功率驱动器350。微控制器320读取寄存器318-1到318-N的输出，且基于哪种类型的电容负载352连接到功率驱动器350或缺少电容负载连接到功率驱动器350来执行任何数目的操作。
[0058]图4A到4B说明根据本发明的另一方面的与系统300的示范性操作相关的时序图。时序图分别类似于图2A到2B的时序图，除了本时序图用于N+1种情况而非三(3)种情况之外。类似于图2A到2B，图4A的时序图涉及电容负载352以第一方式操作(例如以正向或顺时针方向移动)，且图4B的时序图涉及电容负载352以第二方式操作(例如以逆向或逆时针方向移动)。
[0059]总结图4A到4B的时序图，情况I涉及类型I的电容负载352 (具有最高电容的负载)连接到功率驱动器350。在此情况下，电流相关电压'具有与驱动电压Vd的后沿一致的负峰值，且超过负方向上的全部阈值VTH1_F到V THN_F。此造成全部窗口比较器314-1到314-N产生具有脉冲的信号VPjlj V PNo脉冲使寄存器318-1到318-N分别产生高逻辑电平的信号Vki到V ENo微处理器320将寄存器318-1到318-N的输出处的高逻辑电平解译为类型I的电容负载352连接到功率驱动器350。一旦读取寄存器318-1到318-N的输出，微处理器320便发出复位(例如反相脉冲)以复位寄存器以保证其输出低逻辑电平的信号Vki到VKN。微控制器320接着基于检测到类型I的电容负载352连接到功率驱动器350执行任何数目的操作。其它情况以类似于时序图中指示的方式的方式操作。
[0060]图5A说明根据本发明的另一方面的用于检测连接到功率驱动器550的电容负载552的存在及类型的又另一示范性系统500的方框图。总之，系统500包括检测电路510，其整流或产生电流相关阈值V1的绝对值以消除考虑两个值的需要。检测电路510包含用于产生指示峰值电流的输出的峰值及保持装置及用于产生指示峰值电流的数字字的模/数转换器(ADC)。基于数字字，微处理器确定电容负载是否连接到功率驱动器，且如果连接，那么确定电容负载的类型。
[0061]特定地说，检测电路510包括差分放大器512、绝对值放大器514、峰值及保持放大器516、模/数转换器(ADC) 518及微控制器520。差分放大器512通过感测跨电流感测电阻器Rs的电压基于在功率驱动器550与电容负载552之间流动的电流I产生电流相关电压绝对值放大器514整流电流相关电压 '以产生绝对值或经整流电流相关电压V A。
[0062]峰值及保持放大器516检测经整流电流相关电压Va的峰值且在峰值处产生具有恒定振幅的信号VH。ADC 518产生指示来自峰值及保持放大器516的信号Vh的振幅的数字字WH。微控制器520从ADC 518接收数字字WH，且基于数字字Wh确定电容负载352的存在及类型。一旦微控制器520已执行测量，其便将复位信号发送到峰值及保持放大器516以使信号Vh实质上为零(O)伏特。数字字Wh的量值是电流I的函数。微控制器520可使用表格以将数字字％映射到电容负载552的类型或指示缺少电容负载552的条目。
[0063]图5B说明根据本发明的另一方面的与系统500的示范性操作相关的时序图。在此实例中，电容负载552可包括经配置以依顺时针(CW)方式或逆时针(CCW)方式旋转的Picomotor?。然而，如本文中经常提及，电容负载552可包括任何类型的电容负载，其包含其它类型的压电致动器和其它类型的装置。时序图类似于先前讨论的时序图，且描绘两种情况:(I)其中Picomotor?经操作以依顺时针方式旋转的CW情况；及(2)其中Picomotor?经操作以依逆时针方式旋转的CCW情况。
[0064]考虑CW情况，功率驱动器550产生驱动电压VD。驱动电压Vd具有相对较缓慢的上升前沿以使Picomotor?以顺时针方式旋转，且具有相对较快速的下降后沿以防止Picomotor?以逆时针方式旋转。响应于驱动电压V D，如由通过差分放大器512产生的电流相关电压V1指示的电流I具有实质上与驱动电压Vd的前沿一致的小的正上升/下降及实质上与驱动电压Vd的后沿一致的负峰值。
[0065]绝对值放大器514整流电流相关电压V1以产生经整流电压Va以将负峰值反相为正峰值VPK。峰值及保持放大器516检测经整流电压正峰值V ^且在峰值处产生恒定振幅信号VH。ADC 518产生具有与信号Vh的峰值V ^有关的值W ^的数字字W H。微控制器520读取值Wpk以确定Picomotor ?的类型，或更一般地，确定连接到功率驱动器550的电容负载552的类型或是否存在Picomotor?或电容负载连接到功率驱动器550。微控制器520接着产生复位信号(例如反相脉冲)以复位峰值及保持放大器516使得其产生无效输出(例如，零(0)伏特)。基于所述确定，微控制器520可执行任何数目的操作。
