低噪音声波电动牙刷及其声波电机驱动电路、驱动方法
阅读说明：本技术 低噪音声波电动牙刷及其声波电机驱动电路、驱动方法 (Low-noise sound wave electric toothbrush and sound wave motor driving circuit and driving method thereof ) 是由 蔡爱琴 蒋婷觅 郭凡美 于 2020-12-28 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种低噪音声波电动牙刷及其声波电机驱动电路、驱动方法,其中,驱动电路包括：控制单片机,用于生成控制信号,所述控制信号包括具有预定占空比的单相直流脉冲信号；与控制单片机相连接的滤波电路,滤波电路用于将所述控制信号整滤成滤除高频信号的交流控制波；以及,与滤波电路相连接的功率放大电路,声波电机与所述功率放大电路相连接,并受控于所述交流信号工作。由于通过滤波电路滤除了控制信号中的高频信号,使得声波电机运行时声音更加低沉舒适,提高电动牙刷使用体验,且连接时只需要一个控制单片机的IO接口即可发出控制信号,节约了控制单片机的IO接口资源,且电路结构简单,成本与现有H桥相当,易于实现。(The invention relates to a low-noise sound wave electric toothbrush, a sound wave motor driving circuit and a driving method thereof, wherein the driving circuit comprises: the control single chip microcomputer is used for generating a control signal, and the control signal comprises a single-phase direct-current pulse signal with a preset duty ratio; the filter circuit is connected with the control singlechip and is used for integrally filtering the control signal into an alternating current control wave for filtering a high-frequency signal; and the sound wave motor is connected with the power amplification circuit and is controlled by the alternating current signal to work. Because high-frequency signals in the control signals are filtered through the filter circuit, sound is more sunken and comfortable when the sound wave motor operates, the use experience of the electric toothbrush is improved, the control signals can be sent out through the IO interface of only one control single chip microcomputer when the sound wave motor is connected, the IO interface resources of the control single chip microcomputer are saved, the circuit structure is simple, the cost is equivalent to that of the existing H bridge, and the realization is easy.)
技术领域
本发明涉及电动牙刷技术领域，特别涉及一种低噪音声波电动牙刷及其声波电机驱动电路、驱动方法。
背景技术
随着人们对生活品质需求的进一步提高，在日常生活中，自动清洁护理装置的应用越来越广泛，电动牙刷由于能更有效的清洁口腔，更彻底清除牙菌斑，减少牙龈炎、牙周病和牙龈出血等口腔疾病，而被广泛的接纳。目前声波牙刷是比较常用的一种电动牙刷，声波牙刷是指刷毛/刷头的振动频率与声波频率一致或者相近，因此也称声波振动牙刷。
