CN218276511U - 一种电子设备及其马达温度补偿控制电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电子设备及其马达温度补偿控制电路，包括电源输入端、电压转换电路、电压反馈组件、马达控制电路；电源输入端与电压转换电路第一端电气连接，电压转换电路输出电压反馈端与电压反馈组件第一端连接，电压转换电路输出端与电压反馈组件第二端、马达控制电路输入端连接，电压转换电路使能端用于与控制器输出端连接，电压转换电路输出端用于与振子马达正极连接，马达控制电路的控制端用于与控制器的输出端电气连接；电压反馈组件配置为根据当前的环境温度，调节反馈电压大小；电压转换电路配置为根据反馈电压，调节供电电压大小。旨在解决现有振子马达控制方法在应用环境温度降低时，出现马达振感明显下降的问题。

Description

一种电子设备及其马达温度补偿控制电路

技术领域

本实用新型涉及振子马达领域，具体涉及一种电子设备及其马达温度补偿控制电路。

背景技术

当前，顺着技术的发展，人们的生活节奏也越来越快了，因此市面上也出现了多种多样的便携式设备，其中，有一类便携式设备经常需要使用到振子马达，简单的振子马达实际上是一个直流有刷电机，主控芯片可以通过控制电路给电机通电来实现马达转动的控制，从而转化为振动控制。

现市面上的便携设备中常用的振子马达控制电路，如图1所示，vcc为马达供电电源，motor_ctl为MCU的控制信号，当控制信号为高电平时，其控制的MOSFET导通，马达振动；当控制信号为低电平时，MOSFET关闭，马达停止振动。此电路虽然能够实现对马达振动开启与关闭的控制，但在实际应用的情况中，除了需要控制马达是否发送振动，即马达是否通电以外，还需要对马达的振感进行控制；在对马达振感的控制中，应用环境的温度起着至关重要的影响，随着应用环境温度的降低，马达内部齿轮油流动性降低，此时，使用同样的方法驱动马达，应用环境温度低的情况会出现振感明显下降的问题。

有鉴于此，提出本申请。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种电子设备及其马达温度补偿控制电路，能有效解决现有技术中的振子马达控制电路，随着应用环境温度的降低，马达内部齿轮油流动性降低，此时，使用同样的控制方法驱动马达，应用环境温度低的情况会出现振感明显下降的问题。

本实用新型提供了一种马达温度补偿控制电路，包括电源输入端、电压转换电路、电压反馈组件、以及马达控制电路；

其中，所述电源输入端与所述电压转换电路的第一端电气连接，所述电压转换电路的输出电压反馈端与所述电压反馈组件的第一端电气连接，所述电压转换电路的输出端与所述电压反馈组件的第二端、所述马达控制电路的输入端电气连接，所述电压转换电路的使能端用于与控制器的输出端电气连接，所述电压转换电路的输出端用于与振子马达的正极电气连接，所述马达控制电路的控制端用于与控制器的输出端电气连接；

其中，所述电压反馈组件配置为根据当前的环境温度，调节所述电压转换电路的反馈电压的大小；

其中，所述电压转换电路配置为根据当前的反馈电压，调节所述马达控制电路的供电电压的大小。

优选地，所述电压转换电路包括主电感、自举电容、升压转换器，所述电源输入端与所述主电感的一端电气连接，所述主电感的另一端与所述自举电容的一端、所述升压转换器的开关控制端电气连接，所述自举电容的另一端与所述升压转换器的启动端电气连接，所述升压转换器的输出电压反馈端与所述电压反馈组件的第一端电气连接，所述升压转换器的输出端与所述电压反馈组件的第二端、所述马达控制电路的输入端电气连接，所述升压转换器的接地端接地，所述升压转换器的使能端用于与控制器的输出端电气连接，所述升压转换器的输出端用于与马达的正极电气连接。

优选地，所述电压反馈组件包括第一反馈电阻、第二反馈电阻、以及第三反馈电阻，所述升压转换器的输出端与所述第一反馈电阻的一端、所述第三反馈电阻的一端电气连接，所述升压转换器的输出电压反馈端与所述第一反馈电阻的另一端、所述第三反馈电阻的另一端、所述第二反馈电阻的一端电气连接，所述第二反馈电阻的另一端接地。

