CN218771834U - 电机控制电路及装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电机控制技术领域，公开了一种电机控制电路及装置，该电路通过温度采样模块获取所述步进电机对应的环境温度并输出所述环境温度对应的温度采样信号，使得电路控制模块根据所述温度采样信号控制所述电机驱动模块输出的驱动电流，以调节步进电机的驱动能力，让步进电机在低温环境下克服转动阻力，并在高温环境下避免运转过热，从而满足各种环境需求，提高步进电机的可靠性。

Description

电机控制电路及装置

技术领域

本实用新型涉及电机控制技术领域，尤其涉及一种电机控制电路及装置。

背景技术

目前，随着人们安全意识的提高，安防产品的应用范围不断扩大，安装有步进电机的安防产品云台类设备难免会在恶劣环境下进行工作，其标定的工作最低温度一般为-30℃至-40℃。但在环境温度较低的情况下，由于步进电机中轴承和油封的润滑脂在低温时趋于凝固，转动阻力增大，导致设备经常会出现云台电机卡顿或是失步的情况，需要提高电机的驱动能力来克服增大的阻力。同时，在环境温度过高的情况下，电机高速运行也会导致电机温度过高而毁坏。

因此，需要让电机的驱动能力随着环境温度变化，以满足各种环境需求。

发明内容

为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型提供一种电机控制电路及装置，以使得电机的驱动能力随着环境温度变化，满足各种环境需求。

本实用新型提供了一种电机控制电路，包括：温度采样模块，用于获取步进电机对应的环境温度，输出所述环境温度对应的温度采样信号；电路控制模块，连接所述温度采样模块，所述电路控制模块用于根据所述温度采样信号控制电机驱动模块输出的驱动电流；所述电机驱动模块，连接所述电路控制模块，所述电机驱动模块用于输出驱动电流驱动所述步进电机。

可选地，所述电路控制模块包括信号生成单元，以及一个或多个取样电阻单元；所述信号生成单元分别连接所述温度采样模块以及各所述取样电阻单元，所述信号生成单元用于根据所述温度采样信号生成电阻控制信号，将所述电阻控制信号输出至各所述取样电阻单元；所述取样电阻单元连接所述电机驱动模块，所述取样电阻单元用于根据所述电阻控制信号控制所述取样电阻单元对应的取样电阻，其中，所述取样电阻与所述电机驱动模块输出的驱动电流呈负相关关系。

可选地，所述步进电机包括第一电机和/或第二电机，所述电路控制模块还包括分压单元、滤波单元；所述信号生成单元还连接所述电机驱动模块，所述信号生成单元还用于将预设的电机相位信号输出至所述电机驱动模块，其中，所述电机相位信号用于控制第一电机和/或第二电机的电机转向；所述信号生成单元还通过所述分压单元连接所述电机驱动模块，所述信号生成单元还用于将预设的控制模拟信号输出至所述电机驱动模块，所述分压单元用于将所述控制模拟信号控制在预设电压区间，其中，所述控制模拟信号用于触发所述电机驱动模块输出所述第一电机对应的驱动电流；所述信号生成单元还依次通过所述滤波单元、所述分压单元连接所述电机驱动模块，所述信号生成单元还用于将预设的控制脉冲信号输出至所述滤波单元，所述滤波单元用于对所述控制脉冲信号进行滤波，得到滤波脉冲信号，所述分压单元还用于将所述滤波脉冲信号控制在预设电压区间，其中，所述控制脉冲信号用于触发所述电机驱动模块输出所述第二电机对应的驱动电流。

可选地，所述信号生成单元包括控制芯片，所述控制芯片的电源输入端连接预设第一电压，所述控制芯片的电源输出端接地；所述控制芯片的ADC输入端连接所述温度采样模块，所述控制芯片的第一通用输出端连接各所述取样电阻单元；所述控制芯片的第二通用输出端、所述控制芯片的第三通用输出端、所述控制芯片的第四通用输出端和所述控制芯片的第五通用输出端分别连接所述电机驱动模块，其中，所述控制芯片的第二通用输出端和所述控制芯片的第三通用输出端用于输出所述第一电机对应的电机相位信号，所述控制芯片的第四通用输出端和所述控制芯片的第五通用输出端用于输出所述第二电机对应的电机相位信号；所述控制芯片的第一DAC输出端和所述控制芯片的第二DAC输出端均连接所述分压单元，其中，所述控制芯片的第一DAC输出端和所述控制芯片的第二DAC输出端用于输出所述控制模拟信号；所述控制芯片的第一脉冲信号输出端和所述控制芯片的第二脉冲信号输出端均连接所述滤波单元，其中，所述控制芯片的第一脉冲信号输出端和所述控制芯片的第二脉冲信号输出端用于输出所述控制脉冲信号。

