CN116094412A - 线性马达驱动方法、电路及相关装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提出了一种线性马达的驱动方法、电路及相关装置。该方法应用在线性马达驱动电路中,包括电源模块、控制模块、驱动模块、线性马达、能量回收模块。在该方法中,电源模块可以为驱动模块和控制模块供电,使得控制模块控制驱动模块开启并驱动线性马达工作,以使得电子设备产生震动效果;之后控制模块可以控制驱动模块关闭即停止驱动线性马达工作,但线性马达因惯性会继续做阻尼振动,具体的,线性马达的线圈在振动中会产生感应电动势。因此,在关闭驱动模块后,控制模块还会控制能量回收模块回收线性马达阻尼振动产生的电能。之后,将回收的电能供给至其他低功耗模块使用,从而提高线性马达驱动电路的供电效率,减少电能损耗,增加续航时间。

Description

线性马达驱动方法、电路及相关装置
技术领域
本申请涉及硬件技术领域,尤其涉及一种线性马达驱动方法、电路及相关装置。
背景技术
越来越多的电子产品例如手机、手写笔、智能手表、手环等,都配置有马达,为用户提供震动体验。其中,线性马达因具有良好的震动效果,而被广泛应用在各种电子产品中。然而,在目前的电子产品所使用的线性马达的驱动电路中,当驱动电路停止驱动即关闭后,线性马达由于惯性会持续振动一段时间,之后将在纯机械阻尼下逐渐停止运动。具体的,线性马达的线圈在阻尼振动过程中会产生感应电动势,而此时由于电路处于高阻状态或者未形成回路,未对产生的感应电动势加以利用,造成能量浪费。
基于上述问题,如何减少线性马达驱动装置的电能损耗,提高电路供电效率,增加电子产品的续航时间则是亟待解决的问题。
发明内容
本申请提供了一种线性马达驱动方法、电路及相关装置。在该方法中,线性马达驱动电路可以实现,回收线性马达阻尼振动产生的电能,并将回收的电能供给至低功耗模块例如控制模块使用,从而提高电路的供电效率,减少电能损耗。
第一方面,本申请提供了一种线性马达驱动电路,该线性马达驱动电路包括:控制模块、驱动模块、线性马达、能量回收模块;其中:当该控制模块在控制该驱动模块停止驱动该线性马达振动时,该线性马达用于开始阻尼振动;该控制模块还用于控制该能量回收模块收集该线性马达在阻尼振动中产生的电能。
采用第一方面提供的线性马达驱动电路后,可以控制能量回收模块回收,线性马达在阻尼振动的过程中所产生的电能,避免能量浪费。此外,由于线性马达惯性所产生的感应电动势与能量回收电路构成回路,从而使得线性马达产生阻碍振动的反电势,阻碍其继续振动,从而缩短了线性马达振动拖尾时间,使得用户的震动体验效果跟干脆。
结合第一方面提供的线性马达驱动电路,该能量回收模块还用于,在该能量回收模块收集该线性马达在阻尼振动中产生的电能之后,将收集到的该电能提供给第一模块;该第一模块包括:该控制模块、其他低功耗芯片中的任意一项或多项。
这样,可以将回收的电能供给至其他低功耗模块例如控制模块使用,从而提高线性马达驱动电路的供电效率,减少电能损耗,增加续航时间。
结合第一方面提供的线性马达驱动电路,该控制模块控制还用于,在该控制模块控制该驱动模块停止驱动该线性马达振动之前,控制该驱动模块驱动该线性马达振动。
结合第一方面提供的线性马达驱动电路,该能量回收模块包括:整流电路、储能电路;其中:该整流电路用于将收集到的该线性马达在阻尼振动中产生的第一电压转化为第二电压;该第一电压为正负极性交替变化、幅值变化的电压;该第二电压为极性不变、幅值变化的单向脉动直流电压。该储能电路用于存储收集到的该线性马达在阻尼振动中产生的电能。
这样,可以将回收的线性马达产生的正负交替的电动势调整为极性为正的电压,即将交流电压转化为直流电压,便于给其他电路提供工作电压。
结合第一方面提供的线性马达驱动电路,该能量回收模块还包括滤波电路,该滤波电路用于将该整流电路输出的第二电压转化为第三电压;该第三电压与该第二电压的极性相同,该第三电压的幅值变化系数低于该第二电压的幅值变化系数;或者,该能量回收模块还包括升压电路,该升压电路用于将该第二电压转化为第四电压;该第四电压与该第二电压的极性相同,该第四电压的幅值大于该第二电压的幅值;或者,该能量回收模块还包括滤波电路和升压电路。其中,该滤波电路用于将该整流电路输出的第二电压转化为第三电压,之后,该升压电路用于将该第三电压转化为第五电压;该第五电压与该第三电压的极性相同,该第五电压的幅值大于该第三电压的幅值;或者,该升压电路用于将该第二电压转化为第四电压,之后,该滤波电路用于将该第四电压转化为第六电压;该第六电压与该第四电压的极性相同,该第六电压的幅值变化系数低于该第四电压的幅值变化系数。
这样,可以将能量回收电路中整流电路输出的直流电压进行滤波,从而平滑掉其中的交流分量,使得回收的电能更加稳定。此外还可以将该电压进行升压处理,使得回收的电能足以支持其他电路工作。
结合第一方面提供的线性马达驱动电路,该整流电路具体为以下任意一项:全波整流、半波整流;该储能电路具体为电容、电感、电池,或者电容电感串并联所组成的电路;该滤波电路具体为以下任意一项:电容滤波电路、电感滤波电路、π型RC滤波电路、π型LC滤波电路、有源滤波电路或者电子滤波器电路;该升压电路具体为以下任意一项:升压型DC/DC变换器、Boost电路、升压式电荷泵。
这样,本申请提供的方法可以应用的线性马达驱动电路的具体电路实现形式可以有多种,从而进一步提高了本方法的可实施性。
结合第一方面提供的线性马达驱动电路,该驱动模块和该整流模块集成在同一电子电路中或者独立在不同电子电路中。
这样,本申请提供的方法可以应用的线性马达驱动电路的具体电路集成方式可以有多种,从而进一步提高了本方法的可实施性。
第二方面,本申请提供了一种线性马达驱动方法,该方法应用于线性马达驱动电路中,线性马达驱动电路包括:控制模块、驱动模块、线性马达、能量回收模块;该方法包括:该控制模块控制该驱动模块停止驱动该线性马达振动,该线性马达停止被驱动后开始阻尼振动;该控制模块控制该能量回收模块收集该线性马达在阻尼振动中产生的电能。
实施第二方面提供的线性马达驱动方法后,可以控制能量回收模块回收,线性马达在阻尼振动的过程中所产生的电能,避免能量浪费。此外,由于线性马达惯性所产生的感应电动势与能量回收电路构成回路,从而使得线性马达产生阻碍振动的反电势,阻碍其继续振动,从而缩短了线性马达振动拖尾时间,使得用户的震动体验效果跟干脆。
结合第二方面提供的线性马达驱动方法,在该能量回收模块收集该线性马达在阻尼振动中产生的电能之后,该方法还包括:该能量回收模块将收集到的该电能提供给第一模块;该第一模块包括:该控制模块、其他低功耗芯片中的任意一项或多项。
这样,可以将回收的电能供给至其他低功耗模块例如控制模块使用,从而提高线性马达驱动电路的供电效率,减少电能损耗,增加续航时间。
