CN112469163A - 驱动芯片组、驱动装置及驱动系统 - Google Patents

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CN112469163A CN202011481652.3A CN202011481652A CN112469163A CN 112469163 A CN112469163 A CN 112469163A CN 202011481652 A CN202011481652 A CN 202011481652A CN 112469163 A CN112469163 A CN 112469163A
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Abstract

本发明涉及一种驱动芯片组、驱动装置及驱动系统。该驱动芯片组包括:至少一个驱动芯片,所述驱动芯片组的驱动输入端与处理器电连接,所述至少一个驱动芯片分别与工作负载的输入端电连接,所述驱动芯片组用于从所述处理器接收用于驱动所述工作负载工作的驱动信号,并通过所述至少一个驱动芯片分别对所述驱动信号进行放大处理后传输给所述工作负载,以驱动所述工作负载工作。实现了简化驱动电路的组成。该驱动装置包括该驱动芯片组。该驱动系统包括该驱动装置。

Description

驱动芯片组、驱动装置及驱动系统
技术领域
本发明涉及驱动技术领域,特别是涉及一种驱动芯片组、驱动装置及驱动系统。
背景技术
随着驱动技术的迅速发展,如何简化驱动电路的结构也越来越重要。
目前的驱动电路是分离式器件驱动电路,分离式器件驱动电路采用推挽输出。分离器件搭建推挽输出需要使用互补的上下二个功率管,同时为了分散散热使发热不集中就需要并联功率管。
然而,分离式器件驱动电路使用功率管数量多,导致驱动电路的组成十分复杂。
发明内容
基于此,有必要提供一种可以简化驱动电路的组成的驱动芯片组、驱动装置及驱动系统。
一种驱动芯片组,包括:
至少一个驱动芯片,所述驱动芯片组的驱动输入端与处理器电连接,所述至少一个驱动芯片分别与工作负载的输入端电连接,所述驱动芯片组用于从所述处理器接收用于驱动所述工作负载工作的驱动信号,并通过所述至少一个驱动芯片分别对所述驱动信号进行放大处理后传输给所述工作负载,以驱动所述工作负载工作。
在其中一个实施例中,所述驱动芯片为多个,多个驱动芯片包括:
主驱动芯片,被配置有驱动信号输入引脚和至少一运放输出引脚,所述驱动信号输入引脚用于接收所述驱动信号,以对所述驱动信号进行运放处理,并对运放处理后的驱动信号进行功率放大处理;
至少一个从驱动芯片,至少一个从驱动芯片分别与对应的所述主驱动芯片的运放输出引脚电连接,每个所述从驱动芯片用于从所述主驱动芯片接收所述运放处理后的驱动信号,并对所述运放处理后的驱动信号进行功率放大处理;
其中,所述主驱动芯片输出的功率放大后的驱动信号以及每个所述从驱动芯片输出的功率放大后的驱动信号合并至所述工作负载的输入端。
在其中一个实施例中,所述主驱动芯片包括:
运放集成单元,所述运放集成单元的驱动输入端与所述处理器电连接,用于接收所述驱动信号,并对所述驱动信号进行运放处理;
第一放大集成单元,所述第一放大集成单元的输入端与所述运放集成单元的输出端电连接,用于对所述运放处理后的驱动信号进行功率放大处理;
每个所述从驱动芯片包括:
第二放大集成单元,所述第二放大集成单元的输入端与所述运放集成单元的输出端电连接,用于接收所述运放处理后的驱动信号,并对所述运放处理后的驱动信号进行功率放大处理;
其中,所述第一放大集成单元输出的功率放大后的驱动信号以及每个所述第二放大集成单元输出的功率放大后的驱动信号合并至所述工作负载的输入端。
在其中一个实施例中,所述驱动信号包括用于驱动电子雕刻机进行雕刻的正弦波信号。
一种驱动装置,包括如上述的驱动芯片组。
在其中一个实施例中,还包括:
负反馈电路,所述负反馈电路的输入端与所述工作负载电连接,所述负反馈电路的输出端与所述驱动芯片组的反馈输入端电连接,所述负反馈电路用于将与所述工作负载的关联的反馈电信号反馈给所述驱动芯片组;
所述驱动芯片组还用于基于所述反馈电信号对所述驱动信号进行运放处理以及对运放处理后的驱动信号进行功率放大处理,并将功率放大后的驱动信号传输给所述工作负载。
在其中一个实施例中,所述负反馈电路包括:
