[发明专利]使用电容性感测来控制风扇电机

说明书

相关申请交叉引用

本公开请求申请日为2013年8月8日的美国专利申请No.13/962452，申请日为2012年8月8日的美国专利申请No.61/680929的优先权。以上申请的全部公开通过引用并入本文。

技术领域

本公开总体上涉及控制风扇电机，并且更具体地涉及检测风扇电机的转子的位置和旋转方向。

背景技术

本文提供的背景技术描述的目的在于总体上呈现本公开的上下文。当前署名的发明人在背景技术部分中所描述的工作，以及说明书中在申请日时还没有构成现有技术的方面，既非明确地也非隐含地承认其为不利于本公开的现有技术。

电机用于许多应用中。例如，单相和两相电机用于驱动电子设备的冷却风扇。一个风扇在于另一个相反的方向旋转时，可以提供最佳的气流。这可能主要是由于风扇的叶片/机翼的设计。因此，它可能是有效的，并期望以对于给定速度具有最大气流的方向旋转风扇。

电机的速度可以以许多方式进行确定。例如，霍尔效应传感器可用于检测电机的速度。然而，霍尔效应传感器提高了冷却风扇的成本。可替换地，电机的速度可以由电机的感测反EMF进行确定。然而，仅有反EMF可能不足以确定电机的旋转方向。

发明内容

一种电机，包括：转子，所述转子包括布置在与所述转子相关联的第一表面上的具有第一尺寸的第一金属板和具有第二尺寸的第二金属板。第一金属板和第二金属板被布置在离开所述转子的旋转轴线预定距离处彼此相邻。响应于转子关于所述轴线旋转，第一表面关于所述轴线垂直地旋转。定子包括布置在与所述定子相关联的第二表面上的第三金属板。第三金属板被布置在第二表面上离开所述轴线预定距离处。第二表面平行于第一表面并且面向第一表面。

在其他特征中，一种系统包括电机和电容感测模块。电容感测模块被配置为响应于所述转子旋转而感测(i)响应于所述第一金属板靠近所述第三金属板的第一电容；和(ii)响应于所述第二金属板靠近所述第三金属板的第二电容。所述第二电容与所述第一电容不同。

在另一特征中，该系统还包括方向确定模块，所述方向确定模块被配置为基于所述第一电容和所述第二电容确定所述转子的旋转方向。

在另一特征中，该系统还包括方向确定模块，所述方向确定模块被配置为通过对所述转子的转动周期与在所述转子的一个转动期间感测所述第一电容和所述第二电容之间的时间间隔进行比较，而确定所述转子的旋转方向。

在其他特征中，所述电容检测模块被配置为在所述转子的两次连续转动期间，在第一时间和第二时间感测所述第一电容或所述第二电容，并且所述系统还包括：位置确定模块，所述位置确定模块被配置为基于(i)感测所述第一电容或所述第二电容经历的时间；以及(ii)所述第一时间和所述第二时间之间的差异，而确定所述转子的位置。

在另一特征中，该系统包括电机和电容感测模块。所述电机包括(i)布置在与电机的转子相关联的第一表面上的第一金属板和第二金属板，以及(ii)布置在与电机的定子相关联的第二表面上的第三金属板。响应于所述转子关于所述转子的旋转轴线的旋转，所述第一表面关于所述轴线垂直地旋转。所述电容感测模块被配置为响应于所述转子旋转而感测(i)响应于所述第一金属板与所述第三金属板对齐的第一电容；和(ii)响应于所述第二金属板与所述第三金属板对齐的第二电容。

在其他特征中，所述第一金属板的尺寸与所述第二金属板不同；所述第一金属板、第二金属板和第三金属板被布置为离开所述转子的所述旋转轴线预定距离；并且所述第一表面平行于并且面向所述第二表面。

在另一特征中，该系统还包括方向确定模块，所述方向确定模块被配置为基于所述第一电容和所述第二电容确定所述转子的旋转方向。

在另一特征中，该系统还包括方向确定模块，所述方向确定模块被配置为通过对所述转子的转动周期与在所述转子的一个转动期间感测所述第一电容和所述第二电容之间的时间间隔进行比较，而确定所述转子的旋转方向。

在其他特征中，所述电容感测模块被配置为在所述转子的两次连续转动期间，在第一时间和第二时间感测所述第一电容或所述第二电容，并且所述系统还包括：位置确定模块，所述位置确定模块被配置为基于(i)感测所述第一电容或所述第二电容经历的时间；以及(ii)所述第一时间和所述第二时间之间的差异，而确定所述转子的位置。