阅读说明：本技术 一种数字可调的音圈电机驱动电路 (Digit adjustable voice coil motor drive circuit ) 是由 李坤 李军福 卢灿 仇晨光 贾丹丹 孙凯 于 2019-11-04 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种数字可调的音圈电机驱动电路,包括数字隔离电路、DA转换电路、放大电路、反馈补偿控制电路和输出驱动电路；数字隔离电路将数字控制信号隔离后送至DA转换电路,DA转换电路将数字控制信号转换为模拟电压,转换后的模拟电压经过放大电路放大处理后送至反馈补偿控制电路,控制输出驱动电路产生与数字控制信号相对应的音圈电机驱动电压。(The invention discloses a digital adjustable voice coil motor driving circuit, which comprises a digital isolation circuit, a DA conversion circuit, an amplifying circuit, a feedback compensation control circuit and an output driving circuit, wherein the digital isolation circuit is connected with the DA conversion circuit; the digital isolation circuit isolates the digital control signal and then transmits the digital control signal to the DA conversion circuit, the DA conversion circuit converts the digital control signal into analog voltage, the converted analog voltage is amplified by the amplifying circuit and then transmitted to the feedback compensation control circuit, and the output driving circuit is controlled to generate voice coil motor driving voltage corresponding to the digital control signal.)

一种数字可调的音圈电机驱动电路

技术领域

本发明涉及一种音圈电机驱动电路，属于电路技术领域。

背景技术

音圈电机常见的驱动方式主要有线性驱动和PWM（脉冲宽度调制）驱动两种。线性驱动方式是直接通过线性功率放大器驱动，其优点是控制简单、输出电压稳定，不足之处是功耗大、效率低，效率通常在30%左右。不利于实现输入数字量控制。PWM驱动方式的优点是功耗小、效率高，缺点是PWM驱动方式产生的推力存在抖动现象。尤其是输入的PWM信号占空比较小时，该抖动无法使音圈电机获得理想的动态性能。同时PWM驱动方式存在较大的谐波干扰。

现有技术中的改进方案中仍然存在不同程度的缺点，中国专利：一种音圈电机驱动电路，2017214604580，其缺点是音圈电机驱动端、控制端无隔离，难以实现音圈电机驱动的数字化控制。中国专利：新型音圈电机驱动器，2016214425463，其缺点是音圈电机驱动端、控制端无隔离；驱动器复杂，驱动音圈电机的动态性能较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种数字可调的音圈电机驱动电路。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种数字可调的音圈电机驱动电路，包括数字隔离电路、DA转换电路、放大电路、反馈补偿控制电路和输出驱动电路；

数字隔离电路将数字控制信号隔离后送至DA转换电路，DA转换电路将数字控制信号转换为模拟电压，转换后的模拟电压经过放大电路放大处理后送至反馈补偿控制电路，控制输出驱动电路产生与数字控制信号相对应的音圈电机驱动电压。

进一步地，放大电路采用第一运算放大器。

进一步地，DA转换电路输出的模拟电压V1进入第一运算放大器的正相输入端，第一运算放大器的负相输入端经第十电阻接地；第一运算放大器的输出端经第十一电阻反馈至第一运算放大器负相输入端。

进一步地，第一运算放大器的输出端输出电压V2 =V1×(1+R11/R10)，

放大倍数A为：

A=V2/V1=1+R11/R10

式中， R10为第十电阻的阻值，R11为第十一电阻的阻值。

进一步地，反馈补偿控制电路采用第二运算放大器、基准源和电阻；

第一运算放大器输出电压V2通过第七电阻连接第二运算放大器负相输入端，同时，基准源输出电压V3通过第六电阻R6、输出驱动电路输出的音圈电机驱动电压VOUT通过第三电阻R3连接第二运算放大器正相输入端；第二运算放大器输出端经第九电阻反馈连接至第二运算放大器负相输入端。

进一步地，第二运算放大器输出电压为：

Vf’=R9×(V3/R6+VOUT/R3-V2/R7) （3）

式中，R9、R6、R3、R7分别为第九电阻、第六电阻、第三电阻、第七电阻的阻值；

选取R9=R6=R3=R7，则第二运算放大器输出电压为：

Vf’=V3+VOUT-V2 　 （4）

对公式（4）进行变换，得：

VOUT＝Vf’+V2-V3 　 （5）

取基准源输出电压V3与第二运算放大器输出电压相等；

音圈电机驱动电压可通过数字控制D/A转换电路调整，且VOUT＝A×V1。

本发明所达到的有益效果：

该发明实现了音圈电机驱动电路与控制电路的隔离；音圈电机驱动电压可由控制电路通过改变D/A转换电路电压来进行数字化调整控制。具有控制与驱动隔离，工作稳定、可靠，易于实现数字化控制等优点。

附图说明

图1是本实施例的原理图；

图2是数字隔离电路图；

图3是本实施例的电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

本实施例的隔离型数字可调音圈电机驱动电路，电路原理框图如图1所示。该电路由数字隔离电路、DA转换电路、放大电路、反馈补偿控制电路、输出驱动电路等单元组成。数字隔离电路将数字控制信号隔离后送至DA转换电路，DA转换电路将数字控制信号转换为模拟电压，转换后的模拟电压经过放大电路放大处理后送至反馈补偿控制电路，控制输出驱动电路产生与数字控制信号相对应的音圈电机驱动电压。

电路原理图如图2和图3所示。数字隔离电路主要包括隔离芯片N2、N3。DA转换电路采用DA芯片N1。放大电路采用运算放大器N2A。反馈补偿控制电路采用运算放大器N2B、基准源和电阻。输出驱动电路采用电源芯片U1。

数字控制信号：使能信号IO_CS、时钟信号IO_SCLK和数据信号IO_Din，经过隔离芯片N2、N3送至DA芯片N1的5脚使能端SYNC、6脚时钟端SCLK和7脚数据输入端Din。D/A芯片N1输出模拟电压V1由4脚输出端Vout输出，电压输出范围为0～5V。输出模拟电压V1进入运算放大器N2A的正相输入端，运算放大器N2A的输出端经电阻R11反馈至其负相输入端，运算放大器N2A的负相输入端经电阻R10接地；通过电阻R10和R11构成同相比例放大电路，放大后的输出电压V2计算公式如下：

V2=V1×(1+R11/R10) （1）

放大倍数A为：

A=V2/V1=1+R11/R10 （2）

运算放大器N2A输出电压V2通过电阻R7进入运算放大器N2B负相输入端，同时，基准源VD1输出电压V3通过电阻R6、电源芯片U1输出电压VOUT（也就是音圈电机驱动电压）通过电阻R3进入运算放大器N2B正相输入端。三路输入通过运算放大器构成加减运算电路，其中反馈电阻为R9。因此运算放大器N2B输出电压计算公式为：

Vf’=R9×(V3/R6+VOUT/R3-V2/R7) （3）

选取R9=R6=R3=R7，则运算放大器N2B输出电压为：

Vf’=V3+VOUT-V2 　 （4）

对公式（4）进行变换，得出输出电压计算公式：

VOUT＝Vf’+V2-V3 　 （5）

设计时选取基准源VD1的输出电压V3与电源芯片U1反馈端电压Vf尽量相等，即V3≈Vf，且Vf＝Vf’。带入公式（5）中计算得出VOUT≈V2。因此可以得出，本电路输出电压值由数字控制D/A芯片决定，且有VOUT≈A×V1。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。