CN111200430B - 驱动器电路系统及其相关方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于使用驱动器电路系统驱动具有未知阻抗量值的负载的方法包括：(a)在该驱动器电路系统的配置模式下，确定驱动器级驱动该负载所需的电源电压；以及(b)在该驱动器电路系统的驱动模式下：(1)响应于输入信号而经由该驱动器级驱动该负载，以及(2)控制电源以将该所需电源电压作为静态电压提供给该驱动器级，同时响应于该输入信号而经由该驱动器级驱动该负载。

Description

驱动器电路系统及其相关方法
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年11月19日提交的美国临时专利申请序列号62/769,431的优先权权益，该美国临时专利申请通过引用并入本文。
背景技术
许多电子设备具有输入端口和输出端口以与其他设备进行通信。例如，微处理器通常具有许多输入端口和输出端口，以与外部设备(如存储器设备)进行通信。然而，电子设备输出端口通常具有有限的电压和电流驱动能力。因此，电子设备通常不能直接驱动具有低阻抗量值的负载和/或需要高电压的负载。例如，微处理器输出端口可能不能驱动具有低阻抗的负载，并且数模转换器(DAC)输出端口可能不能驱动具有低阻抗的负载。
驱动器电路系统可以用于扩展电子设备驱动负载的能力。例如，驱动器电路系统可以用于将具有有限输出电流能力的DAC输出端口与低阻抗负载接口连接。驱动器电路系统有效地放大来自DAC输出端口的输出信号，以驱动低阻抗负载。
发明内容
在第一方面，一种用于使用驱动器电路系统驱动具有未知阻抗量值的负载的方法包括：(1)在该驱动器电路系统的配置模式下，确定驱动器级驱动该负载所需的电源电压；以及(2)在该驱动器电路系统的驱动模式下：(a)响应于输入信号而经由该驱动器级驱动该负载，以及(b)控制电源以将该所需电源电压作为静态电压提供给该驱动器级，同时响应于该输入信号而经由该驱动器级驱动该负载。
在第一方面的实施例中，该方法进一步包括至少部分地基于实现该驱动器级中的期望电压余量所需的最小电源电压来确定该驱动器级的该所需电源电压。
在第一方面的另一个实施例中，该方法进一步包括：(1)确定该负载的阻抗；(2)至少部分地基于该负载的阻抗，确定实现该驱动器级中的期望电压余量所需的最小电源电压；以及(3)至少部分地基于实现该驱动器级中的该期望电压余量所需的该最小电源电压来确定该驱动器级的该所需电源电压。
在第一方面的另一个实施例中，该方法进一步包括通过独立于该负载两端的电压的量值而控制该电源来控制该电源以将该所需电源电压作为静态电压提供。
在第一方面的另一个实施例中，该方法进一步包括通过在该电源的多个电压之间进行选择来控制该电源以将该所需电源电压作为静态电压提供。
在第一方面的另一个实施例中，该电源的该多个电压包括该电源的多个离散电压。
在第一方面的另一个实施例中，该电源的该多个离散电压由该电源的三个电压组成。
在第一方面的另一个实施例中，该负载是电阻负载。
在第一方面的另一个实施例中，该方法进一步包括使用数模转换器(DAC)生成该输入信号。
在第一方面的另一个实施例中，该方法进一步包括使用该驱动器级用电压信号驱动该负载。
在第一方面的另一个实施例中，该方法进一步包括使用该驱动器级用电流信号驱动该负载。
在第二方面，一种驱动器电路系统包括：(a)第一驱动器级，该第一驱动器级被配置成响应于输入信号而驱动负载；以及(b)控制器，该控制器被配置成：(1)在该驱动器电路系统的配置模式下，确定该第一驱动器级驱动该负载所需的电源电压，并且(2)在该驱动器电路系统的驱动模式下，控制电源以将该所需电源电压作为静态电压提供给该第一驱动器级，同时该第一驱动器级响应于该输入信号而驱动该负载。
在第二方面的实施例中，该控制器进一步被配置成至少部分地基于实现该第一驱动器级中的期望电压余量所需的最小电源电压来确定该第一驱动器级的该所需电源电压。
在第二方面的另一个实施例中，该控制器进一步被配置成：(a)确定该负载的阻抗；(b)至少部分地基于该负载的阻抗，确定实现该驱动器级中的期望电压余量所需的最小电源电压；并且(c)至少部分地基于实现该驱动器级中的该期望电压余量所需的该最小电源电压来确定该驱动器级的该所需电源电压。
