專利名稱：直流馬達(dá)控制設(shè)備及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體發(fā)明概念涉及直流馬達(dá)(motor)控制設(shè)備及其方法，更具體地講，涉 及提供在用于再現(xiàn)記錄在光盤上的數(shù)據(jù)的光盤再現(xiàn)設(shè)備中的直流馬達(dá)控制設(shè)備及其方法。
背景技術(shù)：
通常，在光盤再現(xiàn)設(shè)備中用作主軸馬達(dá)(spindle motor)的直流馬達(dá)將輸入電能 轉(zhuǎn)換為相應(yīng)方向的動能(kinetic energy)，從而允許記錄在光盤上的數(shù)據(jù)被讀出。直流馬 達(dá)具有在輸入電流方向改變時改變動能方向的特性。因此，可以利用該特性來控制直流馬 達(dá)。 為了控制直流馬達(dá)，應(yīng)當(dāng)可檢查直流馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)(rotation)方向。檢查直流馬達(dá) 旋轉(zhuǎn)方向的傳統(tǒng)方法檢查在直流馬達(dá)的制動電壓(brake voltage)被接通和切斷時出現(xiàn)的 反電動電壓(counter electromotive voltage)。在這種情況下，由于在接通和切斷直流馬 達(dá)的過程中作用于軸(shaft)的力(force)發(fā)生改變，所以軸的旋轉(zhuǎn)力改變，這對電刷和換 向器造成極大的磨損。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明總體發(fā)明概念的示范性實施例提供了一種能夠檢查直流馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)速度 和方向而不對電刷或換向器造成磨損直流馬達(dá)控制設(shè)備及其方法。 本發(fā)明總體發(fā)明概念的其它實施例部分地將在以下說明書中進(jìn)行闡述，并且部分 地將從說明書中顯而易見，或通過對總體發(fā)明概念的實踐而獲知。 本發(fā)明總體發(fā)明概念的示范性實施例可以通過提供一種直流馬達(dá)控制設(shè)備來實 現(xiàn)，該設(shè)備包括直流馬達(dá)，在多個換向器之間具有間隙；以及直流馬達(dá)驅(qū)動單元，用于將 驅(qū)動電壓施加到直流馬達(dá)，并從直流馬達(dá)檢測對應(yīng)于所述間隙的間隙信號。此外，該設(shè)備還 可以包括伺服微型計算機(jī)，用于分析由直流馬達(dá)驅(qū)動單元檢測的間隙信號，并控制直流馬 達(dá)驅(qū)動單元驅(qū)動該直流馬達(dá)。 直流馬達(dá)驅(qū)動單元可以放大間隙信號并輸出放大的間隙信號。 直流馬達(dá)驅(qū)動單元可以包括驅(qū)動信號發(fā)生器，根據(jù)伺服微型計算機(jī)的控制將電
壓施加到包括在直流馬達(dá)中的兩個電刷；以及運算放大器，放大和輸出間隙信號。 間隙信號可以是所述兩個電刷之一經(jīng)過所述間隙時產(chǎn)生的信號。 如果間隙信號處于高狀態(tài)的時段變大，則伺服微型計算機(jī)可以確定直流馬達(dá)執(zhí)行制動。 如果在預(yù)定時間內(nèi)間隙信號連續(xù)處于低狀態(tài)、然后返回高狀態(tài)，則伺服微型計算 機(jī)可以確定直流馬達(dá)停止，并控制直流馬達(dá)驅(qū)動單元中斷提供到直流馬達(dá)的驅(qū)動電壓。
本發(fā)明總體發(fā)明概念的示范性實施例還可以通過提供一種控制直流馬達(dá)的方法 來實現(xiàn)，該方法包括將驅(qū)動電壓施加到直流馬達(dá)，該直流馬達(dá)在多個換向器之間具有間 隙；以及從直流馬達(dá)檢測對應(yīng)于所述間隙的間隙信號。
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該方法可以進(jìn)一步包括分析由直流馬達(dá)驅(qū)動單元檢測的間隙信號，并根據(jù)分析結(jié) 果控制要驅(qū)動的直流馬達(dá)。 該方法可以進(jìn)一步包括在檢測間隙信號之后放大和輸出間隙信號。 所述將驅(qū)動電壓施加到直流馬達(dá)可以包括將電壓施加到包括在直流馬達(dá)中的兩