声波电动牙刷采用声波电机进行驱动，由于声波电机属于交流电机，因此需要用交流电进行驱动。受成本的限制，目前通常采用H桥发出未经滤波的方波驱动声波电机工作，由于方波存在高频信号，高频信号输入声波电机时会发出尖锐刺耳的声音，使得电动牙刷工作时噪声较大，影响用户体验。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种低噪音声波电动牙刷及其声波电机驱动电路、驱动方法，具有降低噪声的优点。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
一种声波电机驱动电路，包括：
控制单片机，用于生成控制信号，所述控制信号包括具有预定占空比的单相直流脉冲信号；
与所述控制单片机相连接的滤波电路，所述滤波电路用于将所述控制信号整滤成滤除高频信号的交流控制波；以及，
与所述滤波电路相连接的功率放大电路，声波电机与所述功率放大电路相连接，并受控于所述交流信号工作。
实现上述技术方案，由控制单片机生成一具有预定占空比的单相直流脉冲信号进行声波电机的控制，由滤波电路对该控制信号进行滤波处理，将控制信号中的高频信号滤除，得到交流控制波，在通过功率放大电路进行放大处理后对声波电机进行驱动；由于通过滤波电路滤除了控制信号中的高频信号，使得声波电机运行时声音更加低沉舒适，提高电动牙刷使用体验，且连接时只需要一个控制单片机的IO接口即可发出控制信号，节约了控制单片机的IO接口资源，且电路结构简单，成本与现有H桥相当，易于实现。
作为本发明的一种优选方案，所述滤波电路包括：
低通滤波模块，用于滤除所述控制信号中包含的高频信号以得到第一控制波；
高通滤波模块，用于滤除所述第一控制波中包含的直流信号以得到所述交流控制波。
实现上述技术方案，通过低通滤波模块和高通滤波模块分别滤除控制信号的高频部分和直流部分，从而得到上下对称的交流信号。
作为本发明的一种优选方案，所述低通滤波模块和所述高通滤波模块均采用RC滤波电路。
作为本发明的一种优选方案，所述低通滤波模块包括：第一电阻、第二电阻、第一电容和第二电容，所述第一电子的第一端与所述控制单片机相连接，所述第一电阻的第二端与所述第二电阻的第一端相连接，所述第一电容的第一端与所述第一电阻的第二端相连，所述第一电容的第二端接地，所述第二电阻的第二端与所述第二电容的第一端相连接，所述第二电容的第二端与所述第一电容的第二端相连接。
作为本发明的一种优选方案，所述高通滤波模块包括：第三电容和第三电阻，所述第三电容的第一端连接于所述第二电容的第一端，所述第三电容的第二端连接于所述第三电阻的第一端，所述第三电阻的第二端连接于所述第二电容的第二端。
作为本发明的一种优选方案，所述功率放大电路采用D类功率放大器。
本发明还提供一种声波电机驱动方法，所述方法基于如上述任一技术方案所述的驱动电路，包括：
控制单片机生成一控制信号，所述控制信号包括具有预定占空比的单相直流脉冲信号；
滤波电路将所述控制信号整滤成滤除高频信号的交流控制波；
功率放大电路对所述交流控制波进行放大处理后控制声波电机工作。
实现上述技术方案，由控制单片机生成一具有预定占空比的单相直流脉冲信号进行声波电机的控制，由滤波电路对该控制信号进行滤波处理，将控制信号中的高频信号滤除，得到交流控制波，在通过功率放大电路进行放大处理后对声波电机进行驱动；由于通过滤波电路滤除了控制信号中的高频信号，使得声波电机运行时声音更加低沉舒适，提高电动牙刷使用体验。
作为本发明的一种优选方案，所述滤波电路将所述控制信号整滤成滤除高频信号的交流控制波具体包括：
通过所述低通滤波模块滤除所述控制信号中包含的高频信号以得到第一控制波；以及，
通过所述高通滤波模块滤除所述第一控制波中包含的直流信号以得到所述交流控制波。
实现上述技术方案，通过低通滤波模块和高通滤波模块分别滤除控制信号的高频部分和直流部分，从而得到上下对称的交流信号。
作为本发明的一种优选方案，所述方法还包括：
通过所述控制单片机调整所述控制信号的占空比以调整声波电机的驱动电压。
实现上述技术方案，从而满足声波电机对驱动电压的需求。
本发明还提供一种低噪音声波电动牙刷，包括如上述任一技术方案所述的声波电机驱动电路。
综上所述，本发明具有如下有益效果：
本发明实施例通过提供一种低噪音声波电动牙刷及其声波电机驱动电路、驱动方法，其中，驱动电路包括：控制单片机，用于生成控制信号，所述控制信号包括具有预定占空比的单相直流脉冲信号；与所述控制单片机相连接的滤波电路，所述滤波电路用于将所述控制信号整滤成滤除高频信号的交流控制波；以及，与所述滤波电路相连接的功率放大电路，声波电机与所述功率放大电路相连接，并受控于所述交流信号工作。由控制单片机生成一具有预定占空比的单相直流脉冲信号进行声波电机的控制，由滤波电路对该控制信号进行滤波处理，将控制信号中的高频信号滤除，得到交流控制波，在通过功率放大电路进行放大处理后对声波电机进行驱动；由于通过滤波电路滤除了控制信号中的高频信号，使得声波电机运行时声音更加低沉舒适，提高电动牙刷使用体验，且连接时只需要一个控制单片机的IO接口即可发出控制信号，节约了控制单片机的IO接口资源，且电路结构简单，成本与现有H桥相当，易于实现。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中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为本发明实施例一的控制框图。