优选地，所述第三反馈电阻为热敏电阻。

优选地，还包括第一电容，所述第一电容的一端与所述电源输入端电气连接，所述第一电容的另一端接地。

优选地，还包括第二电容，所述第二电容的一端与所述升压转换器的输出端电气连接，所述第二电容的另一端接地。

优选地，所述升压转换器为SGM6x系列芯片。

优选地，所述马达控制电路包括二极管、以及开关管，所述二极管的正极与所述升压转换器的输出端电气连接，所述二极管的负极与所述开关管的第二端电气连接，所述开关管的第一端接地，所述开关管的第二端用于与马达的负极电气连接，所述开关管的控制端用于与控制器的输出端电气连接。

优选地，所述开关管为NMOS管，所述开关管的控制端为所述NMOS管的栅极，所述开关管的第一端为所述NMOS管的源极，所述开关管的第二端为所述NMOS管的漏极。

本实用新型还提供了一种电子设备，包括控制器以及如上任意一项所述的马达温度补偿控制电路，所述升压转换器的使能端与所述控制器的输出端电气连接，所述马达控制电路的控制端与所述控制器的输出端电气连接。

综上所述，本实施例提供的一种电子设备及其马达温度补偿控制电路，所述电压反馈组件反馈给所述升压转换器的反馈电压会随着环境温度的改变而改变，所述升压转换器根据获取到的反馈电压对所述马达控制电路的供电电压的大小进行调整，并将供电电压提供给振子马达，避免出现由于环境温度降低，导致振子马达振感减弱的现象。从而解决现有技术中的振子马达控制电路，随着应用环境温度的降低，马达内部齿轮油流动性降低，此时，使用同样的控制方法驱动马达，应用环境温度低的情况会出现振感明显下降的问题。

附图说明

图1是现有技术中振子马达控制电路的电路示意图。

图2是本实用新型实施例提供的一种马达温度补偿控制电路的电路示意图。

图3是本实用新型实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

以下结合附图对本实用新型的具体实施例做详细说明。

请参阅图2，本实用新型第一实施例提供了一种马达温度补偿控制电路，包括电源输入端VIN、电压转换电路3、电压反馈组件1、以及马达控制电路2；

其中，所述电源输入端VIN与所述电压转换电路3的第一端电气连接，所述电压转换电路3的输出电压反馈端与所述电压反馈组件1的第一端电气连接，所述电压转换电路3的输出端与所述电压反馈组件1的第二端、所述马达控制电路2的输入端电气连接，所述电压转换电路3的使能端用于与控制器的输出端电气连接，所述电压转换电路3的输出端用于与振子马达M的正极电气连接，所述马达控制电路2的控制端用于与控制器MCU的输出端电气连接；

其中，所述电压反馈组件1配置为根据当前的环境温度，调节所述电压转换电路3的反馈电压的大小；

其中，所述电压转换电路3配置为根据当前的反馈电压，调节所述马达控制电路2的供电电压的大小。

具体地，在本实施例中，所述电压转换电路3既可以升压也可以降压。所述电压转换电路3包括主电感L1、自举电容C2、升压转换器U1，所述电源输入端VIN与所述主电感L1的一端电气连接，所述主电感L1的另一端与所述自举电容C2的一端、所述升压转换器U1的开关控制端电气连接，所述自举电容C2的另一端与所述升压转换器U1的启动端电气连接，所述升压转换器U1的输出电压反馈端与所述电压反馈组件1的第一端电气连接，所述升压转换器U1的输出端与所述电压反馈组件1的第二端、所述马达控制电路2的输入端电气连接，所述升压转换器U1的接地端接地，所述升压转换器U1的使能端用于与控制器MCU的输出端电气连接，所述升压转换器U1的输出端用于与马达M的正极电气连接。

在实际应用中，除了需要控制振子马达M是否振动之外，还需要对振子马达M的振感大小进行控制，随着应用环境温度的降低，马达内部齿轮油流动性降低，此时，若使用同样的控制方法进行驱动，会出现振感明显下降的问题。以一款产品规格为-40℃到80℃运行的工业级扫描枪应用为例，该扫描枪在0℃到80℃的区间内，振子马达M的振板无明显变化，符合产品应用需求；当环境温度降低至0℃以下时，随着温度下降，振感逐渐下降，当温度接近-40℃时，马达转动受阻严重，振感微弱。

对于振子马达M，其振动强度除了与结构相关以外，还与转速成正相关；因此，控制马达的振感实际需要控制马达转速。根据直流振子马达转速公式n＝U-(IR+L*di/dt)/Kφ，其中，U是电枢电压，I是电枢电流，R是电枢回路的电阻，φ是励磁磁通，k是感应电动势常数；从公式可以看出，要想对直流振子马达进行调速，一般的方法有两种：一种是对励磁磁通φ进行控制的励磁控制法，一种是对电枢电压U进行控制的电枢电压控制法。