结合第二方面提供的线性马达驱动方法,该控制模块控制该驱动模块停止驱动该线性马达振动之前,该方法还包括:该控制模块控制该驱动模块启动,该驱动模块驱动该线性马达振动。
结合第二方面提供的线性马达驱动方法,该能量回收模块包括:整流电路、储能电路;该能量回收模块收集该线性马达阻尼振动中产生的电能,具体包括:该整流电路将收集到的该线性马达在阻尼振动中产生的第一电压转化为第二电压;该第一电压为正负极性交替变化、幅值变化的电压;该第二电压为极性不变、幅值变化的单向脉动直流电压。该储能电路用于存储收集到的该线性马达在阻尼振动中产生的电能。
这样,可以将回收的线性马达产生的正负交替的电动势调整为极性为正的电压,即将交流电压转化为直流电压,便于给其他电路提供工作电压。
结合第二方面提供的线性马达驱动方法,能量回收模块还包括滤波电路,该滤波电路用于将该整流电路输出的第二电压转化为第三电压;该第三电压与该第二电压的极性相同,该第三电压的幅值变化系数低于该第二电压的幅值变化系数;或者,该能量回收模块还包括升压电路,该升压电路用于将该第二电压转化为第四电压;该第四电压与该第二电压的极性相同,该第四电压的幅值大于该第二电压的幅值;或者,该能量回收模块还包括滤波电路和升压电路。其中,该滤波电路先将该整流电路输出的第二电压转化为第三电压,之后,该升压电路将该第三电压转化为第五电压;该第五电压与该第三电压的极性相同,该第五电压的幅值大于该第三电压的幅值;或者,该升压电路先将该第二电压转化为第四电压,之后,该滤波电路将该第四电压转化为第六电压;该第六电压与该第四电压的极性相同,该第六电压的幅值变化系数低于该第四电压的幅值变化系数。
这样,可以将能量回收电路中整流电路输出的直流电压进行滤波,从而平滑掉其中的交流分量,使得回收的电能更加稳定。此外还可以将该电压进行升压处理,使得回收的电能足以支持其他电路工作。
结合第二方面提供的线性马达驱动方法,该整流电路具体为以下任意一项:全波整流、半波整流;该储能电路具体为电容、电感、电池,或者电容电感串并联所组成的电路;该滤波电路具体为以下任意一项:电容滤波电路、电感滤波电路、π型RC滤波电路、π型LC滤波电路、有源滤波电路或者电子滤波器电路;该升压电路具体为以下任意一项:升压型DC/DC变换器、Boost电路、升压式电荷泵。
这样,本申请提供的方法可以应用的线性马达驱动电路的具体电路实现形式可以有多种,从而进一步提高了本方法的可实施性。
结合第二方面提供的线性马达驱动方法,该驱动模块和该整流模块集成在同一电子电路中或者独立在不同电子电路中。
这样,本申请提供的方法可以应用的线性马达驱动电路的具体电路集成方式可以有多种,从而进一步提高了本方法的可实施性。
第三方面,本申请提供了一种芯片,该芯片应用于线性马达驱动电路,该芯片包括一个或多个处理器,该处理器用于调用计算机指令以使得该线性马达驱动电路执行如第二方面任一项所描述的方法。
第四方面,本申请提供了一种计算机可读存储介质,包括指令,当该指令在线性马达驱动电路运行时,使得该线性马达驱动电路执行如第二方面任一项所描述的方法。
第五方面,本申请提供了一种电子设备,该电子设备包括一个或多个处理器和一个或多个存储器和线性马达驱动电路;其中,该一个或多个存储器与该一个或多个处理器耦合,该一个或多个存储器用于存储计算机程序代码,该计算机程序代码包括计算机指令,当该一个或多个处理器执行该计算机指令时,使得该电子设备执行如第二方面任一项所描述的方法。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种线性马达驱动电路拓扑图;
图2为本申请实施例提供的一种线性马达驱动装置示意图;
图3为本申请实施例提供的另一种线性马达驱动装置示意图;
图4为本申请实施例提供的一种线性马达阻尼振动时能量回收模块中的电压波形仿真图;
图5A为本申请实施例提供的一种线性马达驱动电路拓扑图;
图5B为本申请实施例提供的一种线性马达驱动电路的等效电路拓扑图;
图5C为本申请实施例提供的一种线性马达驱动电路的等效电路拓扑图;
图6A为本申请实施例提供的另一种线性马达驱动电路拓扑图;
图6B为本申请实施例提供的另一种线性马达驱动电路的等效电路拓扑图;
图6C为本申请实施例提供的另一种线性马达驱动电路的等效电路拓扑图;
图6D为本申请实施例提供的另一种线性马达驱动电路的等效电路拓扑图;
图6E为本申请实施例提供的另一种线性马达驱动电路的等效电路拓扑图;
图7为本申请实施例提供的应用线性马达的电子设备硬件架构图。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请实施例中的技术方案进行清楚、详尽地描述。其中,在本申请实施例的描述中,除非另有说明,“/”表示或的意思,例如,A/B可以表示A或B;文本中的“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。
以下,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为暗示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征,在本申请实施例的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
现在越来越多的产品都配置有线性马达装置。线性马达相比早年广泛应用在电子产品中的转子马达来说,线性马达可以为用户带来更好的震动体验。具体的,线性马达主要由定子和动子组成,动子主要是由特制质量块、弹簧、磁铁构成,定子则是由软性线路板(Flexible Printed Circuit board)FPC和环绕线圈构成。当线性马达接收到驱动信号后,线性马达中的定子线圈通电,由于磁场的存在,根据物理学家奥斯特发现的电流的磁效应,定子将受到磁场力的作用,会沿着特定的方向例如横向即左右方向带动动子运动,从而可以产生震感。可见,线性马达的工作原理则是类似于打桩机,线性马达主要是将电能转化为机械能,将电能直接转换为直线运动机械能,驱动弹簧质量块进行线性运动,从而产生振动,这种振动带给用户的震感类似于“哒哒哒”的效果。
参考图1,图1示例性示出一种电子产品中的线性马达驱动电路示意图。
如图1所示,该驱动电路由电源、H桥电路、线性马达等组成。其中电源为H桥供电,使得H桥驱动线性马达工作。接下来具体介绍H桥驱动线性马达的工作原理。
当Q1、Q3导通,Q2、Q4截止,线性马达向右运动,记该运动方向为正方向。
当Q1、Q3截止,Q2、Q4导通,线性马达向左运动,记该运动方向为负方向。
当Q1、Q2导通,Q3、Q4截止,此时相当于电源短路,会烧毁电源,正常情况下不会出现。