在第二方面的另一个实施例中，该控制器进一步被配置成独立于该负载两端的电压的量值来控制该电源。
在第二方面的另一个实施例中，该控制器进一步被配置成通过在该电源的多个电压之间进行选择来控制该电源以将该所需电源电压作为静态电压提供给该第一驱动器级。
在第二方面的另一个实施例中，该电源的该多个电压包括该电源的多个离散电压。
在第二方面的另一个实施例中，该电源的该多个离散电压由该电源的三个电压组成。
在第二方面的另一个实施例中，该驱动器电路系统进一步包括数模转换器(DAC)，该数模转换器被配置成生成该输入信号。
在第二方面的另一个实施例中，该驱动器电路系统并入可编程逻辑控制器(PLC)内。
附图说明
图1是示意图，展示了由固定电源电压供电的驱动器电路系统。
图2是示意图，展示了具有动态功率跟踪能力的驱动器电路系统。
图3是示意图，展示了根据实施例的被配置成在多个静态电源电压之一下操作的驱动器电路系统。
图4是流程图，展示了根据实施例的用于设置图3驱动器电路系统的静态电源电压的方法。
图5是流程图，展示了根据实施例的用于设置图3驱动器电路系统的静态电源电压的另一个方法。
图6是曲线图，展示了作为可用电源电压数量的函数的驱动器级功率耗散的减少。
图7是示意图，展示了根据实施例的被配置成在多个静态电源电压之一下操作并且具有前馈控制能力的驱动器电路系统。
图8是示意图，展示了根据实施例的控制器。
图9是示意图，展示了根据实施例的包括图7驱动器电路系统的实施例的可编程逻辑控制器。
图10是示意图，展示了根据实施例的驱动器级。
图11是流程图，展示了根据实施例的用于使用驱动器电路系统来驱动具有未知阻抗量值的负载的方法。
具体实施方式
一些驱动器电路系统以固定电源电压操作。例如，图1展示了由电源102供电的驱动器电路系统100，该电源从输入电源106生成固定电源电压104。驱动器电路系统100包括驱动器级108，该驱动器级响应于输入信号114而生成输出信号112以驱动负载110。电源电压104对于驱动器级108必须具有足够高的量值，以实现最小的所需电压余量，其中电压余量是驱动器级108的驱动电压与负载110的电压VL之差。例如，考虑这样的场景，其中(a)最小所需电压余量为2.5伏，(b)驱动器级108具有25毫安(mA)的最大驱动电流Id量值，以及(c)负载110具有500欧姆的阻抗。在这种情况下，负载电压VL为12.5伏(500欧姆*25mA)，并且电源电压104必须为15伏(12.5伏+2.5伏)，以实现2.5伏的电压余量。
在负载110的阻抗量值已知的应用中，可以确定电源电压104的最小量值，以实现最小所需电压余量。例如，在以上所讨论的场景中，电源电压104的最小量值为15伏，以实现2.5伏的最小所需电压余量。然而，在负载110的阻抗量值未知的应用中，电源电压104量值必须足够高，以在负载110的最大可能阻抗量值下实现最小所需电压余量。如果负载110具有较低的阻抗，则针对负载110的最大阻抗量值设置电源电压104量值可能导致过度的功率耗散。例如，考虑如上文所讨论的场景，但是负载110的阻抗量值可以在10到500欧姆的范围内，这取决于驱动器电路系统100的应用。必须选择电源电压104的最小量值，以在最大负载阻抗下实现足够的电压余量，并且因此，如以上所讨论的，电源电压104必须至少为15伏。然而，如果负载110的阻抗量值低，则将在驱动器级108中耗散大量功率。例如，如果负载110具有10欧姆的阻抗，则将在驱动器级108中耗散369毫瓦(mW)(15伏*25mA-10欧姆*[25mA]2)。这种相当大的功率耗散可能存在问题，尤其是在驱动器级108是具有有限冷却能力的集成电路的一部分的应用中。
