一种电机驱动芯片电流衰减模式控制电路的制作方法
【专利摘要】一种电机驱动芯片的电流衰减模式检测电路，包括电流衰减时间控制电路、外接并联电路和数字逻辑控制电路。电流衰减时间控制电路包括若干NMOS管、若干PMOS管、核心电路和电流镜结构。外接并联电路包括电容CT和电阻RT，并与电流衰减时间控制电路连接。数字逻辑控制电路包括比较器、锁存器和逻辑门电路。数字逻辑控制电路的输入信号为电流衰减时间控制电路和外接并联电路的输出信号，且数字逻辑控制电路的输出交换信号switch仍反馈至电流衰减时间控制电路。电流衰减的时间由CT和RT决定，快衰和慢衰时间由电流衰减时间控制电路和数字逻辑控制电路共同控制。本发明完成了根据电机运行速度智能的控制电流上升和电流衰减过程的切换。
【专利说明】—种电机驱动芯片电流衰减模式控制电路
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及电机驱动芯片的电流控制，尤其涉及一种电机驱动芯片的电流衰减模式的控制。
【背景技术】
[0002]步进电机是一种将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。当步进驱动器接收到脉冲信号后，就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，即步距角，步进电机的旋转是以固定的角度一步一步运行的。步进电机可以通过控制脉冲个数控制角位移量，以达到准确定位的目的，同时可通过控制脉冲频率控制电机转动的速度和加速度，以达到调速的目的。
[0003]目前，步进电机对步距角基本上采用电流细分法进行细分。将电机线圈中电流按照正弦波离散后得到的电流点作为细分点，当电机线圈的电流达到了设定的细分点后，通过电路控制电机线圈电流进入衰减过程。否则步进电机将会出现角度过冲的后果，造成步进电机定位不准，运行过程不平稳等不良现象。并且根据步进电机的运行速度不同，采取的电流衰减模式也相应变化。电流衰减模式分为三类:快衰减模式、慢衰减模式和混合衰减模式。
[0004]快衰减模式适用于高速运转的步进电机；而慢衰减模式适用于低速运转的步进电机。相较于快衰减模式和慢衰减模式，当要求步进电机运行震动小、噪音低时，需要采用混合衰减模式，即快衰减模式和慢衰减模式共同组成。因此步进电机驱动电路需要实时检测电机运行的速度，否则当电机运行速度由告诉降低到低速后，依然采用快衰减模式会导致电机无力，严重时会出现丢步、失步现象；同时当步进电机运行速度由低速升高至高速后，依然采用慢衰减模式就会导致电机剧烈震动，发出大量噪音的情况。
[0005]因此，本领域的技术人员致力于开发一种适用于步进电机驱动芯片的电流检测电路，以达到更好的控制电机线圈中电流的上升、衰减过程，同时根据步进电机的运行速度智能的选择快衰减模式、慢衰减模式和混合衰减模式，提高了电机特别是步进电机运行的性倉泛。
【发明内容】
[0006]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电流衰减模式检测电路，以达到控制步进电机线圈中电流的上升和衰减过程，同时智能选择电流的衰减模式。
[0007]为实现上述目的，本发明提供了 一种电机驱动芯片的电流衰减模式检测电路，其特征在于，包括电流衰减时间控制电路、数字逻辑控制电路、以及外接并联电路；
[0008]所述电流衰减时间控制电路包括若干PMOS管、若干NMOS管、核心电路和电流镜结构；
[0009]所述核心电路包括双极型晶体管(Q0)、双极型晶体管(Q1)、双极型晶体管(Q2)、双极型晶体管(Q3)、电阻(R0)、电阻(R1)、电阻(R2)和电阻(R3);所述双极型晶体管(QO)的集电极连接至电源Vdd上，所述双极型晶体管(QO)基极的一侧通过所述电阻(RO)和所述PMOS管(MP5)与所述电源Vdd相连，所述双极型晶体管(QO)基极的另一侧通过所述电阻(Rl)、所述电阻(R2 )和所述NMOS管(MNl)与所述双极型晶体管(QO )的发射极相连；所述双极型晶体管(Ql)的基极与所述双极型晶体管(Q2)的发射极相连，所述双极型晶体管(Ql)的发射极通过所述电阻(R3)与所述双极型晶体管(Q3)的发射极相连；所述双极型晶体管(Q2)的基极和集电极之间通过所述电阻(R2)相连；所述双极型晶体管(Q3)的基极与集电极之间通过若干NMOS管相连；使能信号石通过所述PMOS管(MP5)的栅极接入所述电流衰减时间控制电路；
