调整电磁驱动式摆片的方法及其电磁驱动式摆片装置与流程

本发明涉及半导体元器件领域，更具体地，涉及一种调整电磁驱动式摆片的方法及其电磁驱动式摆片装置。

背景技术：

随着半导体元器件的高度集成化，电子设备体积越来越小，传统风扇由于体积、噪音等问题在静音及长寿命等场景不能满足使用需求，采用电磁式驱动摆片因其具有体积小成本低、无电磁噪声、寿命长、低功耗等诸多优点，越来越受到青睐。

当电磁驱动线圈工作时，在电磁线圈上施加交变的电压信号，摆片就会在电磁力的作用下摆动，当交流电压的频率和摆片的固有频率相等时，摆片达到最大摆幅，从而输出高速、定向的稳定气流，产生通风、降温的效果。但是，由于制造上的问题，要把每个摆片的固有共振频率确定到一个值并不容易；而且更大的问题是，即使能使每个压电片的固有频率调到较为一致的状态，工作一段时间后，每个摆片的固有频率因参数的变化以及灰尘等的影响都会有些许变化。这样，不仅给制造风扇带来了麻烦，同时对工作环境也有很高的要求。

上述问题是电磁驱动式摆片目前未在散热上批量使用的重要原因之一，如何能够使摆片在制造精度偏差、积尘、力学性能变化情况下都可以使摆片处于谐振工作状态，输出最大风量，满足产品化，批量化应用需求，是亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种电磁驱动式摆片装置，能够使得摆片工作时稳定在谐振状态。

第一方面，提供一种电磁驱动式摆片装置，包括：摆片；驱动线圈，用于接收驱动信号，并利用所述驱动信号驱动所述摆片摆动，其中所述驱动线圈在所述驱动信号的频率与所述摆片的谐振频率不同时，接收新的驱动信号，并利用所述新的驱动信号驱动所述摆片摆动，其中所述新的驱动信号的频率为所述谐振频率。

因此，本发明实施例的方法通过接收新的驱动信号，调整驱动线圈的驱动频率为摆片的谐振频率，能够使得摆片在谐振频率下摆动，从而使得摆片能够始终处于谐振状态。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，上述装置还包括：检测单元，所述检测单元用于检测所述摆片的谐振频率；驱动单元，所述驱动单元用于产生所述驱动信号，并且当所述驱动信号的频率与所述摆片的谐振频率不同时，产生所述新的驱动信号，并向所述驱动线圈发送所述新的驱动信号。

结合第一方面，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述驱动单元具体用于产生所述驱动信号，并且当所述驱动信号的频率与所述摆片的谐振频率的差值大于预设阈值时，产生所述新的驱动信号，并向所述驱动线圈发送所述新的驱动信号，其中，所述预设阈值小于或等于0.5hz。

因此，本发明实施例的方法通过调整驱动线圈的驱动频率与摆片的当前谐振频率一致，使得摆片能够始终处于谐振状态，能够使摆片在制造精度偏差、积尘、力学性能变化情况下都可以使摆片处于谐振工作状态。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述驱动单元还用于：在第一时长内，分别使用多种频率的驱动信号中的每种驱动信号驱动所述摆片，其中，所述第一时长为所述摆片的至少一个摆动周期，所述多种频率位于第一频率区间，所述第一频率区间包括所述摆片的谐振频率；所述检测单元具体用于：分别在每种驱动信号停止驱动所述摆片时刻开始的第二时长内，获取所述摆片产生的感生电压，所述第二时长为所述摆片的至少一个摆动周期；所述驱动单元还用于将所述多种频率的驱动信号中产生幅值最大并且衰减最慢的感生电压的驱动信号的频率，确定为摆片的谐振频率。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，所述电磁驱动式摆片装置还包括检测线圈，所述检测线圈用于检测所述摆片产生的感生电压，所述驱动单元具体用于：分别使用多种频率的驱动信号中的每种驱动信号在第一时长内驱动所述摆片，其中，所述第一时长为所述摆片的至少一个摆动周期，所述多种频率位于第一频率区间，所述第一频率区间包括所述摆片的谐振频率；所述检测单元具体用于：利用检测线圈分别在每种驱动信号停止驱动所述摆片时刻开始的第二时长内，获取所述摆片产生的感生电压，所述第二时长为所述摆片的至少一个摆动周期；所述驱动单元还用于将所述多种频率的驱动信号中产生幅值最大并且衰减最慢的感生电压的驱动信号的频率，确定为摆片的谐振频率。

因此，本发明实施例的电磁驱动式摆片装置，通过探测在多种谐振频率下驱动摆片时，摆动产生的感生电压，能够从该多种谐振频率中确定摆片的谐振频率。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，所述驱动单元具体用于：在第三时长内驱动所述摆片摆动，其中，所述第三时长为所述摆片的至少一个摆动周期；所述检测单元具体用于：在停止驱动所述摆片时刻开始的第四时长内，检测所述摆片产生的感生电压，其中，所述第四时长为所述摆片的至少一个摆动周期；确定所述感生电压的频率为所述摆片的谐振频率。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，所述电磁驱动式摆片装置还包括检测线圈，所述驱动单元具体用于：在第三时长内驱动所述摆片摆动；所述检测单元具体用于：在停止驱动所述摆片时刻开始的第四时长内，利用检测线圈检测所述摆片产生的感生电压；确定所述感生电压的频率为所述摆片的谐振频率。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第七种可能的实现方式中，所述检测单元包括电压取样单元，所述电压取样单元的两个输入端分别与所述驱动线圈两端相连，所述电压取样单元用于获取所述摆片产生的感生电压；所述驱动单元包括微控制单元和功率放大单元，所述微控制单元的输入端与所述电压取样单元的输出端相连，所述微控制单元的输出端与所述功率放大单元的输入端相连，所述功率放大单元的两个输出端与所述驱动线圈的两端相连，其中，所述微控制单元用于接收所述电压取样单元获得的感生电压，并根据所述电压取样单元获得的感生电压确定所述新的驱动信号，发送所述新的驱动信号至所述功率放大单元，所述功率放大单元用于将所述新的驱动信号进行功率放大，施加在所述驱动线圈的两端。