电流负反馈电路,所述电流负反馈电路的输入端与所述工作负载的输出端电连接,所述电流负反馈电路的输出端与所述驱动芯片的运放集成单元的负反馈输入端电连接,用于将与所述工作负载关联的第一反馈信号反馈给所述运放集成单元,以使所述运放集成单元基于所述第一反馈信号对所述驱动信号进行运放处理。
在其中一个实施例中,所述负反馈电路还包括:
电压负反馈电路,所述电压负反馈电路的输入端与所述工作负载的输入端电连接,所述电压负反馈电路的输出端与所述运放集成单元的负反馈输入端电连接,用于将与所述工作负载关联的第二反馈信号反馈给所述运放集成单元,以使所述运放集成单元基于所述第二反馈信号和所述第一反馈信号对所述驱动信号进行运放处理。
在其中一个实施例中,还包括:
散热模组,所述散热模组用于对所述驱动芯片组散热。
在其中一个实施例中,所述散热模组包括:
散热器,所述散热器与所述驱动芯片组接触,用于传递所述驱动芯片组产生的热量;
散热风扇,所述散热风扇用于产生风道,所述风道用于带走所述驱动芯片组和/或所述散热器的热量。
在其中一个实施例中,至少一个驱动芯片包括一个主驱动芯片和四个从驱动芯片。
在其中一个实施例中,还包括:
保护模组,所述保护模组用于保护所述驱动装置。
在其中一个实施例中,所述驱动芯片被配置有待机引脚,所述保护模组包括:
保护光耦,所述保护光耦与所述待机引脚电连接,所述保护光耦用于在自身导通时向所述待机引脚输入第一高电平,以使所述驱动芯片组处于工作状态;并在自身断开时向所述待机引脚输入第一低电平,以使所述驱动芯片处于待机状态。
在其中一个实施例中,所述驱动芯片被配置有输出控制引脚,所述保护光耦还与所述输出控制引脚电连接,所述保护光耦还用于在自身导通时向所述输出控制引脚输入第二高电平,以使所述驱动芯片开始输出信号放大后的驱动信号;并在自身断开时向所述输出控制引脚输入第二低电平,以使所述驱动芯片停止输出所述放大后的驱动信号。
在其中一个实施例中,所述保护光耦在接收到断开控制信号时进行断开,其中,所述断开控制信号由与所述驱动芯片组的输出端电连接的控制器判断所述驱动芯片组输出的功率放大后的驱动信号超过设定阈值时生成。
一种驱动系统,包括如上述的驱动装置。
上述驱动芯片组,包括至少一个驱动芯片,所述驱动芯片组的驱动输入端与处理器电连接,所述至少一个驱动芯片分别与工作负载的输入端电连接,所述驱动芯片组用于从所述处理器接收用于驱动所述工作负载工作的驱动信号,并通过所述至少一个驱动芯片分别对所述驱动信号进行放大处理后传输给所述工作负载,以驱动所述工作负载工作,由于驱动芯片是集成的,相较于分离式器件驱动电路,可以减少功率管的数量,实现了提高简化驱动电路的组成。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案,下面将对实施例或传统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申请的一些实施例,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1A是一个实施例提供的一种驱动芯片组的结构示意图;
图1B是一个实施例提供的另一种驱动芯片组的结构示意图;
图2是一个实施例提供的一种主驱动芯片和从驱动芯片的连接示意图;
图3是一个实施例提供的一种驱动装置的结构示意图;
图4是一个实施例提供的另一种驱动装置的结构示意图;
图5是一个实施例提供的一种电流采样单元的结构示意图;
图6是一个实施例提供的另一种驱动装置的结构示意图;
图7是一个实施例提供的另一种驱动装置的结构示意图;
图8是一个实施例提供的一种驱动系统的结构示意图。
附图标记说明:驱动芯片组100,驱动芯片110,处理器20,工作负载2,主驱动芯片111,从驱动芯片112,运放集成单元1111,第一放大集成单元1112,第二放大集成单元1121,负反馈电路200,电流负反馈电路210,电压负反馈电路220,电流采样单元211,第一反馈单元212,电流采样电阻R1,电流反馈电阻R2,第二反馈单元221,第一分压电阻R3,第二分压电阻R4,散热模组300,散热器310,散热风扇320,保护模组400,保护光耦410,驱动系统1,驱动装置10,处理器20,数字信号处理器30,存储器40和控制器50。
具体实施方式
为了便于理解本申请,下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是,本申请可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请。
