CN113422557B - 一种电机控制电路及电动舵机系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机控制电路及电动舵机系统，包括驱动电路、检测电路及控制电路。驱动电路用于驱动电机；检测电路用于利用电流采样电阻检测电机的驱动电流，并将驱动电流转化为电压信号；检测自身所在电路的地电平，并将地电平作为参考电压；控制电路用于将电压信号减去参考电压，得到电压校准值，并将电压校准值转化为驱动电流校准值，以根据驱动电流校准值调控驱动电路。可见，本申请利用电流采样电阻检测电机的驱动电流，相比于霍尔电流传感器的时延低，瞬态响应能力强，有利于电机驱动电流的动态监测；而且，本申请检测电路地电平并将其作为参考电压，以此对驱动电流转化的电压信号进行精度校准，使得驱动电流的检测精度得到有效提升。

Description

一种电机控制电路及电动舵机系统

技术领域

本发明涉及电动舵机领域，特别是涉及一种电机控制电路及电动舵机系统。

背景技术

电动舵机系统内的电机控制电路包括电流检测电路、控制电路及驱动电路；其中，电流检测电路用于检测电机的驱动电流；控制电路用于在电机的驱动电流未过流时，根据检测的驱动电流调整用于驱动电机的驱动电路，以使电机的驱动电流达到目标驱动电流；在电机的驱动电流过流时，控制驱动电路停止工作，以使电机停机。

目前，为了完善对电动舵机系统的电机闭环控制，对电机驱动电流的检测需求日益增多，大都要求更准确、及时地检测电机驱动电流。现有技术中，电机驱动电流的检测方式主要有两种：

1)驱动电路一般选用三相桥电路，三相桥电路用于将输入的直流电转换为供电机使用的三相交流电。电机驱动电流的第一种检测方式为：将电流采样电阻串入三相桥电路与地(GND)之间，由电流采样电阻对电机驱动电流进行采样，并将流过电流采样电阻的电流转化为微小电压信号，再将转化的微小电压信号经信号放大、滤波处理后得到电机驱动电流对应的采样信号，供后续控制电路使用。但是，三相桥电路在开关过程中会产生较大的噪声，而这部分耦合的噪声会被引入到电流采样电阻采样的信号中，最终影响电机驱动电流的检测精度。

2)电机驱动电流的第二种检测方式为：将霍尔电流传感器内部的原边串入三相桥电路与地之间，霍尔电流传感器利用原边电流产生的磁场感应出一个线性的电压信号，再将此线性电压信号经信号放大、滤波处理后得到电机驱动电流对应的采样信号，供后续控制电路使用。但是，霍尔电流传感器所在的电磁环境较为复杂，十分影响电流检测的准确性及可靠性；而且，由于霍尔电流传感器的工作机制本身存在电-磁-电的转换过程，使得霍尔电流传感器的输入与输出之间至少存在5μs时延，不利于电机驱动电流的动态监测。

因此，如何提供一种解决上述技术问题的方案是本领域的技术人员目前需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种电机控制电路及电动舵机系统，利用电流采样电阻检测电机的驱动电流，相比于霍尔电流传感器的时延低，瞬态响应能力强，有利于电机驱动电流的动态监测；而且，本申请检测电路地电平并将其作为参考电压，以此对驱动电流转化的电压信号进行精度校准，使得驱动电流的检测精度得到有效提升。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种电机控制电路，包括：

用于驱动电机的驱动电路；

包含电流采样电阻的检测电路，用于利用电流采样电阻检测所述电机的驱动电流，并将所述驱动电流转化为电压信号；检测自身所在电路的地电平，并将所述地电平作为参考电压；

控制电路，用于将所述电压信号减去所述参考电压，得到电压校准值，并将所述电压校准值转化为驱动电流校准值，以根据所述驱动电流校准值调控所述驱动电路。

优选地，所述检测电路包括电流采样电阻、电流转换电路及地电平检测电路；其中：

所述电流采样电阻的第一端分别与预输入至所述驱动电路的直流电源和所述电流转换电路的第一输入端连接，所述电流采样电阻的第二端分别与所述驱动电路的输入端和所述电流转换电路的第二输入端连接，所述电流转换电路的输出端作为所述检测电路的电流检测输出端，所述地电平检测电路的输入端与自身所在电路的地连接，所述地电平检测电路的输出端作为所述检测电路的地检测输出端；