应理解，当所述电磁驱动式摆片装置还包括检测线圈时，所述电压取样单元的输入端与所述检测线圈相连，获取所述检测线圈两端的电压。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第八种可能的实现方式中，所述驱动单元具体用于：分别使用多种频率的驱动信号中的每种驱动信号驱动所述摆片，其中，所述多种频率位于第二频率区间，所述第二频率区间包括所述摆片的谐振频率；所述检测单元具体用于：获取所述每种驱动信号驱动所述摆片时所需的驱动信号的电流；将所述多种频率的驱动信号中产生最小的电流的驱动信号的频率，确定为所述摆片的谐振频率。

因此，本发明实施例的电磁驱动式摆片装置，通过探测在多种谐振频率下驱动摆片时，驱动电路中的电流值，能够从该多种谐振频率中确定摆片的谐振频率。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第九种可能的实现方式中，所述检测单元包括电流取样单元，所述电流取样单元用于获得驱动所述摆片所需的驱动信号的电流；所述驱动单元包括微控制单元和功率放大单元，所述微控制单元的输入端与所述电流取样单元的输出端相连，所述微控制单元的输出端与所述功率放大单元的输入端相连，所述功率放大单元的两个输出端与所述驱动线圈的两端相连，其中，所述微控制单元用于接收所述电流取样单元获得的电流值，确定所述新的驱动信号，发送所述新的驱动信号至所述功率放大单元，所述功率放大单元用于将所述新的驱动信号进行功率放大，施加在所述驱动线圈两端。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第十种可能的实现方式中，所述电磁式驱动摆片装置还包括：检测线圈和驱动单元，其中，所述检测线圈与所述驱动线圈耦合连接，用于检测所述摆片摆动时产生的感生电压；所述驱动单元的两个输入端分别与所述检测线圈两端相连，所述功率放大单元的两个输出端分别与所述驱动线圈的两端相连，所述功率放大单元用于将所述检测线圈两端的电压进行功率放大后，得到所述新的驱动信号，并将所述新的驱动信号施加在所述驱动线圈两端。

因此，本发明实施例的电磁驱动式摆片装置，能够使得摆片维持在谐振频率下摆动，从而能够谐振产生最大的振幅。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第十一种可能的实现方式中，所述电磁驱动式摆片装置还包括：自动增益控制单元，所述自动增益控制单元包括第一输入端、第二输入端和输出端，所述第一输入端与所述检测线圈连接，所述第一输入端用于接收所述检测线圈两端的电压，所述第二输入端与所述驱动线圈连接，所述第二输入端用于接收所述驱动线圈两端的电压，所述输出端与所述功率放大单元的输入端连接，所述自动增益控制单元用于在所述驱动线圈两端的电压的控制下，利用所述输出端输出与所述检测线圈的电压频率一致的电压。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第十二种可能的实现方式中，所述电磁式驱动摆片装置还包括：还包括：功率放大单元、运算放大器和电桥，其中，所述电桥包括具有所述驱动线圈的第一桥臂、具有第一电阻的第二桥臂、具有第三电阻第三桥臂和具有第四电阻的第四桥臂，其中，所述第一桥臂的第二端与所述第二桥臂的第一端相连，所述第三桥臂的第二端与所述第四桥臂的第一端相连，所述功率放大单元的第一输出端分别与所述第一桥臂的第一端和所述三桥臂的第一端相连，所述功率放大单元的第二输出端分别与所述第二桥臂和所述第四桥臂的第二端相连，所述运算放大器的两个输入端分别与所述第一桥臂的第二端、所述第三桥臂的第二端相连，所述运算放大器的输出端与功率放大单元的输入端相连；所述运算放大器用于将所述第一桥臂的第二端电势和所述第三桥臂的第二端电势进行减法运算，并将结果输出至所述功率放大单元；所述功率放大单元用于将所述运算放大器输出的电压进行功率放大，得到所述新的驱动信号，并将所述新的驱动信号施加在所述驱动线圈两端。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第十三种可能的实现方式中，上述驱动线圈内阻与所述第一电阻的比值为第一比值，所述第二电阻与所述第三电阻的比值为第二比值，所述第一比值和所述第二比值相等。

因此，本发明实施例的电磁驱动式摆片装置，能够使得摆片维持在谐振频率下摆动，从而能够谐振产生最大的振幅。

因此，本发明实施例的方法通过调整驱动线圈的驱动频率与摆片的当前谐振频率一致，使得摆片能够始终处于谐振状态，能够使摆片在制造精度偏差、积尘、力学性能变化情况下都可以使摆片处于谐振工作状态，因此，能够使得电路的功耗最小，摆片摆动时产生的风量最大。

第二方面，提供一种调整电磁驱动式摆片的方法，所述电磁驱动式摆片包括线圈和摆片，其特征在于，包括：向所述驱动线圈发送驱动信号，以便利用所述驱动信号驱动所述摆片摆动；在所述驱动线圈的驱动信号的驱动频率与所述摆片的谐振频率不同时，向所述驱动线圈发送新的驱动信号，其中所述新的驱动信号的驱动频率为所述谐振频率，以便所述驱动线圈驱动所述摆片摆动。