可以理解,本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件,但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说,在不脱离本申请的范围的情况下,可以将第一电阻称为第二电阻,且类似地,可将第二电阻称为第一电阻。第一电阻和第二电阻两者都是电阻,但其不是同一电阻。
可以理解,以下实施例中的“连接”,如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递,则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
在此使用时,单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式,除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是,术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在,但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时,在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
参考图1A,图1A是一个实施例提供的一种驱动芯片组100的结构示意图。如图1A所示,一实施例的驱动芯片组100包括至少一个驱动芯片110。所述驱动芯片组100的驱动输入端与处理器20电连接,所述至少一个驱动芯片110分别与工作负载2的输入端电连接,所述驱动芯片组100用于从所述处理器20接收用于驱动所述工作负载2工作的驱动信号,并通过所述至少一个驱动芯片110分别对所述驱动信号进行放大处理后传输给所述工作负载2,以驱动所述工作负载2工作。
其中,处理器20是指向驱动芯片组100发送驱动信号的单元。可选的,处理器20为解码芯片。例如可以是DAC芯片(数模转换器)。具体的,将工作负载2的工作数据发送到控制器(例如现场可编程逻辑门阵列芯片)进行解码后搬运给数字信号处理器进行计算,数字信号处理器20将计算后的工作数据存储在存储器中,控制器从存储器中读取计算后的工作数据以控制处理器20模拟出一个为小信号的驱动信号发送给驱动芯片组100的输入端。工作负载2是指可以进行工作的单元,例如工作负载2可以是进行雕刻的雕刻头,还可以是音频设备等,此处不作限制。雕刻头是电子雕刻机上进行工作的单元。当工作负载2为雕刻头时,驱动信号包括用于驱动电子雕刻机进行雕刻的正弦波信号。
具体的,驱动芯片组100在接收到处理器20发送的驱动信号后,驱动芯片110上集成有放大集成单元,则至少一个驱动芯片110分别对驱动信号进行放大处理,至少一个驱动芯片110的输出端分别与工作负载2电连接,则通过驱动芯片110各自对应的输出端将放大处理后的驱动芯片110传输给工作负载2,从而驱动工作负载2进行工作。
需要说明的是,本实施例的至少一个驱动芯片110是指驱动芯片110是一个或多个。
本实施例的技术方案,通过由于驱动芯片110是集成的,相较于分离式器件驱动电路,可以减少功率管的数量,实现了提高简化驱动电路的组成。
参考图1B,图1B是一个实施例提供的另一种驱动芯片组100的结构示意图。如图1B所示,在一个实施例中,驱动芯片110为多个,多个芯片包括主驱动芯片111和至少一个从驱动芯片112。主驱动芯片111被配置有驱动信号输入引脚和至少一运放输出引脚,所述驱动信号输入引脚用于接收所述驱动信号,以对所述驱动信号进行运放处理,并对运放处理后的驱动信号进行功率放大处理。至少一个从驱动芯片112分别与对应的所述主驱动芯片111的运放输出引脚电连接,每个所述从驱动芯片112用于从所述主驱动芯片111接收所述运放处理后的驱动信号,并对所述运放处理后的驱动信号进行功率放大处理。
具体的,主驱动芯片111的驱动输入引脚接收驱动信号后,主驱动芯片111对驱动信号进行运放处理,主驱动芯片111对运放处理后的驱动信号进行功率放大处理的同时将运放处理后的驱动信号通过运放输出引脚发送给从驱动芯片112,则从驱动芯片112分别对从主驱动芯片111接收到的运放处理后的驱动信号进行功率放大处理,其中,主驱动芯片111输出的功率放大后的驱动信号以及每个从驱动芯片112输出的功率放大后的驱动信号合并至工作负载2的输入端。
