[發明專利]基于N通道和P通道MOSFET的音圈電機高速驅動系統

在審

• 申請號: 201410719907.3
• 申請日: 2015-08-03
• 公開（公告）號: CN104506115A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 余達;劉金國;周懷得;趙瑩;陳佳豫;曹金;孫繼明
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: H02P31/00
• 分類號: H02P31/00
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所 22210
• 代理人: 陶尊新

1.基于N通道和P通道MOSFET的音圈電機高速驅動系統，包括控制器、組合邏輯保護電路、集成驅動器和H橋驅動電路；其特征是，所述控制器輸出四路邏輯信號Ain、Bin、Cin和Din經組合邏輯保護電路處理后形成四路驅動邏輯信號A、B、C和D，將所述四路驅動邏輯信號A、B、C和D送入集成驅動器進行功率放大，獲得四路驅動信號A_BUF、B_BUF、C_BUF和D_BUF，所述四路驅動信號A_BUF、B_BUF、C_BUF和D_BUF用于驅動H橋驅動電路，所述H橋驅動電路通過對所述四路驅動信號的高低電平和占空比進行調節，實現對音圈電機的方向和速度的控制；

所述組合邏輯保護電路輸出的四路驅動邏輯信號要求滿足以下條件：

驅動邏輯信號A和C相位相反，驅動邏輯信號B和D正脈沖寬度小于A和C的正脈沖寬度；

所述驅動邏輯信號B上升沿滯后驅動邏輯信號A的上升沿，驅動邏輯信號D的上升沿滯后驅動邏輯信號C的上升沿，且滯后的時間大于P型MOSFET從導通到截止的時間，所述驅動邏輯信號B的下降沿超前驅動邏輯信號A的下降沿，驅動邏輯信號D的下降沿超前驅動邏輯信號C的下降沿，且超前的時間大于N型MOSFET從導通到關斷的過渡時間。

2.根據權利要求1所述的基于N通道和P通道MOSFET的音圈電機高速驅動系統，其特征在于，所述四路邏輯信號Ain、Bin、Cin和Din與四路驅動邏輯信號A、B、C和D的關系為如下：式中n為大于等于1的正整數；

A＝Ain

B的正脈沖寬度為Ain和Bin相與后的正脈沖縮短2n倍非門的延時時間

。

C＝Cin

D的正脈沖寬度為Cin和Din相與后的正脈沖縮短2n倍非門的延時時間。

3.根據權利要求1所述的基于N通道和P通道MOSFET的音圈電機高速驅動系統，其特征在于，所述的H橋驅動電路，由兩組推拉結構的N通道MOSFET和P通道MOSFET以及四個續流二極管組成；H橋驅動電路的工作電壓根據電機和負載特性選取，設定不超過15V。

4.根據權利要求1所述的基于N通道和P通道MOSFET的音圈電機高速驅動系統，所述H橋驅動電路的供電電源電壓為VCC，且VCC小于等于15V；對應N型的MOSFET管，集成驅動器輸出驅動信號低電平為0V，高電平為V_thn?+1，所述V_thn為N型MOSFET的門限電壓；對應P型的MOSFET管，集成驅動器輸出驅動信號低電平為VCC-V_thp-1，高電平與H橋驅動電路的供電電源電壓相同，所述V_thp為P型MOSFET的門限電壓。

5.根據權利要求1所述的基于N通道和P通道MOSFET的音圈電機高速驅動系統，其特征在于，該驅動系統的上電順序為：外部的主控系統進行控制器、組合邏輯保護電路和集成驅動器的上電，檢測到控制器、組合邏輯保護電路和集成驅動器的工作電壓偏差均小于5％，并且控制器與主控系統通信，以及集成驅動器輸出使MOSFET處于關斷狀態的固定邏輯電平時，進行H橋驅動電路的上電。