结合第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，在所述驱动线圈的驱动信号的驱动频率与所述摆片的谐振频率不同包括：所述驱动线圈的驱动信号的驱动频率与所述摆片的谐振频率的差值大于预设阈值，其中，所述预设阈值小于或等于0.5hz。

结合第二方面，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述方法还包括：检测所述摆片的谐振频率。

因此，通过检测摆片的谐振频率，可以确定当前驱动信号的驱动频率是否与摆片的谐振频率相同，一边确定是否向驱动线圈发送新的驱动信号。

结合第二方面及其上述实现方式，在第二方面的第三种可能的实现方式中，所述检测所述摆片的谐振频率，包括：在第一时长内，分别使用多种频率的驱动信号中的每种驱动信号驱动所述摆片，其中，所述第一时长为所述摆片的至少一个摆动周期，所述多种驱动频率位于第一频率区间，所述第一频率区间包括所述摆片的谐振频率；分别在每种驱动信号停止驱动所述摆片时刻开始的第二时长内，获取所述摆片产生的感生电压，所述第二时长为所述摆片的至少一个摆动周期；将所述多种频率的驱动信号中产生幅值最大并且衰减最慢的感生电压的驱动信号的频率，确定为所述摆片的谐振频率。

结合第二方面及其上述实现方式，在第二方面的第四种可能的实现方式中，所述检测所述摆片的谐振频率，包括：分别使用多种频率的驱动信号中的每种驱动信号驱动所述摆片，其中，所述多种频率位于第二频率区间，所述第二频率区间包括所述摆片的谐振频率；获取所述每种驱动信号驱动所述摆片时所需的驱动信号的电流；将所述多种频率的驱动信号中产生最小的电流的驱动信号的频率，确定为所述摆片的谐振频率。

结合第二方面及其上述实现方式，在第二方面的第五种可能的实现方式中，所述检测所述摆片的谐振频率，包括：在第三时长内，驱动所述摆片摆动，其中，所述第三时长为所述摆片的至少一个摆动周期；在停止驱动所述摆片时刻开始的第四时长内，检测所述摆片产生的感生电压，其中，所述第四时长为所述摆片的至少一个摆动周期；确定所述感生电压的频率为所述摆片的谐振频率。

第三方面，提供了一种装置，包括：处理器、接收器、发送器和存储器，所述处理器和所述存储器通过总线系统相连，所述存储器用于存储指令，所述处理器用于执行该存储器存储的指令，以控制所述接收器接收信号、所述发射器发送信号，使得所述装置执行上述第二方面或第二方面的任一可能的实现方式中的方法。

第四方面，提供了一种计算机可读介质，用于存储计算机程序，该计算机程序包括用于执行第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的方法的指令。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例的电磁式驱动摆片装置的示意性结构图。

图2是本发明一个实施例的电磁式驱动摆片装置的示意性结构图。

图3是本发明一个实施例的电磁式驱动摆片装置的示意性结构图。

图4是本发明一个实施例的电磁式驱动摆片装置的示意性结构图。

图5是本发明另一个实施例电磁式驱动摆片装置的示意性结构图。

图6是本发明另一个实施例电磁式驱动摆片装置的示意性结构图。

图7是本发明再一实施例的调制电磁驱动式摆片的方法的示意性流程图。

图8是本发明一个实施例的电磁式驱动摆片装置的示意性结构图。

图9是本发明一个实施例的示意性电压信号图。

图10是本发明一个实施例的示意性电压信号图。

图11是本发明一个实施例的示意性电压信号图。

图12是本发明一个实施例的电磁式驱动摆片装置的示意性结构图。

图13是本发明一个实施例的电磁式驱动摆片装置的示意性结构图。

图14是本发明一个实施例的电压采集的示意性电路图。

图15是本发明一个实施例的电压采集的示意性电路图。

图16是本发明一个实施例的电磁式驱动摆片装置的示意性结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

图1是本发明一个实施例的电磁式驱动摆片装置的示意性结构图，如图1所示，该电磁式驱动摆片装置100包括：

摆片110。

驱动线圈120，用于接收驱动信号，并利用所述驱动信号驱动摆片110摆动，其中驱动线圈120在驱动信号的频率与摆片110的谐振频率不同时，接收新的驱动信号，并利用新的驱动信号驱动所摆片110摆动，其中新的驱动信号的频率为摆片110的谐振频率。

由于不同摆片的制造精度的差异，所以不同的摆片可能存在不同的谐振频率，即使对于同一摆片，由于在使用过程中可能存在积尘、力学性能变化等等，谐振频率也有可能发生变化，因此，摆片当前的谐振频率才能体现该摆片在当前工作状态下的一个固有频率。

基于摆片的二阶系统的谐振原理，使用电磁线圈激励摆片时，只有电磁线圈的磁场变化频率与摆片的固有频率一致时，才会最容易驱动摆片以最大的摆幅摆动。应理解，在本发明实施例中驱动电压指的是加载电磁驱动式摆片的电磁线圈两端的电压，也可以称之为激励电压，摆片的固有频率也可以称之为谐振频率。

由于制造上的问题，要把每个摆片的固有共振频率确定到一个值并不容易；即使能使每个压电片的固有频率调到较为一致的状态，工作一段时间后，每个摆片的固有频率因参数的变化以及灰尘等的影响都会有些许变化，也就是摆片的谐振频率可能会发生变化。

当电磁驱动线圈工作时，在电磁线圈上施加交变的电压信号，摆片就会在电磁力的作用下摆动，当交流电压的频率和摆片的固有频率相等时，利用摆片作为半导体器件的风扇才能达到最大摆幅，从而输出高速、定向的稳定气流，产生通风、降温的效果。