本实施例的技术方案,驱动工作负载2进行工作的信号是通过多个驱动芯片110共同输出的,而驱动芯片110在放大驱动信号时会发热,则每个驱动芯片110只需要将接收到的驱动信号放大至工作负载2所需信号的1/n,其中n为驱动芯片110的数量,每个驱动芯片110放大的程度减轻了,因此驱动芯片组100的发热程度也相应减轻,驱动的过程更加稳定,从而提高了驱动的稳定性。
参考图2,图2是一个实施例提供的一种主驱动芯片111和从驱动芯片112的连接示意图。如图2所示,在一个实施例中,主驱动芯片111包括运放集成单元1111和第一放大集成单元1112。运放集成单元1111的驱动输入端作为驱动芯片组100的驱动输入端与所述处理器20电连接,用于接收所述驱动信号,并对所述驱动信号进行运放处理。所述第一放大集成单元1112的输入端与所述运放集成单元1111的输出端电连接,用于对所述运放处理后的驱动信号进行功率放大处理。
在一个实施例中,每个所述从驱动芯片112包括第二放大集成单元1121。第二放大集成单元1121的输入端与所述运放集成单元1111的输出端电连接,用于接收所述运放处理后的驱动信号,并对所述运放处理后的驱动信号进行功率放大处理。其中,第一放大集成单元1112输出的功率放大后的驱动信号以及每个所述第二放大集成单元1121输出的功率放大后的驱动信号合并至所述工作负载2的输入端。
具体的,驱动信号通过主驱动芯片111的驱动信号输入引脚发送至运放集成单元1111,运放集成单元1111在接收到驱动信号后,对驱动信号进行运放处理,并对运放处理后的驱动信号发送给第一放大集成单元1112以及通过运放输出引脚发送给第二放大集成单元1121。第一放大集成单元1112和第二放大集成单元1121均对运放处理后的驱动信号进行功率放大处理,由于第一放大集成单元1112和第二放大集成单元1121均与工作负载2的输入端电连接,则第一放大集成单元1112输出的功率放大后的驱动信号以及每个所述第二放大集成单元1121输出的功率放大后的驱动信号合并至所述工作负载2的输入端,从而驱动工作负载2进行工作。可选的,本实施例的运放集成单元1111为同相比例运算电路。
需要说明的是,在从驱动芯片112数量增大的同时,从主驱动芯片111出来的驱动信号发送至从驱动芯片112的回路就会变长,可能会因为信号延迟导致输出主驱动芯片111和从驱动芯片112不一致。所以并非是从驱动芯片112的数量越多越好。本实施例对于从驱动芯片112的数量不作限制,可以根据需要确定从驱动芯片112的数量。一般的,主驱动芯片111是一个,从驱动芯片112的数量少于十个。
本实施例的技术方案,在主驱动芯片111内集成运放集成单元1111和第一放大集成单元1112,而从驱动芯片112只需要集成第二放大集成单元1121,通过主驱动芯片111内集成的运放集成单元1111将运放处理后的驱动信号发送给第二放大集成单元1121进行放大,则从驱动芯片112不需要额外集成运放集成单元1111,简化了从驱动芯片112的结构,则相应的简化了驱动芯片组100的结构。
参考图3,图3是一个实施例提供的一种驱动装置10的结构示意图。如图3所示,在一个实施例中,驱动装置10包括上述任一实施例的驱动芯片组100。
在一个实施例中,驱动装置10还包括负反馈电路200。负反馈电路200的输入端与所述工作负载2电连接,所述负反馈电路200的输出端与所述驱动芯片组100的反馈输入端电连接,所述负反馈电路200用于将与所述工作负载2的关联的反馈电信号反馈给所述驱动芯片组100。驱动芯片组100还用于基于所述反馈电信号对所述驱动信号进行运放处理以及对运放处理后的驱动信号进行功率放大处理,并将放大后的驱动信号传输给所述工作负载2。
具体的,工作负载2在处理完的驱动信号的驱动下进行工作时,负反馈电路200将工作负载2关联的反馈电信号反馈给驱动芯片组100,驱动芯片组100则基于反馈电信号调整放大倍数,输出适合工作负载2所需要的驱动信号。当驱动芯片组100包括主驱动芯片111且主驱动芯片111包括运放集成单元1111时,运放集成单元1111的反馈输入端作为驱动芯片组100的反馈输入端。其中,工作负载2关联的反馈电信号可以是工作负载2的工作电信号关联的反馈电信号。具体的,反馈电信号可以是电流反馈信号,即工作负载2的工作电流信号关联的第一反馈信号;反馈电信号还可以是电压反馈信号,即工作负载2的工作电压信号关联的第二反馈信号。需要说明的是,反馈电信号的类型由负反馈电路200的类型确定,可以根据需要设置不同的负反馈电路200。在本实施例中,运放集成单元1111主要是基于第一反馈信号对驱动信号进行放大。