所述电流转换电路用于将流经所述电流采样电阻的电流转化为电压信号输出；所述地电平检测电路用于检测自身所在电路的地电平，并将所述地电平作为参考电压输出。

优选地，所述电流采样电阻包括第一电阻和第二电阻；其中：

所述第一电阻的第一端和所述第二电阻的第一端连接且公共端作为所述电流采样电阻的第一端，所述第一电阻的第二端和所述第二电阻的第二端连接且公共端作为所述电流采样电阻的第二端。

优选地，所述电流转换电路包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、开关管及第一运算放大器；其中：

所述第三电阻的第一端作为所述电流转换电路的第一输入端，所述第三电阻的第二端分别与所述第一运算放大器的输入正端和所述开关管的第一端连接，所述开关管的第二端与所述第五电阻的第一端连接且公共端作为所述电流转换电路的输出端，所述第五电阻的第二端接地，所述开关管的控制端与所述第六电阻的第一端连接，所述第六电阻的第二端与所述第一运算放大器的输出端连接，所述第四电阻的第一端作为所述电流转换电路的第二输入端，所述第四电阻的第二端与所述第一运算放大器的输入负端连接；其中，所述开关管一直处于导通状态。

优选地，所述地电平检测电路包括第二运算放大器；其中：

所述第二运算放大器的输入正端作为所述地电平检测电路的输入端，所述第二运算放大器的输入负端与所述第二运算放大器的输出端连接且公共端作为所述地电平检测电路的输出端。

优选地，所述检测电路还包括缓冲电路；其中：

所述缓冲电路的第一输入端与所述电流转换电路的输出端连接，所述缓冲电路的第一输出端作为所述检测电路的电流检测输出端，所述缓冲电路的第二输入端与所述地电平检测电路的输出端连接，所述缓冲电路的第二输出端作为所述检测电路的地检测输出端；

所述缓冲电路用于将所述电流转换电路输出的电压信号和所述地电平检测电路输出的参考电压限制在后端接入电路的输入电平范围内。

优选地，所述缓冲电路包括第三运算放大器和第四运算放大器；其中：

所述第三运算放大器的输入正端作为所述缓冲电路的第一输入端，所述第三运算放大器的输入负端与所述第三运算放大器的输出端连接且公共端作为所述缓冲电路的第一输出端，所述第四运算放大器的输入正端作为所述缓冲电路的第二输入端，所述第四运算放大器的输入负端与所述第四运算放大器的输出端连接且公共端作为所述缓冲电路的第二输出端；其中，所述第三运算放大器和所述第四运算放大器的供电电源≤所述输入电平范围的最大值。

优选地，所述控制电路具体用于：

分别连续多次采样所述检测电路输出的电压信号和参考电压，并将同一时刻采样得到的电压信号减去参考电压，得到此时刻的电压校准值；

对多个时刻得到的电压校准值进行限幅平均滤波处理，得到电压平均校准值；

将所述电压平均校准值转化为驱动电流校准值，以根据所述驱动电流校准值调控所述驱动电路。

优选地，所述控制电路包括：

与所述驱动电路连接的开关驱动器；

分别与所述检测电路的电流检测输出端及地检测输出端连接的ADC芯片，用于分别将所述检测电路输出的电压信号和参考电压进行模数转换，得到数字电压信号和数字参考电压；

分别与所述ADC芯片的输出端和所述开关驱动器连接的控制器，用于将所述数字电压信号和所述数字参考电压处理得到驱动电流校准值，并根据所述驱动电流校准值生成PWM信号至所述开关驱动器，以使所述开关驱动器基于所述PWM信号调控所述驱动电路。