[0066]考虑CCW情况，功率驱动器550产生驱动电压VD。驱动电压Vd具有相对较快速的上升前沿以防止Picomotor?以顺时针方式旋转，且具有相对较缓慢的下降后沿以使Picomotor?以逆时针方式旋转。响应于驱动电压V D，如由通过差分放大器512产生的电流相关电压V1指示的电流I具有实质上与驱动电压Vd的前沿一致的正峰值及实质上与驱动电压Vd的后沿一致的小的负下降/上升。
[0067]绝对值放大器514整流电流相关电压V1以产生经整流电压V Ao在此情况下，关注信号(正峰值电压)已经为正。峰值及保持放大器516检测经整流电SVa的峰值Vpk且在峰值处产生恒定振幅信号VH。ADC 518产生具有与信号Vh的振幅V ^有关的值W ^的数字字WHo微控制器520读取值Wpk以确定Picomotor ?的类型，或更一般地，确定连接到功率驱动器550的电容负载552的类型或是否存在Picomotor?或电容负载连接到功率驱动器550。微控制器520接着产生复位信号(例如反相脉冲)以复位峰值及保持放大器516使得其产生无效输出(例如，零(0)伏特)。基于所述确定，微控制器520可执行任何数目的操作。
[0068]图6说明根据本发明的另一方面的用于检测可连接到功率驱动器650的负载652的存在及类型的又另一示范性系统600的方框图。系统600的讨论总结作用于全部先前实施例的原理。系统600包括功率驱动器650、耦合到功率驱动器650的负载652 (如果有)，及检测设备610。
[0069]检测原理操作如下。功率驱动器650经操作以产生可为电流或电压的驱动信号SD。响应于驱动信号SD，检测设备610通过感测响应于驱动信号Sd的参数响应于驱动信号Sd测量负载652的特性。负载652的特性可与负载的电容有关。基于负载652的经感测参数或特性，检测设备610确定负载实际上是否连接到功率驱动器650，且如果连接，那么确定连接到功率驱动器650的负载的类型。检测设备610可接着基于其确定执行任何数目的操作。
[0070]虽然已结合各个实施例描述本发明，但是应了解，本发明能够进行进一步修改。本申请案旨在涵盖本发明的任何变化、使用或调整，通常，本发明的任何变化、使用或调整遵循本发明的原理，且包含如在本发明所属的领域内的已知及惯例范围内的与本发明的偏离。
【主权项】
1.一种用于确定连接到功率驱动器的负载的类型或所述负载是否连接到所述功率驱动器的系统，其包括: 检测电路，其经配置以响应于由所述功率驱动器产生的驱动电压而基于所述负载的测量特性确定连接到所述功率驱动器的负载的所述类型或所述负载是否连接到所述功率驱动器。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述测量特性包括所述负载的电容。
3.根据权利要求2所述的系统，其中所述检测电路经配置以通过感测所述功率驱动器与所述负载之间的电流来测量所述负载的所述电容。
4.根据权利要求3所述的系统，其中所述检测电路经配置以基于所述功率驱动器与所述负载之间的所述感测电流的正或负峰值来确定连接到所述功率驱动器的负载的所述类型或所述负载是否连接到所述功率驱动器。
【专利摘要】本发明揭示用于检测可耦合到功率驱动器的电容负载的存在及类型的系统及方法。所述系统包含检测电路，其用于响应于驱动电压而基于负载的测量特性确定所述负载的所述存在及类型。所述特性可为如由所述驱动器与所述负载之间的电流测量的负载电容。所述电路可包含用于产生电流相关电压的差分放大器、用于当所述电压超过相应阈值时产生脉冲的比较器、响应于所述比较器输出逻辑电平的寄存器及用于基于所述逻辑电平作出所述确定的微控制器。
【IPC分类】G01R19-165, G01R19-04, H03K5-1532
【公开号】CN104798304
【申请号】CN201380057964
【发明人】A·纳斯塔塞, J·德尔瓦莱
【申请人】新港公司
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2013年10月21日
【公告号】EP2918013A1, WO2014074290A1