[发明专利]用于步进马达驱动器的改进的电流感测和调节

说明书

一种集成电路(100A)包括H桥电路(102)，其具有用于耦合到电感器(103)的高侧端子的第一输出节点(OUT1)和用于耦合到电感器的低侧端子的第二输出节点(OUT2)。电流感测FET(SNS‑DRV)耦合在电流源(110)和下电源电压之间以提供参考电流(Itrip)，其包括感测节点处的峰值电流限制。电流感测比较器(104)具有耦合到感测节点的第一输入端、耦合到第二输出节点的第二输入端和经耦合以向驱动器控制电路发送输出信号的输出端(113)。FET线性检测电路(112)经耦合以接收有源低侧功率FET(Mls2)的栅极电压(LS2)并且具有经耦合以在有源低侧功率FET在线性区域操作时启用电流感测比较器的输出端(CMP EN)。

背景技术

在步进马达中，通过调节两个或更多个马达绕组中的电流来控制马达位置。不同的步进马达设计可以具有不同数量的绕组，每个绕组中的电流波形领先或落后于与其他绕组相关联的电流波形。尽管电流调节的许多方面都很好理解，但有问题的控制领域仍然存在。

发明内容

公开的实施例提供了一种FET线性检测电路，该电路跟踪有源低侧功率FET上的栅极电压以确定何时关闭消隐(blanking)并启用电流感测比较器。当有源低侧功率FET处于线性区域时，可以启用电流感测比较器。在一个实施例中，当有源低侧功率FET的栅极上的电压大于比数字上限电源电压低一个阈值电压时，启用电流感测比较器。

在一个方面，公开了一种集成电路的实施例。该集成电路包括：H桥电路，其包括与第一低侧功率FET串联耦合在马达电源电压和下电源电压之间的第一高侧功率场效应晶体管(FET)和与第二低侧功率FET串联耦合在马达电源电压和下电源电压之间的第二高侧功率FET、在第一高侧功率FET和第一低侧功率FET之间的用于耦合到电感器的高侧端子的第一输出节点，以及在第二高侧功率FET和第二低侧功率FET之间的用于耦合到电感器的低侧端子的第二输出节点；电流感测FET，其耦合在电流源和下电源电压之间，以提供参考电流，该参考电流包括在电流源和电流感测FET之间的感测节点处的峰值电流限制；电流感测比较器，其包括耦合到感测节点的第一输入端、耦合到第二输出节点的第二输入端和经耦合以向驱动器控制电路发送输出信号的输出端；以及FET线性检测电路，其经耦合以接收第二低侧功率FET的栅极电压，并且具有经耦合以在第二低侧功率FET在线性区域中操作时启用电流感测比较器的输出端。

在另一方面，公开了一种系统的实施例。该系统包括：步进马达，其具有第一电感器和第二电感器；第一H桥电路，其包括与第一低侧功率FET串联耦合在马达电源电压和下电源电压之间的第一高侧功率FET和与第二低侧功率FET串联耦合在马达电源电压和下电源电压之间的第二高侧功率FET、在第一高侧功率FET和第一低侧功率FET之间的用于耦合到第一电感器的高侧端子的第一输出节点，以及在第二高侧功率FET和第二低侧功率FET之间的用于耦合到第一电感器的低侧端子的第二输出节点；第一电流感测FET，其耦合在电流源和下电源电压之间，以提供参考电流，该参考电流包括在电流源和第一电流感测FET之间的第一感测节点处的峰值电流限制；第一电流感测比较器，其包括耦合到第一感测节点的第一输入端、耦合到第二输出节点的第二输入端和经耦合以向驱动器控制电路发送输出信号的输出端；以及第一FET线性检测电路，其经耦合以接收第二低侧功率FET的栅极电压，并且具有经耦合以在第二低侧功率FET在线性区域中操作时启用第一电流感测比较器的输出端。

在又一方面，公开了一种操作步进马达的方法的实施例。该方法包括：将H桥电路中的第一输出节点附接到电感器的高侧端子，第一输出节点位于耦合到马达电源电压的第一高侧功率FET和耦合到下电源电压的第一低侧功率FET之间；将H桥电路中的第二输出节点附接到电感器的低侧端子，第二输出节点位于耦合到马达电源电压的第二高侧功率FET和耦合到下电源电压的第二低侧功率FET之间；以及当H桥电路在驱动模式中操作时，跟踪第二低侧功率FET上的栅极电压以确定第二低侧功率FET何时在线性区域中操作，并且当第二低侧功率FET在线性区域中操作时，启用第一电流感测比较器，该第一电流感测比较器经耦合以将第二输出节点处的电流与峰值电流限制进行比较。

附图说明