为解决上述技术问题，本发明还提供了一种电动舵机系统，包括电机及上述任一种电机控制电路。

本发明提供了一种电机控制电路，包括驱动电路、检测电路及控制电路。驱动电路用于驱动电机；检测电路用于利用电流采样电阻检测电机的驱动电流，并将驱动电流转化为电压信号；检测自身所在电路的地电平，并将地电平作为参考电压；控制电路用于将电压信号减去参考电压，得到电压校准值，并将电压校准值转化为驱动电流校准值，以根据驱动电流校准值调控驱动电路。可见，本申请利用电流采样电阻检测电机的驱动电流，相比于霍尔电流传感器的时延低，瞬态响应能力强，有利于电机驱动电流的动态监测；而且，本申请检测电路地电平并将其作为参考电压(在驱动电路的噪声及检测电路自身存在的失调参数的影响下，电路地电平有所变化)，以此对驱动电流转化的电压信号进行精度校准，使得驱动电流的检测精度得到有效提升。

本发明还提供了一种电动舵机系统，与上述电机控制电路具有相同的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对现有技术和实施例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发明的一些实施例，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1为本发明实施例提供的一种电机控制电路的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种检测电路的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种电机控制电路的具体结构示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种电机控制电路及电动舵机系统，利用电流采样电阻检测电机的驱动电流，相比于霍尔电流传感器的时延低，瞬态响应能力强，有利于电机驱动电流的动态监测；而且，本申请检测电路地电平并将其作为参考电压，以此对驱动电流转化的电压信号进行精度校准，使得驱动电流的检测精度得到有效提升。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参照图1，图1为本发明实施例提供的一种电机控制电路的结构示意图。

该电机控制电路包括：

用于驱动电机的驱动电路1；

包含电流采样电阻的检测电路2，用于利用电流采样电阻检测电机的驱动电流，并将驱动电流转化为电压信号；检测自身所在电路的地电平，并将地电平作为参考电压；

控制电路3，用于将电压信号减去参考电压，得到电压校准值，并将电压校准值转化为驱动电流校准值，以根据驱动电流校准值调控驱动电路1。

具体地，本申请的电机控制电路包括驱动电路1、检测电路2及控制电路3，其工作原理为：

检测电路2一方面利用电流采样电阻检测电机的驱动电流，并将检测的驱动电流转化为电压信号，且将转化的电压信号发送至控制电路3，供控制电路3处理使用。需要说明的是，之所以检测电路2利用电流采样电阻检测电机的驱动电流，是因为相比于霍尔电流传感器的检测方式，电流采样电阻的检测方式时延低，瞬态响应能力强，有利于电机驱动电流的动态监测。

检测电路2另一方面检测自身所在电路的地电平，并将检测的地电平作为参考电压，且将参考电压发送至控制电路3，供控制电路3处理使用。需要说明的是，之所以检测电路2检测自身所在电路的地电平，是因为在驱动电路1的噪声及检测电路2自身存在的失调参数的影响下，电路地电平有所变化，因此电路地电平可作为参考电压，以对驱动电流转化的电压信号进行精度校准。

基于此，控制电路3将驱动电流转化的电压信号减去参考电压，得到电压校准值，然后将电压校准值转化为驱动电流校准值，以根据驱动电流校准值调控用于驱动电机的驱动电路1。具体地，控制电路3判断驱动电流校准值是否超过预设电流门限值，若否，则根据驱动电流校准值调整用于驱动电机的驱动电路1，以使驱动电流校准值达到目标驱动电流；若是，则控制驱动电路1停止工作，以使电机停机。