当施加在驱动线圈120上的驱动频率与摆片110的谐振频率不同时，需要调整驱动线圈120两端的驱动频率，因此，驱动线圈120接收新的驱动信号，新的驱动信号中的驱动频率与摆片110的谐振频率相同，以使得摆片210始终能够在该摆片110的谐振频率下工作，处于谐振状态从而产生最大的振幅。

因此，本发明实施例的方法通过接收新的驱动信号，调整驱动线圈的驱动频率为摆片的谐振频率，因此使得摆片在谐振频率下摆动，从而使得摆片能够始终处于谐振状态。

可选地，作为本发明一个实施例，上述电磁驱动式摆片装置，还包括：

检测单元，该检测单元用于检测所述摆片的谐振频率。

驱动单元，该驱动单元用于产生驱动信号，并且当驱动线圈120的驱动频率与摆片110的谐振频率不同时时，调整驱动线圈120的驱动频率，使得驱动线圈120的驱动频率为谐振频率，并向驱动线圈120发送新的驱动信号。

具体地，由于不同摆片的制造精度的差异，所以不同的摆片可能存在不同的谐振频率，即使对于同一摆片，由于在使用过程中可能存在积尘、力学性能变化等等，谐振频率也有可能发生变化，因此，通检测单元过检测摆片110在当前状态下的谐振频率，才能获得该摆片110在当前工作状态时的固有频率，以便于调整驱动线圈120两端的驱动频率。

具体地，当驱动线圈120的驱动频率与摆片110的谐振频率不同的时候，可以通过驱动单元输出新的驱动信号，该信号可以调整施加在驱动线圈120的驱动频率，使得摆片110始终能够保持在谐振频率下工作，从而能够谐振产生最大的振幅。

具体地实现过程中，可以判断摆片110的谐振频率与驱动频率的差值是否大于一定的预设阈值，再去调整驱动线圈的驱动频率，例如该预设阈值可以为0.3hz、0.5hz等，一般小于0.5hz，应理解，本发明不限于此。

因此，本发明实施例的方法通过调整驱动线圈的驱动频率与摆片的当前谐振频率一致，使得摆片能够始终处于谐振状态，能够使摆片在制造精度偏差、积尘、力学性能变化情况下都可以使摆片处于谐振工作状态。

可选地，作为本发明一个实施例，驱动单元还用于：在第一时长内，分别使用多种驱动频率驱动摆片110，其中，多种驱动频率位于第一频率区间，，其中，第一时长为摆片的至少一个摆片周期；检测单元具体用于：分别获取停止驱动摆片110时刻开始的第二时长内，产生的感生电压，其中，第二时长为摆片的至少一个摆片周期；将多种驱动频率产生的感生电压中幅值最大并且衰减最慢的感生电压对应的驱动频率，确定为摆片的谐振频率。

应理解，第一时长为预先设置的一段时间，例如可以设置在0.1秒到1秒之间。第一时长的确定准则是能在固有频率点几乎完全推动摆片以接近(90％))的摆幅摆动，因此，第一时长越长对找准谐振频率越有利。

其中，第二时长也是预先设置的一段时间，该第二时长用于检测摆片产生的感生电压频率，该第二时长太短不够判断信号的衰减规律，太长则浪费时间，因此，一般可以在0.1秒到1秒之间选择，本发明不限于此。

在具体实现中，摆片的谐振频率可能在一个频率区间内发生变化，只需要在该特定频率区间内改变驱动频率，就能够得到摆片的谐振频率，我们将该特定的频率区间称为第一频率区间，第一频率区间为根据设计制造的情况估计出的最大可能频率区间，包括摆片的谐振频率，一般谐振频率不会超出这个范围，比如摆片设计的固有谐振频率是60hz，则第一频率区间可以设为55hz到65hz。刚制造好的摆片超过这一频率的可能性极小，因此，只需要在55-65hz范围内改变驱动频率，就能够得到摆片的谐振频率，应理解，上述数字举例仅仅是示例性的，本发明不限于此。

具体地，在第一时长内用某一驱动频率驱动上述摆片110时，摆片110将会在驱动线圈120的激励下摆动，第一时长结束后，停止对该驱动线圈120的激励，则在紧接着的第二时长内，摆片110还将继续摆动一段时间，摆片110在该第二时长内摆动的时候，会做切割磁感线的运动，因此会在驱动线圈120上产生感生电压，通过在该第二时长内探测该感生电压，也就得到了该驱动频率条件下产生的感生电压。

应理解，上述电磁驱动式摆片装置还可以包括检测线圈，在停止驱动所述线圈后的第二时长内，探测线圈探测摆片110产生的感生电压，以便于驱动单元根据该探测线圈探测到的感生电压，确定在需要调整驱动线圈120的驱动频率时，向该驱动线圈120发送新的驱动信号，其中，多种驱动频率产生的感生电压中幅值最大并且衰减最慢的感生电压对应的驱动频率，为摆片的谐振频率。

具体地，由于当施加在驱动线圈120两端的驱动电压的驱动频率偏离摆片的固有频率较大时，则检测单元检测到的感生电压幅值很小；当驱动频率较为接近固有频率时，则检测单元检测到的感生电压幅值相对比较大、衰减较快；当驱动频率与摆片的固有频率一致时，摆片产生的感生电压的幅值很高、衰减较慢。按照上述步骤，采用多种不同的驱动频率驱动上述驱动线圈，探测在不同的驱动频率下，摆片产生的感生电压，能够获得多种不同的感生电压，通过比较这多种不同的感生电压，将其中幅值最大并且衰减最慢的电压对应的驱动频率确定为摆片的谐振频率或固有频率。