個電刷。 所述間隙信號可以是所述兩個電刷之一經(jīng)過所述間隙時產(chǎn)生的信號。 所述分析可以包括如果間隙信號處于高狀態(tài)的時段變大，則確定直流馬達(dá)執(zhí)行制動。 所述分析可以包括如果在預(yù)定時間內(nèi)間隙信號連續(xù)處于低狀態(tài)、然后返回高狀 態(tài)，則確定直流馬達(dá)停止。 所述分析可以進(jìn)一步包括根據(jù)確定結(jié)果控制施加到直流馬達(dá)的驅(qū)動電壓被中 斷。 本發(fā)明總體發(fā)明概念的示范性實施例可以通過提供一種光盤驅(qū)動馬達(dá)設(shè)備來實
現(xiàn)，該設(shè)備包括直流馬達(dá)，在多個換向器之間具有間隙；以及控制單元，將驅(qū)動電壓施加
到直流馬達(dá)，并從直流馬達(dá)檢測對應(yīng)于所述間隙的間隙信號，以及控制直流馬達(dá)。 直流馬達(dá)驅(qū)動單元可以包括伺服微型計算機(jī)，用于分析間隙信號并調(diào)整驅(qū)動電壓。 直流馬達(dá)驅(qū)動單眼可以放大間隙信號，并輸出放大的間隙信號。 本發(fā)明總體發(fā)明概念的示范性實施例可以通過提供一種光盤驅(qū)動馬達(dá)設(shè)備來實
現(xiàn)，該設(shè)備包括光盤裝載單元，用于接收光盤；光盤讀和/或?qū)憜卧?，用于從光盤讀或向光
盤寫；直流馬達(dá)，用于轉(zhuǎn)動光盤，該直流馬達(dá)在多個換向器之間的具有間隙；控制單元，用
于將驅(qū)動電壓施加到直流馬達(dá)，并從直流馬達(dá)檢測對應(yīng)于所述間隙的間隙信號，以及控制
直流馬達(dá)；以及輸入和/或輸出單元，用于傳送通過光盤讀和/或?qū)憜卧獜墓獗P讀出或向光
盤寫入的數(shù)據(jù)。


通過以下結(jié)合附圖對實施例的描述，本發(fā)明總體發(fā)明概念的這些和/或其它特征 和優(yōu)點將變得清楚和更容易理解，其中 圖1是示出根據(jù)本發(fā)明總體發(fā)明概念的示范性實施例的直流馬達(dá)控制設(shè)備的示 意圖； 圖2A和2B是示出根據(jù)本發(fā)明總體發(fā)明概念的示范性實施例的直流馬達(dá)的操作期 間所檢測的間隙(gap)信號的波形的視圖； 圖3是示出根據(jù)本發(fā)明總體發(fā)明概念的示范性實施例的控制直流馬達(dá)的方法的 流程圖；以及 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明總體發(fā)明概念的示范性實施例的光盤驅(qū)動馬達(dá)控制設(shè)備。
具體實施例方式
現(xiàn)在將詳細(xì)介紹本發(fā)明總體發(fā)明概念的各種示范性實施例，其示例在附圖中示 出，其中相同的參考標(biāo)號總是指代相同的元件。以下通過參考附圖來描述實施例，以便對本發(fā)明的總體發(fā)明概念進(jìn)行解釋。 圖1是示出根據(jù)本發(fā)明總體發(fā)明概念的示范性實施例的馬達(dá)控制設(shè)備的示意圖。 圖1的馬達(dá)控制設(shè)備可以是直流馬達(dá)設(shè)備。但是，本發(fā)明總體發(fā)明概念并不限于此。
參考圖l，直流馬達(dá)100可以包括多個換向器(commutator) 'a'、'b'和'c'、第一 電刷(brush) 'd'、以及第二電刷'e'。間隙(g即)'f'、 'g'和'h'形成在換向器'a'、 'b' 和'c'之間。雖然圖1示出了三個換向器'a'、 'b'和'c'，但是直流馬達(dá)IOO可以包括數(shù) 量不同于三個的換向器。 換向器'a' 、 'b，和'c，可以沿圓周方向(circumferential direction)布置在旋 轉(zhuǎn)軸(rotation shaft) 'i'的旋轉(zhuǎn)軸線(rotation axis)周圍，并以間隙'f'、 'g'和'h' 相互分隔開。間隙'f'、 'g'和'h'可以相同。然而，間隙'f'、 'g'和'h'也可以不同。
具有電勢差的電壓可以施加在第一電刷'd'和第二電刷'e'之間，以便換向器 'a'、 'b'和'c'使直流馬達(dá)IOO相對于旋轉(zhuǎn)軸'i'旋轉(zhuǎn)或停止。 例如，如果+3V電壓被施加到第一電刷'd'并且-3V電壓被施加到第二電刷'e'， 則直流馬達(dá)100以預(yù)定方向旋轉(zhuǎn)。同時，如果-3V電壓被施加到第一電刷'd'并且+3V電 壓被施加到第二電刷'e'，則直流馬達(dá)100逐漸減速并以相反方向旋轉(zhuǎn)。