本发明提供了一种电机控制电路，包括驱动电路、检测电路及控制电路。驱动电路用于驱动电机；检测电路用于利用电流采样电阻检测电机的驱动电流，并将驱动电流转化为电压信号；检测自身所在电路的地电平，并将地电平作为参考电压；控制电路用于将电压信号减去参考电压，得到电压校准值，并将电压校准值转化为驱动电流校准值，以根据驱动电流校准值调控驱动电路。可见，本申请利用电流采样电阻检测电机的驱动电流，相比于霍尔电流传感器的时延低，瞬态响应能力强，有利于电机驱动电流的动态监测；而且，本申请检测电路地电平并将其作为参考电压(在驱动电路的噪声及检测电路自身存在的失调参数的影响下，电路地电平有所变化)，以此对驱动电流转化的电压信号进行精度校准，使得驱动电流的检测精度得到有效提升。

在上述实施例的基础上：

请参照图2，图2为本发明实施例提供的一种检测电路的结构示意图。

作为一种可选的实施例，检测电路2包括电流采样电阻、电流转换电路及地电平检测电路；其中：

电流采样电阻的第一端分别与预输入至驱动电路1的直流电源和电流转换电路的第一输入端连接，电流采样电阻的第二端分别与驱动电路1的输入端和电流转换电路的第二输入端连接，电流转换电路的输出端作为检测电路2的电流检测输出端，地电平检测电路的输入端与自身所在电路的地连接，地电平检测电路的输出端作为检测电路2的地检测输出端；

电流转换电路用于将流经电流采样电阻的电流转化为电压信号输出；地电平检测电路用于检测自身所在电路的地电平，并将地电平作为参考电压输出。

具体地，本申请的检测电路2包括电流采样电阻(低值精密电阻)、电流转换电路及地电平检测电路，其工作原理为：

若驱动电路1选用三相桥电路，且电流采样电阻按照现有技术的结构串入三相桥电路与地之间，则电流采样电阻采样的是低端(靠近地)的电机驱动电流，但是，这种采用电流采样电阻低端检测电流的方式，若电机驱动干线上发生短路，则三相桥电路的输入电压(28V)会直接加在电流采样电阻两端，不但会导致该种电流检测技术失效，而且由于输入电压过大可能会导致电流采样电阻后端的电路烧毁。

而本申请的电流采样电阻串入预输入至驱动电路1的直流电源(28V)与驱动电路1之间，则电流采样电阻采样的是高端(靠近电源)的电机驱动电流(即电机三相汇聚在干线上的电流)，从而规避了采用电流采样电阻低位电流采样的缺点。

基于此，一方面，电流转换电路将流经电流采样电阻的电流转化为电压信号，并将转化的电压信号发送至控制电路3，供控制电路3处理使用。另一方面，地电平检测电路检测自身所在电路的地电平，并将地电平作为参考电压，且将参考电压发送至控制电路3，供控制电路3处理使用。

作为一种可选的实施例，电流采样电阻包括第一电阻R1和第二电阻R2；其中：

第一电阻R1的第一端和第二电阻R2的第一端连接且公共端作为电流采样电阻的第一端，第一电阻R1的第二端和第二电阻R2的第二端连接且公共端作为电流采样电阻的第二端。

具体地，本申请的电流采样电阻由并联的两个电阻(第一电阻R1和第二电阻R2)组成，也可采用其它电阻结构，本申请在此不做特别的限定。

作为一种可选的实施例，电流转换电路包括第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、开关管Q及第一运算放大器AMP1；其中：

第三电阻R3的第一端作为电流转换电路的第一输入端，第三电阻R3的第二端分别与第一运算放大器AMP1的输入正端和开关管Q的第一端连接，开关管Q的第二端与第五电阻R5的第一端连接且公共端作为电流转换电路的输出端，第五电阻R5的第二端接地，开关管Q的控制端与第六电阻R6的第一端连接，第六电阻R6的第二端与第一运算放大器AMP1的输出端连接，第四电阻R4的第一端作为电流转换电路的第二输入端，第四电阻R4的第二端与第一运算放大器AMP1的输入负端连接；其中，开关管Q一直处于导通状态。