可选地，所述取样电阻单元包括第一分压电阻、第二分压电阻、开关管、保护电阻和下拉电阻，其中，所述电机驱动模块分别连接所述第一分压电阻的第一端和所述第二分压电阻的第一端；所述第二分压电阻的第二端连接所述开关管的漏极；所述保护电阻的第一端连接所述控制芯片的第一通用输出端，所述保护电阻的第二端分别连接所述开关管的栅极和所述下拉电阻的第一端；所述第一分压电阻的第二端、所述开关管的源极和所述下拉电阻的第二端接地。

可选地，所述电机驱动模块包括电机驱动芯片，所述电机驱动芯片的芯片电源输入端连接预设第一电压，所述电机驱动芯片的电机电源输入端连接预设第二电压，所述电机驱动芯片的电源输出端接地；所述控制芯片的第一DAC输出端通过所述分压单元连接所述电机驱动芯片的第一参考电压输入端；所述控制芯片的第二DAC输出端通过所述分压单元连接所述电机驱动芯片的第二参考电压输入端；所述控制芯片的第一脉冲信号输出端依次通过所述滤波单元、所述分压单元连接所述电机驱动芯片的第三参考电压输入端；所述控制芯片的第二脉冲信号输出端依次通过所述滤波单元、所述分压单元连接所述电机驱动芯片的第四参考电压输入端；所述控制芯片的第二通用输出端连接所述电机驱动芯片的第一相位输入端；所述控制芯片的第三通用输出端连接所述电机驱动芯片的第二相位输入端；所述控制芯片的第四通用输出端连接所述电机驱动芯片的第三相位输入端；所述控制芯片的第五通用输出端连接所述电机驱动芯片的第四相位输入端。

可选地，若所述电路控制模块包括第一电阻单元、第二电阻单元、第三电阻单元和第四电阻单元，其中，所述第一电阻单元、所述第二电阻单元、所述第三电阻单元和所述第四电阻单元均为取样电阻单元；所述电机驱动芯片的第一电流输入端、所述电机驱动芯片的第一电流输出端、所述电机驱动芯片的第二电流输入端、所述电机驱动芯片的第二电流输出端连接所述第一电机，所述电机驱动芯片的第三电流输入端、电机驱动芯片的第三电流输出端、电机驱动芯片的第四电流输入端、电机驱动芯片的第四电流输出端连接所述第二电机，其中，所述第一电流输出端、所述第二电流输出端、所述第三电流输出端和所述第四电流输出端用于输出驱动电流；所述电机驱动芯片的第一取样输入端连接所述第一电阻单元，所述第一电阻单元对应的取样电阻与所述第一电流输出端对应的驱动电流呈负相关关系；所述电机驱动芯片的第二取样输入端连接所述第二电阻单元，所述第二电阻单元对应的取样电阻与所述第二电流输出端对应的驱动电流呈负相关关系；所述电机驱动芯片的第三取样输入端连接所述第三电阻单元，所述第三电阻单元对应的取样电阻与所述第三电流输出端对应的驱动电流呈负相关关系；所述电机驱动芯片的第四取样输入端连接所述第四电阻单元，所述第四电阻单元对应的取样电阻与所述第四电流输出端对应的驱动电流呈负相关关系。

可选地，所述温度采样模块包括温敏电阻、滤波电容和第三分压电阻，其中，所述温敏电阻的第一端分别连接所述第三分压电阻的第二端、所述滤波电容的第一端和所述电路控制模块，所述温敏电阻的第二端和所述滤波电容的第二端接地，其中，所述温敏电阻的第一端用于输出所述温度采样信号；所述第三分压电阻的第一端连接预设第一电压。

可选地，所述电机控制电路还包括数字信号处理模块和存储模块，所述数字信号处理模块连接所述电路控制模块，所述数字信号处理模块用于记录所述电路控制模块对应的控制日志；所述存储模块连接所述数字信号处理模块，所述存储模块用于存储所述控制日志。

本实用新型提供了一种电机控制装置，所述电机控制装置包含上述的电路。

本实用新型的有益效果：

通过温度采样模块获取所述步进电机对应的环境温度并输出所述环境温度对应的温度采样信号，使得电路控制模块根据所述温度采样信号控制所述电机驱动模块输出的驱动电流，以调节步进电机的驱动能力，这样，让步进电机在低温环境下克服转动阻力，并在高温环境下避免运转过热，从而满足各种环境需求，提高步进电机的可靠性。