动态功率跟踪可以有助于防止驱动器级108中的过度功率耗散。例如，图2是示意图，展示了具有动态功率跟踪能力的驱动器电路系统200。驱动器电路系统200类似于图1的驱动器电路系统100，但是驱动器电路系统200进一步包括反馈路径216，使得电源102能够监测驱动器级108中的电压余量。电源102根据需要改变电源电压104的量值，以在驱动器级108中维持预定的电压余量。因此，电源102具有闭环控制系统。当负载110具有低阻抗量值时，这种闭环控制系统有助于防止驱动器级108中的过度功率耗散。然而，闭环控制系统有若干显著的缺点。例如，闭环控制系统在某些条件下可能变得不稳定，例如，当负载110具有与驱动器电路系统200设计时使用的假设阻抗值不同的阻抗值时。作为另一个示例，闭环控制系统固有地具有有限的带宽，这可以防止电源102足够快地响应操作条件的变化以防止性能退化。
本文披露了至少部分地克服以上所讨论的问题中的一个或多个的驱动器电路系统和相关方法。新驱动器电路系统的某些实施例被配置成以考虑负载阻抗的方式并且在不需要闭环控制系统的情况下设置电源电压。例如，在一些实施例中，在驱动器电路系统的配置模式下确定所需驱动器级电源电压，并且控制电源以在驱动器电路系统的驱动模式下提供所需电源电压作为静态电源电压。因此，这些实施例有利地帮助防止过度的驱动器级功率耗散，而无需使用闭环控制系统。驱动器电路系统的配置模式是确定所需驱动器级电源电压的操作模式。驱动器电路系统在其配置模式下操作，例如，在驱动器电路系统启动、驱动器电路系统建立时，和/或在从驱动器电路系统启动或驱动器电路系统建立已经过去预定量的时间之后。驱动器电路系统的驱动模式(不同于驱动器电路系统的配置模式)是驱动器电路系统响应于输入信号而驱动负载的操作模式。
图3是示意图，展示了被配置成在多个静态电源电压之一下操作的驱动器电路系统300。驱动器电路系统300是由申请人开发的新驱动器电路系统的一个实施例。驱动器电路系统300包括驱动器级302和控制器304。驱动器级302被配置成在驱动器电路系统300的驱动模式下，响应于来自输入信号源的输入信号310用输出信号308驱动负载306。输入信号310例如是模拟信号或数字信号。负载306例如是电阻负载、电容负载和/或电感负载。例如，在一些实施例中，负载306包括电动机、扬声器、泵、继电器、开关、致动器、晶体管、磁性设备、灯、电加热器和被测电气设备中的一个或多个。在一些实施例中，输出信号308是电压信号，并且在一些其他实施例中，输出信号308是电流信号。以下关于图10讨论了驱动器级302的一种可能的配置，但是应当理解的是，驱动器级302不限于图10的配置。
电源312从输入电源316生成电源电压314。驱动器级302至少部分地由电源电压314供电。控制器304被配置成：(a)例如在驱动器电路系统300的配置模式下，确定驱动器级302驱动负载306所需的电源电压314的量值；以及(b)经由电源选择信号318控制电源312，以便例如在驱动器电路系统300的驱动模式下将所需电源电压作为静态电源电压提供给驱动器级302。在特定实施例中，控制器304在驱动器电路系统300启动时或在驱动器电路系统300建立期间确定电源电压314的所需量值。因此，在驱动器电路系统300的正常操作期间，例如，当驱动器电路系统在驱动器电路系统300的驱动模式下响应于输入信号310而驱动负载306时，控制器304独立于负载306两端的电压VL来控制电源312。
电源电压314的所需量值例如是实现驱动器级302中的所需电压余量的两个或更多个可用电源电压314的最小值。例如，在一些实施例中，电源312被配置成提供多个离散电源电压314，并且控制器304控制电源312以提供离散静态电源电压314中最小的一个，该最小的离散静态电源电压作为静态电压实现驱动器级302中的所需电压余量。在一些其他实施例中，电源312被配置成提供连续可变的电源电压314，并且控制器304控制电源312以提供最小的静态电源电压314，该最小的静态电源电压实现驱动器级302中的所需电压余量。电压余量是驱动器级302的驱动电压与负载306两端的电压VL之差，并且电压余量的一个示例将在以下关于图10进行讨论。在一些实施例中，驱动器级302生成电压余量信号320，控制器304使用该电压余量信号来判定驱动器级302是否具有足够的电压余量。在一些实施例中，电压余量信号320是指示驱动器级302是否具有足够的电压余量的数字信号，并且在一些其他实施例中，电压余量信号320是表示驱动器级302中的电压余量量值的模拟或数字信号。