图2为本发明实施例一种的滤波电路的电路原理图。
图3为本发明实施例二的方法流程图。
图中数字和字母所表示的相应部件名称：
1、控制单片机；2、滤波电路；21、低通滤波模块；R1、第一电阻；R2、第二电阻；C1、第一电容；C2、第二电容；22、高通滤波模块；C3、第三电容；R3、第三电阻；3、功率放大电路。
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
一种声波电机驱动电路，如图1和图2所示，包括：控制单片机1，用于生成控制信号，控制信号包括具有预定占空比的单相直流脉冲信号；与控制单片机1相连接的滤波电路2，滤波电路2用于将控制信号整滤成滤除高频信号的交流控制波；以及，与滤波电路2相连接的功率放大电路3，声波电机与功率放大电路3相连接，并受控于交流信号工作。
具体的，滤波电路2包括：低通滤波模块21，用于滤除控制信号中包含的高频信号以得到第一控制波；高通滤波模块22，用于滤除第一控制波中包含的直流信号以得到交流控制波；低通滤波模块21和高通滤波模块22均采用RC滤波电路2，通过低通滤波模块21和高通滤波模块22分别滤除控制信号的高频部分和直流部分，从而得到上下对称的交流信号，且结构简单，成本低。
低通滤波模块21包括：第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1和第二电容C2，第一电子的第一端与控制单片机1相连接，第一电阻R1的第二端与第二电阻R2的第一端相连接，第一电容C1的第一端与第一电阻R1的第二端相连，第一电容C1的第二端接地，第二电阻R2的第二端与第二电容C2的第一端相连接，第二电容C2的第二端与第一电容C1的第二端相连接。
高通滤波模块22包括：第三电容C3和第三电阻R3，第三电容C3的第一端连接于第二电容C2的第一端，第三电容C3的第二端连接于第三电阻R3的第一端，第三电阻R3的第二端连接于第二电容C2的第二端。
功率放大电路3采用D类功率放大器，功率放大电路3与高通滤波模块22的输出端相连接，且功率放大电路3的输出端与声波电机相连接，实现对控制信号的放大处理。
由控制单片机1生成一具有预定占空比的单相直流脉冲信号进行声波电机的控制，由滤波电路2对该控制信号进行滤波处理，将控制信号中的高频信号滤除，得到交流控制波，在通过功率放大电路3进行放大处理后对声波电机进行驱动；由于通过滤波电路2滤除了控制信号中的高频信号，使得声波电机运行时声音更加低沉舒适，提高电动牙刷使用体验，且连接时只需要一个控制单片机1的IO接口即可发出控制信号，节约了控制单片机1的IO接口资源，且电路结构简单，成本与现有H桥相当，易于实现；且通过本实施例的驱动电路使得处理后交流控制波波形圆滑，调整信号强弱更加方便，波形只有电压高低变化，而形状不会发生变化，而现有的H桥的弱信号更加尖锐噪声更大。
实施例二
一种声波电机驱动方法，所述方法基于实施例一所述的驱动电路，如图3所示，包括：
S100，控制单片机1生成一控制信号，控制信号包括具有预定占空比的单相直流脉冲信号，同时，可通过控制单片机1调整控制信号的占空比以调整声波电机的驱动电压，从而满足声波电机对驱动电压的需求。
S200，滤波电路2将控制信号整滤成滤除高频信号的交流控制波。
S200具体包括：
S210，通过低通滤波模块21滤除控制信号中包含的高频信号以得到第一控制波；以及，
S220，通过高通滤波模块22滤除第一控制波中包含的直流信号以得到交流控制波。
通过低通滤波模块21和高通滤波模块22分别滤除控制信号的高频部分和直流部分，从而得到上下对称的交流信号。
S300，功率放大电路3对交流控制波进行放大处理后控制声波电机工作。
由控制单片机1生成一具有预定占空比的单相直流脉冲信号进行声波电机的控制，由滤波电路2对该控制信号进行滤波处理，将控制信号中的高频信号滤除，得到交流控制波，在通过功率放大电路3进行放大处理后对声波电机进行驱动；由于通过滤波电路2滤除了控制信号中的高频信号，使得声波电机运行时声音更加低沉舒适，提高电动牙刷使用体验。
实施例三
一种低噪音声波电动牙刷，包括实施例一所述的声波电机驱动电路。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
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