附图说明

图1是本实用新型实施例中一个电机控制电路的结构示意图；

图2是本实用新型实施例中另一个电机控制电路的结构示意图；

图3-a是本实用新型实施例中另一个电机控制电路的结构示意图；

图3-b是本实用新型实施例中另一个电机控制电路的结构示意图；

图4是本实用新型实施例中基于电机控制电路的电机控制方法的流程示意图。

附图标记：

101：温度采样模块；102：电路控制模块；103：电机驱动模块；104：步进电机；数字105：信号处理模块；106：存储模块；

1021：信号生成单元；1022：分压单元；1023：滤波单元；1024：取样电阻单元；

301：电机驱动芯片；302：温敏电阻；303：第三分压电阻；304：滤波电容；305：控制芯片；306：第一分压电阻；307：第二分压电阻；308：开关管；309：保护电阻；310：下拉电阻；311：第一电机；312：第二电机。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的子样本可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

在下文描述中，探讨了大量细节，以提供对本实用新型实施例的更透彻的解释，然而，对本领域技术人员来说，可以在没有这些具体细节的情况下实施本实用新型的实施例是显而易见的，在其他实施例中，以方框图的形式而不是以细节的形式来示出公知的结构和设备，以避免使本实用新型的实施例难以理解。

本公开实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开实施例的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。

本公开实施例中，字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如，A/B表示：A或B。

术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，表示：A或B，或，A和B这三种关系。

结合图1所示，本公开实施例提供了一种电机控制电路，包括温度采样模块101、电路控制模块102、电机驱动模块103，其中，温度采样模块101用于获取步进电机对应的环境温度，输出环境温度对应的温度采样信号；电路控制模块102连接温度采样模块101，电路控制模块102用于根据温度采样信号控制电机驱动模块输出的驱动电流；电机驱动模块103连接电路控制模块102，电机驱动模块103用于输出驱动电流驱动步进电机。

采用本公开实施例提供的电机控制电路，通过温度采样模块获取步进电机对应的环境温度并输出环境温度对应的温度采样信号，使得电路控制模块根据温度采样信号控制电机驱动模块输出的驱动电流，以调节步进电机的驱动能力，这样，让步进电机在低温环境下克服转动阻力，并在高温环境下避免运转过热，从而满足各种环境需求，提高步进电机的可靠性。

可选地，步进电机包括第一电机和/或第二电机。

结合图2所示，电路控制模块102包括信号生成单元1021、分压单元1022、滤波单元1023以及一个或多个取样电阻单元1024；信号生成单元1021分别连接温度采样模块101以及各取样电阻单元1024，信号生成单元用于根据温度采样信号生成电阻控制信号，将电阻控制信号输出至各取样电阻单元；信号生成单元1021还连接电机驱动模块103，信号生成单元还用于将预设的电机相位信号输出至电机驱动模块；信号生成单元1021还通过分压单元1022连接电机驱动模块103，信号生成单元还用于将预设的控制模拟信号输出至电机驱动模块，分压单元用于将控制模拟信号控制在预设电压区间；信号生成单元1021还依次通过滤波单元1023、分压单元1022连接电机驱动模块103，信号生成单元还用于将预设的控制脉冲信号输出至滤波单元，滤波单元用于对控制脉冲信号进行滤波，得到滤波脉冲信号，分压单元还用于将滤波脉冲信号控制在预设电压区间；取样电阻单元1024连接电机驱动模块103，取样电阻单元用于根据电阻控制信号控制取样电阻单元对应的取样电阻，取样电阻与电机驱动模块输出的驱动电流呈负相关关系。

可选地，信号生成单元包括控制芯片(Microcontroller Unit，MCU，微控制单元)，控制芯片的电源输入端连接预设第一电压，控制芯片的电源输出端接地；控制芯片的ADC(analog to digital converter，模拟/数字转换)输入端连接温度采样模块，控制芯片的第一通用输出端连接各取样电阻单元；控制芯片的第二通用输出端、控制芯片的第三通用输出端、控制芯片的第四通用输出端和控制芯片的第五通用输出端分别连接电机驱动模块；控制芯片的第一DAC(digital to analog converter，数字/模拟转换)输出端和控制芯片的第二DAC输出端均连接分压单元；控制芯片的第一脉冲信号输出端和控制芯片的第二脉冲信号输出端均连接滤波单元。

可选地，控制芯片的第二通用输出端和控制芯片的第三通用输出端用于输出第一电机对应的电机相位信号，控制芯片的第四通用输出端和控制芯片的第五通用输出端用于输出第二电机对应的电机相位信号，电机相位信号用于控制第一电机和/或第二电机的电机转向。

可选地，控制芯片的第一DAC输出端和控制芯片的第二DAC输出端用于输出控制模拟信号，控制模拟信号用于触发电机驱动模块输出第一电机对应的驱动电流。

可选地，控制芯片的第一脉冲信号输出端和控制芯片的第二脉冲信号输出端用于输出控制脉冲信号，控制脉冲信号用于触发电机驱动模块输出第二电机对应的驱动电流。

在一些实施例中，控制芯片在每隔预设时间段后获取温度采样模块输出的温度采样信号，其中，控制芯片包括ARM(Advanced RISC Machines，RISC处理器)芯片等运算芯片，预设时间段包括2-10分钟，例如5分钟。