当Q1、Q2、Q3和Q4都截止,此时认为线性马达处于“惰行”状态。具体的,线性马达惯性所产生的电势将无法形成回路,从而也就不会产生阻碍运动的安培力,线性马达将会因惯性运动较长时间。
通过图1所示的一种线性马达装置的电路示意图可知,该线性马达装置仅包含:驱动电路,当驱动电路断电后,即Q1、Q2、Q3和Q4都截止时,线性马达因为惯性会保持左右振动。而振动所产生的感应电动势因为无法形成回路(即电路处于高阻状态),而未对感应电动势加以利用,线性马达将会在纯机械阻尼下逐渐停止振动。
为了解决图1所示的线性马达驱动电路存在的技术问题,本申请提供了一种线性马达驱动方法、电路及相关装置。该方法应用在电子设备中,该驱动电路包括电源模块、控制模块、驱动模块、线性马达、能量回收模块。在该方法中,电源模块可以为驱动模块和控制模块供电,使得控制模块控制驱动模块开启并驱动线性马达工作,以使得电子设备产生震动效果;之后控制模块可以控制驱动模块关闭即停止驱动线性马达工作,但线性马达因惯性会继续做阻尼振动,具体的,线性马达中的线圈在振动中会产生感应电动势。因此,在关闭驱动模块后,控制模块还会控制能量回收模块工作,即回收线性马达阻尼振动产生的电能。之后,将回收的电能供给至低功耗模块例如控制模块使用。从而提高电子设备的供电效率,减少电能损耗,增加续航时间。
接下来将结合图2,介绍本申请实施例提供的一种线性马达驱动装置示意图。
如图2所示,该线性马达驱动装置包括:电源、控制模块、驱动模块、线性马达以及能量回收模块。其中,电源输出端连接控制模块输入端,控制模块输出端连接驱动模块输入端,驱动模块输出端连接线性马达,驱动模块输出端还连接有能量回收模块;能量回收模块的输出端则连接例如控制模块的输入端或者电子设备中的其他低功耗电路模块等等。
电源用于为线性马达驱动装置提供工作电压。具体的,电源输出端连接控制模块输入端,控制模块可以控制驱动模块工作,进而驱动线性马达振动。
控制模块用于输出信号源,来控制驱动模块工作。控制模块输出的信号波形可以是PWM或其他低频驱动信号等,本申请实施例对此不作限制。
驱动模块的具体实现形式可以是以下任意一种驱动器和放大器:半桥(BTL)驱动器,全桥驱动器、D类放大器(Class D)、H类放大器(Class H),以及AB类放大器(Class AB)等等。本申请实施例对此不作限制。
线性马达即前文介绍的一种具有特定振动方向的马达,在此暂不赘述。
能量回收模块可用于:当驱动模块关闭后线性马达因为惯性继续做阻尼振动过程中,收集马达线圈在磁场中切割磁感线而产生的感应电动势。关于能量回收模块的具体电路结构将在下文详细介绍,在此暂不赘述。值得注意的是,在本申请另一些实施例中,能量回收模块还用于在其他场景中回收能量。具体的,以手机、手环等电子产品为例,当这些电子产品中用于产生震动效果的马达,在外界因素例如用户手持电子产品晃动的情况下,而非驱动电路驱动其振动的情况下,该马达中的质量块也会外力晃动而开始振动,此时,能量回收模块也可以将其产生的能量进行回收。
可以理解的是,图2仅仅示例性示出线性马达驱动装置所包含的基础模块意图,在本申请一些实施例中,图2所示的线性马达驱动装置所包含的各个模块还具有更多功能的电路,详见图3。
可以理解的是,图2示出的线性马达驱动装置所包含的各个模块仅为示例,在本申请另一些实施例中,该驱动装置还可以包含更多的模块,且各个模块的名称仅为示例,例如驱动模块可以称为驱动模块,本申请实施例对这些不作限制。各个模块的功能在上文中已经记载,各个模块的具体实现电路将在下文详细介绍。
在本申请另一些实施例中,图2所示的各个模块可以被拆分为一个或多个其他模块,具体可以参考图3。
如图3所示,上文所述的控制模块具体还可以包括:处理器/系统级芯片(Systemon Chip,SoC)、控制和供电电路。其中,控制和供电电路可以是集成在同一芯片的集成电路,也可以是集成在不同芯片上的集成电路,本申请实施例对此不作限制。
上文所述的能量回收模块具体还可以包含:整流电路、滤波电路、升压电路、储能电路等等。其中,整流电路和储能电路为该能量回收模块中必须包含的电子电路,而滤波电路和升压电路则是能量回收模块中可选的电子电路。并且,储能电路作为该能量回收模块中的最后一级电子电路来接入。整流电路作为该能量回收模块中的第一级电子电路来接入,整流电路输出端可以先接滤波电路再接入升压电路,或者是先接入升压电路再接入滤波电路中。本申请实施例对此不作限制。接下来将以整流电路、滤波电路、升压电路、储能电路依次串联而组成能量回收模块的情形来介绍该能量回收模块中各个电路的功能。关于其他串联的顺序原理类似,在此不一一赘述。
其中,整流电路具体可以使用半波整流、全波整流等各种形式,本申请实施例对此不作限制。整流电路的作用是将交流电压变换为单向脉动直流电压,所谓交流电压是指,电压的幅度、电压极性随时间变化的,所谓单向脉动直流电压是指电压大小随时间变化,但是电压极性不会发生变化的直流电。在本申请实施例中,整流电路的输入电压为线性马达在阻尼振动过程中产生的极性正负交替的感应电动势,也就是说回路中的感应电流为交变电流,由于线性马达产生的交流电压无法直接供给到电子设备中的其他电子电路使用,因此需要整流电路将其转换为直流电压后才能供给至其他电子电路使用,所以整流电路的输出电压为整流后得到的极性不变的电压。关于整流电路输入端和输出端的电压波形仿真图,将在后文图4所示的电压仿真图中详细介绍,在此暂不赘述。
其中,滤波电路用来平滑收集到的电能中的交流成分。具体的,由于整流电路输出的是单向脉动直流电压。滤波电路尽可能的将该单向脉动直流电压中的交流成分平滑掉,获取到电压幅值相对平稳的直流电压。
其中,升压电路的作用是将滤波后得到的低电压转化为可供其他电子电路使用的高电压。升压电路的实现形式可以是以下任意一种:升压型DC/DC变换器、Boost电路、升压式电荷泵(Charge Pump)等等。可以理解的是,升压模块为可选模块,具体可以根据整流后的电压大小来决定升压电路的存在,例如,当整流得到的电压值大于预设电压时,则无需进行升压。其中预设电压为储能电路将要供给的电子电路模块的工作电压决定,通常电子电路模块例如控制电路的工作电压为0.8V-1V。关于升压电路输出端的电压波形仿真图,将在后文图4所示的电压仿真图中详细介绍,在此暂不赘述。
其中,储能电路的实现形式可以是电容、电感,或者电容电感串联并联等各种形式所组成的储能元件或者电池等,本申请实施例对此不作限制。由于线性马达的振动为周期性振动,例如振动一秒钟停止振动一秒钟再继续振动一秒钟等等,所以整流模块回收到的电流不是恒定存在的,通常不适合直接供给到其他电子电路中,因此需要一个储能电路储存回收到的电能。