可选地，作为本发明一个实施例，如图2所示，上述检测单元包括电压取样单元，电压取样单元的两个输入端与驱动线圈两端相连，电压取样单元用于获取摆片产生的感生电压；驱动单元包括微控制单元和功率放大单元，微控制单元的输入端与电压取样单元的输出端相连，微控制单元的输出端与功率放大单元的输入端相连，功率放大单元的两个输出端与驱动线圈的两端相连，其中，微控制单元用于接收电压取样单元获得的感生电压，并根据电压取样单元获得的感生电压确定新的驱动信号，发送新的驱动信号至功率放大单元，功率放大单元用于将新的驱动信号进行功率放大，施加在所述驱动线圈的两端。

应理解，图2中为简略起见，图中并未示出与驱动线圈耦合的摆片。

因此，本发明实施例的电磁驱动式摆片装置，通过探测在多种谐振频率下驱动摆片时，摆动产生的感生电压，能够从该多种谐振频率中确定摆片的谐振频率。

可选地，作为本发明一个实施例，驱动单元具体用于：分别使用多种驱动频率驱动摆片110摆动，其中，多种驱动频率位于第二频率区间；检测单元具体用于：分别获取多种驱动频率驱动摆片110时所需多种驱动电流；确定多种驱动电流中电流值最小的驱动电流对应的驱动频率为摆片110的谐振频率。

具体地，当驱动线圈120激励摆片110进行摆动时，如果驱动频率与摆片110的谐振频率一致时，则该驱动频率下的工作电流则是最小值。因此，采用多种不同的驱动频率驱动上述摆片110，探测在不同的驱动频率下，摆片110摆动时的工作电流，能够获得多种不同的工作电流值，通过比较这多种不同的工作电流值，则可以将其中工作电流值最小时对应的驱动频率确定为摆片110的谐振频率或固有频率。

可选地，可以采取实时连续调节驱动频率的方式，使得当前驱动频率保持在摆片的固有频率上，具体地，可以在当前工作频率点时探测工作电路的电流值，然后使用一个微小的频率增量进行驱动，探测驱动频率增大后的电流值，如果增大后电流幅值减小，则以增大后的频率为基准频率，继续增大一个频率增量，重复之前的步骤，直至工作电路的电流值不变或者变大；如果工作电流的电流增大后，则需要将频率减小一个微量，继续进行比较，如果频率减小后的电流值变小，则继续减小驱动频率，直至工作电流保持不变或者减小。如此往复，可以把当前驱动频率锁定在摆片110的谐振频率上。该种调节驱动频率的方式比较流畅，没有摆片的停顿现象。

优选地，在具体实现中，摆片的谐振频率可能在一个频率区间内发生变化，只需要在该特定频率区间内改变驱动频率，就能够得到摆片的谐振频率，我们将该特定的频率区间称为第二频率区间，第二频率区间为根据设计制造的情况估计出的最大可能频率区间，该第二频率区间包括摆片的谐振频率，一般谐振频率不会超出这个范围，比如摆片设计的固有谐振频率是60hz，则第二频率区间可以设为55hz到65hz。刚制造好的摆片超过这一频率的可能性极小，因此，只需要在55-65hz范围内改变驱动频率，就能够得到摆片的谐振频率，应理解，上述数字举例仅仅是示例性的，本发明不限于此。

当检测单元确定摆片的当前谐振频率后，驱动单元调整当前的驱动频率与摆片的当前谐振频率一致，则可以使得摆片处于谐振状态，使得摆片摆动幅度最大。

可选地，作为本发明一个实施例，如图3所示，检测单元包括电流取样单元，电流取样单元用于获得驱动摆片所需的驱动信号的电流；驱动单元包括微控制单元和功率放大单元，微控制单元的输入端与电流取样单元的输出端相连，微控制单元的输出端与功率放大单元的输入端相连，功率放大单元的两个输出端与驱动线圈的两端相连，其中，微控制单元用于接收所述电流取样单元获得的电流值，确定新的驱动信号，发送新的驱动信号至功率放大单元，功率放大单元用于将新的驱动信号进行功率放大，施加在驱动线圈两端。

应理解，图3中为简略起见，图中并未示出与驱动线圈耦合的摆片。

因此，本发明实施例的电磁驱动式摆片装置，通过探测在多种谐振频率下驱动摆片时，驱动电路中的电流值，能够从该多种谐振频率中确定摆片的谐振频率。

可选地，作为本发明一个实施例，上述驱动单元具体用于：在第三时长内驱动摆片110摆动；检测单元具体用于：在停止驱动摆片110时刻开始的第四时长内，检测摆片产生的感生电压；确定感生电压的频率为摆片的谐振频率。

具体地，驱动单元电路上电后给摆片110施加一段时长的驱动，然后停止驱动，此时摆片110自由摆动，检测单元检测摆片110产生的感生电压的频率，该摆片110产生的感生电源的频率即为摆片110的谐振频率，调节工作电路的驱动频率为摆片的谐振频率，可以驱动摆片在谐振频率下工作。

其中，第三时长、第四时长也是预先设置的一段时间，具体地，该第三时长为摆片的至少一个摆动周期，第四时长为摆片的至少一个摆动周期，第三时长用于驱动摆片摆动，例如，可以为驱动信号的几个周期，本发明不作限定，该第四时长用于检测摆片产生的感生电压频率，该第四时长太短不够判断信号的衰减规律，太长则浪费时间，因此，一般可以在0.1秒到1秒之间选择，本发明不限于此。

