[发明专利]实现低噪声高效率电机驱动软换相控制的电路结构及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电机驱动技术领域，尤其涉及电机驱动换相控制技术领域，具体是指一种实现低噪声高效率电机驱动软换相控制的电路结构及方法。

背景技术

由于电机带有感性负载，最早期的电机驱动控制器在换相时由于感性线圈电流的急剧变化会产生严重的甚至致命的冲击，并带有显著的可闻噪声，系统上必须增加必要的防护电路才能对这种冲击和噪声进行抑制，然而，即便采取了这些措施结果还是差强人意。如图1所示，图1中VDD为供电电源，P1、P2表示PMOS场效应管，N1、N2表示NMOS场效应管，L表示感性负载：假设电流如实线所示（VDD→P1→L→N2→GND），在换相时首先要关闭P1和N2，经过一段时间的续流，然后再打开P2和N1。如图2所示，VA表示图1中A节点电压，VB表示图1中B节点电压，IL表示图1中感性负载L上的电流，规定A流向B为正方向。由于感性负载L的存在，通过它的电流不能发生突变，在P1和N2关断后，N1和P2的体二极管导通从GND给VDD灌电流，导致VDD电压波动，并伴随显著的可闻噪声。究其原因这一切是因为线圈电流变化太快造成的。

为了克服上述问题，产生了软换相技术，此技术的效果是显著的，但是与此同时造成了可观的能量损耗。这种软换相技术是通过控制线圈两端的电压缓慢变化从而实现平稳换相的，在换相过程中存在显著的IV交叠区域。如图3所示，图3中VA表示图1中A节点电压，VB表示图1中B节点电压，IL表示图1中感性负载L上的电流，规定A流向B为正方向。

虽然上述软换相技术很好的解决了换相冲击和可闻噪声的问题，但是造成了极大的能量损耗。为了既能达到换相微冲击和无可闻噪声，又能达到高效工作的目的，电机换相迫切需求新的技术，这正是本发明所公布的内容。

发明内容

本发明的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种能够实现微换相冲击、无可闻噪声、高效工作、提高系统工作可靠性、显著提高系统工作效率的实现低噪声高效率电机驱动软换相控制的电路结构及方法。

为了实现上述目的，本发明的实现低噪声高效率电机驱动软换相控制的电路结构及方法具有如下构成：

该实现低噪声高效率电机驱动软换相控制的电路结构，其主要特点是，所述的电路结构包括：

第一PMOS场效应管，该第一PMOS场效应管的输入端与供电电源相连接；

第二PMOS场效应管，该第二PMOS场效应管的输入端与供电电源相连接；

感性负载，该感性负载的第一端与所述的第一PMOS场效应管的输出端相连接，该感性负载的第二端与所述的第二PMOS场效应管的输出端相连接；

第一NMOS场效应管，该第一NMOS场效应管的输入端与感性负载的第一端相连接；

第二NMOS场效应管，该第二NMOS场效应管的输入端与感性负载的第二端相连接；

负载电流采样电阻，该负载电流采样电阻的第一端分别与所述的第一NMOS场效应管的输出端和第二NMOS场效应管的输出端相连接，该负载电流采样电阻的第二端接地；

第一比较器，该第一比较器的第一输入端输入第一渐变参考信号，该第一比较器的第二输入端与所述的负载电流采样电阻的第一端相连接；

第二比较器，该第二比较器的第一输入端输入第二渐变参考信号，该第二比较器的第二输入端与所述的负载电流采样电阻的第一端相连接；

第一控制器，用以根据所述的第一比较器的输出结果控制第一PMOS场效应管的开闭，该第一控制器连接于所述的第一比较器的输出端和第一PMOS场效应管之间；

第二控制器，用以根据所述的第二比较器的输出结果控制第二PMOS场效应管的开闭，该第二控制器连接于所述的第二比较器的输出端和第二PMOS场效应管之间。

较佳地，所述的第一控制器用于当所述的第一比较器的第二输入端的电压大于第一输入端的电压时关闭第一PMOS场效应管以及当所述的第一比较器的第二输入端的电压小于第一输入端的电压时打开第一PMOS场效应管；

所述的第一渐变参考信号在系统预设时间内从系统预设最大值变换为0V。

较佳地，所述的第二控制器用于当所述的第二比较器的第二输入端的电压大于第一输入端的电压时关闭第二PMOS场效应管以及当所述的第二比较器的第二输入端的电压小于第一输入端的电压时打开第二PMOS场效应管；

所述的第二渐变参考信号在系统预设时间内从0V变换为系统预设最大值。

较佳地，所述的电路结构还包括：