運動更為平順及提升分辨率，并且能有效地改善噪音及抖動(jitter)。
為達成上述及其它目的，本發(fā)明提出一種能提升步進馬達的微步精度的定電流驅(qū)動電路。此定電流驅(qū)動電路具有數(shù)個相，每一相具有一電流檢測電路。此定電流驅(qū)動電路的特征為此電流檢測電路包括第一電阻及陣列電路。上述的第一電阻具有第一端點及第二端點，其中第一端點耦接至感應電壓，而第二端點耦接至地。上述的陣列電路中的每一電路包括開關(guān)及第二電阻。其中，開關(guān)具有輸入端及輸出端，其中輸入端耦接至感應電壓，并且以相位時脈信號來控制開關(guān)的導通與否。而第二電阻具有第三端點及第四端點，其中第三端點耦接至輸出端，而第四端點耦接至地。
在本發(fā)明的一較佳實施例中，第一電阻及第二電阻的電阻值可以調(diào)整。
在本發(fā)明的一較佳實施例中，相位時脈信號由時脈產(chǎn)生器提供。
在本發(fā)明的一較佳實施例中，當相位時脈信號為高電壓準位時，會使開關(guān)導通。而當相位時脈信號為低電壓準位時，會使開關(guān)關(guān)閉。
在本發(fā)明的一較佳實施例中，感應電壓由數(shù)個電流控制時序信號所控制。
在本發(fā)明的一較佳實施例中，感應電壓用以控制定電流驅(qū)動電路輸出至步進馬達的輸出電流。
在本發(fā)明的一較佳實施例中，電流檢測電路用以控制定電流驅(qū)動電路輸出至步進馬達的輸出電流。
在本發(fā)明的一較佳實施例中，定電流驅(qū)動電路以切換該電流檢測電路的方式而提升步進馬達的微步精度。
在本發(fā)明的一較佳實施例中，步進馬達為雙極性步進馬達。
綜上所述，本發(fā)明將步進馬達所使用的定電流驅(qū)動電路中的電流檢測電路加以改良，而以切換電流檢測回路的方式來提升步進馬達的微步精度，因此能使步進馬達的運動更為平順及提升分辨率，并且能有效地改善噪音及抖動。


圖1a為公知的一種微步精度為1/4步的定電流驅(qū)動電路的A相的部分電路圖；圖1b為公知的一種微步精度為1/4步的定電流驅(qū)動電路的B相的部分電路圖；圖2為公知的一種微步精度為1/4步的定電流驅(qū)動電路的激磁狀態(tài)的示意圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明一較佳實施例的能提升步進馬達的微步精度的定電流驅(qū)動電路的激磁狀態(tài)的示意圖；圖4a為根據(jù)本發(fā)明一較佳實施例的能提升步進馬達的微步精度的定電流驅(qū)動電路的A相中的電流檢測回路的示意圖；以及圖4b為根據(jù)本發(fā)明一較佳實施例的能提升步進馬達的微步精度的定電流驅(qū)動電路的B相中的電流檢測回路的示意圖。
10定電流驅(qū)動電路的A相12定電流驅(qū)動電路的B相102、104、110、112、408、412、422、426開關(guān)106、114、406、410、414、420、424、428電阻108、116、40、42電流檢測回路402、404、416、418電路具體實施方式
在說明實施例之前需注意的是，在以下的實施例中僅以使微步精度為1/4步的定電流驅(qū)動電路提升為1/8步的定電流驅(qū)動電路做說明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應該要了解到的是，只要以切換電流檢測回路的方式而使步進馬達的微步精度提升步的定電流驅(qū)動電路都包含于本發(fā)明之中。并且，在以下的實施例中，步進馬達是針對雙極性步進馬達而言。
接下來將說明如何將公知的1/4步的定電流驅(qū)動電路提升為1/8步。由微步精度的定義可推知，如果欲將1/4步的定電流驅(qū)動電路提升至1/8步，則必須在圖2的由A相至B相的激磁狀態(tài)中，再插入四個激磁狀態(tài)。接下來請參照圖3，其為根據(jù)本發(fā)明一較佳實施例的能提升步進馬達的微步精度的定電流驅(qū)動電路的激磁狀態(tài)的示意圖。在圖3中，實線部分為原本的1/4步的激磁方式，而虛線部分為微步精度提升為1/8步后所插入的激磁狀態(tài)。