可选地，作为本发明一个实施例，上述电磁驱动式摆片装置还包括：检测线圈和功率放大单元，其中，检测线圈用于检测摆片摆动时产生的感生电压；该功率放大单元的两个输入端分别与检测线圈两端相连，所述功率放大单元的两个输出端分别与所述驱动线圈的两端相连，所述功率放大单元用于将所述检测线圈两端的电压进行功率放大后，得到所述新的驱动信号，并将所述新的驱动信号施加在所述驱动线圈两端。

具体地，如图4所示，该电磁驱动式摆片装置中包括：摆片401、驱动线圈402、检测线圈403和功率放大单元404。其中，驱动线圈402用于驱动摆片401进行摆动，检测线圈403用于检测摆片401摆动产生的感应电压，检测线圈403可以和驱动线圈402绕在一起，也可以单独绕制，图中示意的是检测线圈402余驱动线圈403单独绕制。

具体地，当图4所示的电路闭合上电后，驱动线圈402两端会在产生噪声电压，能够使得摆片401在电路中噪声的驱动下，会产生微小的摆动，检测线圈403将检测到摆片产生的感生电压，该摆片401产生的感生电压的频率则为该摆片401的谐振频率，探测线圈403输出的感生电压信号通过功率放大单元进行功率放大后，得到新的驱动信号，然后将该新的驱动信号施加在驱动线圈402的两端，从而能够使得摆片401在谐振频率下工作。

可选地，作为本发明一个实施例，上述电磁驱动式摆片装置还包括：自动增益控制单元，自动增益控制单元包括第一输入端、第二输入端和输出端，第一输入端与检测线圈连接，第一输入端用于接收检测线圈两端的电压，第二输入端与驱动线圈连接，第二输入端用于接收驱动线圈两端的电压，输出端与所述功率放大单元的输入端连接，自动增益控制单元用于在驱动线圈两端的电压的控制下，利用输出端输出与检测线圈的电压频率一致的电压。

应理解，在具体实现过程中，该电磁驱动式摆片装置中还可以包括：放大单元、放大移相单元等，如图5所示，该检测线圈检测到的感生电源经过放大相移后，输入到自动增益控制单元，同时驱动线圈的取样电压经过放大处理后也送到自动增益控制单元，这样通过自动增益控制单元在接收的驱动电压的控制下，输出与检测线圈的电压频率抑制的输出电压，该输出的稳定电压信号经过功率放大单元进行功率放大后，重新施加在驱动线圈的两端，能够使整个电磁驱动式摆片装置的电路维持在一个自激振荡状态，也就是摆片能够在该摆片的谐振频率下震荡摆动。

因此，本发明实施例的电磁驱动式摆片装置，能够使得摆片维持在谐振频率下摆动，从而能够谐振产生最大的振幅。

可选地，作为本发明一个实施例，上述电磁式驱动摆片装，还包括：功率放大单元、运算放大器和电桥，如图6所示，其中，电桥包括具有上述驱动线圈的第一桥臂、具有第一电阻的第二桥臂、具有第三电阻第三桥臂和具有第四电阻的第四桥臂，其中，第一桥臂的第一端与第二桥臂的第一端相连，第三桥臂的第二端与第四桥臂的第一端相连，功率放大单元的第一输出端分别与第一桥臂的第一端和三桥臂的第一端相连，功率放大器的第二输出端分别与第二桥臂的第二端和第四桥臂的第二端相连，运算放大器的两个输入端分别与第一桥臂的第二端、第三桥臂的第二端相连，运算放大器的输出端与功率放大单元的输入端相连；运算放大器用于将第一桥臂的第二端电势和第三桥臂的第二端电势进行减法运算，并将结果输出至功率放大单元；功率放大单元用于将运算放大器输出的电压进行功率放大，得到新的驱动信号，并将新的驱动信号施加在所述驱动线圈两端。

具体地，功率放大单元对电桥施加电压后，在摆片不摆动时，第一桥臂的第二端电势和第三桥臂的第二端电势之间的电势差为一定值，但当摆片进行摆动时，将会产生感生电压，使得两个输出端的电压之差发生改变，当确定驱动线圈内阻、第一电阻、第二电阻和第三电阻的阻值关系时，运算放大器会将该变化后的电压值拾取，也就是摆片摆动产生的感生电压能够被运算放大器拾取，从而能够获得摆片的谐振频率，该电压经过放大和移相之后输入至功率放大单元，得到新的驱动信号，该功率放大单元能够将新的驱动信号施加在驱动线圈的两端。其中，功率放大单元可以为h桥电路，本发明不限于此。

优选地，作为本发明一个实施例，驱动线圈内阻与第一电阻的比值为第一比值，第二电阻与第三电阻的比值为第二比值，第一比值和第二比值相等。

线圈内阻与第一电阻的比值与第二电阻与第三电阻的比值相等具体是指，例如线圈内阻为r，第一电阻的阻值为r1，第二电阻的组织为r2，第三电阻的阻值为r3，那么它们之间满足如下关系：

在这种情况下，功率放大单元对电桥施加电压后，在摆片不摆动时，第一桥臂的第二端电势和第三桥臂的第二端电势之间的电势差为一定值，但当摆片进行摆动时，将会产生感生电压，使得电桥两个输出端的电压之差不为零，运算放大器会将该电压拾取，此时运算放大器获取的电压频率与摆片的谐振频率一致，该电压经过放大和移相之后输入至功率放大单元。