[0010]所述电流镜结构包括PMOS 管(MPO)、PMOS 管(MPl)、PMOS 管(MP2)、PMOS 管(MP3)和PMOS管(MP4 )，所述PMOS管(MPO )的栅极、所述PMOS管(MPI)的栅极、所述PMOS管(MP2 )的栅极、所述PMOS管(MP3)的栅极和所述PMOS管(MP4)的栅极皆连接到偏置电流Ibias上；所述PMOS管(MPO)的源极、所述PMOS管(MPl)的源极、所述PMOS管(MP2)的源极、所述PMOS管(MP3)的源极和所述PMOS管(MP4)的源极皆连接到所述电源Vdd上；所述PMOS管(MPO)的漏极、所述PMOS管(MPl)的漏极、所述PMOS管(MP2)的漏极、所述PMOS管(MP3)的漏极和所述PMOS管(MP4)的漏极与所述核心电路相连；并在所述PMOS管(MP3)的漏极与所述NMOS管(MN4)的漏极之间输出电压\，在所述PMOS管(MP4)的漏极和所述NMOS管(丽5)之间输出电压Vb ；
[0011]所述外接并联电路连接在所述NMOS管(MN6)的漏极和源极之间，包括电阻(&)和电容(CT)，所述电阻(Rt)和所述电容(Ct)是并行连接的，在所述NMOS管(MN6)的漏极与所述外接并联电路连接处输出电压V。；
[0012]所述数字逻辑控制电路包括比较器、锁存器和逻辑门电路，所述数字逻辑控制电路的输入信号分别为衰减信号、外接电压Vpfd和所述输出电压\、Vb和V。，所述输出电压V。通过所述比较器与外接电压Vpfd比较，将结果输出到驱动模块；所述输出电压Va输入到所述锁存器中，所述输入电压Vb与所述衰减信号先经过所述逻辑门电路，再输入到所述锁存器中；从所述锁存器输出的信号一部分做为交换信号(switch)输出，另外一部分输出给所述Drive模块；所述交换信号(switch)通过所述PMOS (MP8)栅极接入所述电流衰减时间控制电路。
[0013]进一步地，所述外接并联电路中的电阻(Rt)的电阻值在12kQ-100kQ之间。
[0014]进一步地，所述外接并联电路中的电容(Ct)的电容值在470pF_1500pF之间。
[0015]进一步地，当所述输出电压Va在低电平时，电机的线圈电流处于上升阶段，当所述电流衰减时间控制电路的输出电压Va在高电平时，电机的线圈电流处于衰减阶段。
[0016]进一步地，当所述输出电压Vb处于低电平时，对所述衰减信号进行保持；当所述输出电压Vb处于高电平是，对所述衰减信号进行屏蔽。
[0017]进一步地，当所述输出电压\处于低电平时，电机线圈电流处于慢衰减阶段，当所述输出电压\处于高电平时，电机线圈电流处于快衰减阶段。
[0018]进一步地，电机的电流衰减时间为tdeeay=RTCT,所述电流衰减时间包括电流快衰时间和电流慢衰时间。[0019]进一步地，当所述外接电压Vpfd在
【权利要求】
1.一种电机驱动芯片的电流衰减模式检测电路，其特征在于，包括电流衰减时间控制电路、数字逻辑控制电路、以及外接并联电路； 所述电流衰减时间控制电路包括若干PMOS管、若干NMOS管、核心电路和电流镜结构；使能信号通过所述PMOS管(MP5)的栅极接入所述电流衰减时间控制电路； 所述核心电路包括双极型晶体管(Q0)、双极型晶体管(Q1)、双极型晶体管(Q2)、双极型晶体管(Q3)、电阻(R0)、电阻(R1)、电阻(R2)和电阻(R3);所述双极型晶体管(QO)的集电极连接至电源Vdd上，所述双极型晶体管(QO)基极的一侧通过所述电阻(RO)和所述PMOS管(MP5)与所述电源Vdd相连，所述双极型晶体管(QO)基极的另一侧通过所述电阻(R1)、所述电阻(R2)和所述NMOS管(MNl)与所述双极型晶体管(QO)的发射极相连；所述双极型晶体管(Ql)的基极与所述双极型晶体管(Q2)的发射极相连，所述双极型晶体管(Ql)的发射极通过所述电阻(R3)与所述双极型晶体管(Q3)的发射极相连；所述双极型晶体管(Q2)的基极和集电极之间通过所述电阻(R2)相连；所述双极型晶体管(Q3)的基极与集电极之间通过若干NMOS管相连； 