本实施例的技术方案,通过设置负反馈电路200将工作负载2关联的反馈电信号反馈给驱动芯片组100,从而实时调节驱动芯片组100输出的驱动信号,输出适合工作负载2所需要的驱动信号,保证了工作负载2工作的准确性。具体的,持续输出最大电流±7A的驱动信号的情况下输出电流也只下降了4.7mA,在小电流下输出电流波动在1ma以内。
在一个实施例中,负反馈电路200包括电流负反馈电路210。电流负反馈电路210的输入端与所述工作负载2的输出端电连接,所述电流负反馈电路210的输出端与所述驱动芯片110的运放集成单元1111的负反馈输入端电连接,用于将与所述工作负载2关联的第一反馈信号反馈给所述运放集成单元1111,以使所述运放集成单元1111基于所述第一反馈信号对所述驱动信号进行运放处理。
在本实施例中,通过电流负反馈电路210与工作负载2的输出端连接,将工作负载2关联的第一反馈信号,即工作负载2的工作电流信号反馈给驱动芯片110中的运放集成单元1111,使得运放集成单元1111基于第一反馈信号对驱动信号进行运放处理,从而保证工作负载2工作的准确性。其中,电流负反馈具有稳定输出电流的作用,即有恒流输出特性。需要说明的是,当驱动芯片110为多个时,且多个驱动芯片110包括主驱动芯片111,并只在主驱动芯片111内设置运放集成单元1111时,则第一反馈信号则反馈至主驱动芯片111的运放集成单元1111中。
在一个实施例中,负反馈电路200还包括电压负反馈电路220。电压负反馈电路220的输入端与所述工作负载2的输入端电连接,所述电压负反馈电路220的输出端与所述运放集成单元1111的负反馈输入端电连接,用于将与所述工作负载2关联的第二反馈信号反馈给所述运放集成单元1111,以使所述运放集成单元1111基于所述第二反馈信号和所述第一反馈信号对所述驱动信号进行运放处理。
具体的,在一些工作负载2中,工作负载2包括电感元件,并且驱动工作负载2的驱动信号为交流信号。例如,在雕刻机中,雕刻头作为雕刻的工作负载2,雕刻头的内部线圈在不同的频率下呈现不同的阻抗,雕刻头为了在铜辊上对应的位置打下点,其振动频率要和铜辊的转动速度保持对应,但电流负反馈电路210在不同的频率下的增益却相差比较大,驱动的频响曲线不再平直,因此电流负反馈电路210的反馈响应有一定的滞后。本实施例通过在电流负反馈电路210的基础上再增加电压负反馈电路220,将与工作负载2关联的第二反馈信号反馈给运放集成单元1111,则运放集成单元1111可以基于第二反馈信号和第一反馈信号对驱动信号进行运放处理,电压负反馈电路220不会受到电感元件的影响,可以缩短驱动的响应时间,提高驱动的响应速度。具体的,可以在几个uS内将输出的驱动信号提升到1A。此外,电压负反馈电路220可以抑制因为电流突变导致线圈释放出的电压过高击坏其他器件。
参考图4,图4是一个实施例提供的另一种驱动装置10的结构示意图。如图4所示,在一个实施例中,电流负反馈电路210包括电流采样单元211和第一反馈单元212。电流采样单元211的一端与所述工作负载2串联,所述电流采样单元211的另一端接地,用于采集与所述工作负载2串联的电流信号,并将串联的电流信号转化为电压信号,电流信号转化的电压信号作为所述第一反馈信号。第一反馈单元212的一端与所述电流采样单元211和所述工作负载2的连接端点电连接,所述第一反馈单元212的另一端与所述驱动芯片组100的反馈输入端电连接,用于将所述第一反馈信号反馈至所述驱动芯片组100。
其中,工作负载2串联的电流信号即为工作负载2的电流信号。具体的,电流信号流过电流采样单元211,在其上以电压信号的形式送出,通过第一反馈单元212反馈至驱动芯片组100。电流采样单元211对应一个第一阻值,第一反馈单元212对应一个第二阻值,根据第一阻值和第二阻值的比例关系,以及第一反馈单元212反馈的第一反馈信号可以确定工作负载2的工作电流信号,则可以根据第一反馈信号输出适合工作负载2的驱动信号。
具体的,驱动信号输入引脚如图4的NON INVERTING INPUT引脚(即3号脚);运放输出引脚如图4的BUFFER DRIVER引脚(即11号脚)。图4的INVERTING INPUT引脚(即2号脚)为反馈输入引脚,作为反馈输入端接收反馈电信号。图4的OUT引脚(即14号脚)为输出驱动信号至工作负载2的引脚。