因此，本发明实施例的电磁驱动式摆片装置，能够使得摆片维持在谐振频率下摆动，从而能够谐振产生最大的振幅。

因此，本发明实施例的方法通过调整驱动线圈的驱动频率与摆片的当前谐振频率一致，使得摆片能够始终处于谐振状态，能够使摆片在制造精度偏差、积尘、力学性能变化情况下都可以使摆片处于谐振工作状态，因此，能够使得电路的功耗最小，摆片摆动时产生的风量最大。

图7是本发明一个实施例调整电磁驱动式摆片的方法的示意性流程图，该方法的执行主体可以为一种电磁驱动摆片的工作装置，该工作装置中的电磁式驱动摆片包括驱动线圈和摆片。如图7所示，该方法700包括：

步骤710，向驱动线圈发送驱动信号，以便利用所述驱动信号驱动摆片摆动。

步骤720，在驱动线圈的驱动信号的驱动频率与摆片的谐振频率不同时，向驱动线圈发送新的驱动信号，其中新的驱动信号的驱动频率为谐振频率，以便驱动线圈驱动摆片摆动。

可选地，作为本发明一个实施例，上述方法还包括：检测摆片的谐振频率。

可选地，作为本发明一个实施例，上述检测摆片的谐振频率，包括：在第一时长内，分别使用多种驱动频率驱动上述驱动线圈，其中，该多种驱动频率位于第一频率区间；分别获取多种驱动频率停止驱动该驱动线圈时刻开始的第二时长内，摆片产生的感生电压；将多种驱动频率产生的感生电压中幅值最大并且衰减最慢的感生电压对应的驱动频率，确定为摆片的谐振频率。

其中，第一时长为预先设置的一段时间，例如可以设置在0.1秒到1秒之间。第一时长的确定准则是能在固有频率点几乎完全推动摆片以接近(90％)的摆幅摆动，因此，第一时长越长对找准谐振频率越有利。

优选地，在具体实现中，摆片的谐振频率可能在一个频率区间内发生变化，只需要在该特定频率区间内改变驱动频率，就能够得到摆片的谐振频率，我们将该特定的频率区间称为第一频率区间，第一频率区间为根据设计制造的情况估计出的最大可能频率区间，一般谐振频率不会超出这个范围，比如摆片设计的固有谐振频率是60hz，则第一频率区间可以设为55hz到65hz。刚制造好的摆片超过这一频率的可能性极小，因此，只需要在55-65hz范围内改变驱动频率，就能够得到摆片的谐振频率，应理解，上述数字举例仅仅是示例性的，本发明不限于此。

可选地，作为本发明一个实施例，上述检测摆片的谐振频率，包括：分别使用多种驱动频率驱动摆片，其中，该多种驱动频率位于第二频率区间；分别获取上述多种驱动频率驱动摆片时所需的多种驱动电流；确定上述多种驱动电流中电流值最小的驱动电流对应的驱动频率为摆片的谐振频率。

由于在驱动线圈激励摆片进行摆动时，如果驱动频率与摆片的谐振频率一致时，则该驱动频率下的工作电流则是最小值。因此，采用多种不同的驱动频率驱动上述驱动线圈，探测在不同的驱动频率下，摆片摆动时的工作电流，能够获得多种不同的工作电流值，通过比较这多种不同的工作电流值，将其中工作电流值最小时对应的驱动频率确定为摆片的谐振频率或固有频率。

优选地，在具体实现中，摆片的谐振频率可能在一个频率区间内发生变化，只需要在该特定频率区间内改变驱动频率，就能够得到摆片的谐振频率，我们将该特定的频率区间称为第二频率区间，第二频率区间为根据设计制造的情况估计出的最大可能频率区间，一般谐振频率不会超出这个范围，比如摆片设计的固有谐振频率是60hz，则第二频率区间可以设为55hz到65hz。刚制造好的摆片超过这一频率的可能性极小，因此，只需要在55-65hz范围内改变驱动频率，就能够得到摆片的谐振频率，应理解，上述数字举例仅仅是示例性的，本发明不限于此。

可选地，作为本发明一个实施例，上述检测摆片的谐振频率，包括：在第三时长内驱动摆片摆动；在停止驱动摆片时刻开始的第四时长内，检测摆片产生的感生电压；确定感生电压的频率为摆片的谐振频率。

具体地，电路上电后给摆片施加一段时长的驱动，然后停止驱动，此时摆片自由摆动，检测摆片产生的感生电压的频率，该摆片产生的感生电源的频率即为摆片的谐振频率，调节工作电路的驱动频率为摆片的谐振频率，可以驱动摆片在谐振频率下工作。

应理解，第三频率区间为根据设计制造的情况估计出的最大可能频率区间，一般谐振频率不会超出这个范围，比如摆片设计的固有谐振频率是60hz，则第三频率区间可以设为55hz到65hz。刚制造好的摆片超过这一频率的可能性极小，因此，只需要在55-65hz范围内改变驱动频率，就能够得到摆片的谐振频率，应理解，上述数字举例仅仅是示例性的，本发明不限于此。

应理解，根据本发明实施例的方法700可对应于执行本发明实施例中的电磁驱动式摆片装置100中各个单元的动作，并且方法700的上述和其它操作和/或功能分别为了实现图2中的电磁驱动式摆片装置100对应的相应流程，为了简洁，在此不再赘述。

因此，本发明实施例的方法通过调整驱动线圈的驱动频率与摆片的当前谐振频率一致，使得摆片能够始终处于谐振状态，能够使摆片在制造精度偏差、积尘、力学性能变化情况下都可以使摆片处于谐振工作状态，因此，能够使得电路的功耗最小，摆片摆动时产生的风量最大。

