[发明专利]马达控制装置及包括这种马达控制装置的电动剃刀

说明书

本发明涉及一种马达控制装置，它包括第一和第二供电电压端、电动马达、及控制电动马达的的速度的控制电路；该控制电路包括：与电动马达耦接的第一和第二连接端；耦接在第一供电电压端和第一连接端之间的测量电阻；开关晶体管，它有耦接在第二连接端和第二供电电压端之间的主电流通道并有一控制电极；耦接在第二连接端与第一供电电压端之间的续流二极管；与开关晶体管的控制电极相耦合的脉冲宽度控制极；马达电压测量级，用于根据电动马达承受的马达电压来控制脉冲宽度控制级；马达电流测量级，用于根据电动马达所承受的马达电流来控制脉冲宽度控制级。

本发明还涉及包括上述马达控制装置的电动剃刀器。

虽然这种马达控制装置可用于包括电动马达的一般装置中，但该马达控制电路尤其适用于个人用装置，如电动剃刀。

当马达控制装置的电动马达在加到第一和第二供电电压端的供电电压下工作时，由脉冲宽度控制级加在开关晶体管上的占空比控制着马达的转速(脉冲宽度调制)，电动马达产生的电压(EMF电压)与转速成正比。当根据马达电压借助马达电压测量来控制脉冲宽度控制级时，就得到了简单的转速控制。然而，由于马达电压既取决于马达产生的电压(EMF电压)又取决于马达电流产生的电压，所得到的转速控制是不准确的；马达电流产生的电压是马达的电阻造成的。当脉冲宽度控制级不仅根据马达电压借助马达电压测量级进行，而且还根据马达电流借助马达电流测量级进行时，便得到了改进的转速控制。由根据马达电压和马达电流的控制，脉冲宽度控制级可获得对马达电压和马达电流的产生的电压之差的一种指示；上述差是对电动马达所产生的电压(EMF电压)和电动马达的转速的一个量度。

从可从Philips Electronics N.V.商业可获得、的型号为TEA1019的芯片，可知一种上述电机控制装置，该装置包括含有马达电压测量级的控制电路。在有关的芯片中，第二连接端借助第一电阻与一电流镜的输入端耦接，而另一供电电压端借助第二电阻与电流镜的输出端耦接。当电流镜的输入端收到与马达电压和第一电阻二端的电压有关的电流时，且当电流镜的输出端收到与第二电阻二端的电压有关的电流时，可从电流镜的输出中取出与马达电压有关的电流。该马达电压测量级的缺点，是第一和第二电阻无法集成，使制作复杂而昂贵，且马达电压测量与转速控制均不精确。

从申请号为59-7544的日本专利申请中，已知一上述马达控制装置，它包括含有马达电流测量级的控制电路。根据该专利申请，利用了测量电阻上产生的电压，以测量马达电流。测量电阻上产生的这一电压，被加到一比较器的非反相输入端，其反相输入端通过电压源与第一供电电压端耦接，且其输出端与脉冲宽度控制级耦接。结果，根据测量电阻上产生的电压和电压源提供的电压之差，对脉冲宽度控制级的占空比进行了控制；该差是对马达电流的一种量度。该马达电流测量级的一个缺点，是电压源提供的电压必须适于供电电压，这使得无法简单地利用马达电流测量级。电压源提供的电压与供电电压的上述关系的另一后果，是供电电压的变化造成比较器非反相输入的变化和占空比的变化，造成不精确的转速控制。

本发明的一个目的，是提供一马达控制装置，它能改善对电动马达转速的控制。

根据本发明的马达控制装置的特征，在于马达电压测量级包括一个电阻和一个电流镜，该电流镜具有与第一供电电压端耦接的一个公共端，通过一电阻与第二连接端耦接的一个输入端、和与脉冲宽度控制级耦接的一个输出端，且马达电流测量级包括具有与测量电阻耦接的一个输入端和与脉冲宽度控制级耦接的一个输出端的电压——电流转换器，电压——电流转换器适于实现马达电流转换。

由于马达控制装置的马达电压测量级只包括一个(一般为非集成的)电阻，故相应的马达电压测量级可用比已知马达电压测量级更简单和便宜的方式制作。该马达电压测量级的另一优点，是马达电流测量和转速控制比已知马达电压测量级中的更精确。这一优点可结合附图说明。

至于马达控制装置的马达电流测量级，由于电压——电流转换器的马达电流交换，对脉冲宽度控制级的控制独立于供电电压，这提供了更精确的转速控制。

虽然本马达控制装置包括改进的马达电压测量级和改进的马达电流测量级，但改进的转速控制不仅可通过两个测量级的改进得到，而且可通过改进这些测量级中的一个得到。