图4是流程图，展示了用于设置驱动器电路系统300的静态电源电压314以实现驱动器级302中足够的电压余量的一种可能的方法400。控制器304例如在驱动器电路系统300的配置模式下，如在驱动器电路系统300启动时或在驱动器电路系统300建立期间执行方法400，以向驱动器级302提供所需量值的电源电压314作为静态电源电压。然而，应该认识到的是，驱动器级300不限于由方法400操作，并且相反驱动器级300可以在不脱离本发明的范围的情况下以其他方式操作。例如，以下所讨论的图5展示了用于设置驱动器电路系统300的静态电源电压314的另一种可能的方法。
参考图4，在框402中，控制器304生成电源选择信号318，以将电源电压314设置为最大值，例如设置为电源312的最大可能输出电压。在框404中，控制器304确定负载306的阻抗。在框404的一个示例中，(a)控制器304用输出信号308驱动负载306，(b)控制器304确定输出信号308的电压和电流量值，该电压和电流量值之一可以是预定的，(c)控制器304根据输出信号308的电压和电流量值确定负载306的阻抗。例如，在特定实施例中，控制器304使用以下等式或其变体来确定负载306的阻抗(Z)，其中，I是输出信号308的电流量值，并且V是输出信号308的电压量值：
Z＝V/I (等式1)
在框406中，控制器304确定电源电压314的最小值(Vps_min)，以实现驱动器级302中的所需电压余量。例如，在特定实施例中，控制器304使用以下公式确定Vps_min，其中，如框404中所确定的，Id是驱动器级302的最大驱动电流量值，Z是负载306的阻抗，并且Vh是驱动器级302中的最小所需电压余量：
Vps_min＝Vh+Id*Z (等式2)
在框408中，控制器304生成电源选择信号318，以将电源电压314设置为最小可能静态值，这实现了在框406中确定的Vps_min。例如，在一个实施例中，电源312被配置成提供三个离散电源电压314，并且控制器304生成电源选择信号318以选择三个离散电源电压314中最小的一个，这实现了在框406中确定的Vps_min。例如，在一个示例场景中，电源312被配置成提供为5伏、10伏和15伏中任一个的电源电压314，并且控制器304在框406中确定Vps_min为8伏。在此示例场景中，控制器304将生成电源选择信号318，使得电源312提供10伏的静态电源电压314，该电压是实现8伏Vps_min的三个可能电源电压314中的最小电压。作为另一个示例，在另一个实施例中，电源312被配置成提供连续可变的电源电压314，并且控制器304经由电源选择信号318控制电源312，使得电源电压314等于或至少基本上等于静态电压Vps_min。
图5是流程图，展示了用于设置驱动器电路系统300的静态电源电压314以实现驱动器级302中足够的电压余量的另一种可能的方法500。控制器304例如在驱动器电路系统300的配置模式下，如在驱动器电路系统300启动时或在驱动器电路系统300建立时执行方法500，以向驱动器级302提供所需量值的电源电压314作为静态电源电压。
在框502中，控制器304生成电源选择信号318，以将电源电压314设置为最小值，例如设置为电源312的最小可用输出电压。在框504中，驱动器级302例如通过向负载306施加电压或电流输出信号308来驱动负载306，以在负载306两端生成电压VL。在框506中，控制器304判定驱动器级302是否具有足够的电压余量。在框506的一个示例中，控制器304使用电压余量信号320判定驱动器级302是否具有足够的电压余量。如果驱动器级302没有足够的电压余量，则控制器304在框508中生成电源选择信号318，以便例如通过将电源电压314的量值增加到电源电压314的多个可用离散输出电压中的下一个最高值来增加电源电压314的量值。方法500从框508返回到框504。另一方面，如果驱动器级302具有足够的电压余量，则电源电压314不变，并且方法500从框506进行到框510，在框510中，驱动器级302根据输入信号310驱动负载306。
