CN113824384A - 声波马达的控制方法与声波马达的驱动电路 - Google Patents

Abstract

本发明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。本发明使得声波马达运行平顺，大大减小了噪声。

Description

声波马达的控制方法与声波马达的驱动电路

技术领域

本发明涉及声波马达技术，特别是涉及声波马达的控制方法与声波马达的驱动电路。

背景技术

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。

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。

发明内容

本发明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。

本发明一个进一步的目的是要大幅度降低声波马达的工作噪声。

特别地，本发明提供了一种声波马达的控制方法，其包括：

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；

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。

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。

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

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。

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。

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。

可选地，运行状态包括声波马达的运行噪声；

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。

可选地，检测声波马达的运行状态的步骤包括：

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；

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。

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。

根据本发明的另一个方面还提供了一种声波马达的驱动电路，其包括：

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；

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。

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。

本发明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。

进一步地，本发明的方案，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。

进一步地，本发明的方案，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。

根据下文结合附图对本发明具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本发明的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。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：

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；

图2是根据本发明一个实施例的声波马达的驱动电路的示意图；

图3是根据本发明一个实施例的声波马达的控制方法的示意图；

图4是一个声波马达的运行声波频谱特征图；

图5是一个声波马达理想的运行曲线的示意图；

图6是根据本发明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；

图7是图6中波形的局部放大图；

图8是根据本发明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；

图9是根据本发明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；

图10是根据本发明一个实施例的声波马达的控制方法中制定频率与特征的对应关系的流程图。

具体实施方式

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。现有技术马达驱动方法，通过PWM调制分别向声波马达的正负输入端交替输入一个方波波形，来达到使声波马达正反向往复运动的目的。在图1中，波形L1为注入声波马达正向输入端的能量信号，波形L2为注入声波马达负向输入端的能量信号，波形L3为声波马达内部线圈电流的信号。在时刻t1，马达正向输入端输入正向能量信号，马达的摆动部件或伸缩部件开始向第一方向(可记为正向方向)运动，马达内部电流从正向流向负向；在时刻t2，马达正向输入端接入零电平，马达反向输入端输入反向能量信号，马达内部电流从负向流向正向，马达的摆动部件或伸缩部件强行制动后开始向相反的第二方向(可记为反向方向)运动；在时刻t3，马达正向输入端重新输入能量信号，马达反向输入端接入零电平，马达内部电流从正向流向负向，马达的摆动部件或伸缩部件强行制动后重新向正向方向运动；如此进行循环，在t4、t5、t6、t7、t8各时刻，马达内部电流均进行一次反向，而摆动部件或伸缩部件被强行制动并换向。马达内部电流由正向输入端和负向输入端注入的信号均是方波，并且正向输入端注入方波与负向输入端注入的方波错开固定的相位差，也即相互交错，当L1和L2都是最大占空比情况下，L3形成了拼接的方波。在上述t1至t8中每个电平跳变时刻，电信号作为反向电磁作用直接使马达强行制动变向，在该变向时刻会导致马达产生复杂冲击振动，对于用户的直观感受为产生较大噪声。本实施例的声波马达的控制方法与声波马达的驱动电路的目的为消除上述复杂冲击振动，减小马达噪声。

图2是根据本发明一个实施例的声波马达的驱动电路的示意图，该声波马达的驱动电路一般性地可包括控制器100。其中控制器100可以包括存储器120、处理器110、以及PWM输出接口130，其中存储器120存储有机器可执行程序121。机器可执行程序121被处理器110执行时，用于实现本实施例的任一种声波马达的控制方法。处理器110可以是单核处理器、多核处理器、或其他配置的具有相应计算能力的器件。存储器120可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器、闪存或任何其他合适的存储系统。机器可执行程序121可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码。

在本实施例的声波马达的驱动电路中，存储器120、处理器110、以及PWM输出接口130可以集成于同一芯片(例如同一微处理器中)或者为同一电路单元中的集成器件，也可以分别为独立的器件通过电路组合实现相应功能。

PWM输出接口130可以为处理器110可输出PWM信号的输出管脚。PWM(Pulse widthmodulation，脉冲宽度调制)信号为一系列幅值相等但宽度不一致的脉冲信号。PWM输出接口130具有两路PWM通道，分别输出正向PWM信号以及负向PWM信号。正向PWM信号和负向PWM信号分别用于产生供向马达300的正极输入端P端的正向能量信号和马达300的负极输入端N端的负向能量信号。