可以理解的是,图3示出的线性马达驱动装置所包含的各个模块仅为示例,在本申请另一些实施例中,该驱动装置还可以包含更多的模块,且各个模块的名称仅为示例,本申请实施例对此不作限制。各个模块的功能在上文中已经记载,各个模块的具体实现电路将在下文详细介绍。
接下来,结合图4所示的能量回收电路中不同电路位置处的电压波形仿真图,来进一步说明上文图3中示出能量回收电路中的整流电路、升压电路的功能。
图4示例性输出了三个电压波形仿真图,分别为感应电动势的波形、整流电压的波形以及升压电压的波形。
其中,感应电动势波形为:线性马达在做阻尼振动的过程中会产生感应电动势,将该线性马达接入上文图3所示的能量回收模块后,在能量回收模块中的输入端也是整流电路输入端,所检测到的电压波形即该感应电动势波形。从图4中可以看出,感应电动势的电压的幅度在正负半轴上随时间变化呈现为正余弦波形,且随着线性马达阻尼振动的时间越长,该正余弦波形的幅度逐渐减小,直至该线性马达停止阻尼振动时,幅度即感应电动势降为0。所以该感应电动势波形也是交流电压波形,这是由线性马达的性质决定的,具体的,线性马达的振动状态为左右振动,即线性马达中的线圈在磁场中的运动方向也是正反方向交替变化的,所以线性马达产生的感应电动势的极性也是正负方向交替变化的,故感应电动势的波形的幅值有正有负。此外,因为线性马达在振动过程中,受到机械阻尼的影响,所有其左右振动的幅度会逐渐减小直至停止振动,所以产生的电动势也逐渐减小直至为0,故感应电动势的波形的幅值随着阻尼振动时间的增大而逐渐减小至0。
其中,整流电压波形为:线性马达在做阻尼振动的过程中会产生感应电动势,将该线性马达接入上文图3所示的能量回收模块后,在能量回收模块中的整流电路输出端,所检测到的电压波形即该整流电压波形。该整流电压是感应电动势经过整流电路后输出的电压。从图4中可以看出,整流电压的幅值在正半轴周期性波动,且随着线性马达阻尼振动的时间越长,该电压波形的幅度逐渐减小,直至该线性马达停止阻尼振动时,幅度即电压降为0。所以该整流电压波形也可以称为单向脉动性直流电压,所谓单向是指电压极性无论在何时都是一致的,所谓脉动是指电压在大小是波动的,也就是说在时间轴上,电压波形呈现出周期性的变化。对比感应电动势波形和整流电压波形可以看出,整流电路将输入的感应电动势为负的部分转换为正向的电压,从而实现将交流电压转化为直流电压,但该直流电中含有交流分量,该交流分量是指电压的幅度不稳定的部分,可以通过滤波电路平滑其中的交流分量,获得稳定的直流电压。关于整流电路的具体实现方式可以参考后文的详细描述。
其中,升压电压波形为:线性马达在做阻尼振动的过程中会产生感应电动势,将该线性马达接入上文图3所示的能量回收模块后,在能量回收模块中的升压电路输出端,所检测到的电压波形即该整流电压波形。该升压电压是整流电压经过升压电路后输出的电压。从图4中可以看出,升压电压的幅度随时间变化成为比较稳定的直线。当线性马达停止阻尼振动时,电压大小变为0。对比整流电压波形和升压电压波形可以看出,升压电路将输入的整流电压的幅度提升,从而实现将低压电压转化为高压电压。关于整流电路的具体实现方式可以参考后文的详细描述。
基于上文图2和图3介绍的本申请提供的线性马达驱动装置,以及通过图4示出的能量回收电路中的三种电压波形,介绍了能量回收模块的功能。接下来将结合图5A和图6A来介绍实现上述功能的具体电路结构。
可以理解的是,线性马达驱动装置中包含的各个模块或电子电路可以集成在同一个电子电路中,也可以独立在不同电子电路中。本申请实施例对此不作限制。接下来仅仅以图5A所示的驱动模块和整流电路独立在不同的电子电路中,以及以图6A所示的驱动模块和整流电路集成在同一个电子电路中为例,来介绍本申请提供的线性马达驱动装置具体电路实现方法。
电路实现一:
参考图5A,图5A示例性示出一种线性马达驱动电路结构。
如图5A所示,线性马达驱动电路结构包括:驱动电路51,线性马达52,整流电路53,升压电路54以及储能电路55。驱动电路51对应于上文所述的驱动模块;整流电路53、升压电路54以及储能电路55对应于上文所述的能量回收模块。其中,驱动电路51输出端连接有线性马达,以及通过开关Q5连接整流电路53的输入端;整流电路53的输出端连接升压电路54输入端;升压电路54的输出端连接有储能电路输入端。
驱动电路51类似于字母“H”被称为“H桥驱动”,H桥驱动包含四个独立控制的开关元器件,在电路中可以做电子开关的元器件包括:三极管、金属-氧化层半导体场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)等,此外,驱动电路51中的其他开关元件例如Q4、Q5、Q6和Q7等,同样可以是三极管、MOSFET。图5A仅仅示例性示出以MOSFET作为开关元件,但本申请实施例对此不作限制。
线性马达工作原理与上文图1介绍的类似,处理器可以通过控制H桥的4个开关元器件的状态来控制线性马达振动的过程。具体如下:
处理器可以通过向开关元器件输入控制信号,来控制各个开关的工作状态。当该控制信号例如可以是脉冲宽度调制(PWM)信号时:
首先,可以通过PWM信号调制三极管基极或MOSFET栅极的偏置,来实现三极管或MOSFET即Q1-Q4这四个开关元件的导通与截止。当PWM信号为高电平时,则控制三极管或MOSFET导通;当PWM信号为低电平时,则控制三极管或MOSFET截止,从而实现各个电子电路中开关元件的开启或关闭状态。此外,还可以通过调节PWM占空比,来实现三极管或MOSFET即Q1-Q4这四个开关元件的导通与截止时间的改变。PWM占空比就是一个脉冲周期内高电平的在整个周期所占的比例,例如1秒高电平1秒低电平的PWM波占空比是50%。占空比越大,线性马达上的等效电压就越大,相应的线性马达振动的速度和振幅都会增大。通常情况下,PWM频率一般在10KHz~50KHz之间。频率太低会导致波形精细度差,电压波形比较粗糙,容易产生噪音、异响等。频率太高,会因为MOS管的开关损耗而降低系统的效率。
可以理解的是,用于控制开关元器件导通与截止的信号不止上文所述的PWM信号,还有其他形式的低频调制信号,例如,本申请实施例对此不作限制。
接下来,结合图5B-图5C,图5B-图5C示例性示出通过PWM信号控制Q1-Q4的导通与截止来驱动线性马达振动的等效电路图。
如图5B所示,当向Q1和Q3输入PWM信号时,而Q2和Q4无PWM信号输入或者是Q2和Q4输入的PWM信号的占空比为0时,驱动电路51的等效电路为Q1和Q3导通,Q2和Q4所在支路断开,电源电压先经过Q1然后从线性马达的左端流向右端并通过Q3接地,从而为线性马达提供向右的驱动电流,从而驱动线性马达向右振动。
如图5C所示,当向Q2和Q4输入PWM信号时,而Q1和Q3无PWM信号输入或者是Q1和Q3输入的PWM信号的占空比为0时,驱动电路51的等效电路为Q2和Q4所在支路导通,Q1和Q3所在支路断开,电源电压先经过Q4从线性马达的右端流向左端并通过Q2接地,从而为线性马达提供向左的驱动电流,从而驱动线性马达向左振动。