控制器304将电源电压314设置为若干可用值之一的能力有助于针对负载306的阻抗量值优化驱动器电路系统300，并且优化驱动器电路系统300的能力随着可用电源电压314的数量而增加。然而，增加可用电源电压314的数量可能会不期望地增加电源312的成本和/或复杂性。申请人已经确定，将电源312配置成能够提供三种不同的电源电压314可以在驱动器电路系统300的高性能与电源312的低成本和低复杂性之间提供最佳平衡。例如，图6是曲线图600，展示了作为可用电源电压数量的函数的驱动器级功率耗散的减少。申请人经由模拟获得了曲线图600的数据。如可以从曲线图600确定，将可用电源电压的数量从一个增加到两个可以实现驱动器级功率耗散的超过40mW的减少，并且将可用电源电压的数量从一个增加到三个可以实现驱动器级功率耗散的超过55mW的减少。然而，将可用电源电压的数量增加到超过三个实现了功率耗散的相对适度的进一步减少。因此，三个可用电源电压可以表示最小功率耗散与最小电源成本/复杂性之间的最佳平衡。因此，在一些实施例中，电源312能够提供三个不同的电源电压314量值。
在驱动器电路系统300的一些应用中，输入电源316的电压量值可以变化。在电源312不调节其输出电压的实施例中，输入电源316电压的这种变化可能引起电源电压314的量值变化。电源电压314的量值变化可能存在问题，如电源电压314的量值变化导致驱动器级302中电压余量不足。因此，驱动器电路系统300的一些实施例具有前馈控制能力，其中响应于输入电源316的电压变化而调节电源312的操作。
例如，图7是示意图，展示了具有前馈控制能力的驱动器电路系统700。驱动器电路系统700类似于驱动器电路系统300，但是驱动器电路系统700中的控制器304进一步被配置成响应于输入电源316的电压722的变化而调节电源312的操作。例如，在驱动器电路系统700的一些实施例中，控制器304被配置成随着电压722量值的减小而线性增大电源312的传递函数，并且控制器304被配置成随着电压722量值的增大而线性减小电源312的传递函数。电源312的传递函数是电源电压314量值与电压722量值之比。例如，如果电源312具有0.25的传递函数，则电源电压314的量值将是电压722的量值的四分之一。在驱动器电路系统700的一些其他实施例中，控制器304被配置成响应于电压722量值超过阈值而以阶梯式方式调节电源312的传递函数。例如，在特定实施例中，控制器304被配置成响应于电压722量值下降到阈值以下而以阶梯式方式增大电源312的传递函数，并且控制器304被配置成响应于电压722量值上升到阈值以上而以阶梯式方式减小电源312的传递函数。
在特定实施例中，控制器304包括数字和/或模拟电路系统。例如，图8是示意图，展示了作为控制器304的一个可能实施例的控制器800。控制器800包括处理器802、存储器804和接口电路系统806。处理器802经由数据总线808通信地耦合至存储器804，并且处理器802经由数据总线810通信地耦合至接口电路系统806。处理器802执行以软件和/或固件形式存储在存储器804中的指令812，以执行控制器304的功能。例如，在一些实施例中，处理器802执行指令812以执行图4的方法400或图5的方法500，并且在一些实施例中，处理器802执行指令812以便按以上关于图7所讨论的方式调节电源312的传递函数。接口电路系统806将处理器802与外部电路接口连接，例如以便接收电压余量信号320和电压722，并传输电源选择信号318。例如，在一些实施例中，接口信号806针对处理器802与外部电路系统的兼容性改变信号的形式和/或量值。
尽管控制器304被展示为单个元件，但是控制器304也可以经由多个元件来实施。另外，控制器304不需要专用于驱动器电路系统300。相反，在一些实施例中，控制器304是更大系统的一部分，该系统除了控制驱动器电路系统300的方面之外还执行功能。