在一些实施例中，将当前采样环境温度定义为第一设定温度；由于云台设备中使用的通用润滑脂在低温-20摄氏度时趋于凝固，低温-30摄氏度时润滑脂粘性较常温时提高三倍，故将-20度定义为第三设定温度，同时，为避免电机控制电路在-20摄氏度时频繁开关，则将-15摄氏度定义为第二设定温度；若第一设定温度的温度变化由高到低，则在第三设定温度以下增加电机驱动模块输出的驱动电流，若第一设定温度的温度变化由低到高，则在第二设定温度以下增加电机驱动模块输出的驱动电流。

可选地，取样电阻单元包括第一分压电阻、第二分压电阻、开关管、保护电阻和下拉电阻，其中，电机驱动模块分别连接第一分压电阻的第一端和第二分压电阻的第一端；第二分压电阻的第二端连接开关管的漏极；保护电阻的第一端连接控制芯片的第一通用输出端，保护电阻的第二端分别连接开关管的栅极和下拉电阻的第一端；第一分压电阻的第二端、开关管的源极和下拉电阻的第二端接地。

可选地，开关管包括MOS(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor,MOSFET，金氧半场效晶体管)管，同时，MOS管可用三极管代替。

在一些实施例中，第一分压电阻为0.5Ω；第二分压电阻为2Ω；保护电阻为10Ω，保护电阻防止开关管的栅极过冲；下拉电阻为47kΩ，下拉电阻用于在控制芯片上电初始化时控制开关管处于截止状态。

在一些实施例中，由于开关管的导通阻抗较小，若开关管的栅极为高电平，开关管的源极和漏极导通，取样电阻单元的取样电阻为第一分压电阻和第二分压电阻并联，若开关管的栅极为低电平，开关管的源极和漏极断开，取样电阻单元的取样电阻为第一分压电阻；当取样电阻单元的取样电阻为第一分压电阻和第二分压电阻并联时，取样电阻的计算公式为，

其中，R为取样电阻，R_a为第一分压电阻，R_b为第二分压电阻；由于R<R_a，并且取样电阻与电机驱动模块输出的驱动电流呈负相关关系，因此改变了电机驱动模块输出的驱动电流。

可选地，电机驱动模块包括电机驱动芯片，电机驱动芯片的芯片电源输入端连接预设第一电压，电机驱动芯片的电机电源输入端连接预设第二电压，电机驱动芯片的电源输出端接地；控制芯片的第一DAC输出端通过分压单元连接电机驱动芯片的第一参考电压输入端；控制芯片的第二DAC输出端通过分压单元连接电机驱动芯片的第二参考电压输入端；控制芯片的第一脉冲信号输出端依次通过滤波单元、分压单元连接电机驱动芯片的第三参考电压输入端；控制芯片的第二脉冲信号输出端依次通过滤波单元、分压单元连接电机驱动芯片的第四参考电压输入端；控制芯片的第二通用输出端连接电机驱动芯片的第一相位输入端；控制芯片的第三通用输出端连接电机驱动芯片的第二相位输入端；控制芯片的第四通用输出端连接电机驱动芯片的第三相位输入端；控制芯片的第五通用输出端连接电机驱动芯片的第四相位输入端。

在一些实施例中，电机驱动芯片包括四通道DMOS(lateral double-diffusedMOSFET，双扩散半导体场效应管)全桥驱动芯片，例如MS3989芯片，该电机驱动芯片用于驱动两个两相步进电机，每个全桥的驱动电流在36V电源下，可以工作到1.2A；同时，该电机驱动芯片内置比较器，电机驱动芯片输出的驱动电流、控制模拟信号或控制脉冲信号对应的信号电压与取样输入端的取样电阻之间的公式为

