用于热保护和电阻估计的换能器热模型制造技术

一种用于确定换能器的直流阻抗的方法可以包括接收指示由换能器消耗的电功率的输入信号，并且通过换能器的热模型基于电功率计算直流阻抗。直流阻抗。直流阻抗。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于热保护和电阻估计的换能器热模型


[0001]本公开总体上涉及估计电磁负载(例如触觉换能器)的参数。

技术介绍

[0002]移动平台不断要求其换能器的更好的性能，诸如来自其声音系统的更大的音频、更好的声音质量以及更好的触觉性能。
[0003]对于触觉换能器和其他换能器，可能期望的是确定换能器的精确估计的电阻，用于在生成换能器驱动信号时考虑这种电阻，以便改善换能器的动态操作和控制。例如，可能期望的是向换能器驱动信号施加负阻抗，这可能降低换能器的有效品质因数，这又可能最小化换能器驱动信号已经结束后换能器中发生的振铃(ringing)。作为另一示例，当触觉换能器的直流电阻的精确估计可用时，用于触觉换能器的一些控制系统可以有效地操作。例如，滤波器或控制器可以用于调整换能器的反电动势，并且这种反电动势可以通过从触觉换能器的负载电压中减去所估计的直流电阻上的电压降来估计。
[0004]进一步，当换能器被推到其极限时，可能会被损坏。过度驱动换能器(例如扬声器/触觉)的一种常见故障模式是热损伤。例如，对于扬声器，如果音圈超过最高温度，将音圈固持在一起并将其连接到振膜上的胶水可能会熔化并造成不可修复的损坏。作为另一示例，在更高的温度下，触觉换能器中的磁体可能被消磁和/或触觉换能器的线圈可能熔断，从而导致电短路。扬声器保护算法通常用于将扬声器驱动到其最大音量，同时确保它不超过其额定限制，并且类似的保护算法可以与触觉换能器结合使用。