具体地，在本实施例中，所述马达温度补偿控制电路是一种电压调节电路，其主要可以分为电源转换电路和马达控制电路两部分，通过电源转换电路对马达控制电路的供电电压进行调节，避免在应用环境温度降低时，出现振子马达M的电感减弱的情况。

在本实施例中，所述电压反馈组件1反馈给所述升压转换器U1的反馈电压会根据应用环境温度的变化而变化，而所述升压转换器U1会根据获取到的反馈电压调整所述马达控制电路2的供电电压。从而解决现有技术中的振子马达控制电路，随着应用环境温度的降低，马达内部齿轮油流动性降低，此时，使用同样的控制方法驱动马达，应用环境温度低的情况会出现振感明显下降的问题。

在本实用新型一个可能的实施例中，所述电压反馈组件1包括第一反馈电阻R1、第二反馈电阻R2、以及第三反馈电阻RT1，所述升压转换器U1的输出端与所述第一反馈电阻R1的一端、所述第三反馈电阻RT1的一端电气连接，所述升压转换器U1的输出电压反馈端与所述第一反馈电阻R1的另一端、所述第三反馈电阻RT1的另一端、所述第二反馈电阻R2的一端电气连接，所述第二反馈电阻R2的另一端接地。

具体地，在本实施例中，所述第三反馈电阻RT1可以为热敏电阻。

在本实施例中，为了实现振子马达M的温度补偿，在所述马达温度补偿控制电路中引入了所述热敏电阻，所述热敏电阻是敏感元件的一类，按照温度系数不同分为正温度系数热敏电阻器和负温度系数热敏电阻器；热敏电阻器的典型特点是对温度敏感，不同的温度下表现出不同的电阻值。利用热敏电阻的这一特性，当应用环境温度升高时，所述热敏电阻的阻值减小，反馈电压升高；当环境温度降低时，所述热敏电阻的阻值增大，反馈电压下降。需要说明的是，在其他实施例中，还可以采用其他类型的反馈电阻，这里不做具体限定，但这些方案均在本实用新型的保护范围内。

在本实用新型一个可能的实施例中，还包括第一电容C1，所述第一电容C1的一端与所述电源输入端VIN电气连接，所述第一电容C1的另一端接地。还包括第二电容C2，所述第二电容C2的一端与所述升压转换器U1的输出端电气连接，所述第二电容C2的另一端接地。

具体地，在本实施例中，所述第一电容C1和所述第二电容C2为滤波电容，滤波电容是安装在整流电路两端用以降低交流脉动波纹系数提升高效平滑直流输出的一种储能器件，其电容量越大，滤波性能越好。所述第一电容C1和所述第二电容C2在所述马达温度补偿控制电路中，用于滤除交流成分，使输出的直流更平滑。

在本实用新型一个可能的实施例中，所述升压转换器U1可以为SGM6x系列芯片。

具体地，在本实施例中，所述SGM6x系列芯片是一款高功率密度、全集成的同步升压变换器，其常用于便携式POS终端、蓝牙扬声器、电子香烟、雷电接口、快充移动电源设备中，非常适合为便携式设备提供高效、灵活的解决方案。

在本实施例中，输入电压由所述电源输入端VIN流经所述主电感L1、所述自举电C2容、所述升压转换器U1、所述电压反馈组件1，最后将输出电压VCC用于直流振子马达供电。其中，输出电压VCC的计算公式为：VCC＝VFB*(1+(R1||RT1)/R2)，其中，VFB为电源IC的反馈电压，R1||RT1表示R1与RT1并联后的阻值；在上述公式中，当所述第三反馈电阻RT1减小时，并联电阻R1||RT1也减小，输出电压VCC相应减小。因此输出电压VCC的值与所述第三反馈电阻RT1的值成正相关。选取一个合适的负温度系数热敏电阻作为所述第三反馈电阻RT1，可以实现输出电压VCC与温度的负相关，即温度越低，输出电压VCC越高，马达转速越大。当环境温度升高时，所述热敏电阻的阻值减小，反馈电压升高，所述升压转换器U1的输出电压减小，从而降低马达的供电电压，马达转速减小，振感减弱；当环境温度降低时，所述热敏电阻阻值增大，反馈电压下降，所述升压转换器U1的输出电压增大，从而升高马达的供电电压，马达转速增大，振感加强。

