[发明专利]线性电机驱动装置及线性电机驱动方法有效
申请号: | 201510641037.7 | 申请日: | 2015-09-30 |
公开(公告)号: | CN105471355B | 公开(公告)日: | 2018-04-10 |
发明(设计)人: | 葛欢;叶利剑;周荣冠 | 申请(专利权)人: | 瑞声声学科技(深圳)有限公司 |
主分类号: | H02P25/06 | 分类号: | H02P25/06;H02P29/64 |
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地址: | 518057 广东省深圳市南山区高*** | 国省代码: | 广东;44 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 线性 电机 驱动 装置 方法 | ||
【技术领域】
本发明主要涉及线性电机驱动领域,尤其涉及一种可用于移动终端上的线性电机的驱动装置及线性电机驱动方法。
【背景技术】
振动反馈,作为手机,平板电脑等移动设备附带的一种反馈形式,其应用范围已从最初的仅提供最基本的来电提醒等功能,逐步扩展到提供与应用程序及应用场景相关联的触觉反馈等功能。而电机,是移动设备中提供振动反馈的基本原件,通常包括旋转电机,压电电机以及线性电机等。其中线性电机(LRA,Linear Resonant Actuator)以其体积小,寿命长,功耗低,响应时间快等优点,在提供与应用程序及场景相关的触觉反馈功能方面有着绝对的优势。
线性电机的基本工作原理类似于扬声器,是利用通电线圈在磁场中受到的安培力来驱动机械结构进行振动。线性电机通常被设计为在谐振频率处有较高的Q值,其频响曲线在偏离谐振频率处迅速衰减,因此线性电机多工作在谐振频率附近。同时,在单谐振频率线性电机的基础上,通过适当的结构设计,线性电机可拥有两个甚至两个以上的谐振频率。
传统的驱动方式下,线性电机存在两大损毁因素,包括由于振动幅度过大造成的机械损坏以及线圈温度过高导致的零部件过热损坏,其中振幅过大通常发生在谐振频率处,而线圈温度过高则更多是由于驱动信号偏离谐振频率时的电能-机械能转换效率下降导致的热量累积。
因此,现有的线性电机驱动结构及驱动方式存在缺陷,需要改进。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种线性电机驱动装置及线性电机驱动方法,其用于延长电机的使用寿命,提升产品性能,防止因振幅过大或温度过高导致的电机损毁。
为了解决上述技术问题,本发明提供了一种线性电机驱动装置,包括依次连接的振幅及温度检测单元、增益控制器、线圈电阻探测器及放大器;
所述振幅及温度检测单元接收电机驱动输入信号及所述放大器输出的反馈驱动信号,并根据所述电机驱动输入信号及所述反馈驱动信号输出对应的预估电机振幅及实时温度;
所述增益控制器接收所述预估电机振幅及所述实时温度,并分别根据所述预估电机振幅与所述电机的最大振幅的比值以及所述实时温度与所述电机的最大温度的比值输出增益控制信号至所述放大器;
所述线圈电阻探测器检测所述增益控制信号并获得与所述电机驱动输入信号对应的交流阻抗信号,所述交流阻抗信号经所述放大器输出;
所述放大器根据所述增益控制信号调整放大倍数并依据所述放大倍数对所述电机驱动输入信号进行放大并输出反馈驱动信号以驱动所述电机。
本发明所述的线性电机驱动装置中,所述振幅及温度检测单元包括第一测定部,
所述第一测定部接收所述反馈驱动信号,所述反馈驱动信号包括电压电流反馈驱动信号及所述交流阻抗信号,所述第一测定部根据所述反馈驱动信号获得电机阻抗Z,并结合所述交流阻抗信号获得机械阻抗Zm,并利用以下条件式获得所述预估电机振幅:
其中,H(ω)为预估电机振幅,Bl为电力耦合系数,Z为电机阻抗,Zm为机械阻抗,Ze为线圈实时电阻值。
本发明所述的线性电机驱动装置中,所述振幅及温度检测单元包括第二测定部,
所述第二测定部根据线圈初始温度、对应所述初始温度的初始线圈电阻值以及所述实时电阻值获得与所述实时电阻值对应的所述实时温度。
本发明所述的线性电机驱动装置中,所述振幅及温度检测单元包括温度传感器,所述温度传感器实时监测所述实时温度。
本发明所述的线性电机驱动装置中,所述增益控制器包括第一增益处理器、第二增益处理器及分别与所述第一增益处理器及所述第二增益处理器相连的比较输出端;
所述第一增益处理器根据所述预估电机振幅与所述最大振幅输出第一增益;
所述第二增益处理器根据所述实时温度及所述最大温度输出第二增益;
所述比较输出端比较所述第一增益与第二增益输出所述增益控制信号。
进一步地,本发明还提供了一种使用上述的线性电机驱动装置的线性电机驱动方法,包括:
振幅及温度检测步骤:根据电机驱动输入信号及反馈驱动信号输出对应的预估电机振幅及实时温度;
增益控制步骤:分别根据所述预估电机振幅与所述电机的最大振幅的比值以及所述实时温度与所述电机的最大温度的比值输出增益控制信号;
线圈电阻探测步骤:检测所述增益控制信号并获得与所述电机驱动输入信号对应的交流阻抗信号,所述交流阻抗信号经所述反馈驱动信号输出;
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