在本实施例中,可选的,电流采样单元211包括至少一个电流采样电阻或霍尔式电流传感器。具体的,用电阻测量电流的优点是简单、线性度好、精度高、性价比也高、温度系数稳定。低阻值的合金电阻的抗浪涌能力非常好,在出现短路和过流的情况是,能够实现可靠的保护。但是因为电阻时测量电流,采样电阻时串入电流回路中,流经电阻的电流会使一小部分电能转化为热量,故一般使用在小电流的检测电路中。当一个带电流的导体被放进磁场力时,在垂直于磁场和电流流动方向上会产生电位差,这个点位与电流大小成正比,所以霍尔式能够测量大电流,而且功率损耗小,这就是霍尔式的优点。但是其缺点是对非线性的温度漂移要进行补偿,对小量程的电流测量精度不高,容易受到外部磁场的影响,对ESD敏感,成本高等缺点。在雕刻机的使用中,对电流的精度和线性度要求高,同时在小电流的时候要求也要能够保持足够的精度。所以只能够使用电阻式采集电流。可选的,第一反馈单元212包括至少一个电流反馈电阻R2。
继续参考图4。在一个实施例中,电压负反馈电路220包括第二反馈单元221和电压采样单元。电压采样单元包括第一分压电阻R3和第二分压电阻R4,所述第一分压电阻R3的第一端和所述驱动芯片组100的输出端电连接,所述第二分压电阻R4的第一端接地,所述第一分压电阻R3的第二端和所述第二分压电阻R4的第二端电连接,所述电压采样单元用于对所述工作负载关联的电压信号分压,分压后的电压信号作为所述第二反馈信号;
第二反馈单元221,所述第二反馈单元221的一端和所述第一分压电阻R3的第二端电连接,所述第二反馈单元221的另一端和所述驱动芯片组100的反馈输入端电连接,用于将所述第二反馈信号反馈至所述驱动芯片组100。
其中,第二反馈信号通过第一分压电阻R3和第二分压电阻R4对工作负载2的工作电压信号分压后得到。具体的,第一分压电阻R3对应一个第三阻值,第一分压电阻R3对应一个第四阻值,根据第三阻值和第四阻值的比例关系,以及第二反馈单元210反馈的第二反馈信号可以确定工作负载2的工作电压信号,则可以根据第二反馈信号输出适合工作负载2的驱动信号。
在一个实施例中,可选的,每个驱动芯片110分别通过均流电阻R321与工作负载2电连接。均流电阻R321可以保证稳定每一路驱动芯片110输出的电流,保证反馈的准确性。
参考图5,图5是一个实施例提供的一种电流采样单元211的结构示意图。在一个实施例中,电流采样单元211包括m个电流采样电阻R1,所述多个电流采样电阻R1中每n个电流采样电阻R1相互并联为合并支路,合并支路之间依次串联。其中,m为n的整数倍,n≥2。
在本实施例中,通过串并联的形式降低单个电流采样电阻R1的功耗,减少单个电流采样电阻R1的发热程度。具体的,电流采样电阻R1发热不同时,电流采样电阻R1的工作会不稳定,则会影响电流反馈的准确性。通过减少单个电流采样电阻R1的发热程度以提高电流采样电阻R1的工作稳定性,从而提高电流反馈的准确性。
可选的,本实施例的电流采样电阻R1可以是康铜丝门型电阻。康铜丝电阻选用高精密合金丝并经过特殊工艺处理,其阻值低,精度高,温度系数低,具有无电感,高过载能力,受温度变化其阻值变化极小,可以大大提高电流反馈的准确性。
需要说明的是,第一反馈单元212、第二反馈单元221或电压采样单元可以参照电流采样单元211的说明,此处不作赘述。
参考图6,图6是一个实施例提供的另一种驱动装置10的结构示意图。如图6所示,在一个实施例中,驱动装置10还包括散热模组300。散热模组300用于对所述驱动芯片组100散热。
具体的,驱动芯片组100在工作时产生的热量会影响驱动的稳定性。通过设置散热模组300对驱动芯片组100进行散热,可以提高驱动的稳定性。
在一个实施例中,散热模组300包散热器310和散热风扇320。散热器310与所述驱动芯片组100接触,用于传递所述驱动芯片组100产生的热量。散热风扇320用于产生风道,所述风道用于带走所述驱动芯片组100和/或所述散热器310的热量。
具体的,散热器310和驱动芯片组100接触,传递驱动芯片组100的热量,使得驱动芯片组100的发热下降。此外,散热风扇320产生风道带走驱动芯片组100和/或散热器310的热量,进一步降低了驱动芯片组100的发热。
需要说明的是,散热风扇320还可以对电流采样电阻R1和第二分压电阻R4进行散热。