具体地，本申请的电流转换电路包括第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、开关管Q及第一运算放大器AMP1，其工作原理为：

如图2所示，当电动舵机系统开始工作时，采用第一运算放大器AMP1在高端采集电机三相汇聚在干线上的电流I并将其转化为电压信号，电流采样电阻两端的电压差(VH－VL)为：

开关管Q一直处于导通状态，使得第一运算放大器AMP1工作在线性区。当第一运算放大器AMP1处于线性区时，第一运算放大器AMP1的两个输入端(+IN1、-IN1)可以看作虚短(两个输入端+IN1、-IN1处在同一电位)。第一运算放大器AMP1的两个输入端的电流很小，可忽略不计；第一运算放大器AMP1的输入阻抗无穷大，使得第四电阻R4上的电流很小，可忽略不计；所以则有：

V_H-V_L＝R₃×(V_OUT1÷R₅) (2)；

结合式(1)、式(2)，可以得到第一运算放大器AMP1检测到的高端的电机驱动电流I转化成的电压信号：

其中，第一电阻R1和第二电阻R2的取值R₁、R₂通过电机驱动电流I的最大值Imax(测试的电动舵机系统最大电流小于6A)和所选电阻的容许功耗决定，第一电阻R1和第二电阻R2可采用毫欧级片式精密合金箔电阻器，分别取10mΩ(精度：0.1％)，即相当于一个5mΩ电阻器串连在电机驱动干线上，且远远小于电机工作时的相间电阻(在欧姆量级)，避免出现明显的分压现象。

考虑到电压信号V_OUT1接入的后端电路的输入电平范围在0～5V，因此由式(3)得出，第三电阻R3与第五电阻R5存在以下关系：

其中，I_max取6A，因此第五电阻R5取49.9KΩ(精度：0.1％)，第三电阻R3取1KΩ(精度：0.1％)。

此外，本申请的开关管Q可选用NMOS(N-Metal-Oxide-Semiconductor，N型金属-氧化物-半导体)管，NMOS管的栅极作为开关管Q的控制端，NMOS管的漏极作为开关管Q的第一端，NMOS管的源极作为开关管Q的第二端。

作为一种可选的实施例，地电平检测电路包括第二运算放大器AMP2；其中：

第二运算放大器AMP2的输入正端作为地电平检测电路的输入端，第二运算放大器AMP2的输入负端与第二运算放大器AMP2的输出端连接且公共端作为地电平检测电路的输出端。

具体地，本申请的地电平检测电路包括第二运算放大器AMP2，其工作原理为：

第二运算放大器AMP2的输入负端与第二运算放大器AMP2的输出端连接，则第二运算放大器AMP2相当于一个正向跟随器，即第二运算放大器AMP2的输出端OUT2输出的信号＝第二运算放大器AMP2的输入正端+IN2输入的信号。第二运算放大器AMP2的输入正端+IN2输入的是电路的地电平AGND，所以第二运算放大器AMP2的输出端OUT2输出电路的地电平AGND。

此外，第一运算放大器AMP1和第二运算放大器AMP2可直接选用集成在同一芯片内的两路运算放大器，同一芯片上的两路运算放大器在制造工艺条件上几乎完全一致，其电学性能参数也相对更接近。

作为一种可选的实施例，检测电路2还包括缓冲电路；其中：

缓冲电路的第一输入端与电流转换电路的输出端连接，缓冲电路的第一输出端作为检测电路2的电流检测输出端，缓冲电路的第二输入端与地电平检测电路的输出端连接，缓冲电路的第二输出端作为检测电路2的地检测输出端；

缓冲电路用于将电流转换电路输出的电压信号和地电平检测电路输出的参考电压限制在后端接入电路的输入电平范围内。

具体地，本申请的检测电路2还包括缓冲电路，其工作原理为：

为了防止电机驱动干线上的大电流变化对检测电路2后端接入电路的冲击，电流转换电路和地电平检测电路的输出经过缓冲电路缓冲后再提供给后端接入电路，具体是缓冲电路将电流转换电路输出的电压信号和地电平检测电路输出的参考电压限制在后端接入电路的输入电平范围内，从而防止后端接入电路烧毁。