直流馬達(dá)驅(qū)動單元150可以包括驅(qū)動信號發(fā)生器154和運算放大器152。驅(qū)動信 號發(fā)生器154根據(jù)稍后描述的伺服微型計算機(jī)(servo-micom) 170的控制，將電壓施加到第 一電刷'd'和第二電刷'e'。運算放大器152在B點放大信號，并在A點輸出信號。A點和 B點的信號的波形圖將參考圖2A和3B進(jìn)行描述。 當(dāng)驅(qū)動信號發(fā)生器154通過端子Tl將+3V電壓施加到第一電刷'd'，并通過端子 T2將-3V電壓施加到第二電刷'e'時，以預(yù)定方向旋轉(zhuǎn)直流馬達(dá)100，如果在伺服微型計算 機(jī)170接收到制動命令，則驅(qū)動信號發(fā)生器154根據(jù)伺服微型計算機(jī)170的控制，通過相應(yīng) 端子Tl和T2將-3V電壓施加到第一電刷'd'并且將+3V電壓施加到第二電刷'e'。這時， 當(dāng)?shù)谝浑娝?d'經(jīng)過間隙'f'、 'g'、 'h'時，由變阻器140產(chǎn)生反向電壓。
由于該反向電壓，在驅(qū)動信號發(fā)生器154的輸出端與第一電刷'd'之間能夠存在 微小的電勢差。也就是，在第一電刷'd'經(jīng)過間隙'f'、 'g'、 'h'時產(chǎn)生的反向電壓變得高 于從驅(qū)動信號發(fā)生器154輸出的電壓，并且該反向電壓被負(fù)載電阻器130檢測到，并在運算 放大器152處放大。由負(fù)載電阻器130檢測到的信號被稱為"間隙信號"。
伺服微型計算機(jī)170分析從直流馬達(dá)驅(qū)動單元150輸出的間隙信號，并且控制驅(qū) 動信號發(fā)生器154對直流馬達(dá)100的旋轉(zhuǎn)方向進(jìn)行控制。也就是，如果在直流馬達(dá)100以預(yù) 定方向旋轉(zhuǎn)時接收到制動命令，則伺服微型計算機(jī)170控制驅(qū)動信號發(fā)生器154以相反方 向旋轉(zhuǎn)直流馬達(dá)100。這時，伺服微型計算機(jī)170分析從運算放大器152輸出的間隙信號， 并確定直流馬達(dá)100的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，然后控制驅(qū)動信號發(fā)生器154中斷提供到直流馬達(dá)100 的電力(power)。驅(qū)動單元150和伺服微型計算機(jī)170組合在一起構(gòu)成了控制單元160。
如上所述，利用第一電刷'd'經(jīng)過間隙'f'、 'g'、 'h'時產(chǎn)生的反向電壓，能夠檢查 直流馬達(dá)100的旋轉(zhuǎn)方向而不需要額外的傳感器(sensor)。 圖2A和2B是示出根據(jù)本發(fā)明總體發(fā)明概念的示范性實施例的直流馬達(dá)的操作期 間所檢測到的間隙信號的波形的視圖。 圖2A示出了直流馬達(dá)100接收到啟動命令(a command to begin)時在A點和B點的信號的波形。在圖1的B點檢測到的信號經(jīng)過運算放大器152而被放大，并且放大 的信號在A點作為方波(square waveform)輸出。也就是，在第一電刷'd，經(jīng)過間隙'f'、 'g'、 'h'時，伺服微型計算機(jī)170接收放大的間隙信號，從而能夠檢查直流馬達(dá)100的旋轉(zhuǎn) 狀態(tài)。例如，在正常操作中，間隙信號處于高狀態(tài)的時段^—工為7ms。時段^—工與相應(yīng)間隙 'f'、 'g'或'h，的寬度成正比。時間tH—工可以根據(jù)間隙'f'、 'g'或'h，的寬度而變化。
圖2B示出了直流馬達(dá)100被停止時A點和B點的信號的波形。如果該直流馬達(dá) 正在以預(yù)定方向旋轉(zhuǎn)時接收到制動命令(a brake command)，則驅(qū)動信號發(fā)生器154根據(jù)伺 服微型計算機(jī)170的控制，將電壓相反地施加到第一電刷'd'和第二電刷'e'。然后，如圖 2B所示，例如，^ = 7ms的間隙信號的時段變大并且低狀態(tài)持續(xù)預(yù)定時間。然后，當(dāng)直流馬 達(dá)100正在以相反方向旋轉(zhuǎn)時，如果高狀態(tài)被檢測到持續(xù)了預(yù)定時段，則確定直流馬達(dá)100 的旋轉(zhuǎn)終止，并中斷提供到直流馬達(dá)100的電力。 如上所述，伺服微型計算機(jī)170能夠利用間隙信號檢查直流馬達(dá)100的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)， 并且還能夠使直流馬達(dá)100停止。因此，伺服微型計算機(jī)170可以根據(jù)間隙信號中脈沖的 特性控制馬達(dá)100的方向、速度或特性。 圖3是示出根據(jù)本發(fā)明總體發(fā)明概念的示范性實施例的控制直流馬達(dá)的方法的 流程圖。圖3的方法對應(yīng)圖2B中所示的波形。 參考圖3，在操作S200，向直流馬達(dá)100施加使其以第一方向旋轉(zhuǎn)的電壓。也就是， 伺服微型計算機(jī)170控制驅(qū)動信號發(fā)生器154將電壓施加到第一電刷'd'和第二電刷'e'。