例如，图9是示意图，展示了包括驱动器电路系统901的可编程逻辑控制器(PLC)900，其中驱动器电路系统901是图7的驱动器电路系统700的实施例。驱动器电路系统901包括驱动器级302、处理器924、串行外围接口(SPI)和控制逻辑926、DAC 928、第一比较器930、第一参考932、第二比较器934和第二参考936。处理器924、SPI/控制逻辑926、DAC 928、第一比较器930、第一参考932、第二比较器934和第二参考936共同形成控制器304的实施例。然而，处理器924还可以执行不与驱动负载306直接相关的功能。例如，处理器924可以执行一个或多个算法来生成将确定输入信号310的数据。
处理器924经由SPI信号938与SPI/控制逻辑926串行通信，这些信号包括例如串行时钟信号、从选择信号、串行输入信号和串行输出信号。SPI/控制逻辑926将处理器924生成的串行形式数据转换成并行形式数据940，并且DAC 928将数据940转换成输入信号310。第一比较器930和第一参考932共同生成电压余量信号320。具体地，比较器930将第一电压信号942与第一参考信号944进行比较，其中第一电压信号942表示驱动器级302中的电压余量，并且第一参考信号944表示驱动器级302的所需电压余量。第一参考信号944由第一参考932生成。第一比较器930响应于第一电压信号942上升到第一参考信号944以上而断言电压余量信号320，这表明驱动器级302具有足够的电压余量。处理器924生成电源选择信号318，以控制电源312向驱动器级302提供所需的电源电压作为静态电源电压，如以类似于以上关于图4或图5讨论的方式。
第二比较器934和第二参考936共同生成前馈信号946，该前馈信号经由SPI/控制逻辑926和SPI信号938通信地耦合至处理器924。具体地，第二参考936生成第二参考信号948，并且第二比较器934将电压722与第二参考信号948进行比较。第二比较器934响应于在第二参考信号948两端的电压722而断言前馈信号946。处理器924生成电源选择信号318，以使电源312响应于前馈信号946的断言而改变其传递函数，如以类似于以上关于图7所讨论的方式。
图10是示意图，展示了驱动器级1000，其中驱动器级1000是驱动器级302的一个可能的实施例。驱动器级1000包括第一放大器1002、第二放大器1004和电阻器1006。第一放大器1002由电源312供电，并且第一放大器1002放大输入信号310与内部信号1008之间的差，以生成放大器输出信号1010。第二放大器1004由电源轨1012供电，并且在一些实施例中，电源轨1012与电源电压314相同。
驱动器级1000可以在电流模式下或在电压模式下操作。在电流模式下，输出信号308是电流信号，并且放大器1004生成与电阻器1006两端的电压VR成比例的内部信号1008，其中电压VR与流过电阻器1006的电流IR成比例。因此，在电流模式下，内部信号1008表示电流IR的量值。放大器1002放大输入信号310与内部信号1008之间的差，以生成输出信号308作为电流信号。
在电压模式下，输出信号308是电压信号，并且第二放大器1004生成内部信号1008，使得内部信号1008与放大器输出信号1010成比例。因此，第一放大器1002在电压模式下充当缓冲器，使得输出信号308是表示输入信号310的电压信号。
如以上所讨论的，电压余量是驱动器级302的驱动电压与负载306两端的电压VL之差。在驱动器级1000中，驱动电压是放大器输出信号1010的电压，并且负载306两端的电压VL等于输出信号308的电压。因此，在驱动器级1000中，电压余量等于电阻器1006两端的电压VR。
图11是流程图，展示了用于驱动具有未知阻抗量值的负载的方法1100。在框1102中，确定所需电源电压，其中所需电源电压是驱动器级驱动负载所需的电压。在框1102的一个示例中，控制器304确定驱动器级302以足够的电压余量驱动负载306所需的电源电压314(图3或图7)，如通过在驱动器电路系统300的配置模式下使用方法400(图4)或方法500(图5)。在框1104中，响应于输入信号而经由驱动器级驱动负载。在框1104的一个示例中，在驱动器电路系统300的驱动模式下，驱动器级302响应于输入信号310而用输出信号308驱动负载306。在框1106中，控制电源以将所需电源电压作为静态电压提供给驱动器级。在框1104的一个示例中，在驱动器电路系统300的驱动模式下，控制器304生成电源选择信号318，以使电源312将在框1102中确定的所需电源电压作为静态电压提供，同时驱动器级302响应于输入信号310而用输出信号308驱动负载306。在框1108中，响应于到电源的输入电源的电压变化而改变电源的操作。在框1108的一个示例中，控制器304生成电源选择信号318以便响应于电压722量值的减小而增大电源312的传递函数(图7)。在不脱离本发明范围的情况下，可以从方法1100中省略框1108。