其中，I_out为驱动电流，V_ref为信号电压，R_sense为取样电阻，通过该公式可得在信号电压不变的情况下，取样电阻与驱动电流呈负相关关系。

可选地，预设第一电压包括3-5.5V，例如3.3V；预设第二电压包括8-36V，例如12V。

可选地，电路控制模块包括第一电阻单元、第二电阻单元、第三电阻单元和第四电阻单元，其中，第一电阻单元、第二电阻单元、第三电阻单元和第四电阻单元均为取样电阻单元。

可选地，电机驱动芯片的第一电流输入端、电机驱动芯片的第一电流输出端、电机驱动芯片的第二电流输入端、电机驱动芯片的第二电流输出端连接第一电机，电机驱动芯片的第三电流输入端、电机驱动芯片的第三电流输出端、电机驱动芯片的第四电流输入端、电机驱动芯片的第四电流输出端连接第二电机，其中，第一电流输出端、第二电流输出端、第三电流输出端和第四电流输出端用于输出驱动电流；电机驱动芯片的第一取样输入端连接第一电阻单元，第一电阻单元对应的取样电阻与第一电流输出端对应的驱动电流呈负相关关系；电机驱动芯片的第二取样输入端连接第二电阻单元，第二电阻单元对应的取样电阻与第二电流输出端对应的驱动电流呈负相关关系；电机驱动芯片的第三取样输入端连接第三电阻单元，第三电阻单元对应的取样电阻与第三电流输出端对应的驱动电流呈负相关关系；电机驱动芯片的第四取样输入端连接第四电阻单元，第四电阻单元对应的取样电阻与第四电流输出端对应的驱动电流呈负相关关系。

可选地，温度采样模块包括温敏电阻、滤波电容和第三分压电阻，其中，温敏电阻的第一端分别连接第三分压电阻的第二端、滤波电容的第一端和电路控制模块，温敏电阻的第二端和滤波电容的第二端接地，其中，温敏电阻的第一端用于输出温度采样信号；第三分压电阻的第一端连接预设第一电压。

可选地，滤波电容用于消除旁路噪声干扰。

在一些实施例中，第三分压电阻包括±1％高精度的47kΩ电阻，温敏电阻包括±1％高精度NTC温敏电阻(10kΩ，25℃)；将第三分压电阻和温敏电阻串联对预设第一电压3.3V进行分压，得到模拟电压输入到控制芯片的ADC管脚；在环境温度为25℃的情况下，控制芯片中ADC输入端的输入电压为0.58V，在环境温度为-15℃的情况下，控制芯片中ADC输入端的输入电压为1.78V，在环境温度为-20℃的情况下，控制芯片中ADC输入端的输入电压为1.97V；温敏电阻为负温度系数，即随着温度降低，阻值变大，经分压后得到的模拟电压值也会随之升高，将温度的高低转换为电压信号的大小。

可选地，电机控制电路还包括数字信号处理模块和存储模块，数字信号处理模块连接电路控制模块，数字信号处理模块用于记录电路控制模块对应的控制日志；存储模块连接数字信号处理模块，存储模块用于存储控制日志。

可选地，数字信号处理模块通过UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter，通用异步收发传输器)端口连接控制芯片，数字信号处理模块还用于当电机控制电路上电时对控制芯片进行芯片升级和引脚配置。

在一些实施例中，控制芯片的功能包括：1、将温度采样信号进行A/D转换；2、将预设的电机相位信号、控制模拟信号和控制脉冲信号输出至电机驱动芯片，以控制步进电机；3、根据温度采样信号生成电阻控制信号，将电阻控制信号输出至各取样电阻单元，以控制取样电阻单元对应的取样电阻；4、当驱动电流改变时，与数字信号处理模块通讯，上传包括事件和当前温度的控制日志，触发数字信号处理模块将控制日志存储在存储模块中。

结合图3-a所示，本公开实施例提供了一种电机控制电路，包括电机驱动模块103、温度采样模块101、电路控制模块102、步进电机104、数字信号处理模块105和存储模块106，其中，电机驱动模块103用于输出驱动电流驱动步进电机，温度采样模块101用于获取步进电机对应的环境温度并输出环境温度对应的温度采样信号，电路控制模块102用于根据温度采样信号控制电机驱动模块输出的驱动电流，数字信号处理模块105用于记录电路控制模块对应的控制日志，存储模块106用于存储控制日志。

采用本公开实施例提供的电机控制电路，通过温度采样模块获取步进电机对应的环境温度并输出环境温度对应的温度采样信号，使得电路控制模块根据温度采样信号控制电机驱动模块输出的驱动电流，以调节步进电机的驱动能力，这样，让步进电机在低温环境下克服转动阻力，并在高温环境下避免运转过热，从而满足各种环境需求，提高步进电机的可靠性。

