一种高精度音圈作动器恒流驱动装置，包括：控制模块、两个采样电路模块、两个恒流源驱动模块，以及电源系统；控制模块包括MCU以及与MCU连接的FPGA；两个采样电路模块分别连接一个音圈作动器，采样电路模块通过ADC芯片连接FPGA；两个恒流源驱动模块分别连接一个音圈作动器，恒流源驱动模块包括恒流源驱动单元和恒流反馈单元，恒流源驱动单元通过DAC芯片连接FPGA，恒流反馈单元通过ADC芯片连接FPGA，MCU连接音圈作动器以获取位置信息。恒流反馈单元连接恒流源驱动单元。可以驱动两路作动器，每路之间从采集、反馈、驱动、控制环节都相互独立，既可以输出直流电流也可以输出交流电流，直流电流连续可调，可以满足航天型音圈作动器的驱动需求。的驱动需求。的驱动需求。
【技术实现步骤摘要】
高精度音圈作动器恒流驱动装置
[0001]本技术涉及音圈作动器，尤其涉及一种高精度音圈作动器恒流驱动装置。
技术介绍
[0002]音圈作动器一般用于精密或超精密定位系统中，可以通过微动平台偏转角度来补偿系统中的位置误差，并以最短时间精确定位运动到目标位置。音圈作动器是一种基于洛伦兹力原理设计的一种直线机构，具有结构简单、体积小、零磁滞、零磁槽效应、高响应、高精度、高加速、控制方便等优点，常用于光学系统领域、半导体设备领域、航空航天领域等方向。
[0003]面向航天型的音圈指向隔振机构（用于主动指向超净平台，三超平台）中的音圈作动器，需要通过高精度恒流方式驱动音圈作动器，实现该作动器的地面驱动和地面测试。而目前的现有技术中，音圈电机驱动方式主要用于扬声器、手机相机、激光聚焦等场合，这些驱动方式的驱动电流一般都偏小，属于uA或mA量级，音圈指向隔振机构最大需要3A的电流，现有驱动方式无法满足；另外目前的驱动方式大部分采用PWM控制方式，该方式存在抖动现象，尤其是在占空比比较小的时候达不到需要的动态特性要求，而且PWM驱动方式存在谐波干扰的缺陷，这些缺陷有必要进行改进。
技术实现思路
[0004]针对上述现状，本技术提供一种高精度音圈作动器恒流驱动装置，可以驱动两路作动器，每路之间从采集、反馈、驱动、控制环节都相互独立，既可以输出直流电流也可以输出交流电流，直流电流连续可调，可以满足航天型音圈作动器的驱动需求。
[0005]为了实现本技术的目的，拟采用以下方案：
[0006]一种高精度音圈作动器恒流驱动装置，包括：控制模块、两个采样电路模块、两个恒流源驱动模块，以及电源系统；
[0007]控制模块包括MCU以及与MCU连接的FPGA；
[0008]两个采样电路模块分别用于连接一个音圈作动器，采样电路模块通过ADC芯片连接FPGA；
[0009]两个恒流源驱动模块分别用于连接一个音圈作动器，恒流源驱动模块包括恒流源驱动单元和恒流反馈单元，恒流源驱动单元通过DAC芯片连接FPGA，恒流反馈单元通过ADC芯片连接FPGA，恒流反馈单元连接恒流源驱动单元；
[0010]MCU用于接收用户控制端配置的信息，生成恒流源驱动模块需要的电压信号V
in
，FPGA用于对电压信号V
in
进行处理后通过DAC芯片转换后提供给恒流源驱动单元，恒流源驱动单元用于根据DAC芯片转换后的电压信号V
in
进行恒流输出以提供给音圈作动器，恒流反馈单元用于对音圈作动器进行反馈采样以将反馈采样信息反馈给恒流源驱动单元，并将反馈采样信息通过ADC芯片转换后提供给FPGA，FPGA用于对反馈采样信息进行处理后提供给MCU，MCU连接音圈作动器，用于获取音圈作动器的位置信息，并根据位置信息和反馈信息进
行计算，并根据计算结果调整生成的电压信号V
in
；
[0011]采样电路模块用于采集音圈作动器的电压、电流、轴温、环境温度信息，并通过ADC芯片转换后反馈给FPGA，FPGA用于对转换后的采集信息进行处理，并通过MCU反馈到用户控制端进行监控；
[0012]电源系统用于为控制模块、恒流源驱动模块、采样电路模块、DAC芯片、ADC芯片提供电源。
[0013]恒流源驱动模块包括两个相同的运放电路；运放电路包括运放芯片、两个输入电阻R、两个反馈电阻R
f
、一个采样电阻R
s
，运放芯片、两个输入电阻R、两个反馈电阻R
f
构成恒流源驱动单元，采样电阻R
s
构成恒流反馈单元；
[0014]一个输入电阻R连接运放芯片的输入V
‑
，另一个输入电阻R连接运放芯片的输入V+，采样电阻R
s
一端连接在运放芯片输出端，另一端连接音圈作动器，一个反馈电阻R
f
连接在运放芯片输出端和运放芯片的输入V
‑
之间，另一个反馈电阻R
f
连接在采样电阻R
s
另一端和运放芯片的输入V+之间；
[0015]DAC芯片转换后的电压信号V
in
通过输入电阻R输入到运放芯片的输入V
‑
。
[0016]本技术的有益效果在于：