正向PWM信号和负向PWM信号分别在输出波形的半个周期中产生一系列脉冲，并相应生成类似正弦波的能量信号，其中正向PWM信号可以生成声波马达的电磁线圈内的正向的半个周期的驱动信号，也即正向能量信号；而负向PWM信号可以生成声波马达的电磁线圈内的正向的半个周期的驱动信号，也即负向能量信号。正向能量信号和负向能量信号共同形成一个完整的正弦波信号。

此外声波马达的驱动电路还可以包括马达驱动器212。马达驱动器212的输入引脚与PWM输出接口130的输出引脚相连，马达驱动器212的输出引脚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P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N的负向能量信号，通过功率放大提高信号驱动能力。

马达驱动器212也可以与存储器120、处理器110、以及PWM输出接口130可以集成于同一芯片中，也可以设置为独立与处理器110的电路器件。

在另一些实施例中，声波马达的驱动电路还可以包括积分电路211。积分电路211设置于PWM输出接口130与马达驱动器212之间，并用于对正向PWM信号以及负向PWM信号分别进行积分，分别使正向PWM信号和负向PWM信号分别形成近似正向半个周期的正弦信号和近似负向半个周期的正弦信号。

积分电路211可以通过一阶或多阶LC电路实现，在进行积分同时，实现一定的滤波功能。

马达驱动器212连接声波马达300，用于将积分后的信号电流幅值和/或电压幅值放大设定倍数，从而实现功率放大。马达驱动器212处理后的信号直接驱动声波马达300。马达驱动器212通过放大输出功率，提高驱动能力。例如放大电流驱动能力、或者放大电压幅值；或者同时放大电流驱动能力和电压幅值。马达驱动器212可以采用感性器件的功率放大器件，比如各类音频功放(模拟信号输入)，晶体管放大器等。上述驱动电路的电路构造本身以及器件选型可以根据驱动信号要求进行配置。

以下结合本实施例的声波马达的控制方法，对上述驱动电路的工作原理以及信号传输进行介绍。图3是根据本发明一个实施例的声波马达的控制方法的示意图，该声波马达的控制方法包括：

步骤S302，检测声波马达的运行状态。声波马达的运行状态可以包括声波马达的运行噪声。

步骤S304，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。

步骤S306，按照信号参数生成正向PWM信号以及负向PWM信号。正向PWM信号用于生成供向声波马达的正极输入端的正向能量信号，并负向PWM信号用于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。

通过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，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。

声波马达的运行状态可以包括声波马达的运行噪声，图4是一个声波马达的运行声波频谱特征图。该频谱特征为使用本实施例的声波马达的控制方法之前对一声波马达的声波进行测量的结果，其中纵坐标为声音分贝，横坐标为频率。该频谱特征明显示出了除286Hz的主频谱外，还存在很多的高能量频点，其作用结果为马达产生较大的噪声，其原因为马达的摆动不平顺，也就产生复杂的多频率混合声波。为了抑制马达噪声，本实施例的方法减小甚至消除噪声的原理为使马达摆动部件或伸缩部件以尽量单一纯净的频率特征摆动。

图5是一个声波马达理想的运行曲线的示意图。也就是说运行曲线为使用本实施例的声波马达的控制方法后的目标运行状态。图5所示的运行曲线纵坐标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，也即旋转轴马达的马达轴偏离于基准位置的角度或者平面摆动马达的平移动子偏离中心位置的距离或者轴向伸缩马达的轴向伸缩部件偏离基准位置的距离。横坐标为时间。曲线的斜率体现了声波马达摆动部件的摆动速度或伸缩部件的伸缩速度，也即旋转轴马达的马达轴围绕圆心摆动的角速度或平面摆动马达的平移动子的平面摆动线速度或伸缩部件的伸缩速度。纵坐标的正向区域和负向区域分别为摆动的两侧，也指代顺时针旋转和逆时针旋转的区域或者中心左右两侧的平移区域。纵坐标的0点为声波马达的中心位置，也即声波马达在停止工作时摆动部件或伸缩部件保持静止的位置。

通过该运行曲线可以看出，t0至t1为摆动部件向正向摆动时段或伸缩部件伸出时段，运行曲线在t0至t1的正向速度减缓，在t1达到正向极限位置时速度变为零，此时运动方向翻转；t1至t2为摆动部件正向极限位置向中心位置摆动或伸缩部件从伸出极限位置向中心位置移动的时段，运行曲线在t1至t2反向速度开始加速，在t2时刻达到中心位置时反向速度最大；t2至t3为摆动部件向反向摆动或伸缩部件回缩时段，运行曲线在t2至t3的反向速度减缓，在t3达到反向极限位置时速度变为零，此时运动方向再次翻转；t3至t4为摆动部件反向极限位置向中心位置摆动或伸缩部件从回缩极限位置向中心位置移动的时段，运行曲线在t3至t4正向速度开始加速，在t4时刻达到中心位置时正向速度最大。