结合图3-b所示，本公开实施例提供了一种电机控制电路，包括温度采样模块101、电机驱动模块、电路控制模块和步进电机，步进电机包括第一电机311和第二电机312；温度采样模块101包括温敏电阻302、第三分压电阻303和滤波电容304，第三分压电阻的第一端连接预设第一电压，温敏电阻的第一端分别连接第三分压电阻的第二端和滤波电容的第一端，温敏电阻的第二端和滤波电容的第二端接地；电路控制模块包括信号生成单元、分压单元1022、滤波单元1023、第一电阻单元、第二电阻单元、第三电阻单元和第四电阻单元，其中，第一电阻单元、第二电阻单元、第三电阻单元和第四电阻单元均为取样电阻单元1024；信号生成单元包括控制芯片305，控制芯片的电源输入端(VCC)连接预设第一电压，控制芯片的电源输出端(GND)接地，控制芯片的ADC输入端连接温敏电阻的第一端；取样电阻单元1024包括第一分压电阻306、第二分压电阻307、开关管308、保护电阻309和下拉电阻310，取样电阻单元的第一端分别连接第一分压电阻的第一端和第二分压电阻的第一端，第二分压电阻的第二端连接开关管的漏极，保护电阻的第一端连接控制芯片的第一通用输出端(GPIO5)，保护电阻的第二端分别连接开关管的栅极和下拉电阻的第一端，第一分压电阻的第二端、开关管的源极和下拉电阻的第二端接地；电机驱动模块包括电机驱动芯片301，电机驱动芯片的芯片电源输入端(VCC1)连接预设第一电压，电机驱动芯片的电机电源输入端(VCC2)连接预设第二电压，电机驱动芯片的电源输出端(GND)接地，控制芯片的第一DAC输出端通过分压单元连接电机驱动芯片的第一参考电压输入端(VREF1)，控制芯片的第二DAC输出端通过分压单元连接电机驱动芯片的第二参考电压输入端(VREF2)，控制芯片的第一脉冲信号输出端(PWM1)依次通过滤波单元、分压单元连接电机驱动芯片的第三参考电压输入端(VREF3)，控制芯片的第二脉冲信号输出端(PWM2)依次通过滤波单元、分压单元连接电机驱动芯片的第四参考电压输入端(VREF4)，控制芯片的第二通用输出端(GPIO1)连接电机驱动芯片的第一相位输入端，控制芯片的第三通用输出端(GPIO2)连接电机驱动芯片的第二相位输入端，控制芯片的第四通用输出端(GPIO3)连接电机驱动芯片的第三相位输入端，控制芯片的第五通用输出端(GPIO4)连接电机驱动芯片的第四相位输入端，电机驱动芯片的第一电流输入端(OUTA-1)、电机驱动芯片的第一电流输出端(OUTB-1)、电机驱动芯片的第二电流输入端(OUTA-2)、电机驱动芯片的第二电流输出端(OUTB-2)连接第一电机311，电机驱动芯片的第三电流输入端(OUTC-1)、电机驱动芯片的第三电流输出端(OUTD-1)、电机驱动芯片的第四电流输入端(OUTC-2)、电机驱动芯片的第四电流输出端(OUTD-2)连接第二电机312，电机驱动芯片的第一取样输入端(SENSEA)连接第一电阻单元的第一端，电机驱动芯片的第二取样输入端(SENSEB)连接第二电阻单元的第一端，电机驱动芯片的第三取样输入端(SENSEC)连接第三电阻单元的第一端，电机驱动芯片的第四取样输入端(SENSED)连接第四电阻单元的第一端。

通过温度采样模块获取步进电机对应的环境温度并输出环境温度对应的温度采样信号，使得电路控制模块根据温度采样信号控制电机驱动模块输出的驱动电流，以调节步进电机的驱动能力，这样，具有以下优点：