在操作S210，如果接收到制動命令，則在操作S220，向直流馬達(dá)IOO施加使其以與 第一方向相反的方向旋轉(zhuǎn)的電壓。也就是，伺服微型計算機(jī)170控制驅(qū)動信號發(fā)生器154 將與操作S200中的施加給第一電刷'd'和第二電刷'e'的電壓相反的電壓施加給第一電 刷'd'和第二電刷'e'。 而且，在操作S230，伺服微型計算機(jī)170從直流馬達(dá)驅(qū)動單元150接收間隙信號， 并在操作S240確定間隙信號處于高狀態(tài)的時間tH是否為例如7ms。如果在操作S240-Y， tH =7ms，則伺服微型計算機(jī)170在操作S250確定執(zhí)行制動。換句話說，在時間tH = 7ms期 間，直流馬達(dá)IOO逐漸減速。 如果在操作S260-Y，間隙信號處于高狀態(tài)的時間tH大于預(yù)定時間，例如，28ms，則 伺服微型計算機(jī)170在操作S270中斷提供到直流馬達(dá)100的電力。如果tH > 28ms，則直 流馬達(dá)100開始反向旋轉(zhuǎn)，并且伺服微型計算機(jī)170控制直流馬達(dá)驅(qū)動單元150中斷提供 到直流馬達(dá)IOO的電力。 如果在操作S240 (S240-N) tH不等于7ms ，并且在操作S260 (S260-N) tH不大于 28ms，則該方法返回操作S230，再次接收間隙信號測量結(jié)果(measurement)。
通過上述過程，伺服微型計算機(jī)170檢查直流馬達(dá)100的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，并使直流馬達(dá) 100停止。 圖4示出了根據(jù)本發(fā)明總體發(fā)明概念的示范性實施例的光盤驅(qū)動設(shè)備。
參考圖4，光盤驅(qū)動400可以包括由光盤驅(qū)動馬達(dá)420轉(zhuǎn)動的盤410。圖1_3的光 盤驅(qū)動設(shè)備可以使用光盤驅(qū)動馬達(dá)420，并且可以是用來旋轉(zhuǎn)盤410并控制盤410的旋轉(zhuǎn)的 直流馬達(dá)設(shè)備。但是，本發(fā)明總體發(fā)明概念并不限于此。盤410可以通過盤裝載單元430 裝載。盤410可以通過讀/寫設(shè)備440來讀或?qū)?。光盤驅(qū)動馬達(dá)420可以由控制器450控
6制，并且控制器450還可以控制讀/寫設(shè)備440。雖然圖4示出了單一控制器450來控制光 盤驅(qū)動馬達(dá)420和讀/寫設(shè)備440 二者，但是分開的控制器也可以控制光盤驅(qū)動馬達(dá)420 和讀/寫設(shè)備440。光盤驅(qū)動可以包括輸入/輸出單元460，該輸入/輸出單元460與輸入 裝置和/或輸出裝置相互傳送數(shù)據(jù)。 以上在圖1-3中描述了光盤驅(qū)動馬達(dá)420和控制器450，并且可以包括之間具有間 隙的換向器。因此，光盤驅(qū)動馬達(dá)420的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)可以利用間隙信號來檢查。
圖4的光盤驅(qū)動400可以用在獨立裝置中，如致密盤(CD)或數(shù)字多功能盤(DVD) 播放器，或者可以其它系統(tǒng)相結(jié)合地使用，例如，CD-ROM、 DVD-ROM、 CD-RW、或DVD-RW。光盤 驅(qū)動400并不限于這里所描述的用途。 根據(jù)本發(fā)明總體發(fā)明概念的示范性實施例，直流馬達(dá)100的電刷經(jīng)過換向器之間
的間隙時產(chǎn)生的間隙信號被檢測，并用于檢查直流馬達(dá)100的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)。 雖然已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明總體發(fā)明概念的各種示范性實施例，但是本領(lǐng)域技
術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離總體發(fā)明概念的原理和精神的情況下，可以對這些示范性實施
