[发明专利]具有正弦数模转换器的马达步进驱动器

说明书

本申请公开具有正弦数模转换器的马达步进驱动器。一种用于马达的步进驱动器包括：H桥(HS1、HS2、LS1、LS2)；感测晶体管(SNS*FET)，其耦合到H桥；电压‑电流(VtoI)转换器(214)；以及正弦数模转换器(DAC，121)。VtoI转换器(214)具有VtoI转换器输入和VtoI转换器输出。VtoI转换器输出耦合到感测晶体管(SNS*FET)。正弦DAC(121)具有正弦DAC数字输入、参考输入和正弦DAC输出。正弦DAC输出耦合到VtoI转换器输入。正弦DAC包括：R‑2R网络；偏移控制电路，其耦合到R‑2R网络；以及增益控制电路，其也耦合到R‑2R网络。

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年8月15日提交的美国临时申请No.62/886,981和2019年12月27日提交的美国临时申请No.62/954,332的优先权，这些申请通过引用并入本文。

背景技术

至少一种类型的步进马达包括从步进驱动器接收电流的两个线圈。到每个线圈的电流应为正弦的，其中到一个线圈的电流相对于到另一线圈的电流异相90度。步进马达的角位置是通过线圈的电流的大小之比的函数(例如，大小之比的反正切)。线圈电流大小的不准确可能导致马达旋转位置的不准确。

发明内容

在至少一个示例中，一种用于马达的步进驱动器包括：H桥；感测晶体管，其耦合到H桥；电压-电流(VtoI)转换器；以及正弦数模转换器(DAC)。VtoI转换器具有VtoI转换器输入和VtoI转换器输出。VtoI转换器输出耦合到感测晶体管。正弦DAC具有正弦DAC数字输入、参考输入和正弦DAC输出。正弦DAC输出耦合到VtoI转换器输入。正弦DAC包括：R-2R网络；偏移控制电路，其耦合到R-2R网络；以及增益控制电路，其也耦合到R-2R网络。

附图说明

对于各种示例的详细描述，现在将参考附图，其中：

图1示出了步进马达系统的示例。

图2示出了包括正弦数模转换器(DAC)的步进驱动器的示例。

图3示出了包括R-2R网络、增益控制电路和偏移控制电路的正弦DAC的示例。

图4示出了R-2R网络的DAC输出与数字代码输入的线性关系以及为正弦DAC实现的期望的正弦关系。

图5示出了使用增益控制电路和偏移控制电路实现的分段线性关系。

图6进一步示出了使用增益控制电路和偏移控制电路实现的分段线性关系。

图7示出了可在图2的示例步进驱动器中使用的电压-电流转换器的示例。

图8示出了正弦DAC的另一示例实施方式。

图9示出了正弦DAC的又一示例实施方式。

图10示出了包括多个正弦DAC的步进驱动器集成电路(IC)的示例实施方式。

具体实施方式

一种类型的步进驱动器包括多个电流源设备(例如，晶体管)，其可以可操作地切入和切出电路以提供可变的跳闸(trip)电流，从而控制流向线圈的电流。每个电流源可以被配置为具有相同的电流(例如，1微安)。通过接通并联的两个电流源，生成两微安的跳闸电流。并联的三个电流源生成三微安的跳闸电流，依此类推。这种类型的步进驱动器可用于1/4微步进，其中针对正弦电流的每个四分之一周期可以有四个电流电平，从而有四个马达位置。