[0017]1、可以驱动两路作动器，每路之间从采集、反馈、驱动、控制环节都相互独立，既可以输出直流电流也可以输出交流电流，直流电流连续可调，可以满足航天型音圈作动器的驱动需求；
[0018]2、驱动电流大，最大电流可达3A，解决了现有技术无法适配大电流的缺陷；且电流反馈电路为直接反馈，无延时，响应快；电流波形输出频率可调（最大1KHz）、幅值可调（最大3A）。
附图说明
[0019]图1为本申请实施例的整体结构框图。
[0020]图2为本申请实施例的恒流源驱动模块电路图。
具体实施方式
[0021]为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本技术做进一步的详细描述。
[0022]本申请实施例提供一种高精度音圈作动器恒流驱动装置，用于同时驱动音圈作动器LMA1和音圈作动器LMA2，如图1所示，驱动装置包括：控制模块、两个采样电路模块、两个恒流源驱动模块，以及电源系统。
[0023]控制模块包括MCU以及与MCU连接的FPGA；两个采样电路模块分别用于连接一个音圈作动器，采样电路模块通过ADC芯片连接FPGA。
[0024]两个恒流源驱动模块分别用于连接一个音圈作动器，恒流源驱动模块包括恒流源驱动单元和恒流反馈单元，恒流源驱动单元通过DAC芯片连接FPGA，恒流反馈单元通过ADC芯片连接FPGA，恒流反馈单元连接恒流源驱动单元。
[0025]MCU用于接收用户控制端配置的信息，生成恒流源驱动模块需要的电压信号Vin，FPGA用于对电压信号Vin进行处理后通过DAC芯片转换后提供给恒流源驱动单元，恒流源驱
动单元用于根据DAC芯片转换后的电压信号Vin进行恒流输出以提供给音圈作动器，恒流反馈单元用于对音圈作动器进行反馈采样以将反馈采样信息反馈给恒流源驱动单元，并将反馈采样信息通过ADC芯片转换后提供给FPGA，FPGA用于对反馈采样信息进行处理后提供给MCU，MCU连接音圈作动器，用于获取音圈作动器的位置信息，并根据位置信息和反馈信息进行计算，并根据计算结果调整生成的电压信号V
in
。
[0026]采样电路模块用于采集音圈作动器的电压、电流、轴温、环境温度信息，并通过ADC芯片转换后反馈给FPGA，FPGA用于对转换后的采集信息进行处理，并通过MCU反馈到用户控制端进行监控。
[0027]具体的，如图2所示，恒流源驱动模块包括两个相同的运放电路；运放电路包括运放芯片（其中一个运放电路中为运放U1，另一个运放电路中为运放U2）、两个输入电阻R、两个反馈电本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高精度音圈作动器恒流驱动装置，其特征在于，包括：控制模块、两个采样电路模块、两个恒流源驱动模块，以及电源系统；控制模块包括MCU以及与MCU连接的FPGA；两个采样电路模块分别用于连接一个音圈作动器，采样电路模块通过ADC芯片连接FPGA；两个恒流源驱动模块分别用于连接一个音圈作动器，恒流源驱动模块包括恒流源驱动单元和恒流反馈单元，恒流源驱动单元通过DAC芯片连接FPGA，恒流反馈单元通过ADC芯片连接FPGA，恒流反馈单元连接恒流源驱动单元；MCU用于接收用户控制端配置的信息，生成恒流源驱动模块需要的电压信号V
in
，FPGA用于对电压信号V
in
进行处理后通过DAC芯片转换后提供给恒流源驱动单元，恒流源驱动单元用于根据DAC芯片转换后的电压信号V
in
进行恒流输出以提供给音圈作动器，恒流反馈单元用于对音圈作动器进行反馈采样以将反馈采样信息反馈给恒流源驱动单元，并将反馈采样信息通过ADC芯片转换后提供给FPGA，FPGA用于对反馈采样信息进行处理后提供给MCU，MCU连接音圈作动器，用于获取音圈作动器的位置信息，并根据位置信息和反馈信息进行计算，并根据计算结果调整生成的电压信号V
in
；采样电路模块用于采集音圈作动器的电压、电流、轴温、环境温度信息，并通过ADC芯片转换后反馈给FPGA，FPGA用于对转换后的采集信息进行处理，并通过MCU反馈到用户控制端进行监控；电源系统用于为控制模块、恒流源驱动模块、采样电路模块、DAC芯片、ADC芯片提供电源。2.根据权利要求1所述的高精度音圈作动器恒流驱动装置，其特征在于，恒流源驱动模块包括两个相同的运放电路；运放电路包括运放芯片、两个输入电阻R、两个反馈电阻R
f
、一个采样电阻R
s
，运放芯片、两个输入电阻R、两个反馈电阻R
f
构成恒流源驱动单元，采样电阻R
s
构成恒流反馈单元；一个输入电阻R连接运放芯片...
【专利技术属性】
技术研发人员：贺宏宇，汤浩，聂瑞千，童清化，
申请(专利权)人：北京轩宇空间科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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