图8是本发明一个实施例的示意性电路图。该电路为实现图1所示的电磁驱动式摆片装置的一个具体的电路图。

如图8所示，微控制单元(英文：microcontrollerunit，简写：mcu)产生驱动信号，例如该驱动信号可以为正弦脉宽调制(英文：sinusoidalpulsewidthmodulation，简写：spwm)波或脉宽调制(英文：pulsewidthmodulation，简写：pwm)波，该信号经过功率放大后施加在电磁线圈两端，在电磁线圈的驱动下，摆片进行摆动。例如，具体地，该功率放大单元可以为h桥式驱动电路，在正常工作状态下，h桥路输出差动驱动电压；当需要检测摆片产生的感生电压时，控制h桥路的输出状态为高阻态，可以防止感生电压通过功率放大后产生短路，以便于采样电路检测。经过对感生电压的电压取样、放大后，模数变换器(英文：analogtodigitalconverter，简写：adc)对采样的信号进行收集。其中，h桥驱动电路、微控制单元等构成了图1所示的电磁驱动式摆片装置中的驱动单元，电压取样单元、数模转换器等构成了图1所示的电磁驱动式摆片装置中的检测单元。应理解，为简洁期间，图中并未示出摆片。

具体地，在t1时间段，mcu产生的信号对线圈施加激励，t1时间段结束后，mcu产生的信号对线圈不再施加激励，从t1时间段结束时刻起的t2时间段内，通过adc采集到的感生电压信号的变化，判断mcu产生的电压信号频率是否与摆片的谐振频率的信号一致。具体地，当激励电压的频率与摆片的固有频率一致时，可以发现adc采集到的感生电压信号幅值很高、衰减缓慢，如图9所示；当激励电压的频率与摆片的固有频率相差较大时，adc采集到的感生电压信号幅值较小，如图10所示；当激励电压的频率与摆片的固有频率较为接近时，adc采集到的感生电压信号幅值相对较大但衰减较快，如图11所示。因此，可以通过使用不同频率的电压对线圈进行驱动，例如可以在摆片可能的谐振频率附近以1hz的步长逐点激励，以确定摆片的谐振频率，mtc可以按照谐振频率对线圈进行驱动，使得摆片产生最大的摆幅。

因此，本发明实施例的方法通过调整驱动线圈的驱动频率与摆片的当前谐振频率一致，使得摆片能够始终处于谐振状态，能够使摆片在制造精度偏差、积尘、力学性能变化情况下都可以使摆片处于谐振工作状态，因此，能够使得电路的功耗最小，摆片摆动时产生的风量最大。

图12是本发明另一实施例的示意性电路图。

如图12所示，微控制单元(英文：microcontrollerunit，简写：mcu)输出的dac驱动信号，该驱动信号经过功率运放器后，对线圈产生激励，摆片在激励电压的驱动下产生摆动，当停止驱动后，摆片产生的感生电压通过电压取样单元取样后，经过放大单元最终由adc单元采集，具体的工作流程与图7所示的实施例相同，为简洁起见，在此不再赘述。

图13是本发明再一实施例的示意性电路图，如图13所示，驱动信号经过直接数字式频率合成器(英文：directdigitalsynthesizer，简写：dds)，再经过功率放大后对线圈进行驱动。驱动线圈产生的感生电压被取样后，进行放大，再经adc模块采集，以获得摆片产生的感生电压。具体的工作流程与图7所示的实施例相同，为简洁起见，在此不再赘述。

图14和图15分别为电压取样单元的典型取样电路结构。在图14中，驱动线圈一端接地，另一端通过二极管接地，经过二极管之后的输出电压信号与电磁驱动式摆片的驱动单元相连，作为驱动单元的输入信号。

在图15中，线圈两端的电压经过运算放大器进行相关运算后输出至驱动单元。

图16是本发明一个实施例的示意性电路图。

如图16所示，mcu产生的驱动信号(例如可以为pwm信号、dac信号等)经过功率放大单元，对线圈进行驱动，从而使摆片产生摆动，此时检测摆片产生的驱动电流，经过放大单元进行放大后通过adc进行采集。其中，功率放大单元、微控制单元等构成了图1所示的电磁驱动式摆片装置中的驱动单元，电流取样单元、数模转换器等构成了图1所示的电磁驱动式摆片装置中的检测单元。应理解，为简洁期间，图中并未示出摆片。

具体地，摆片在mcu产生的多种不同频率的驱动信号下工作，采集摆片的驱动电流，在摆片工作中电流最小时对应的驱动信号的频率即为摆片的谐振频率，mcu可以继续产生谐振频率的驱动信号，持续摆片始终工作在谐振状态。

具体地，可以采取实时连续调节的方式，使得摆片能够保持在固有的工作频率下工作。在一个初始驱动频率(例如35hz)工作时，记录电流幅值，然后在初始驱动频率的基础上增加一个微小的频率增量(例如0.5hz)，对摆片进行驱动，记录此时的电流幅值，如果频率增大后的电流幅值减小，则以增大后的驱动频率为基准频率，继续增加一个微小的频率增量，记录电流幅值，重复上述步骤，直至电流幅值不变或者变大；当电流幅值变大时，可以通过减小驱动频率，直至电流幅值不变或者增大。如此往复，可以把驱动频率锁定在摆片的谐振频率。应理解，上述数值都是示例性的，本发明不限于此。

因此，本发明实施例的方法通过调整驱动线圈的驱动频率与摆片的当前谐振频率一致，使得摆片能够始终处于谐振状态，能够使摆片在制造精度偏差、积尘、力学性能变化情况下都可以使摆片处于谐振工作状态，因此，能够使得电路的功耗最小，摆片摆动时产生的风量最大。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。