第一、环境温度较低时，增大电机驱动能力，防止电机在低温环境中出现卡顿和丢步；

第二、环境温度较高时，减少电机驱动能力，降低整机功耗和电机发热，防止过热损坏；

第三、通过硬件改变电机驱动芯片输出的驱动电流，相较于利用控制芯片输出的控制模拟信号或控制脉冲信号调节电机驱动芯片输出的驱动电流，增加了电路可靠性；

第四、相较于利用抗低温润滑脂提高电机在低温环境下的驱动能力，不仅避免电机在高温环境中过热损坏，还降低了维护成本；

第五、设置在第二设定温度和第三设定温度之间的缓冲区，避免电机控制电路在第三设定温度频繁开关。

结合图4所示，本公开实施例提供了一种基于电机控制电路的电机控制方法，包括：

步骤S401，电机控制电路接通电源；

步骤S402，数字信号处理模块对控制芯片进行芯片升级和引脚配置；

步骤S403，控制芯片在预设时间段后获取温度采样模块输出的温度采样信号；

其中，预设时间段为5分钟；

步骤S404，控制芯片根据温度采样信号判断环境温度是否是低温，若是，跳转步骤S405，若否，跳转步骤S403；

步骤S405，控制芯片向取样电阻单元输出高电平的电阻控制信号，同时，向数字信号处理模块输出控制日志；

步骤S406，取样电阻单元降低取样电阻单元对应的取样电阻，提高电机驱动模块输出的驱动电流；

步骤S407，控制芯片在预设时间段后获取温度采样模块输出的温度采样信号；

步骤S408，控制芯片根据温度采样信号判断环境温度是否是低温，若是，跳转步骤S407，若否，跳转步骤S409；

步骤S409，控制芯片向取样电阻单元输出低电平的电阻控制信号，同时，向数字信号处理模块输出控制日志；

步骤S410，取样电阻单元提高该取样电阻单元对应的取样电阻，降低电机驱动模块输出的驱动电流，跳转步骤S403。

采用本公开实施例提供的基于电机控制电路的电机控制方法，通过温度采样模块获取步进电机对应的环境温度并输出环境温度对应的温度采样信号，使得电路控制模块根据温度采样信号控制电机驱动模块输出的驱动电流，以调节步进电机的驱动能力，这样，让步进电机在低温环境下克服转动阻力，并在高温环境下避免运转过热，从而满足各种环境需求，提高步进电机的可靠性。

本公开实施例提供了一种电机控制装置，该电机控制装置包含上述的电路。

采用本公开实施例提供的电机控制装置，通过温度采样模块获取步进电机对应的环境温度并输出环境温度对应的温度采样信号，使得电路控制模块根据温度采样信号控制电机驱动模块输出的驱动电流，以调节步进电机的驱动能力，这样，让步进电机在低温环境下克服转动阻力，并在高温环境下避免运转过热，从而满足各种环境需求，提高步进电机的可靠性。

本文所披露的实施例中，所揭露的方法、产品(包括但不限于装置、设备等)，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，可以仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些子样本可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例。另外，在本公开实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

附图中的流程图和框图显示了根据本公开实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这可以依所涉及的功能而定。在附图中的流程图和框图所对应的描述中，不同的方框所对应的操作或步骤也可以以不同于描述中所披露的顺序发生，有时不同的操作或步骤之间不存在特定的顺序。例如，两个连续的操作或步骤实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这可以依所涉及的功能而定。框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

Claims (10)

1.一种电机控制电路，其特征在于，包括：

温度采样模块，用于获取步进电机对应的环境温度，输出所述环境温度对应的温度采样信号；

电路控制模块，连接所述温度采样模块，所述电路控制模块用于根据所述温度采样信号控制电机驱动模块输出的驱动电流；

所述电机驱动模块，连接所述电路控制模块，所述电机驱动模块用于输出驱动电流驱动所述步进电机。

2.根据权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电路控制模块包括信号生成单元，以及一个或多个取样电阻单元；

所述信号生成单元分别连接所述温度采样模块以及各所述取样电阻单元，所述信号生成单元用于根据所述温度采样信号生成电阻控制信号，将所述电阻控制信号输出至各所述取样电阻单元；

所述取样电阻单元连接所述电机驱动模块，所述取样电阻单元用于根据所述电阻控制信号控制所述取样电阻单元对应的取样电阻，其中，所述取样电阻与所述电机驱动模块输出的驱动电流呈负相关关系。

3.根据权利要求2所述的电路，其特征在于，所述步进电机包括第一电机和/或第二电机，所述电路控制模块还包括分压单元、滤波单元；

所述信号生成单元还连接所述电机驱动模块，所述信号生成单元还用于将预设的电机相位信号输出至所述电机驱动模块，其中，所述电机相位信号用于控制第一电机和/或第二电机的电机转向；

所述信号生成单元还通过所述分压单元连接所述电机驱动模块，所述信号生成单元还用于将预设的控制模拟信号输出至所述电机驱动模块，所述分压单元用于将所述控制模拟信号控制在预设电压区间，其中，所述控制模拟信号用于触发所述电机驱动模块输出所述第一电机对应的驱动电流；

所述信号生成单元还依次通过所述滤波单元、所述分压单元连接所述电机驱动模块，所述信号生成单元还用于将预设的控制脉冲信号输出至所述滤波单元，所述滤波单元用于对所述控制脉冲信号进行滤波，得到滤波脉冲信号，所述分压单元还用于将所述滤波脉冲信号控制在预设电压区间，其中，所述控制脉冲信号用于触发所述电机驱动模块输出所述第二电机对应的驱动电流。

4.根据权利要求3所述的电路，其特征在于，所述信号生成单元包括控制芯片，

所述控制芯片的电源输入端连接预设第一电压，所述控制芯片的电源输出端接地；

所述控制芯片的ADC输入端连接所述温度采样模块，所述控制芯片的第一通用输出端连接各所述取样电阻单元；

所述控制芯片的第二通用输出端、所述控制芯片的第三通用输出端、所述控制芯片的第四通用输出端和所述控制芯片的第五通用输出端分别连接所述电机驱动模块，其中，所述控制芯片的第二通用输出端和所述控制芯片的第三通用输出端用于输出所述第一电机对应的电机相位信号，所述控制芯片的第四通用输出端和所述控制芯片的第五通用输出端用于输出所述第二电机对应的电机相位信号；