上述声波马达理想的运行曲线趋近正弦波的运动，可以获得纯净的声音并且抑制谐波的产生。本方法通过对驱动信号的优化针对马达的运行状态，可以达到接近于声波马达理想的运行曲线的效果。

马达的驱动信号与马达自身的电磁感应特性相结合，而马达的运转过程中的阻力特征是变化的，因此需要驱动信号的信号曲线也随之需要进行匹配调整，使得马达的运行曲线保持最佳的正弦波特征。

图6是根据本发明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；图7是图6中波形的局部放大图；图8是根据本发明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。图6、7是应用本实施例的声波马达的控制方法过程中，通过示波器测量的实际波形。

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。

通过上述分析，可以确定正向PWM信号包括多段正向PWM单元组成，通过调整各段正向PWM单元的占空比，实现对正向能量信号大小的调节；而负向PWM信号包括多段占空比不同的负向PWM单元组成，通过调整各段负向PWM单元的占空比，实现对负向能量信号大小的调节。占空比越高，相应的能量信号幅值越大。

每个正向PWM单元以及每个负向PWM单元的时长设置为相同。在该每个PWM单元(包括正向PWM单元和负向PWM单元)的时长内，占空比维持恒定。例如对于时长为100μs的单元，可以在该100μs内维持一定的占空比。通过占空比的调节，使得积分后的信号能量大小，产生了一个连续的信号序列，当信号序列的波形轮廓的正弦波形与声波马达的速度曲线近似的正弦波形相匹配时，即可以实现马达工作平顺。

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。

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，从而使得同一周期内的正向PWM信号与负向PWM信号的占空比随时间变化形成的变化曲线轮廓共同拼接形成一个近似于完整周期的正弦波形。图8中示出了正向PWM信号的占空比变化曲线，图6中示出了正向能量信号。在此基础上，负向PWM信号的占空比变化曲线以及负向能量信号与相应的正向PWM信号以及正向能量信号变化趋势一致，区别仅在于供向声波马达的N极。也就是说，一个周期内的正向PWM信号中各正向PWM单元的占空比从小逐渐变大，然后逐渐变小，相应地，一个周期内的负向PWM信号中各负向PWM单元的占空比也从小逐渐变大，然后逐渐变小，占空比的大小与积分后的能量信号直接对应，类似于正弦波形变化PWM占空比，可以形成类似于正弦波变化的能量信号。通过图6-8可以看出，经过积分，负向PWM信号形成类似正弦波半个周期的波形。相应地，另一个方向的正向PWM信号形成类似正弦波另外半个周期的波形，由于方向相反，两者叠加就可以形成一个完整周期的正弦波形。

可替代地，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。也即对于占空比变化速度较快的采用较短的时长，而占空比变化速度较慢的区段可以较长的时段。这种方式可以使得驱动信号更加贴近于正弦波。

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。上述两个正弦波形的相位差可以根据实际测试确定，例如两者相位差可为1/4π或者略大于1/4π。

图9是根据本发明一个实施例的声波马达的控制方法的驱动信号波形与声波马达的运行曲线的叠加示意图。如图所示，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。

在输出正向驱动信号时，负向输出保持零电平；在输出负向驱动信号时，正向输出保持零电平；从而在马达的线圈中形成交变电流。也就是说马达的正极输入端P端、负极输入端N端分别注入来自正向和负向能量信号，形成声波马达的电磁线圈近似正弦波的驱动信号。

运行状态包括声波马达的运行噪声；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。例如可以预先定义若干设定占空比的PWM单元，例如占空比0(低电平100％，高电平0)、10％(低电平90％，高电平10％)、20％(低电平80％，高电平20％)、30％(低电平70％，高电平30％)、40％(低电平60％，高电平40％)、50％(低电平50％，高电平50％)、60％(低电平40％，高电平60％)、70％(低电平30％，高电平70％)、80％(低电平20％，高电平80％)、90％(低电平10％，高电平90％)、100％(低电平0％，高电平100％)。然后通过配置PWM的占空比和时长实现相应的驱动信号输出。