作为一种可选的实施例，缓冲电路包括第三运算放大器AMP3和第四运算放大器AMP4；其中：

第三运算放大器AMP3的输入正端作为缓冲电路的第一输入端，第三运算放大器AMP3的输入负端与第三运算放大器AMP3的输出端连接且公共端作为缓冲电路的第一输出端，第四运算放大器AMP4的输入正端作为缓冲电路的第二输入端，第四运算放大器AMP4的输入负端与第四运算放大器AMP4的输出端连接且公共端作为缓冲电路的第二输出端；其中，第三运算放大器AMP3和第四运算放大器AMP4的供电电源≤输入电平范围的最大值。

具体地，本申请的缓冲电路包括第三运算放大器AMP3和第四运算放大器AMP4，其工作原理为：

第三运算放大器AMP3的输入负端与第三运算放大器AMP3的输出端连接，则第三运算放大器AMP3相当于一个正向跟随器。当第三运算放大器AMP3的输入正端+IN3输入的信号≤第三运算放大器AMP3的供电电源电压时，第三运算放大器AMP3的输出端OUT3输出的信号＝第三运算放大器AMP3的输入正端+IN3输入的信号；当第三运算放大器AMP3的输入正端+IN3输入的信号＞第三运算放大器AMP3的供电电源电压时，第三运算放大器AMP3的输出端OUT3输出的信号＝第三运算放大器AMP3的供电电源电压，即将第三运算放大器AMP3的输入正端+IN3输入的电压信号(电流转换电路输出的电压信号)限制在第三运算放大器AMP3的供电电源电压下。

同理，第四运算放大器AMP4的输入负端与第四运算放大器AMP4的输出端连接，则第四运算放大器AMP4相当于一个正向跟随器。当第四运算放大器AMP4的输入正端+IN4输入的信号≤第四运算放大器AMP4的供电电源电压时，第四运算放大器AMP4的输出端OUT4输出的信号＝第四运算放大器AMP4的输入正端+IN4输入的信号；当第四运算放大器AMP4的输入正端+IN4输入的信号＞第四运算放大器AMP4的供电电源电压时，第四运算放大器AMP4的输出端OUT4输出的信号＝第四运算放大器AMP4的供电电源电压，即将第四运算放大器AMP4的输入正端+IN4输入的电压信号(地电平检测电路输出的参考电压)限制在第四运算放大器AMP4的供电电源电压下。

由于第三运算放大器AMP3和第四运算放大器AMP4的供电电源≤输入电平范围的最大值，所以实现了将电流转换电路输出的电压信号和地电平检测电路输出的参考电压限制在后端接入电路的输入电平范围内。

此外，第三运算放大器AMP3和第四运算放大器AMP4可直接选用集成在同一芯片内的两路运算放大器，同一芯片上的两路运算放大器在制造工艺条件上几乎完全一致，其电学性能参数也相对更接近。

作为一种可选的实施例，控制电路3具体用于：

分别连续多次采样检测电路输出的电压信号和参考电压，并将同一时刻采样得到的电压信号减去参考电压，得到此时刻的电压校准值；

对多个时刻得到的电压校准值进行限幅平均滤波处理，得到电压平均校准值；

将电压平均校准值转化为驱动电流校准值，以根据驱动电流校准值调控驱动电路。

具体地，控制电路3上的数据处理流程为：

1)分别连续n次(n为正整数，如n＝6)采样检测电路输出的电压信号value_current和参考电压value_base，并将同一时刻采样得到的电压信号减去参考电压，得到此时刻的电压校准值value_truen＝value_currentn－value_basen(value_currentn为第n时刻采样得到的电压信号，value_basen为第n时刻采样得到的参考电压)；