由表3可知，公知的1/4步的定電流驅(qū)動電路中的A相及B相所能提供的激磁分量為0、1/3、2/3、以及1。而由圖3可知，原來的激磁狀態(tài)為狀態(tài)0、狀態(tài)2、狀態(tài)4、狀態(tài)6、以及狀態(tài)8，而插入的四個激磁狀態(tài)分別為狀態(tài)1、狀態(tài)3、狀態(tài)5、以及狀態(tài)7。其中，在狀態(tài)1中，A相的激磁分量為1，而B相的激磁分量為1/6。在狀態(tài)3中，A相的激磁分量為5/6，而B相的激磁分量為1/2。在狀態(tài)5中，A相的激磁分量為1/2，而B相的激磁分量為5/6。在狀態(tài)7中，A相的激磁分量為1/6，而B相的激磁分量為1。因此，圖3的由A相至B相的激磁狀態(tài)，可如表5所示

表5由上述可知，如果欲將公知的1/4步的定電流驅(qū)動電路提升為1/8步，必須額外提供1/6、1/2、以及5/6的激磁分量，但是由于其中的激磁分量1/6＝1/2×1/3，所以額外提供的激磁分量可簡化為1/2及5/6。而提供額外的激磁分量可通過分別將圖1a及圖1b中的電流檢測回路108及電流檢測回路116加以改良，而以切換電流檢測回路的方式來達成。
接下來請參照圖4a及圖4b，其分別為根據(jù)本發(fā)明一較佳實施例的能提升步進馬達的微步精度的定電流驅(qū)動電路的A相及B相中的電流檢測回路的示意圖。在圖4a中，電流檢測電路40包括電路402、電路404、以及電阻R3a(406)。上述的電路402包括開關(guān)408及電阻R1a(410)。其中，開關(guān)408的輸入端系耦接至感應電壓A，并且以相位時脈信號S0a來控制開關(guān)408的導通與否。電阻R1a(410)的一端耦接至開關(guān)408的輸出端，而電阻R1a(410)的另一端耦接至地。上述的電路404包括開關(guān)412及電阻R2a(414)。其中，開關(guān)412的輸入端耦接至感應電壓A，并且以相位時脈信號S1a來控制開關(guān)412的導通與否。電阻R2a(414)的一端耦接至開關(guān)412的輸出端，而電阻R2a(414)的另一端耦接至地。而上述的電阻R3a(406)的一端耦接至感應電壓A，而其另一端耦接至地。而在圖4b中，電流檢測電路42包括電路416、電路418、以及電阻R3b(420)。上述的電路416包括開關(guān)422及電阻R1b(424)。其中，開關(guān)422的輸入端耦接至感應電壓B，并且以相位時脈信號S0b來控制開關(guān)422的導通與否。電阻R1b(424)的一端系耦接至開關(guān)422的輸出端，而電阻R1b(424)的另一端耦接至地。上述的電路418包括開關(guān)426及電阻R2b(428)。其中，開關(guān)426的輸入端耦接至感應電壓B，并且以相位時脈信號S1b來控制開關(guān)426的導通與否。電阻R2b(428)的一端耦接至開關(guān)426的輸出端，而電阻R2b(428)的另一端耦接至地。而上述的電阻R3b(420)的一端耦接至感應電壓B，而其另一端耦接至地。此外還要說明是，相位時脈信號S0a、相位時脈信號S1a、相位時脈信號S0b、以及相位時脈信號S1b由時脈產(chǎn)生器提供。當相位時脈信號S0a、相位時脈信號S1a、相位時脈信號S0b、以及相位時脈信號S1b為高電壓準位(H)時，開關(guān)408、開關(guān)412、開關(guān)422、以及開關(guān)426會導通。而當相位時脈信號S0a、相位時脈信號S1a、相位時脈信號S0b、以及相位時脈信號S1b為低電壓準位(L)時，開關(guān)408、開關(guān)412、開關(guān)422、以及開關(guān)426會關(guān)閉。
