声波马达的控制方法与声波马达的驱动电路技术

本发明专利技术提供了一种声波马达的控制方法与声波马达的驱动电路，其中声波马达的控制方法包括：检测声波马达的运行状态；根据声波马达的运行状态匹配得到对应的PWM信号的信号参数；按照信号参数生成正向PWM信号以及负向PWM信号；生成供向声波马达的正向能量信号和负向能量信号，在声波马达的电磁线圈内形成近似正弦波的驱动信号，从而使得声波马达的运行曲线近似于正弦波，运行曲线为声波马达摆动部件或伸缩部件偏离于其中心位置的距离随时间变化的曲线。本发明专利技术使得声波马达运行平顺，大大减小了噪声。小了噪声。小了噪声。

【技术实现步骤摘要】
声波马达的控制方法与声波马达的驱动电路


[0001]本专利技术涉及声波马达技术，特别是涉及声波马达的控制方法与声波马达的驱动电路。

技术介绍

[0002]声波马达是电动牙刷中的核心部件，依靠高频率的声波动力驱动，产生大量微气泡聚集于牙刷刷毛顶端，细微的真空气泡迅速塌陷，产生能量冲刷牙间隙，从而清洁牙齿缝隙污渍和牙菌斑。声波马达包括旋转摆动式马达、往复摆动式马达、伸缩式马达。
[0003]现有的声波马达驱动方法使用反向电磁作用力直接对马达运动的刹车，并在马达速度为0后，再对马达进行电磁作用力方向的加速，而整个过程中在换向的瞬间会产生马达的复杂冲击振动形成多种频率的噪声。