所述电流镜结构包括PMOS管(MPO)、PMOS管(MPl )、PMOS管(MP2)、PMOS管(MP3)和PMOS管(MP4)，所述PMOS管(MPO)的栅极、所述PMOS管(MPl)的栅极、所述PMOS管(MP2)的栅极、所述PMOS管(MP3)的栅极和所述PMOS管(MP4)的栅极皆连接到偏置电流Ibias上；所述PMOS管(MPO)的源极、所述PMOS管(MPl)的源极、所述PMOS管(MP2)的源极、所述PMOS管(MP3)的源极和所述PMOS管(MP4)的源极皆连接到所述电源Vdd上；所述PMOS管(MPO)的漏极、所述PMOS管(MPl)的漏极、所述PMOS管(MP2)的漏极、所述PMOS管(MP3)的漏极和所述PMOS管(MP4)的漏极与所述核心电路相连；并在所述PMOS管(MP3)的漏极与所述NMOS管(MN4)的漏极之间输出电压\，在所述PMOS管(MP4)的漏极与所述NMOS管(丽5)的漏极之间输出电压Vb ； 所述外接并联电路连接在所述电流衰减时间控制电路的所述NMOS管(MN6)的漏极和源极之间，包括电阻(Rt`)和电容(CT)，所述电阻(Rt)和所述电容(Ct)是并行连接的，在所述NMOS管(MN6)的漏极与所述完结并联电路连接处输出电压V。；所述外接并联电路中的电阻(Rt)的电阻值在12kQ-100kQ之间；所述外接并联电路中的电容(Ct)的电容值在470pF-1500pF 之间； 所述数字逻辑控制电路包括比较器、锁存器和逻辑门电路，所述数字逻辑控制电路的输入信号分别为衰减信号、外接电压Vpfd和所述输出电压\、Vb和\，所述输出电压\通过所述比较器与外接电压Vpfd比较，将结果输出到驱动模块；所述输出电压Va输入到所述锁存器中，所述输入电压Vb与所述衰减信号先经过所述逻辑门电路，再输入到所述锁存器中；从所述锁存器输出的信号一部分做为交换信号(switch)输出，另外一部分输出给所述Drive模块；所述交换信号(switch)通过所述PMOS (MP8)栅极接入所述电流衰减时间控制电路。
2.如权利要求1所述的一种电机驱动芯片的电流衰减模式检测电路，其中，当所述输出电压Va处于低电平时，电机的线圈电流处于上升阶段，当所述输出电压VA&于高电平时，电机的线圈电流处于衰减阶段。
3.如权利要求1所述的一种电机驱动芯片的电流衰减模式检测电路，其中，当所述输出电压Vb处于低电平时，对所述衰减信号进行保持；当所述输出电压Vb处于高电平是，对所述衰减信号进行屏蔽。
4.如权利要求1所述的一种电机驱动芯片的电流衰减模式检测电路，其中，当所述输出电压\处于低电平时，电机线圈电流处于慢衰减阶段，当所述输出电压\处于高电平时，电机线圈电流处于快衰减阶段。
5.如权利要求1所述的一种电机驱动芯片的电流衰减模式检测电路，其中，电机的电流衰减时间为tdK;ay=RTCT，所述电流衰减时间包括电流快衰时间和电流慢衰时间。
6.如权利要求5所述的一种电机驱动芯片的电流衰减模式检测电路，其中，当所述外接电压Vpfd在
7.如权利要求5所述的一种电机驱动芯片的电流衰减模式检测电路，其中，当所述外接电压vPFD在
8.如权利要求5所述的一种电机驱动芯片的电流衰减模式检测电路，其中，当所述外接电压V在
9.如权利要求1所述的一种电机驱动芯片的电流衰减模式检测电路，其中，所述偏置电流Ibias是带隙基准的PTAT电流。
【文档编号】H02P8/12GK103701376SQ201310603683
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年11月25日 优先权日:2013年11月25日
【发明者】湛衍, 黄武康, 杨志飞, 代军, 姚远, 王良坤, 陈路鹏, 夏存宝, 万巧玲 申请人:嘉兴中润微电子有限公司