在一个实施例中,散热器310为铝基板散热器310或铜基板散热器310。其中,虽然铝基板散热器310散热能力更好,但是驱动芯片组100的热量无法很好地通过铝基板传导出去。而铜基板散热器310的导热系数比铝基板散热器310的导热系数高,因此铜基板散热器310可以很好地传导驱动芯片组100的热量,更好地对驱动芯片组100进行散热。优选的,散热器310为铜基板散热器310。
具体的,第一版电路使用铝基板散热器310和一个主驱动芯片111+两个从驱动芯片112(3个驱动芯片110)并联散热风扇320的风道经过铝基板散热器310的底部带走热量,经过测试最高温度达120℃,接近驱动芯片110内部结点极限(150℃)。第二版改为使用铜质散热器310(铜导热系数比铝高,导热更好)和一个主驱动芯片111+四个从驱动芯片112(5个驱动芯片110)并联散热风扇320的风道不仅经过散热器310同时也经过驱动芯片110和电流采样电阻R1和第二分压电阻R4。经过测试驱动芯片组100表面最高温度为77.6℃。
因此,本实施例的至少一个驱动芯片110包括一个主驱动芯片111和四个从驱动芯片112。且散热器310为铜基板散热器310,使得驱动芯片组100的温度较低,稳定性较高。
参考图7,图7是一个实施例提供的另一种驱动装置10的结构示意图。如图7所示,在一个实施例中,驱动装置10还包括保护模组400,所述保护模组400用于保护所述驱动装置10。
具体的,驱动装置10在进行驱动工作的过程中,会有一些电流电压突变的情况,通过设置保护模组400保护驱动装置10,可以提高驱动装置10的安全性。
在一个实施例中,驱动芯片110被配置有待机引脚,所述保护模组400包括保护光耦410。保护光耦410与所述待机引脚电连接,所述保护光耦410用于在自身导通时向所述待机引脚输入第一高电平,以使所述驱动芯片组100处于工作状态;并在自身断开时向所述待机引脚输入第一低电平,以使所述驱动芯片110处于待机状态。
其中,保护光耦410是指以光为媒介来传输电信号的器件,通常把发光器(红外线发光二极管LED)与受光器(光敏半导体管,光敏电阻)封装在同一管壳内。当输入端加电信号时发光器发出光线,受光器接受光线之后就产生光电流,从输出端流出,从而实现了“电—光—电”控制,从而对驱动装置10进行保护的元器件。第一高电平可以根据需要设置。具体的,第一高电平的电压高于第一阈值,例如2.4V。第一低电平的电压低于第二阈值,例如2.4V。其中第一阈值≥第二阈值。驱动芯片组100处于待机状态是指至少一个驱动芯片110停止对驱动信号进行运放以及放大处理。
具体的,保护光耦410在自身断开时向所述待机引脚输入第一低电平,以使所述驱动芯片110处于待机状态,从而避免驱动芯片110继续异常工作导致损坏,对驱动芯片110进行保护。保护光耦410在自身导通时向所述待机引脚输入第一高电平,以使驱动芯片110处于工作状态,从而解除保护状态。
在一个实施例中,驱动芯片110被配置有输出控制引脚,所述保护光耦410还与所述输出控制引脚电连接,所述保护光耦410还用于在自身导通时向所述输出控制引脚输入第二高电平,以使所述驱动芯片110开始输出信号放大后的驱动信号;并在自身断开时向所述输出控制引脚输入第二低电平,以使所述驱动芯片110停止输出所述放大后的驱动信号。
其中,第二高电平可以根据需要设置。具体的,第二高电平的电压高于第三阈值,例如2.5V。第二低电平的电压低于第四阈值,例如2.5V。其中第三阈值≥第四阈值。驱动芯片110停止输出所述放大后的驱动信号是指驱动芯片110内部还处于工作状态,但是不输出放大后的驱动信号。
待机引脚可以是如图7的STAND-BY引脚(即9号脚)。输出控制引脚可以是如图7的MUTE引脚(即10号脚)。
具体的,保护光耦410在自身断开时向所述输出控制引脚输入第二低电平,以使所述驱动芯片110停止输出所述放大后的驱动信号,从而保护工作负载2。保护光耦410在自身导通时向所述输出控制引脚输入第二高电平,以使所述驱动芯片110开始输出信号放大后的驱动信号,从而接触工作负载2的保护状态。
在一个实施例中,保护光耦410在接收到断开控制信号时进行断开,其中,所述断开控制信号由与所述驱动芯片组100的输出端电连接的控制器判断所述驱动芯片组100输出的功率放大后的驱动信号超过设定阈值时生成。
在本实施例中,保护光耦410的断开和导通由控制器判断驱动芯片组100输出的驱动信号超过设定阈值时生成,从而对驱动芯片110和/或工作负载2进行保护。
