[发明专利]一种自校准软开关马达驱动系统

说明书

本发明公开了一种自校准软开关马达驱动系统，其主要由磁场信号处理模块，自校准时钟信号产生模块，数模转换模块，及复位电路模块配合构成，本方案其具有结构可靠，适应转速范围宽，响应速度快，静音效果好，启动迅速，功耗低的优点。

技术领域

本发明涉及集成电路技术，具体涉及集成电路中自校准软开关马达驱动技术。

背景技术

在马达转动时，转子将在转子磁场和定子线圈磁场的相互作用力下，在不同的磁极间周期性切换，由于在转动过程中，不同位置，特别是在切换点附近，由于转子受到不均衡的力矩作用，将会产生不可忽视的音频噪音。

针对上述问题，人们采用了一种预设转换时长的软开关技术。这种技术预先设定一个转换时长，在切换点采取缓慢转换马达的驱动极性而达到减少噪音的目的(参见图1)。

这种结构虽能够起到一定的降噪或静音作用，但是由于这种技术预设转换时长，在一个较宽的转速范围内，此技术并不能很好的兼顾静音和驱动效率之间的矛盾，在实际运用中存在较多的缺点，如下：

1.在高转速情况下，软开关时间相对马达的运转周期时间比例增大，驱动效率降低，降低了转速的上限值，甚至导致马达在高转速时工作不正常；

2.在低转速情况下，软开关时间相对马达的运转周期时间比例减小，马达的静音效能降低。

发明内容

针对现有马达驱动芯片的软开关技术所存在的问题，需要一种能够满足和适应转速范围越来越宽泛的要求的马达驱动芯片软开关技术。

为此本发明所要解决的技术问题是提供一种自校准软开关马达驱动系统，以获得更低的马达转动噪音和更宽的转速范围。

为了解决上述技术问题，本发明提供的自校准软开关马达驱动系统包括：

磁场信号处理模块，所述磁场信号处理模块将马达转子磁场的强度和极性信号转换为相应的电信号，并输出到自校准时钟信号产生模块和数模转换模块；

自校准时钟信号产生模块，所述自校准时钟信号产生模块基于马达转子磁场极性的周期时间信号和基础时钟信号形成一个随马达转子转速频率变化而变化的频率时钟信号；

数模转换模块，所述数模转换模块在磁场切换信号时，进行一次复位后，在自校准时钟信号产生模块输出的频率时钟信号驱动下，根据磁场极性方向，输出一路信号从最低位逐级上升到最高位后停止，该输出信号用于驱动后级的一路功率放大器；输出一路信号从最高位逐级下降到最低位后停止，该输出信号用于驱动后级的一路功率放大器；

复位电路模块，所述复位电路模块的输出连接至磁场信号处理模块、自校准时钟信号产生模块以及数模转换模块，在各事件触发后，对系统各模块进行复位控制。

在本系统中，所述磁场信号处理模块包括非交叠南北磁场逻辑产生电路和磁场切换点脉冲发生器，所述非交叠南北磁场逻辑产生电路将前端的磁场感应逻辑信号拆分形成切换点不相互重合的代表南磁极/北磁极的控制逻辑信号；所述磁场切换点脉冲发生器用于检测磁场信号的交变，在前端磁场感应逻辑信号跳变处产生一个窄脉冲信号，作为相关电路的复位信号。

在本系统中，所述磁场信号处理模块输入端接收两路磁场感应逻辑信号，两路磁场感应逻辑信号间相差一个延时周期。

在本系统中，所述磁场信号处理模块在系统上电复位完成后，在复位电路模块中的计时单元完成第一个计时周期之前，感应磁场的迟滞回差数值要小于计时周期之后的迟滞回差数值，以形成更大的系统闭环增益；同时在马达启动事件触发过程中，屏蔽过温保护功能。