并且通过控制PWM信号的占空比,控制线性马达的振动速度。当PWM信号的占空比越大,加在线性马达运动上的等效电压(电源电压乘以占空比)越大,相应的马达的振动速度会越快,当控制PWM信号的占空比为0时,开关元件截止,线性马达上的电压为0,此时停止驱动线性马达停止振动,但线性马达做阻尼振动。在阻尼振动过程中,线性马达会产生感应电动势。
首先,线性马达惯性所产生的感应电动势与能量回收电路构成回路,从而使得线性马达产生阻碍振动的反电势,阻碍其继续振动,从而缩短了线性马达振动拖尾时间,使得用户的震动体验效果更干脆。
此外,线性马达在机械振动的过程中所产生的感应电流将通过开关Q5流向能量回收模块的整流电路中。接下来具体介绍整流电路的工作原理,具体如下:
整流电路53主要包括:两级运算放大电路OPA1和OPA2、两个阻值相等的反馈电阻R1和R2。特别的,该运算放大电路具体使用Rail to Rail运放。Rail to Rail运放又称满幅运放,这类运放在空载时的输出电压幅值非常接近输入电压,而一般的运放其最大输出幅度要比输入电压低2~3V左右。
其中,OPA1和OPA2的功能是将线性马达52在阻尼振动过程中产生的正负交替的感应电动势转换为始终为正的电压,具体的如下:
1、当输入电压为正电压时,OPA1相当于跟随器,OPA1的放大倍数约等于1,OPA1输出电压约等于输入电压,此时OPA2两个输入端等电位,则最终OPA2输出电压等于输入电压。
2、当输入电压为负电压时,OPA1输出电压为0,由于R1和R2阻值相等,这个时候OPA2就相当于一个放大倍数为-1的反向放大器,所以最终OPA2输出电压等于-1倍的输入电压。
可以理解的是,图5A所示的整流电路53仅为示例,整流电路的具体实现形式还可以为其他能够将极性变化的电压或流向变化的电路调整为,极性不变的电压或者流向不变的电流的电子电路,本申请实施例对此不作限制。
此外,由于整流电路输出的电压为图4所示的单向脉动性直流电压,该单向脉动性直流电压可以分解为一个直流电压和一组频率不同的交流电压,电压的大小不稳定,不能直接给电子电路使用。因此,要对输出的电压进行滤波,消除电压中的交流成分,成为直流电后再给电子电路使用。
在图5A所示的电容滤波电路531中,便是利用电容C1的“隔直通交”的特性来平滑交流成分。具体的,在整流电路与负载之间并联一个电容C1,由于电容C1对直流电相当于开路,这样整流电路输出的直流电压不能通过C1流入地端,只有加到负载中,这里的负载可以看做C1并联的升压电路54、储能电路55。对于整流电路输出的交流成分,因C1容量较大,容抗较小,交流成分通过C1流到地端,而不能加到负载上。这样,通过电容C1滤波,从单向脉动性直流电中取出了所需要的直流电压。滤波电容C1的容量越大,对交流成分的容抗越小,使残留在负载上的交流成分越小,滤波效果就越好。
本申请对滤波电路的结构以及所使用的元器件不作限制,在滤波电路中,主要使用对交流电有特殊阻抗特性的器件,如:电容器、电感器。滤波电路结构主要有下列几种:电容滤波电路,电感滤波电路,π型RC滤波电路,π型LC滤波电路,有源滤波电路以及电子滤波器电路。本申请仅以图5A示例性示出的电容滤波电路进行分析,通过电容耦合取出交流分量。
通常,线性马达在做阻尼振动过程中产生的感应电动势较小,经过镇流电路去除交流分量后的整流电压的大小再次被降低,在一些实施例中,整流后输出的低电压不足以支持提供其他电子电路工作。因此,在整流电路53之后还需要接入升压电路54。
图5A所示的升压电路54包括:电感L1,MOSFET类的开关元件例如Q6、Q7,控制单元,OPA3、反馈电阻R3、R4、参考电压等。
其中,电感L1主要的作用是用来储能,在第一阶段,电感L1可以先将整流电路输出的能量存储起来,在第二阶段再将存储的能量和整流电路输出的能量叠加到一起释放给后级电路进行放大。
其中,控制逻辑单元用来通过控制Q6、Q7的开关状态来实现稳定升压。具体的,第一阶段,当控制Q6打开时,Q7关闭时,电感L1对地充电;第二个阶段,控制Q6关闭,Q7打开,此时电感的电压叠加前级即整流输出的电压一起对负载即储能电路C2进行放电,实现升压。
图5A中的升压电路54仅为示例,本申请对升压电路的结构以及所使用的元器件不作限制。
由于线性马达的振动为阶段性的振动,例如,当电子设备的闹钟或者来电提示音响起时,线性马达会伴随铃声振动一秒钟停止振动一秒钟再继续振动一秒钟等周期性振动直至闹钟关闭或者电话挂断或者接通;又例如,每当电子设备的新消息提示音响起时,线性马达会伴随提示音振动一秒钟。可见,线性马达每次在驱动电路停止工作后所做的阻尼振动所产生的电能不是稳定不变的,所以整流模块回收到的电流不是恒定存在的,通常不适合直接供给到其他电子电路中,因此需要一个储能电路储存回收到的电能。
图5A所示的储能电路55仅以一个电容器C2为例,电容C2可以将升压电路54供给的电能存储为电场能量,在放电过程中,再将能量释放回电路,例如向其他电子电路(供电和控制电路模块)提供电能。
在本申请另一些实施例中,除了图5A所示电容器C2以外,储能电路55还可以由更多的电容,或者电感等储能元件构成。其中,电感也可以实现在一段时间内将放大电路54提供的能量转换为磁场能量存储起来,在另一端时间内又把能量释放回电路,从而达到向其他电子电路(供电和控制电路模块)提供电能的目的。本申请实施例对储能电路55的电路组成元件以及电路结构等不作限制。
为了简化图5A所示的线性马达驱动电路结构,可以将图5A所示的电路结构中包含的多个电路集成为一个电路模块。例如将图5A中的驱动电路51以及整流电路53这两个功能集成为一个电路结构,从而简化电路中的元器件,节省成本和功耗。可以理解的是,本申请实施例提供的醒醒马达驱动电路,还可以将其他多个电路集成为一个电路
接下来,基于将图5A中的驱动电路51以及整流电路53这两个功能集成为一个电路结构,来具体介绍第二种电路实现方式。
电路实现二:
参考图6A,图6A示例性示出另一种线性马达驱动电路拓扑图;
如图6A所示,线性马达驱动电路结构包括:驱动和整流电路61,线性马达62,升压电路63以及储能电路64。其中,驱动和整流电路61输出端连接有线性马达62,以及通过开关Q6连接升压电路63的输入端;升压电路63的输出端连接储能电路64的输入端。
可以理解的是,图6A与图5A所示的电路结构区别在于:图6A中的驱动和整流电路61可以实现图5A中的驱动电路51以及整流电路53这两个功能。接下来仅对驱动和整流电路61的电路结构以及工作原理进行详细介绍,对于其余电路的结构以及工作原理的说明可以参考前文对图5A的介绍,在此暂不赘述。