2)对n个时刻得到的电压校准值(value_truen)进行限幅平均滤波处理，得到电压平均校准值：依次将n个电压校准值中相邻两个值相减，若相邻两个值的差值小于等于设定值，则相邻两个值均有效；若相邻两个值的差值大于设定值，则后一个值无效，用前一个值代替后一个值，最后对n个限幅滤波后的值做平均，公式如下：

3)依据公式(3)将电压平均校准值value(作为V_OUT1)转化为驱动电流校准值，以根据驱动电流校准值调控驱动电路。

请参照图3，图3为本发明实施例提供的一种电机控制电路的具体结构示意图。

作为一种可选的实施例，控制电路3包括：

与驱动电路1连接的开关驱动器31；

分别与检测电路2的电流检测输出端及地检测输出端连接的ADC芯片32，用于分别将检测电路2输出的电压信号和参考电压进行模数转换，得到数字电压信号和数字参考电压；

分别与ADC芯片32的输出端和开关驱动器31连接的控制器33，用于将数字电压信号和数字参考电压处理得到驱动电流校准值，并根据驱动电流校准值生成PWM信号至开关驱动器31，以使开关驱动器31基于PWM信号调控驱动电路1。

具体地，本申请的控制电路3包括开关驱动器31、ADC(Analog-to-DigitalConverter，模/数转换器)芯片32及控制器33，其工作原理为：

检测电路2输出的电压信号ADC_V1和参考电压ADC_V2提供给ADC芯片32。ADC芯片32分别将检测电路2输出的电压信号和参考电压进行模数转换，得到数字电压信号和数字参考电压，并将数字电压信号和数字参考电压发送至控制器33。

控制器33将数字电压信号和数字参考电压处理得到驱动电流校准值(具体数据处理流程在上述实施例中已经详细介绍，本申请在此不再赘述)，然后根据驱动电流校准值生成PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)信号至开关驱动器31，以使开关驱动器31基于PWM信号调控驱动电路1。具体地，控制器33判断驱动电流校准值是否超过预设电流门限值，若否，则根据驱动电流校准值调整PWM信号，以使开关驱动器31基于调整的PWM信号调控驱动电路1，最终使驱动电流校准值达到目标驱动电流；若是，则关闭PWM信号的输出，以使电机停机。

更具体地，驱动电路1可选用由MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金属-氧化物半导体场效应晶体管)开关组成的三相桥电路，则开关驱动器31为MOSFET驱动器。控制器33可选用MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)，在图3中，MCU与ADC芯片之间的SDO、SDI、SCK为串行接口，CNV为转换输入端，这是比较常见的4线接口连接。

本申请还提供了一种电动舵机系统，包括电机及上述任一种电机控制电路。

本申请提供的电动舵机系统的介绍请参考上述电机控制电路的实施例，本申请在此不再赘述。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种电机控制电路，其特征在于，包括：

用于驱动电机的驱动电路；

包含电流采样电阻的检测电路，用于利用所述电流采样电阻检测所述电机的驱动电流，并将所述驱动电流转化为电压信号；检测自身所在电路的地电平，并将所述地电平作为参考电压；

控制电路，用于将所述电压信号减去所述参考电压，得到电压校准值，并将所述电压校准值转化为驱动电流校准值，以根据所述驱动电流校准值调控所述驱动电路；

所述检测电路包括所述电流采样电阻、电流转换电路及地电平检测电路；其中：

所述电流采样电阻的第一端分别与预输入至所述驱动电路的直流电源和所述电流转换电路的第一输入端连接，所述电流采样电阻的第二端分别与所述驱动电路的输入端和所述电流转换电路的第二输入端连接，所述电流转换电路的输出端作为所述检测电路的电流检测输出端，所述地电平检测电路的输入端与自身所在电路的地连接，所述地电平检测电路的输出端作为所述检测电路的地检测输出端；