所述控制芯片的第一DAC输出端和所述控制芯片的第二DAC输出端均连接所述分压单元，其中，所述控制芯片的第一DAC输出端和所述控制芯片的第二DAC输出端用于输出所述控制模拟信号；

所述控制芯片的第一脉冲信号输出端和所述控制芯片的第二脉冲信号输出端均连接所述滤波单元，其中，所述控制芯片的第一脉冲信号输出端和所述控制芯片的第二脉冲信号输出端用于输出所述控制脉冲信号。

5.根据权利要求4所述的电路，其特征在于，所述取样电阻单元包括第一分压电阻、第二分压电阻、开关管、保护电阻和下拉电阻，其中，

所述电机驱动模块分别连接所述第一分压电阻的第一端和所述第二分压电阻的第一端；

所述第二分压电阻的第二端连接所述开关管的漏极；

所述保护电阻的第一端连接所述控制芯片的第一通用输出端，所述保护电阻的第二端分别连接所述开关管的栅极和所述下拉电阻的第一端；

所述第一分压电阻的第二端、所述开关管的源极和所述下拉电阻的第二端接地。

6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述电机驱动模块包括电机驱动芯片，

所述电机驱动芯片的芯片电源输入端连接预设第一电压，所述电机驱动芯片的电机电源输入端连接预设第二电压，所述电机驱动芯片的电源输出端接地；

所述控制芯片的第一DAC输出端通过所述分压单元连接所述电机驱动芯片的第一参考电压输入端；

所述控制芯片的第二DAC输出端通过所述分压单元连接所述电机驱动芯片的第二参考电压输入端；

所述控制芯片的第一脉冲信号输出端依次通过所述滤波单元、所述分压单元连接所述电机驱动芯片的第三参考电压输入端；

所述控制芯片的第二脉冲信号输出端依次通过所述滤波单元、所述分压单元连接所述电机驱动芯片的第四参考电压输入端；

所述控制芯片的第二通用输出端连接所述电机驱动芯片的第一相位输入端；

所述控制芯片的第三通用输出端连接所述电机驱动芯片的第二相位输入端；

所述控制芯片的第四通用输出端连接所述电机驱动芯片的第三相位输入端；

所述控制芯片的第五通用输出端连接所述电机驱动芯片的第四相位输入端。

7.根据权利要求6所述的电路，其特征在于，若所述电路控制模块包括第一电阻单元、第二电阻单元、第三电阻单元和第四电阻单元，其中，所述第一电阻单元、所述第二电阻单元、所述第三电阻单元和所述第四电阻单元均为取样电阻单元；

所述电机驱动芯片的第一电流输入端、所述电机驱动芯片的第一电流输出端、所述电机驱动芯片的第二电流输入端、所述电机驱动芯片的第二电流输出端连接所述第一电机，所述电机驱动芯片的第三电流输入端、电机驱动芯片的第三电流输出端、电机驱动芯片的第四电流输入端、电机驱动芯片的第四电流输出端连接所述第二电机，其中，所述第一电流输出端、所述第二电流输出端、所述第三电流输出端和所述第四电流输出端用于输出驱动电流；

所述电机驱动芯片的第一取样输入端连接所述第一电阻单元，所述第一电阻单元对应的取样电阻与所述第一电流输出端对应的驱动电流呈负相关关系；

所述电机驱动芯片的第二取样输入端连接所述第二电阻单元，所述第二电阻单元对应的取样电阻与所述第二电流输出端对应的驱动电流呈负相关关系；

所述电机驱动芯片的第三取样输入端连接所述第三电阻单元，所述第三电阻单元对应的取样电阻与所述第三电流输出端对应的驱动电流呈负相关关系；

所述电机驱动芯片的第四取样输入端连接所述第四电阻单元，所述第四电阻单元对应的取样电阻与所述第四电流输出端对应的驱动电流呈负相关关系。

8.根据权利要求1至7任一项所述的电路，其特征在于，所述温度采样模块包括温敏电阻、滤波电容和第三分压电阻，其中，

所述温敏电阻的第一端分别连接所述第三分压电阻的第二端、所述滤波电容的第一端和所述电路控制模块，所述温敏电阻的第二端和所述滤波电容的第二端接地，其中，所述温敏电阻的第一端用于输出所述温度采样信号；

所述第三分压电阻的第一端连接预设第一电压。

9.根据权利要求1至7任一项所述的电路，其特征在于，所述电机控制电路还包括数字信号处理模块和存储模块，

所述数字信号处理模块连接所述电路控制模块，所述数字信号处理模块用于记录所述电路控制模块对应的控制日志；

所述存储模块连接所述数字信号处理模块，所述存储模块用于存储所述控制日志。

10.一种电机控制装置，其特征在于，所述电机控制装置包含权利要求1至9任意一项所述的电路。

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