驱动和整流电路61仍然是基于“H桥驱动”而构成的,具体包括“H桥驱动”以及另外两个开关元器件Q8和Q9,该开关元器件Q8和Q9可以与上文所述的“H桥驱动”中的开关元器件Q1-Q4一样,例如三极管或者MOSFET等。图6A仅仅示例性示出以MOSFET作为开关元器件,但本申请实施例对此不作限制。
处理器可以通过控制Q8以及H桥的4个开关元器件Q1-Q4的状态来控制线性马达振动的过程。具体如下:
首先,当处理器控制Q8导通时,电源向驱动电路供电。进一步的,处理器可以通过向驱动电路中的开关元器件输入控制信号,来控制各个开关的工作状态。该控制信号例如可以是PWM信号,关于通过PWM信号驱动线性马达振动的原理可以参考上文的介绍。
接下来结合图6B-图6C介绍通过PWM信号控制Q1-Q4、Q8、Q9的导通与截止来驱动线性马达振动的等效电路图。
如图6B所示,在控制Q8导通、Q9截止的情况下,当向Q1和Q3输入PWM信号时,而Q2和Q4无PWM信号输入或者是Q2和Q4输入的PWM信号的占空比为0时,驱动和整流电路61的等效电路为Q8、Q1和Q3导通,Q2和Q4所在支路断开,电源电压先经过Q8、Q1然后从线性马达的左端流向右端并通过Q3接地,从而为线性马达提供向右的驱动电流,从而驱动线性马达向右振动。
如图6C所示,在控制Q8导通、Q9截止的情况下,当向Q2和Q4输入PWM信号时,而Q1和Q3无PWM信号输入或者是Q1和Q3输入的PWM信号的占空比为0时,驱动和整流电路61的等效电路为Q8、Q2和Q4所在支路导通,Q1和Q3所在支路断开,电源电压先经过Q8、Q4从线性马达的右端流向左端并通过Q2接地,从而为线性马达提供向左的驱动电流,从而驱动线性马达向左振动。
当驱动电路停止工作后,线性马达开始做阻尼振动。阻尼振动过程中,线性马达或产生正负交替变化的感应电动势。因此需要整流电路来将正负交替变化的感应电动势转化为极性始终为正的电压。值得注意的是,在线性马达两端即Q1、Q2之间,和Q3、Q4之间设有过零检测器1和过零检测器2、电压比较器或者ADC过零检测等等等能够实现电压极性检测的电路器件(图6A未示出)。过零检测器可以使用运算放大器、晶体管或是光耦IC等实现过零检测电路。本申请实施例对过零检测的实现形式不作限制。过零检测器可以检测到感应电动势为从正到负的变化情况、以及从负到正的变化情况。当检测到感应电动势为从负到正的变化时,则控制电路的工作方式如下文图6D所述,当检测到感应电动势为从正到负的变化时,则控制电路的工作方式如下文图6E所述,
接下来结合图6D-图6E介绍通过PWM信号控制Q1-Q4、Q8、Q9的导通与截止来实现整流的等效电路图。
参考图6D,图6D示例性示出,当过零检测器检测到线性马达产生正电势时(记正电势指线性马达左侧为正,右侧为负),驱动和整流电路61的等效电路示意图。
如图6D所示,控制Q9导通、Q8截止的情况下,此时控制Q1、Q3导通,其余开关管截止,驱动和整流电路61的等效电路为Q3、Q1和Q9所在支路导通,Q2和Q4所在支路断开,感应电动势在回路中形成的感应电流先从线性马达的左端经过Q1、Q9流向升压电路63。
参考图6E,图6E示例性示出,当过零检测器检测到线性马达产生负电势时(记负电势指线性马达左侧为负,右侧为正),驱动和整流电路61的等效电路示意图。
如图6E所示,控制Q9导通、Q8截止的情况下,此时控制Q2、Q4导通,其余开关管截止,驱动和整流电路61的等效电路为Q4、Q2和Q9所在支路导通,Q1和Q3所在支路断开,感应电动势在回路中形成的感应电流先从线性马达的左端经过Q4、Q9流向升压电路63。
可见,通过过零检测器来检测感应电动势的正负变化情况,来控制电路分别工作在图6D、图6E所示的等效电路中,从而实现正负交替的感应电动势在回路中形成的感应电流的方向始终是由Q9流向升压电路63,从而保证后续的电路获得的电流为正电流,即电流方向是不变的,达到了将线性马达阻尼振动中产生的交流调整为直流的目的。
此外,线性马达在机械振动的过程中所产生的感应电流将通过开关Q9流向能量回收模块的升压电路中。对于升压电路63、储能电路64的结构以及工作原理的说明可以参考前文对图5A的介绍,在此暂不赘述。
综上所述,采用本申请实施例提供的线性马达驱动电路、方法后,在驱动模块由驱动线性马达工作转换为停止驱动线性马达工作后,线性马达因惯性继续做阻尼振动的过程中,可以控制能量回收模块回收线性马达阻尼振动产生的电能。之后,将回收的电能供给至其他低功耗模块例如控制模块使用。从而提高电子设备的供电效率,减少电能损耗,增加续航时间。
此外,采用本申请实施例提供的线性马达驱动电路、方法后,由于线性马达惯性所产生的感应电动势与能量回收电路构成回路,从而使得线性马达产生阻碍振动的反电势,阻碍其继续振动,从而缩短了线性马达振动拖尾时间,使得用户的震动体验效果跟干脆。
基于上文对本申请提供的线性马达驱动装置、线性马达电路电压仿真图,以及线性马达的驱动电路结构及工作原理的介绍,接下来介绍本申请实施例提供的线性马达可以应用的电子设备的介绍。
在本申请实施例中,应用线性马达的电子设备可以是手机、相机、智能手表、运动手环、平板电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer,UMPC)、上网本,以及蜂窝电话、个人数字助理(personal digital assistant,PDA)、增强现实(augmentedreality,AR)设备、虚拟现实(virtual reality,VR)设备、人工智能(artificialintelligence,AI)设备、可穿戴式设备、车载设备、智能家居设备和/或智慧城市设备等等。本申请实施例对此不作限制。
接下来结合图7来介绍本申请提供的电子设备软硬件架构。图7为本申请实施例提供的应用线性马达的电子设备硬件架构图。
如图7所示,电子设备可以包括处理器110,外部存储器接口120,内部存储器121,通用串行总线(universal serial bus,USB)接口130,充电管理模块140,电源管理模块141,电池142,天线1,天线2,移动通信模块150,无线通信模块160,音频模块170,扬声器170A,受话器170B,麦克风170C,耳机接口170D,传感器模块180,按键190,马达191,指示器192,摄像头193,显示屏194,以及用户标识模块(subscriber identification module,SIM)卡接口195等。其中传感器模块180可以包括压力传感器180A,陀螺仪传感器180B,气压传感器180C,磁传感器180D,加速度传感器180E,距离传感器180F,接近光传感器180G,指纹传感器180H,温度传感器180J,触摸传感器180K,环境光传感器180L,骨传导传感器180M等。