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。也即调制频率在超声波频段，减少人耳可听到的声音。

图10是根据本发明一个实施例的声波马达的控制方法中制定频率与PWM信号参数的对应关系的流程图。该过程包括：

步骤S102，按照正弦波产生能量需求，也即按照正弦波的频率、幅值等信息产生能量需求；

步骤S104，生成与能量需求对应的PWM信号，并转换成能量信号，提供给马达；

步骤S106，测量马达的噪声，确定声波频谱；

步骤S108，调整正弦波的畸变，也即产生新的正弦波，然后返回执行步骤S102，通过马达的噪声的声波频谱，修改能量信号序列依据的正弦波，然后重新测试，通过不断的循环测试确定最优的效果。最后循环迭代出的结果可以保存为与当前马达运行状态匹配的PWM信号参数。上述PWM信号参数可以预先保存到存储器中，在实际使用中通过处理器调取匹配，即可得出。具体的保存方式可以记录方式可以为记录每个PWM单元的时长以及占空比。

在实际使用时，最终形成的正向能量信号和负向能量信号是通过噪声标定循环迭代出的结果生成的，由于循环迭代已经是保证最小噪声的结果，从而利用能量注入特征驱动马达，可以保证马达的噪声最小。

在按照与当前马达运行状态匹配的PWM信号参数进行调控之前，可以生成初始PWM信号，以向声波马达输入与初始PWM信号对应的能量信号；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。从而根据声波马达在初始PWM信号对应的能量信号下的噪声确定PWM信号参数。在应用本实施例的声波马达的控制方法时，可以优先在马达进行换向时，也即在马达摆动部件或伸缩部件位于极限位置时启动，也即注入的第一个PWM单元为对应于马达摆动部件或伸缩部件位于极限位置的能量单元，实现平稳的介入。

马达的空载情况和不同负载的情况下，其电磁感应特性存在差异。例如在马达应用于电动牙刷时，在刷头接触牙齿和不接触牙齿，以及接触牙齿的压力大小的不同，都会表现为马达不同的负载表现。又例如在应用于电动剃须刀或修剪器在接触不同修剪目标时，也会表现为马达的不同负载表现。

为了让马达的空载和不同负载的情况下都获得最好的声音效果和运转平顺性，上述过程利用马达带载情况下的循环迭代的测试结果，根据马达负载情况调用相应的PWM信号参数进行马达控制信号输出，从而满足了不同运行工况下的马达运转噪声控制。

在一些实施例中，如果马达的负载出现变化，也即马达的运行状态出现变化，还可以根据变化后的运行状态重新确定PWM信号参数，更换与新的运行状态相适应的能量信号，从而实现实施调整。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本发明的多个示例性实施例，但是，在不脱离本发明精神和范围的情况下，仍可根据本发明公开的内容直接确定或推导出符合本发明原理的许多其他变型或修改。因此，本发明的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (10)

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，且相位差为设定值。

5.根据权利要求4所述的声波马达的控制方法，其中

所述驱动信号配置成在所述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所述正向能量信号变为所述负向能量信号；并在所述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所述负向能量信号变为所述正向能量信号，从而提前进行减速，由所述摆动部件或伸缩部件依靠惯性继续运动。

6.根据权利要求1所述的声波马达的控制方法，其中

所述运行状态包括所述声波马达的运行噪声；

根据所述声波马达的运行状态匹配得到对应的PWM信号的信号参数的步骤包括：确定所述运行噪声的声音频谱，并根据所述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所述PWM信号的信号参数。

7.根据权利要求6所述的声波马达的控制方法，其中所述检测所述声波马达的运行状态的步骤包括：

生成初始PWM信号，以向所述声波马达输入与所述初始PWM信号对应的能量信号；

检测所述声波马达在所述初始PWM信号对应的能量信号的驱动下的运行噪声。

8.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信号和所述负向PWM信号，采用相同的调制频率，所述调制频率大于20kHz。

9.一种声波马达的驱动电路，包括：

控制器，其包括存储器、处理器、PWM输出接口，其中所述存储器存储有机器可执行程序，所述机器可执行程序被所述处理器执行时实现根据权利要求1至8中任意一项的声波马达的控制方法，利用所述PWM输出接口输出所述正向PWM信号以及所述负向PWM信号；

马达驱动器，其输入与所述PWM输出接口的输出相连，其输出与所述声波马达的引脚相连，并用于根据所述正向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，并根据所述负向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。

10.根据权利要求9所述的声波马达的驱动电路，还包括：

积分电路，设置于所述PWM输出接口与所述马达驱动器之间，并用于对所述负向PWM信号以及所述负向PWM信号分别进行积分。

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