[发明专利]采用动态混合衰减模式的PWM电流驱动方法及装置

权利要求书

1.采用动态混合衰减模式的PWM电流驱动方法，其特征在于，应用于PWM电流驱动系统，所述PWM电流驱动系统包括微控制单元、数字模拟转换器、振荡器、电流比较器、PWM逻辑控制单元、输出前级驱动单元、全桥电路和感测电阻，所述PWM逻辑控制单元包括第一与门、第二与门、第一触发器和第二触发器，所述方法包括如下步骤：

所述微控制单元发送方向信号和模式信号给所述PWM逻辑控制单元，并设定输出所需的电流细分模式和充电电流方向，以及通过电阻分压或外部电源的方式设定数字模拟转换器的输入电压参考值；

利用所述振荡器设定方波信号的周期，并利用所述数字转换模拟器设定方波信号周期内的充电电流阈值，其中，所述方波信号的周期作为所述第一触发器的输入信号；

所述PWM逻辑控制单元设定输出处于充电状态，检测电机输出的电流经外接的所述感测电阻所产生的反馈信号，并将所述反馈信号反馈到所述电流比较器的输入端与所述充电电流阈值进行比较，若比较结果显示电机输出的电流小于所述充电电流阈值，则使电机充电到所述充电电流阈值，所述电流比较器产生充电结束检测信号；

所述第二与门接收所述充电结束检测信号以及充电消隐时间信号，产生充电触发信号；

若所述充电触发信号的上升沿到来，则所述第二触发器产生放电开始信号，控制通过电机的电流进行快速衰减，将所述感测电阻上的反馈信号的幅值与动态放电电流阈值进行比较，直到通过电机的电流快速衰减到动态放电电流阈值；

所述第一与门接收快速放电消隐时间信号与动态衰减检测信号，产生快速衰减结束信号，输出从快速电流衰减转慢速电流衰减状态，控制通过电机的电流进行慢速衰减，将所述感测电阻上的反馈信号与零电平进行比较，若检测到所述反馈信号的电平等于所述零电平，则产生过零检测信号，直到方波信号的周期结束；其中，所述放电开始信号、所述快速衰减结束信号与所述振荡器产生的时钟信号经所述PWM逻辑控制单元处理产生四个逻辑控制信号，所述四个逻辑控制信号经过输出前级驱动单元产生全桥电路中四个功率管的驱动信号，通过控制全桥电路中四个功率管的开启和关断，以控制外接电机线圈上的电流峰值和方向；

在方波信号的当前周期内，根据用户对电机电流的精度和相对误差的要求，设置充电电流阈值和动态放电电流阈值；

在充电和电流快速衰减的开端均设定消隐时间，该消隐时间大于全桥电路上下管切换的死区时间且小于方波信号的周期；

在方波信号的下一个周期内，若设定的充电电流阈值小于方波信号前一个周期内的充电电流阈值，且在下一个周期的开始处通过电机的电流大于充电电流阈值，则控制电机只在消隐时间内进行充电，随后控制通过电机的电流进行快速衰减；

在充电转电流快速衰减、电流快速衰减转电流慢速衰减的每个转换点处设置滤波器，其中，所述滤波器对转换点的检测信号进行滤波和防噪处理，通过电机的电流和充电电流阈值经比较后，产生充电转电流快速衰减的检测信号，通过电机的电流和动态放电电流阈值经比较后，产生电流快速衰减转电流慢速衰减的检测信号。

2.根据权利要求1所述的采用动态混合衰减模式的PWM电流驱动方法，其特征在于，动态放电电流阈值设置为充电电流阈值的90％～99％。

3.根据权利要求1所述的采用动态混合衰减模式的PWM电流驱动方法，其特征在于，在方波信号的下一个周期内，若设定的充电电流阈值大于方波信号前一个周期内的充电电流阈值，则使电机充电到所述设定的充电电流阈值。

4.根据权利要求3所述的采用动态混合衰减模式的PWM电流驱动方法，其特征在于，若电机的充电时间超过方波信号的一个周期，则使电机的充电时间延续到方波信号的下一个周期中。

5.根据权利要求1所述的采用动态混合衰减模式的PWM电流驱动方法，其特征在于，若电流进行快速衰减的时间超过方波信号的一个周期，则使电流进行快速衰减的时间延续到方波信号的下一个周期中。

6.采用动态混合衰减模式的PWM电流驱动装置，其特征在于，应用于PWM电流驱动系统，所述PWM电流驱动系统包括微控制单元、数字模拟转换器、振荡器、电流比较器、PWM逻辑控制单元、输出前级驱动单元、全桥电路和感测电阻，所述PWM逻辑控制单元包括第一与门、第二与门、第一触发器和第二触发器，所述装置集成在电机驱动芯片内，包括：

存储器，用于储存应用程序；和

处理器，用于运行所述应用程序以执行如下步骤：

所述微控制单元发送方向信号和模式信号给所述PWM逻辑控制单元，并设定输出所需的电流细分模式和充电电流方向，以及通过电阻分压或外部电源的方式设定数字模拟转换器的输入电压参考值；

利用所述振荡器设定方波信号的周期，并利用所述数字转换模拟器设定方波信号周期内的充电电流阈值，其中，所述方波信号的周期作为所述第一触发器的输入信号；

所述PWM逻辑控制单元设定输出处于充电状态，检测电机输出的电流经外接的所述感测电阻所产生的反馈信号，并将所述反馈信号反馈到所述电流比较器的输入端与所述充电电流阈值进行比较，若比较结果显示电机输出的电流小于所述充电电流阈值，则使电机充电到所述充电电流阈值，所述电流比较器产生充电结束检测信号；

所述第二与门接收所述充电结束检测信号以及充电消隐时间信号，产生充电触发信号；

若所述充电触发信号的上升沿到来，则所述第二触发器产生放电开始信号，控制通过电机的电流进行快速衰减，将所述感测电阻上的反馈信号的幅值与动态放电电流阈值进行比较，直到通过电机的电流快速衰减到动态放电电流阈值；

所述第一与门接收快速放电消隐时间信号与动态衰减检测信号，产生快速衰减结束信号，输出从快速电流衰减转慢速电流衰减状态，控制通过电机的电流进行慢速衰减，将所述感测电阻上的反馈信号与零电平进行比较，若检测到所述反馈信号的电平等于所述零电平，则产生过零检测信号，直到方波信号的周期结束；其中，所述放电开始信号、所述快速衰减结束信号与所述振荡器产生的时钟信号经所述PWM逻辑控制单元处理产生四个逻辑控制信号，所述四个逻辑控制信号经过输出前级驱动单元产生全桥电路中四个功率管的驱动信号，通过控制全桥电路中四个功率管的开启和关断，以控制外接电机线圈上的电流峰值和方向；

在方波信号的当前周期内，根据用户对电机电流的精度和相对误差的要求，设置充电电流阈值和动态放电电流阈值；

在充电和电流快速衰减的开端均设定消隐时间，该消隐时间大于全桥电路上下管切换的死区时间且小于方波信号的周期；

在充电转电流快速衰减、电流快速衰减转电流慢速衰减的每个转换点处设置滤波器，其中，所述滤波器对转换点的检测信号进行滤波和防噪处理，通过电机的电流和充电电流阈值经比较后，产生充电转电流快速衰减的检测信号，通过电机的电流和动态放电电流阈值经比较后，产生电流快速衰减转电流慢速衰减的检测信号。