可以理解的是,本发明实施例示意的结构并不构成对电子设备的具体限定。在本申请另一些实施例中,电子设备可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者拆分某些部件,或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件,软件或软件和硬件的组合实现。
处理器110可以包括一个或多个处理单元,例如:处理器110可以包括应用处理器(application processor,AP),调制解调处理器,图形处理器(graphics processingunit,GPU),图像信号处理器(image signal processor,ISP),控制器,视频编解码器,数字信号处理器(digital signal processor,DSP),基带处理器,和/或神经网络处理器(neural-network processing unit,NPU)等。其中,不同的处理单元可以是独立的器件,也可以集成在一个或多个处理器中。
控制器可以根据指令操作码和时序信号,产生操作控制信号,完成取指令和执行指令的控制。
处理器110中还可以设置存储器,用于存储指令和数据。在一些实施例中,处理器110中的存储器为高速缓冲存储器。该存储器可以保存处理器110刚用过或循环使用的指令或数据。如果处理器110需要再次使用该指令或数据,可从所述存储器中直接调用。避免了重复存取,减少了处理器110的等待时间,因而提高了系统的效率。
在本申请实施例中,处理器110可以调用第三应用程序获取多个应用程序中的事件的信息,并检测各个事件之间是否存在冲突事件,若是,则调用相应的模块例如显示屏194、音频模块170或指示灯192来输出提示信息。其中,关于第三应用程序以及多个应用程序的介绍可以参考前文的具体描述,关于检测冲突事件的具体方法可以参考后文的方法实施例的描述,在此暂不赘述。
在本申请中,处理器110还可以控制线性马达191振动以及控制线性马达驱动电路中的能量回收电路回收线性马达阻尼振动过程中产生的能量。
例如,当处理器110检测到电子设备接收到来电、消息、闹钟时,处理器可以控制线性马达驱动装置中的驱动电路开始工作,进而驱动线性马达191振动;
又例如,当处理器110检测到驱动线性马达191振动时间超过预设时间,或者检测到来电接通、拒接,或者检测到闹钟关闭时,则处理器100控制线性马达驱动装置中的驱动电路停止驱动,并控制能量回收电路开始工作,此时能量回收模块可以收集线性马达被停止驱动后阻尼振动过程中所产生的电能;
又例如,当能量回收模块收集的电能超过预设电能时,处理器110还可以控制能量回收模块将收集的电能提供给其他低功耗模块中。
关于线性马达驱动装置、能量回收模块的电路结构、工作原理等具体可以参考上文方法实施例的具体描述,在此暂不赘述。
可以理解的是,本发明实施例示意的各模块间的接口连接关系,只是示意性说明,并不构成对电子设备的结构限定。在本申请另一些实施例中,电子设备也可以采用上述实施例中不同的接口连接方式,或多种接口连接方式的组合。
充电管理模块140用于从充电器接收充电输入。其中,充电器可以是无线充电器,也可以是有线充电器。在一些有线充电的实施例中,充电管理模块140可以通过USB接口130接收有线充电器的充电输入。在一些无线充电的实施例中,充电管理模块140可以通过电子设备的无线充电线圈接收无线充电输入。充电管理模块140为电池142充电的同时,还可以通过电源管理模块141为电子设备供电。
电源管理模块141用于连接电池142,充电管理模块140与处理器110。电源管理模块141接收电池142和/或充电管理模块140的输入,为处理器110,内部存储器121,显示屏194,摄像头193,和无线通信模块160等供电。电源管理模块141还可以用于监测电池容量,电池循环次数,电池健康状态(漏电,阻抗)等参数。在其他一些实施例中,电源管理模块141也可以设置于处理器110中。在另一些实施例中,电源管理模块141和充电管理模块140也可以设置于同一个器件中。
在本申请实施例中,电源管理模块141可用于用于控制电池142向线性马达驱动装置提供工作电压。
线性马达191可以产生振动提示。马达191可以用于来电振动提示,新消息、闹钟提示,也可以用于触摸振动反馈。例如,作用于不同应用(例如拍照,音频播放等)的触摸操作,可以对应不同的振动反馈效果。作用于显示屏194不同区域的触摸操作,马达191也可对应不同的振动反馈效果。不同的应用场景(例如:时间提醒,接收信息,闹钟,游戏等)也可以对应不同的振动反馈效果。触摸振动反馈效果还可以支持自定义。
本申请的各实施方式可以任意进行组合,以实现不同的技术效果。
在上述实施例中,可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时,可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时,全部或部分地产生按照本申请所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中,或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输,例如,所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质,(例如,软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如,DVD)、或者半导体介质(例如固态硬盘SolidStateDisk)等。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,该流程可以由计算机程序来指令相关的硬件完成,该程序可存储于计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包括如上述各方法实施例的流程。而前述的存储介质包括:ROM或随机存储记忆体RAM、磁碟或者光盘等各种可存储程序代码的介质。
总之,以上所述仅为本发明技术方案的实施例而已,并非用于限定本发明的保护范围。凡根据本发明的揭露,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
以上所述,以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (17)

1.一种线性马达驱动电路,其特征在于,所述线性马达驱动电路包括:控制模块、驱动模块、线性马达、能量回收模块;其中:
当所述控制模块在控制所述驱动模块停止驱动所述线性马达振动时,所述线性马达用于开始阻尼振动;