技术实现思路

[0004]本专利技术的一个目的是要提供一种使得声波马达运动更加平顺的声波马达的控制方法与声波马达的驱动电路。
[0005]本专利技术一个进一步的目的是要大幅度降低声波马达的工作噪声。
[0006]特别地，本专利技术提供了一种声波马达的控制方法，其包括：
[0007]检测声波马达的运行状态；
[0008]根据声波马达的运行状态匹配得到对应的PWM信号的信号参数；
[0009]按照信号参数生成正向PWM信号以及负向PWM信号；
[0010]由正向PWM信号生成供向声波马达的正极输入端的正向能量信号，并由负向PWM信号生成供向声波马达的负极输入端的负向能量信号，正向能量信号和负向能量信号在声波马达的电磁线圈内形成近似正弦波的驱动信号，从而使得声波马达的运行曲线近似于正弦波，运行曲线为声波马达摆动部件或伸缩部件偏离于其中心位置的距离随时间变化的曲线。
[0011]可选地，正向PWM信号以及负向PWM信号交错形成，并且每段正向PWM信号由多段按照时序排列的正向PWM单元构成，每段负向PWM信号由多段按照时序排列的负向PWM单元构成，信号参数包括每个正向PWM单元以及每个负向PWM单元的时长以及占空比，并且每段正向PWM信号内多个正向PWM单元的占空比随时间变化形成的变化曲线轮廓近似于半个周期正弦波形，并且每段负向PWM信号内多个负向PWM单元的占空比随时间变化形成的变化曲线轮廓近似于半个周期的正弦波形，从而使得每段所述正向PWM信号与所述负向PWM信号的占空比随时间变化形成的变化曲线轮廓拼接形成一个近似于完整周期的正弦波形。
[0012]可选地，每个正向PWM单元以及每个负向PWM单元的时长设置为相同；或者
[0013]每个正向PWM单元以及每个负向PWM单元的时长设置为随占空比变化值增大而增大，其中占空比变化值为每个正向PWM单元的占空比与之前相邻的正向PWM单元的占空比的变化值或者每个负向PWM单元的占空比与之前相邻的负向PWM单元的占空比的变化值。
[0014]可选地，声波马达的电磁线圈内驱动信号近似的正弦波形与声波马达的运行曲线近似的正弦波形的频率相同，且相位差为设定值。
[0015]可选地，驱动信号配置成在声波马达摆动部件或伸缩部件正向运动达到正向极限位置前将正向能量信号变为负向能量信号；并在声波马达摆动部件或伸缩部件反向运动达到反向极限位置前将负向能量信号变为正向能量信号，从而提前进行减速，由摆动部件或伸缩部件依靠惯性继续运动。
[0016]可选地，运行状态包括声波马达的运行噪声；
[0017]根据声波马达的运行状态匹配得到对应的PWM信号的信号参数的步骤包括：确定运行噪声的声音频谱，并根据声音频谱的主频频率从预先存储的频率与参数的对应关系中查询出所需的PWM信号的信号参数。
[0018]可选地，检测声波马达的运行状态的步骤包括：
[0019]生成初始PWM信号，以向声波马达输入与初始PWM信号对应的能量信号；
[0020]检测声波马达在初始PWM信号对应的能量信号的驱动下的运行噪声。
[0021]可选地，正向PWM信号和负向PWM信号，采用相同的调制频率，调制频率大于20kHz。
[0022]根据本专利技术的另一个方面还提供了一种声波马达的驱动电路，其包括：
[0023]控制器，其包括存储器、处理器、PWM输出接口，其中存储器存储有机器可执行程序，机器可执行程序被处理器执行时实现上述任一种声波马达的控制方法，利用PWM输出接口输出正向PWM信号以及负向PWM信号；
[0024]马达驱动器，其输入与PWM输出接口的输出相连，其输出与声波马达的引脚相连，并用于根据正向PWM信号生成供向声波马达的正极输入端的正向能量信号，并根据负向PWM信号生成供向声波马达的负极输入端的负向能量信号。
[0025]可选地，上述声波马达的驱动电路还包括：积分电路，设置于PWM输出接口与马达驱动器之间，并用于对负向PWM信号以及负向PWM信号分别进行积分。
[0026]本专利技术的声波马达的控制方法与声波马达的驱动电路，根据的运行状态匹配得到PWM信号的信号参数，生成与信号参数对应的正向PWM信号以及负向PWM信号，以向声波马达输入端提供近似正弦波的驱动信号，声波马达在驱动信号的驱动下运行，使得声波马达的运行曲线近似于正弦波，驱动信号与声波马达的运行状态匹配，使得声波马达运行更加平顺，消除了复杂冲击振动。
[0027]进一步地，本专利技术的方案，声波马达在空载和带载等不同工况下均能获得很好的声音效果以及运转平顺性，提高了不同工况下的使用体验。
[0028]进一步地，本专利技术的方案，声波马达的电磁线圈内驱动信号近似的正弦波形与声波马达的运行曲线近似的正弦波形的频率相同，且具有一定的相位差，从而让声波马达运行产生的声音频率单一纯净，大幅度降低了声波马达的工作噪声。
[0029]根据下文结合附图对本专利技术具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本专利技术的上述以及其他目的、优点和特征。
附图说明
[0030]后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本专利技术的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些
附图未必是按比例绘制的。附图中：
[0031]图1是根据现有技术的一种声波马达的摆动驱动信号的示意图；
[0032]图2是根据本专利技术一个实施例的声波马达的驱动电路的示意图；
[0033]图3是根据本专利技术一个实施例的声波马达的控制方法的示意图；
[0034]图4是一个声波马达的运行声波频谱特征图；
[0035]图5是一个声波马达理想的运行曲线的示意图；
[0036]图6是根据本专利技术一个实施例的声波马达的控制方法中正向PWM信号、正向能量信号、以及负向PWM信号的波形示意图；
[0037]图7是图6中波形的局部放大图；
[0038]图8是根据本专利技术一个实施例的声波马达的控制方法中正向PWM信号的占空比随时间变化形成的变化曲线示意图；
[0039]图9是根据本专利技术一个实施例的声波马达的控制方法的注入能量曲线与声波马达的运行曲线的叠加示意图；
[0040]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种声波马达的控制方法，包括：检测所述声波马达的运行状态；根据所述声波马达的运行状态匹配得到对应的PWM信号的信号参数；按照所述信号参数生成正向PWM信号以及负向PWM信号；由所述正向PWM信号生成供向所述声波马达的正极输入端的正向能量信号，并由所述负向PWM信号生成供向所述声波马达的负极输入端的负向能量信号，所述正向能量信号和所述负向能量信号在所述声波马达的电磁线圈内形成近似正弦波的驱动信号，从而使得所述声波马达的运行曲线近似于正弦波，所述运行曲线为所述声波马达摆动部件或伸缩部件偏离于其中心位置的距离随时间变化的曲线。2.根据权利要求1所述的声波马达的控制方法，其中所述正向PWM信号以及所述负向PWM信号交错形成，并且每段所述正向PWM信号由多段按照时序排列的正向PWM单元构成，每段所述负向PWM信号由多段按照时序排列的负向PWM单元构成，所述信号参数包括每个所述正向PWM单元以及每个所述负向PWM单元的时长以及占空比，并且每段所述正向PWM信号内多个所述正向PWM单元的占空比随时间变化形成的变化曲线轮廓近似于半个周期正弦波形，并且每段所述负向PWM信号内多个所述负向PWM单元的占空比随时间变化形成的变化曲线轮廓近似于半个周期的正弦波形，从而使得每段所述正向PWM信号与所述负向PWM信号的占空比随时间变化形成的变化曲线轮廓拼接形成一个近似于完整周期的正弦波形。3.根据权利要求2所述的声波马达的控制方法，其中每个所述正向PWM单元以及每个所述负向PWM单元的时长设置为相同；或者每个所述正向PWM单元以及每个所述负向PWM单元的时长设置为随占空比变化值增大而增大，其中所述占空比变化值为每个所述正向PWM单元的占空比与之前相邻的正向PWM单元的占空比的变化值或者每个所述负向PWM单元的占空比与之前相邻的负向PWM单元的占空比的变化值。4.根据权利要求1所述的声波马达的控制方法，其中所述声波马达的电磁线圈内驱动信号近似的正弦波形与所述声波马达的运行曲线近似的正弦波形的频率相同，...

【专利技术属性】
技术研发人员：管恩平，
申请(专利权)人：广州超静智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：