[发明专利]音圈电机驱动器及其电流环硬件电路

权利要求书

1.一种音圈电机驱动器的电流环硬件电路，其特征在于，所述电路包括：

主控制器模块，与音圈电机相连，用于将数字量的第一电流环输入信号发送给D/A转换模块，及输出载波信号的控制指令给三角载波发生器模块；

所述D/A转换模块，与所述主控制器模块相连，用于对所述第一电流环输入信号进行数模转换，得到模拟量的第二电流环输入信号；

第一低通滤波器模块，与所述D/A转换模块相连，用于对所述第二电流环输入信号进行低通滤波，并将滤波后的所述第二电流环输入信号发送给电流比较器模块；

电流反馈模块，与音圈电机相连，用于实时监测音圈电机运动过程中的反馈电流信号，并将所述反馈电流信号发送给第二低通滤波器模块；

所述第二低通滤波器模块，与所述电流反馈模块相连，用于对所述反馈电流信号进行低通滤波，并将滤波后的所述反馈电流信号发送给电流比较器模块；

所述电流比较器模块，与所述第一低通滤波器模块和第二低通滤波器模块相连，用于将滤波后的所述第二电流环输入信号和反馈电流信号进行差值运算，获取电流差值，并将所述电流差值输入给模拟PID控制器模块；

所述模拟PID控制器模块，与所述电流比较器模块相连，用于对所述电流差值进行PID运算，获得电流输出信号；

所述三角载波发生器模块，与所述模拟PID控制器模块及主控制器模块相连，用于根据所述载波信号的控制指令生成相应的载波信号输入给栅极驱动模块；

所述栅极驱动模块，与所述三角载波发生器模块和模拟PID控制器模块均相连，用于将所述电流输出信号和载波信号转换为PWM同步控制信号，输入给功率输出模块；

所述功率输出模块，与所述栅极驱动模块、音圈电机和电流反馈模块相连，用于在所述PWM同步控制信号的驱动下将所述电流输出信号以功率输出形式输出给音圈电机。

2.根据权利要求1所述的电流环硬件电路，其特征在于，所述主控制器模块包括速度和位置测量模块、SPI通信模块和SCI通信模块，

所述主控制器模块通过所述速度和位置测量模块获取音圈电机的位置反馈信号，同时实时获得音圈电机的速度反馈信号，将经过位置环PID调节后的位置输出信号与速度反馈信号进行速度环PID调节，获得速度输出信号，即为数字量的所述第一电流环输入信号；其中，位置环输出函数为：U_P＝K_pP×P_Δ+K_dP×(P_Δ-P′_Δ)+K_imP×K_iP×∑P_Δ，其中，P_Δ为当前位置差值，P′_Δ为上一次位置差值，∑P_Δ为位置差值的累计值，K_pP为位置环比例增益，K_dP为位置环微分增益，K_iP为位置环积分增益，K_imP为位置环积分模式，所述K_imP取值为0或1，其中0表示总是积分，1表示只在稳态时积分，默认值设为0；速度环输出函数为：U_V＝K_pV×V_Δ+K_dV×(V_Δ-V′_Δ)+K_imV×K_iV×∑V_Δ，其中，V_Δ为当前速度差值，V′_Δ为上一次速度差值，∑V_Δ为速度差值的累计值，K_pV为速度环比例增益，K_dV为速度环微分增益，K_iV为速度环积分增益，K_imV为速度环积分模式，所述K_imV取值为0或1，其中0表示总是积分，1表示只在稳态时积分，默认值设为0；

所述主控制器模块通过所述SPI通信模块将所述第一电流环输入信号发送给所述D/A转换模块；

所述主控制器模块通过所述SCI通信模块发送载波信号的控制指令给三角载波发生器模块。