所述控制模块还用于控制所述能量回收模块收集所述线性马达在阻尼振动中产生的电能。
2.根据权利要求1所述的线性马达驱动电路,其特征在于,
所述能量回收模块还用于,在所述能量回收模块收集所述线性马达在阻尼振动中产生的电能之后,将收集到的所述电能提供给第一模块;所述第一模块包括:所述控制模块、其他低功耗芯片中的任意一项或多项。
3.根据权利要求1或2所述的线性马达驱动电路,其特征在于,
所述控制模块控制还用于,在所述控制模块控制所述驱动模块停止驱动所述线性马达振动之前,控制所述驱动模块驱动所述线性马达振动。
4.根据权利要求1-3任一项所述的线性马达驱动电路,其特征在于,所述能量回收模块包括:整流电路、储能电路;其中:
所述整流电路用于将收集到的所述线性马达在阻尼振动中产生的第一电压转化为第二电压;
所述第一电压为正负极性交替变化、幅值变化的电压;所述第二电压为极性不变、幅值变化的单向脉动直流电压;
所述储能电路用于存储收集到的所述线性马达在阻尼振动中产生的电能。
5.根据权利要求4所述的线性马达驱动电路,其特征在于,
所述能量回收模块还包括滤波电路,所述滤波电路用于将所述整流电路输出的第二电压转化为第三电压;所述第三电压与所述第二电压的极性相同,所述第三电压的幅值变化系数低于所述第二电压的幅值变化系数;
或者,
所述能量回收模块还包括升压电路,所述升压电路用于将所述第二电压转化为第四电压;所述第四电压与所述第二电压的极性相同,所述第四电压的幅值大于所述第二电压的幅值;
或者,
所述能量回收模块还包括滤波电路和升压电路,
其中,所述滤波电路用于将所述整流电路输出的第二电压转化为第三电压,之后,所述升压电路用于将所述第三电压转化为第五电压;所述第五电压与所述第三电压的极性相同,所述第五电压的幅值大于所述第三电压的幅值;或者,所述升压电路用于将所述第二电压转化为第四电压,之后,所述滤波电路用于将所述第四电压转化为第六电压;所述第六电压与所述第四电压的极性相同,所述第六电压的幅值变化系数低于所述第四电压的幅值变化系数。
6.根据权利要求5所述的线性马达驱动电路,其特征在于,
所述整流电路具体为以下任意一项:全波整流、半波整流;
所述储能电路具体为电容、电感、电池,或者电容电感串并联所组成的电路;
所述滤波电路具体为以下任意一项:电容滤波电路、电感滤波电路、π型RC滤波电路、π型LC滤波电路、有源滤波电路或者电子滤波器电路;
所述升压电路具体为以下任意一项:升压型DC/DC变换器、Boost电路、升压式电荷泵。
7.根据权利要求1-6任一项所述的线性马达驱动电路,其特征在于,
所述驱动模块和所述整流模块集成在同一电子电路中或者独立在不同电子电路中。
8.一种线性马达驱动方法,其特征在于,所述方法应用在线性马达驱动电路,所述线性马达驱动装置包括:控制模块、驱动模块、线性马达、能量回收模块;所述方法包括:
所述控制模块控制所述驱动模块停止驱动所述线性马达振动,所述线性马达停止被驱动后开始阻尼振动;
所述控制模块控制所述能量回收模块收集所述线性马达在阻尼振动中产生的电能。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,在所述能量回收模块收集所述线性马达在阻尼振动中产生的电能之后,所述方法还包括:
所述能量回收模块将收集到的所述电能提供给第一模块;所述第一模块包括:所述控制模块、其他低功耗芯片中的任意一项或多项。
10.根据权利要求8或9所述的方法,其特征在于,所述控制模块控制所述驱动模块停止驱动所述线性马达振动之前,所述方法还包括:
所述控制模块控制所述驱动模块启动,所述驱动模块驱动所述线性马达振动。
11.根据权利要求8-10任一项所述的方法,其特征在于,所述能量回收模块包括:整流电路、储能电路;所述能量回收模块收集所述线性马达阻尼振动中产生的电能,具体包括:
所述整流电路将收集到的所述线性马达在阻尼振动中产生的第一电压转化为第二电压;
所述第一电压为正负极性交替变化、幅值变化的电压;所述第二电压为极性不变、幅值变化的单向脉动直流电压;
所述储能电路用于存储收集到的所述线性马达在阻尼振动中产生的电能。
12.根据权利要求11所述的方法,其特征在于,
所述能量回收模块还包括滤波电路,所述滤波电路用于将所述整流电路输出的第二电压转化为第三电压;所述第三电压与所述第二电压的极性相同,所述第三电压的幅值变化系数低于所述第二电压的幅值变化系数;
或者,
所述能量回收模块还包括升压电路,所述升压电路用于将所述第二电压转化为第四电压;所述第四电压与所述第二电压的极性相同,所述第四电压的幅值大于所述第二电压的幅值;
或者,
所述能量回收模块还包括滤波电路和升压电路,
其中,所述滤波电路先将所述整流电路输出的第二电压转化为第三电压,之后,所述升压电路将所述第三电压转化为第五电压;所述第五电压与所述第三电压的极性相同,所述第五电压的幅值大于所述第三电压的幅值;或者,所述升压电路先将所述第二电压转化为第四电压,之后,所述滤波电路将所述第四电压转化为第六电压;所述第六电压与所述第四电压的极性相同,所述第六电压的幅值变化系数低于所述第四电压的幅值变化系数。
13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,
所述整流电路具体为以下任意一项:全波整流、半波整流;
所述储能电路具体为电容、电感、电池,或者电容电感串并联所组成的电路;
所述滤波电路具体为以下任意一项:电容滤波电路、电感滤波电路、π型RC滤波电路、π型LC滤波电路、有源滤波电路或者电子滤波器电路;
所述升压电路具体为以下任意一项:升压型DC/DC变换器、Boost电路、升压式电荷泵。
14.根据权利要求8-13任一项所述的方法,其特征在于,
所述驱动模块和所述整流模块集成在同一电子电路中或者独立在不同电子电路中。
15.一种芯片,所述芯片应用于线性马达驱动电路,所述芯片包括一个或多个处理器,所述处理器用于调用计算机指令以使得所述线性马达驱动电路执行如权利要求1-7中任一项所述的方法。
16.一种计算机可读存储介质,包括指令,其特征在于,当所述指令在线性马达驱动电路上运行时,使得所述线性马达驱动电路执行如权利要求1-7中任一项所述的方法。
17.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括一个或多个处理器和一个或多个存储器和线性马达驱动电路;其中,所述一个或多个存储器与所述一个或多个处理器耦合,所述一个或多个存储器用于存储计算机程序代码,所述计算机程序代码包括计算机指令,当所述一个或多个处理器执行所述计算机指令时,使得所述电子设备执行如权利要求1-7任一项所述的方法。
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