[发明专利]一种电机驱动芯片中的混合衰减控制电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种混合衰减控制电路，尤其涉及一种电机驱动芯片中的电机线圈电流的混合衰减控制电路。

背景技术

目前的电机特别是步进电机，为了实现斩波恒流驱动，需要对线圈中的电流进行检测，当达到设定的电流时，驱动电路将控制线圈电流进入衰减阶段。目前，控制电流衰减的模式有三种：慢衰减模式、快衰减模式和混合衰减模式。慢衰减模式下，线圈两端电压差基本为0，电流衰减很慢，周期很长，引入较大的可闻噪声；同时在设置电流下降时，线圈中的实际电流常常大于设置值，引起电机角度细分功能失效而不能准确定位。快衰减模式下，线圈两端电压差为电源电压，即地到电源间的电压，电流衰减很快，衰减和再充电的频率很高，开关损耗很大，并且平均电流值低，电机扭力小。在混合衰减模式（在衰减阶段，一部分时间采用快衰减，余下的时间采用慢衰减）下，通过合理设置总的衰减时间和快、慢衰减时间的比例，可以解决单独使用快衰减模式或慢衰减模式时出现的问题。

目前，传统的实现混合衰减控制的电路如图1，Vd、CT为芯片管脚，Vr1、Vr2、VREF为固定电压，可内置，也可外接。CT脚外接电容和电阻。

当电机线圈开始充电时，开关Φ1导通，开关Φ2关断，内部电路对CT电容快速充电到Vr1并维持。此时如图2所示，充电阶段的电流路径001：电源VM、功率左上管、线圈、功率右下管、检流电阻SENSE和地。待线圈电流I_L达到由VREF和检流电阻的设定值后，比较器输出翻转，经延时电路，生成一个极短的正脉冲，对第一触发器和第二触发器置0、再经逻辑及前级驱动电路控制输出进入电流衰减阶段，且为快衰减。同时，开关Φ1关断，开关Φ2导通，CT脚电容通过电阻放电。快衰减阶段的电流路径002：地、检流电阻、二极管D4、线圈L、二极管D2和电源VM。如果为同步整流，二极管将被与之并联的功率管替代。当CT电压下降到Vd时，第一触发器置1，经逻辑及前级驱动电路，控制输出进入慢衰减。慢衰减阶段的电流路径003：二极管D4、线圈和功率管M3。如果为同步整流，二极管将被与之并联的功率管替代。CT脚电容继续通过电阻放电，到Vr2时，第二个触发器被置1，经逻辑及前级驱动电路，控制输出级线圈慢衰减结束，进入充电阶段。

图1所示的传统混合衰减控制电路，电机线圈处于充电的时间为Ton，电机线圈处于衰减的时间为Toff，其中快衰减时间为Tfd，慢衰减时间为Tsd，如图3所示。当线圈电流I_L处于充电阶段时，即Ton时间内，CT脚快速充电到Vr1并维持在此电平；当线圈电流I_L达到设置的峰值后，线圈电流进入衰减阶段，CT处于放电状态。在CT放电到Vd电压时，线圈电流处于快衰减阶段，快衰减时间为Tfd；在CT从Vd电压放电到Vr2时，线圈电流处于慢衰减阶段，慢衰减时间为Tsd。传统的混合衰减模式控制电路的主要缺点就是外接电阻、电容及电压源Vd，增加了印刷电路板PCB（Printed Circuit Board）的设计难度和成本。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种在不增加印刷电路板PCB设计的难度和设计成本的前提下，通过震荡器和计数器实现对电机电流的混合衰减控制模式。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种电机驱动芯片的混合衰减控制电路。

为实现上述目的，本发明提供了一种电机驱动芯片中的混合衰减控制电路，其特征在于，包括逻辑及前级驱动电路、比较器、延时电路、震荡器、计数器、电流检测电路及H桥输出级、感性负载、第一触发器和第二触发器；

所述H桥输出级包括4个功率器件、电源（VM），4个所述功率器件串行连接，并且两两对称，所述电源（VM）连接在2个顶部对称的所述功率器件之间，在2个底部对称的所述功率器件之间的节点（A）处分别连接所述电流检测电路和所述比较器的第一输入端；所述H桥输出级的输出端（OUTA、OUTB）与所述感性负载连接；

所述比较器的第二输入端是基准电压（VREF），所述比较器的输出端与所述延时电路的输入端连接；所述延时电路的输出端（CS）分别与所述震荡器、所述计数器、所述第一触发器和所述第二触发器的复位端连接；所述震荡器的输出端与所述计数器的输入端连接；所述计数器的输出端（Tsd）与所述第一触发器的触发端连接；所述计数器的输出端（Toff）与所述第二触发器的触发端连接；