参考图8,图8是一个实施例提供的一种驱动系统的结构示意图。如图8所示,一个实施例的驱动系统包括上述任一实施例的驱动装置10。
在一个实施例中,驱动系统1还包括处理器20、数字信号处理器30、存储器40和控制器50。具体的,将工作数据发送到控制器50中,控制器50进行解码后搬运给数字信号处理器30进行计算,数字信号处理器30将计算后的工作数据存储在存储器40中,控制器50再从存储器40中读取计算后的工作数据以控制处理器20模拟出一个为小信号的驱动信号发送给驱动装置10的驱动芯片组100的驱动输入端,则驱动芯片组100输出驱动信号控制工作负载2进行工作。
在本说明书的描述中,参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种驱动芯片组,其特征在于,包括:
至少一个驱动芯片,所述驱动芯片组的驱动输入端与处理器电连接,所述至少一个驱动芯片分别与工作负载的输入端电连接,所述驱动芯片组用于从所述处理器接收用于驱动所述工作负载工作的驱动信号,并通过所述至少一个驱动芯片分别对所述驱动信号进行放大处理后传输给所述工作负载,以驱动所述工作负载工作。
2.如权利要求1所述的驱动芯片组,其特征在于,所述驱动芯片为多个,多个驱动芯片包括:
主驱动芯片,被配置有驱动信号输入引脚和至少一运放输出引脚,所述驱动信号输入引脚用于接收所述驱动信号,以对所述驱动信号进行运放处理,并对运放处理后的驱动信号进行功率放大处理;
至少一个从驱动芯片,至少一个从驱动芯片分别与对应的所述主驱动芯片的运放输出引脚电连接,每个所述从驱动芯片用于从所述主驱动芯片接收所述运放处理后的驱动信号,并对所述运放处理后的驱动信号进行功率放大处理;
其中,所述主驱动芯片输出的功率放大后的驱动信号以及每个所述从驱动芯片输出的功率放大后的驱动信号合并至所述工作负载的输入端。
3.如权利要求2所述的驱动芯片组,其特征在于,所述主驱动芯片包括:
运放集成单元,所述运放集成单元的驱动输入端与所述处理器电连接,用于接收所述驱动信号,并对所述驱动信号进行运放处理;
第一放大集成单元,所述第一放大集成单元的输入端与所述运放集成单元的输出端电连接,用于对所述运放处理后的驱动信号进行功率放大处理;
每个所述从驱动芯片包括:
第二放大集成单元,所述第二放大集成单元的输入端与所述运放集成单元的输出端电连接,用于接收所述运放处理后的驱动信号,并对所述运放处理后的驱动信号进行功率放大处理;
其中,所述第一放大集成单元输出的功率放大后的驱动信号以及每个所述第二放大集成单元输出的功率放大后的驱动信号合并至所述工作负载的输入端。
4.如权利要求1-3任一项所述的驱动芯片组,其特征在于,所述驱动信号包括用于驱动电子雕刻机进行雕刻的正弦波信号。
5.一种驱动装置,其特征在于,包括如权利要求1-4任一项所述的驱动芯片组。
6.如权利要求5所述的驱动装置,其特征在于,还包括:
负反馈电路,所述负反馈电路的输入端与所述工作负载电连接,所述负反馈电路的输出端与所述驱动芯片组的反馈输入端电连接,所述负反馈电路用于将与所述工作负载的关联的反馈电信号反馈给所述驱动芯片组;
所述驱动芯片组还用于基于所述反馈电信号对所述驱动信号进行运放处理以及对运放处理后的驱动信号进行功率放大处理,并将功率放大后的驱动信号传输给所述工作负载。
7.如权利要求6所述的驱动装置,其特征在于,所述负反馈电路包括:
电流负反馈电路,所述电流负反馈电路的输入端与所述工作负载的输出端电连接,所述电流负反馈电路的输出端与所述驱动芯片的运放集成单元的负反馈输入端电连接,用于将与所述工作负载关联的第一反馈信号反馈给所述运放集成单元,以使所述运放集成单元基于所述第一反馈信号对所述驱动信号进行运放处理。
8.如权利要求7所述的驱动装置,其特征在于,所述负反馈电路还包括:
电压负反馈电路,所述电压负反馈电路的输入端与所述工作负载的输入端电连接,所述电压负反馈电路的输出端与所述运放集成单元的负反馈输入端电连接,用于将与所述工作负载关联的第二反馈信号反馈给所述运放集成单元,以使所述运放集成单元基于所述第二反馈信号和所述第一反馈信号对所述驱动信号进行运放处理。
9.如权利要求6所述的驱动装置,其特征在于,还包括:
保护模组,所述保护模组用于保护所述驱动装置。
10.一种驱动系统,其特征在于,包括如权利要求5-9任一项所述的驱动装置。
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