在不脱离本发明范围的情况下，可以对以上方法、设备和系统作出改变。因此，应当注意，包含在以上说明书中并且在附图中示出的主题应当被解释为说明性的而非限制性意义。以下权利要求旨在涵盖本文中所描述的一般特征和特定特征，以及本方法和系统范围的所有陈述在语言上可以被说成落在其间。

Claims (16)

1.一种用于使用驱动器电路系统驱动具有未知阻抗量值的负载的方法，所述方法包括：
在该驱动器电路系统的配置模式下，经由驱动器级产生表示可用电压余量的余量信号并且使用所述余量信号控制电源以至少实现所述驱动器级中的预定的期望电压余量；以及
在该驱动器电路系统的驱动模式下：
响应于输入信号而经由该驱动器级驱动该负载，以及
控制所述电源以将所需电源电压作为静态电压提供给该驱动器级，同时响应于该输入信号而经由该驱动器级驱动该负载；
确定所述负载的阻抗；
至少部分地基于所述负载的所述阻抗来确定实现所述驱动器级中的所述预定的期望电压余量所需的最小电源电压；以及
至少部分地基于实现所述驱动器级中的所述预定的期望电压余量所需的所述最小电源电压来确定所述驱动器级的该所需电源电压。
2.如权利要求1所述的方法，其中，控制该电源以将该所需电源电压作为静态电压提供包括独立于该负载两端的电压的量值来控制该电源。
3.如权利要求1所述的方法，其中，控制该电源以将该所需电源电压作为静态电压提供包括在该电源的多个电压之间进行选择。
4.如权利要求3所述的方法，其中，该电源的该多个电压包括该电源的多个离散电压。
5.如权利要求4所述的方法，其中，该电源的该多个离散电压由该电源的三个电压组成。
6.如权利要求1所述的方法，其中，该负载是电阻负载。
7.如权利要求1所述的方法，进一步包括使用数模转换器(DAC)生成该输入信号。
8.如权利要求7所述的方法，进一步包括使用该驱动器级用电压信号驱动该负载。
9.如权利要求7所述的方法，进一步包括使用该驱动器级用电流信号驱动该负载。
10.一种驱动器电路系统，包括：
第一驱动器级，该第一驱动器级被配置成响应于生成表示峰值电压输出与电源电压之间的差的电压余量信号的输入而驱动具有未知阻抗量值的负载；以及
控制器，该控制器被配置成：
在该驱动器的配置模式下，至少部分地基于电压余量信号来确定所需电源电压，以至少实现所述驱动器级中的预定的期望电压余量，并且
在该驱动器电路系统的驱动模式下，控制电源以将该所需电源电压作为静态电压提供给该第一驱动器级，同时该第一驱动器级响应于输入信号而驱动该负载；
确定所述负载的阻抗；
至少部分地基于所述负载的所述阻抗来确定实现所述驱动器级中的所述预定的期望电压余量所需的最小电源电压；以及
至少部分地基于实现所述驱动器级中的所述预定的期望电压余量所需的所述最小电源电压来确定所述驱动器级的该所需电源电压。
11.如权利要求10所述的驱动器电路系统，其中，该控制器进一步被配置成独立于该负载两端的电压的量值来控制该电源。
12.如权利要求10所述的驱动器电路系统，其中，该控制器进一步被配置成通过在该电源的多个电压之间进行选择来控制该电源以将该所需电源电压作为静态电压提供给该第一驱动器级。
13.如权利要求12所述的驱动器电路系统，其中，该电源的该多个电压包括该电源的多个离散电压。
14.如权利要求13所述的驱动器电路系统，其中，该电源的该多个离散电压由该电源的三个电压组成。
15.如权利要求10所述的驱动器电路系统，进一步包括数模转换器(DAC)，该数模转换器被配置成生成该输入信号。
16.如权利要求10所述的驱动器电路系统，其中，该驱动器电路系统并入可编程逻辑控制器(PLC)内。
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