例進(jìn)行改變，本發(fā)明總體發(fā)明概念的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物來限定。 相關(guān)申請的交叉引用 本申請依據(jù)35U.S.C. § 119(a)要求2008年12月5日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局申請的申 請?zhí)枮?0-2008-0123324的韓國專利申請的優(yōu)先權(quán)，其公開內(nèi)容通過引用全部合并于此。
權(quán)利要求
一種直流馬達(dá)控制設(shè)備，包括直流馬達(dá)，其在多個換向器之間具有間隙；以及控制單元，用于將驅(qū)動電壓施加到所述直流馬達(dá)以及從所述直流馬達(dá)檢測對應(yīng)于所述間隙的間隙信號，并且分析所述間隙信號以及驅(qū)動所述直流馬達(dá)。
2. 如權(quán)利要求1所述的直流馬達(dá)控制設(shè)備，其中，所述控制單元放大所述間隙信號，并 輸出所放大的間隙信號。
3. 如權(quán)利要求1所述的直流馬達(dá)控制設(shè)備，其中，所述控制單元包括 驅(qū)動信號發(fā)生器，用于根據(jù)所述控制單元的控制，將電壓施加到包括在所述直流馬達(dá)中的兩個電刷；以及運算放大器，用于放大和輸出所述間隙信號。
4. 如權(quán)利要求3所述的直流馬達(dá)控制設(shè)備，其中，所述間隙信號是所述兩個電刷之一 經(jīng)過所述間隙時產(chǎn)生的信號。
5. 如權(quán)利要求1至4中任何一項所述的直流馬達(dá)控制設(shè)備，其中，如果所述間隙信號處 于高狀態(tài)的時段變大，則所述控制單元確定所述直流馬達(dá)執(zhí)行制動。
6. 如權(quán)利要求1所述的直流馬達(dá)控制設(shè)備，其中，如果在預(yù)定時間內(nèi)所述間隙信號連 續(xù)處于低狀態(tài)，然后返回高狀態(tài)，則所述控制單元確定所述直流馬達(dá)停止，并中斷提供到所 述直流馬達(dá)的驅(qū)動電壓。
7. —種控制直流馬達(dá)的方法，該方法包括將驅(qū)動電壓施加到所述直流馬達(dá)，該直流馬達(dá)在多個換向器之間具有間隙；以及 從所述直流馬達(dá)檢測對應(yīng)于所述間隙的間隙信號； 分析控制單元所檢測的所述間隙信號；以及 根據(jù)分析結(jié)果控制要被驅(qū)動的所述直流馬達(dá)。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，還包括在檢測所述間隙信號之后放大和輸出所述間隙信號。
9. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述將驅(qū)動電壓施加到所述直流馬達(dá)包括將電壓 施加到包括在所述直流馬達(dá)中的兩個電刷。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述間隙信號是所述兩個電刷之一經(jīng)過所述間隙 時產(chǎn)生的信號。
11. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述分析包括如果所述間隙信號處于高狀態(tài)的 時段變大，則確定所述直流馬達(dá)執(zhí)行制動。
12. 如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述分析包括如果在預(yù)定時間內(nèi)所述間隙信號 連續(xù)處于低狀態(tài)、然后返回高狀態(tài)，則確定所述直流馬達(dá)停止。
13. 如權(quán)利要求12所述的方法，其中，所述分析還包括根據(jù)所述確定的結(jié)果控制施加 到所述直流馬達(dá)的驅(qū)動電壓被中斷。
全文摘要
直流馬達(dá)控制設(shè)備可以包括直流馬達(dá)驅(qū)動單元，將驅(qū)動電壓施加到直流馬達(dá)，并從直流馬達(dá)檢測預(yù)定信號；以及伺服微型計算機(jī)，利用由直流馬達(dá)驅(qū)動單元檢測的信號控制直流馬達(dá)的狀態(tài)。從而，檢查直流馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，以控制直流馬達(dá)。
文檔編號H02P3/08GK101753079SQ20091021068
公開日2010年6月23日 申請日期2009年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月5日
發(fā)明者李鎬哲 申請人:三星電子株式會社