所述电流转换电路用于将流经所述电流采样电阻的电流转化为电压信号输出；所述地电平检测电路用于检测自身所在电路的地电平，并将所述地电平作为参考电压输出。

2.如权利要求1所述的电机控制电路，其特征在于，所述电流采样电阻包括第一电阻和第二电阻；其中：

所述第一电阻的第一端和所述第二电阻的第一端连接且公共端作为所述电流采样电阻的第一端，所述第一电阻的第二端和所述第二电阻的第二端连接且公共端作为所述电流采样电阻的第二端。

3.如权利要求1所述的电机控制电路，其特征在于，所述电流转换电路包括第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、开关管及第一运算放大器；其中：

所述第三电阻的第一端作为所述电流转换电路的第一输入端，所述第三电阻的第二端分别与所述第一运算放大器的输入正端和所述开关管的第一端连接，所述开关管的第二端与所述第五电阻的第一端连接且公共端作为所述电流转换电路的输出端，所述第五电阻的第二端接地，所述开关管的控制端与所述第六电阻的第一端连接，所述第六电阻的第二端与所述第一运算放大器的输出端连接，所述第四电阻的第一端作为所述电流转换电路的第二输入端，所述第四电阻的第二端与所述第一运算放大器的输入负端连接；其中，所述开关管一直处于导通状态。

4.如权利要求1所述的电机控制电路，其特征在于，所述地电平检测电路包括第二运算放大器；其中：

所述第二运算放大器的输入正端作为所述地电平检测电路的输入端，所述第二运算放大器的输入负端与所述第二运算放大器的输出端连接且公共端作为所述地电平检测电路的输出端。

5.如权利要求1所述的电机控制电路，其特征在于，所述检测电路还包括缓冲电路；其中：

所述缓冲电路的第一输入端与所述电流转换电路的输出端连接，所述缓冲电路的第一输出端作为所述检测电路的电流检测输出端，所述缓冲电路的第二输入端与所述地电平检测电路的输出端连接，所述缓冲电路的第二输出端作为所述检测电路的地检测输出端；

所述缓冲电路用于将所述电流转换电路输出的电压信号和所述地电平检测电路输出的参考电压限制在后端接入电路的输入电平范围内。

6.如权利要求5所述的电机控制电路，其特征在于，所述缓冲电路包括第三运算放大器和第四运算放大器；其中：

所述第三运算放大器的输入正端作为所述缓冲电路的第一输入端，所述第三运算放大器的输入负端与所述第三运算放大器的输出端连接且公共端作为所述缓冲电路的第一输出端，所述第四运算放大器的输入正端作为所述缓冲电路的第二输入端，所述第四运算放大器的输入负端与所述第四运算放大器的输出端连接且公共端作为所述缓冲电路的第二输出端；其中，所述第三运算放大器和所述第四运算放大器的供电电源≤所述输入电平范围的最大值。

7.如权利要求1至6任一项所述的电机控制电路，其特征在于，所述控制电路具体用于：

分别连续多次采样所述检测电路输出的电压信号和参考电压，并将同一时刻采样得到的电压信号减去参考电压，得到此时刻的电压校准值；

对多个时刻得到的电压校准值进行限幅平均滤波处理，得到电压平均校准值；

将所述电压平均校准值转化为驱动电流校准值，以根据所述驱动电流校准值调控所述驱动电路。

8.如权利要求7所述的电机控制电路，其特征在于，所述控制电路包括：

与所述驱动电路连接的开关驱动器；

分别与所述检测电路的电流检测输出端及地检测输出端连接的ADC芯片，用于分别将所述检测电路输出的电压信号和参考电压进行模数转换，得到数字电压信号和数字参考电压；

分别与所述ADC芯片的输出端和所述开关驱动器连接的控制器，用于将所述数字电压信号和所述数字参考电压处理得到驱动电流校准值，并根据所述驱动电流校准值生成PWM信号至所述开关驱动器，以使所述开关驱动器基于所述PWM信号调控所述驱动电路。

9.一种电动舵机系统，其特征在于，包括电机及如权利要求1至8任一项所述的电机控制电路。