技术实现思路

[0005]根据本公开的教导，可以减少或消除与电磁负载的不期望的动态和热保护相关联的缺点和问题。
[0006]根据本公开的实施例，一种用于确定换能器的直流阻抗的方法可以包括接收指示由换能器消耗的电功率的输入信号，并且通过换能器的热模型基于电功率计算直流阻抗。
[0007]根据本公开的这些和其他实施例，系统可以包括换能器和控制系统，该控制系统用于监视换能器的操作并且被配置为通过接收指示由换能器消耗的电功率的输入信号、并且通过由控制系统实施的换能器的热模型基于电功率计算直流阻抗，来确定换能器的直流阻抗。
[0008]从本文中包括的附图、描述和权利要求，本公开的技术优点对于本领域普通技术人员来说是显而易见的。实施例的目的和优点将至少通过权利要求中特别指出的元件、特征和组合来实现和达到。
[0009]应当理解的是，前面的整体性描述和下面的详细描述都是示例和说明性的，并不限制本公开中阐述的权利要求。
附图说明
[0010]通过结合附图参考以下描述，可以获得对本实施例及其优点的更完整的理解，在附图中相同的附图标记表示相同的特征，并且其中：
[0011]图1示出了根据本公开的实施例的用于与换能器一起使用的示例控制系统；
[0012]图2示出了根据本公开的实施例的示例热保护和电阻估计块；
[0013]图3示出了根据本公开的在多个触觉事件中到触觉换能器的所估计的输入功率和触觉换能器的热建模串联电阻的示例波形；以及
[0014]图4示出了根据本公开的实施例的用于热保护和电阻估计的示例方法的流程图。
具体实施方式
[0015]以下描述阐述了根据本公开的示例实施例。另外的示例实施例和实施方式对于本领域普通技术人员来说将是显而易见的。进一步，本领域普通技术人员将认识到，可以应用各种等同技术来代替下面讨论的实施例，或者与下面讨论的实施例相结合，并且所有这些等同物应当被认为包含在本公开中。
[0016]各种电子设备或智能设备可以具有换能器、扬声器和声学输出换能器，例如用于将合适的电驱动信号转换成诸如声压波或机械振动的声学输出的任何换能器。例如，许多电子设备可以包括一个或多个扬声器或扩音器用于声音生成，例如用于音频内容的回放、语音通信和/或用于提供听觉通知。
[0017]这种扬声器或扩音器可以包括电磁致动器(例如音圈马达)，该电磁致动器机械耦合到柔性振膜(例如常规扬声器锥盆)，或者机械耦合到设备的表面，例如移动设备的玻璃屏幕。一些电子设备还可以包括能够生成超声波的声输出换能器，例如用于在接近检测类型的应用和/或机器对机器的通信中使用。
[0018]许多电子设备可以附加地或替代性地包括更专门的声音输出换能器(例如触觉换能器)，其被定制为用于生成振动以用于给用户的触觉控制反馈或通知。附加地或替代性地，电子设备可以具有连接器(例如插座)用于与附件装置的相对应的连接器形成可移除的配合连接，并且可以被设置为向连接器提供驱动信号，以便在连接时驱动附件装置的以上提及的类型中的一种或多种的换能器。这样的电子设备因此将包括驱动电路系统，用于利用合适的驱动信号驱动主机设备或所连接的附件的换能器。对于声学或触觉换能器，驱动信号通常将是模拟时变电压信号，例如时变波形。
[0019]图1示出了根据本公开的实施例的用于与换能器101一起使用的示例控制系统100。在一些实施例中，系统100可以集成到包括系统100和触觉换能器101的主机设备中。这种设备可以包括但不限于移动设备、家用电器、车辆和/或包括人机界面的任何其他系统、设备或装置。如下文更详细描述的那样，系统100可以实施负阻抗块124以施加到原始换能器驱动信号，这可以降低换能器的有效品质因数q，这又可以最小化在原始换能器驱动信号已经结束之后发生的振铃。
[0020]因此，系统100可以最小化品质因数q的一种方式是有效地降低换能器的DC电阻Re。在一些实施例中，系统100可以理想地将有效DC电阻Re减小到触觉换能器101中出现临界阻尼的点。为了降低有效DC电阻Re，系统100可以通过负阻抗块124施加与DC电阻Re串联的负阻抗Re_neg。负阻抗Re_neg可以与串联电阻Re相加，以产生较低的有效串联电阻。如下
文更详细描述的那样，系统100可以实施负阻抗Re_neg作为触觉换能器101周围的反馈回路。
[0021]例如，在通过触觉换能器101施加波形信号x(t)而产生的电流I(t)和端子电压V
T
(t)的度量容易获得的情况下，则系统100可以在负阻抗块124处以将数学乘积Re x R
e_cancel x I(t)添加到原始波形信号x
′
(t)上的形式实施负反馈回路，以生成用于驱动触觉换能器101的波形信号x(t)。乘积因子R
e_cancel
可以是0和1之间的值(例如，0.97)，其设置要在负阻抗块124处消除的DC电阻Re的部分(例如，通过在乘法器116处将DC电阻Re(R
e_est
)的估计乘以乘积因子R
e_cancel
)。电阻估计R
e_est
可以是真实串联电阻Re的估计。如图1所示，热保护和电阻估计块110可以生成电阻估计R
e_est
，如下面更详细描述的那样。此外，如下文更详细描述的那样，热保护和电阻估计块110可以生成可以应用于原始波形信号x
′
(t)(例如，通过在乘法器120处将原本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于确定换能器的直流阻抗的方法，包括：接收指示由所述换能器消耗的电功率的输入信号；以及通过所述换能器的热模型，基于所述电功率计算所述直流阻抗。2.根据权利要求1所述的方法，其中计算所述直流阻抗包括：由所述换能器的热模型生成与所述换能器相关联的线圈温度；以及基于所述线圈温度计算所述直流阻抗。3.根据权利要求1所述的方法，其中计算所述直流阻抗包括直接从所述电功率计算所述直流阻抗，而不需要与所述换能器相关联的线圈温度的中间计算。4.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述直流阻抗与从所述直流阻抗的电模型导出的估计的阻抗值混合。5.根据权利要求1所述的方法，还包括基于所述线圈温度和由所述热模型生成的另一温度中的至少一个来控制递送到所述换能器的负载功率。6.根据权利要求5所述的方法，其中控制所述负载功率包括基于所述线圈温度和由所述热模型生成的另一温度中的至少一个来确定将被施加到用于驱动所述换能器的驱动信号的增益。7.根据权利要求5所述的方法，其中控制所述负载功率包括对用于驱动所述换能器的驱动信号进行削波。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述热模型利用Kalman滤波器实施。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述热模型利用无限脉冲响应滤波器实施。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述换能器是触觉换能器。11.根据权利要求1所述的方法，其中所述换能器是音频扬声器。12.根据权利要求1所述的方法，还包括：利用驱动信号驱动所述换能器；基于所述换能器的电模型估计电测量的直流阻抗；基于所述电测量的直流阻抗估计电测量的线圈温度；以及基于所述电测量的线圈温度设置所述热模型的一个或多个状态变量。13.根据权利要求12所述的方法，还包括在不存在包括触觉事件的驱动信号的情况下，以规则的间隔向所述换能器驱动导频音，以将环境温度设置为所述一个或多个状态变量中的一个状态变量。14.根据权利要求12所述的方法，还包括：停止对所述驱动信号内的触觉事件之间的所述一个或多个状态变量的更新；以及在利用所述包括触觉事件的驱动信号驱动所述换能器之前，基于自前一触觉事件以来经过的时间更新所述一个或多个状态变量。15.一种系统，包括：换能器；以及控制系统，其用于监视所述换能器的操作并被配置为通过以下确定换能器的直流阻抗：接收指示由所述换能器消耗的电功率的...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊曼纽尔，
申请(专利权)人：思睿逻辑国际半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：