由上述可知，所需提供的額外激磁分量為1/2及5/6，而由于電流與電阻成反比，因此在圖4a中，只要使R1a∥R2a∥R3a∶R2a∥R3a∶R3a＝1∶1.2∶2＝6∶3∶2，即可使A相提供1/2及5/6的激磁分量。在此較佳實施例中，R1a的電阻值為6R，R2a的電阻值為3R，R3a的電阻值為2R。同樣地，在圖4b中，只要使R1b∥R2b∥R3b∶R2b∥R3b∶R3b＝6∶3∶2，即可使B相提供1/2及5/6的激磁分量。在此較佳實施例中，R1b的電阻值為6R，R2b的電阻值為3R，R3b的電阻值為2R。因此，可從上述的說明，而得知圖3的激磁狀態(tài)的真值表，請參照表6所示。

表6其中，I0a、I1a、I0b、以及I1b為公知的1/4步的定電流驅(qū)動電路的電流控制時序信號。而X表示忽視(do not care)。
由上述可知，本發(fā)明是以切換電流檢測回路的方式，而將公知的1/4步的定電流驅(qū)動電路中的電流檢測回路稍加改良，即可以較少的外加成本而使公知的1/4步的定電流驅(qū)動電路提升為1/8步。
綜上所述，本發(fā)明將步進馬達所使用的定電流驅(qū)動電中的電流檢測電路加以改良，而以切換電流檢測回路的方式來提升步進馬達的微步精度，因此能使步進馬達的運動更為平順及提升分辨率，并且能有效地改善噪音及抖動。
權(quán)利要求
1.一種能提升步進馬達的微步精度的定電流驅(qū)動電路，具有多個相，每一該些相具有一電流檢測電路，其特征是，該定電流驅(qū)動電路為該電流檢測電路包括一第一電阻，具有一第一端點及一第二端點，其中該第一端點耦接至一感應電壓，而該第二端點耦接至地；以及多組電路，每一該些電路包括一開關(guān)，具有一輸入端及一輸出端，其中該輸入端耦接至該感應電壓，并且以一相位時脈信號來控制該開關(guān)的導通與否；以及一第二電阻，具有一第三端點及一第四端點，其中該第三端點耦接至該輸出端，而該第四端點耦接至地。
2.如權(quán)利要求1所述的能提升步進馬達的微步精度的定電流驅(qū)動電路，其特征是，該第一電阻及該第二電阻的電阻值可以調(diào)整。
3.如權(quán)利要求1所述的能提升步進馬達的微步精度的定電流驅(qū)動電路，其特征是，該相位時脈信號由一時脈產(chǎn)生器提供。
4.如權(quán)利要求3所述的能提升步進馬達的微步精度的定電流驅(qū)動電路，其特征是，當該相位時脈信號為高電壓準位時，該開關(guān)導通。
5.如權(quán)利要求3所述的能提升步進馬達的微步精度的定電流驅(qū)動電路，其特征是，當該相位時脈信號為低電壓準位時，該開關(guān)關(guān)閉。
6.如權(quán)利要求1所述的能提升步進馬達的微步精度的定電流驅(qū)動電路，其特征是，該感應電壓由多個電流控制時序信號所控制。
7.如權(quán)利要求1所述的能提升步進馬達的微步精度的定電流驅(qū)動電路，其特征是，該感應電壓控制該定電流驅(qū)動電路輸出至該步進馬達的一輸出電流。
8.如權(quán)利要求1所述的能提升步進馬達的微步精度的定電流驅(qū)動電路，其特征是，該電流檢測電路控制該定電流驅(qū)動電路輸出至該步進馬達的一輸出電流。
9.如權(quán)利要求1所述的能提升步進馬達的微步精度的定電流驅(qū)動電路，其特征是，該定電流驅(qū)動電路以切換該電流檢測電路的方式而提升該步進馬達的微步精度。
10.如權(quán)利要求1所述的能提升步進馬達的微步精度的定電流驅(qū)動電路，其特征是，該步進馬達為一雙極性步進馬達。
全文摘要
一種能提升步進馬達的微步精度的定電流驅(qū)動電路。本發(fā)明將步進馬達所使用的定電流驅(qū)動電路中的電流檢測電路加以改良，而以切換電流檢測回路的方式來提升步進馬達的微步精度，因此能使步進馬達的運動更為平順及提升分辨率，并且能有效地改善噪音及抖動。
文檔編號H02P8/22GK1490930SQ0214627
公開日2004年4月21日 申請日期2002年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月17日
發(fā)明者張慶琳, 施振祥 申請人:力捷電腦股份有限公司