在本实用新型一个可能的实施例中，所述马达控制电路2包括二极管D、以及开关管Q，所述二极管D的正极与所述升压转换器U1的输出端电气连接，所述二极管D的负极与所述开关管Q的第二端电气连接，所述开关管Q的第一端接地，所述开关管Q的第二端用于与振子马达M的负极电气连接，所述开关管Q的控制端用于与控制器MCU的输出端电气连接。

具体地，在本实施例中，所述开关管Q可以为NMOS管，所述开关管Q的控制端为所述NMOS管的栅极，所述开关管Q的第一端为所述NMOS管的源极，所述开关管Q的第二端为所述NMOS管的漏极。

在本实施例中，所述二极管D用于吸收振子马达M的反向电流；NMOS管是由两个N型和一个P型三块半导体构成的，其中，P型半导体在中间，两块N型半导体在两侧；NMOS管最主要的功能是电流放大和开关作用，其把微弱信号放大成幅度值较大的电信号，也用作无触点开关。对于NMOS管只要基极电压比发射极电压高0.7V以上,发射极和集电极之间就可以导通，将基极作为控制端，高电平导通，低电平关断；因此，只要控制基极的电压即可实现开关管的导通与关断。需要说明的是，在其他实施例中，还可以采用其他类型的开关管，这里不做具体限定，但这些方案均在本实用新型的保护范围内。

综上所述，所述马达温度补偿控制电路引入了热敏电阻的反馈控制，其主要是通过电压控制的方式进行马达转速的自动补偿，通过热敏电阻在不同环境温度下的阻值变化，用热敏电阻参与调节马达的电源电压，从而改变直流振子马达的转速，用以补偿低温环境下的马达振感减弱；实现了根据环境温度来调节马达供电电压，从而调节马达转速，进而调节马达振感；整个电路无需软件参与，纯硬件控制，用到的元器件少，功能可靠，且电路构造简单易实现，器件成本低。解决了实际应用中，振子马达M随环境温度降低时出现的振感明显下降的问题。

请参阅图3，本实用新型第二实施例提供了一种电子设备，包括控制器MCU以及如上任意一项所述的马达温度补偿控制电路，所述升压转换器U1的使能端与所述控制器MCU的输出端电气连接，所述马达控制电路2的控制端与所述控制器MCU的输出端电气连接。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种马达温度补偿控制电路,其特征在于，包括电源输入端、电压转换电路、电压反馈组件、以及马达控制电路；

其中，所述电源输入端与所述电压转换电路的第一端电气连接，所述电压转换电路的输出电压反馈端与所述电压反馈组件的第一端电气连接，所述电压转换电路的输出端与所述电压反馈组件的第二端、所述马达控制电路的输入端电气连接，所述电压转换电路的使能端用于与控制器的输出端电气连接，所述电压转换电路的输出端用于与振子马达的正极电气连接，所述马达控制电路的控制端用于与控制器的输出端电气连接；

其中，所述电压反馈组件配置为根据当前的环境温度，调节所述电压转换电路的反馈电压的大小；

其中，所述电压转换电路配置为根据当前的反馈电压，调节所述马达控制电路的供电电压的大小。

2.根据权利要求1所述的马达温度补偿控制电路,其特征在于，所述电压转换电路包括主电感、自举电容、升压转换器，所述电源输入端与所述主电感的一端电气连接，所述主电感的另一端与所述自举电容的一端、所述升压转换器的开关控制端电气连接，所述自举电容的另一端与所述升压转换器的启动端电气连接，所述升压转换器的输出电压反馈端与所述电压反馈组件的第一端电气连接，所述升压转换器的输出端与所述电压反馈组件的第二端、所述马达控制电路的输入端电气连接，所述升压转换器的接地端接地，所述升压转换器的使能端用于与控制器的输出端电气连接，所述升压转换器的输出端用于与马达的正极电气连接。

3.根据权利要求2所述的马达温度补偿控制电路,其特征在于，所述电压反馈组件包括第一反馈电阻、第二反馈电阻、以及第三反馈电阻，所述升压转换器的输出端与所述第一反馈电阻的一端、所述第三反馈电阻的一端电气连接，所述升压转换器的输出电压反馈端与所述第一反馈电阻的另一端、所述第三反馈电阻的另一端、所述第二反馈电阻的一端电气连接，所述第二反馈电阻的另一端接地。

4.根据权利要求3所述的马达温度补偿控制电路,其特征在于，所述第三反馈电阻为热敏电阻。

5.根据权利要求1所述的马达温度补偿控制电路,其特征在于，还包括第一电容，所述第一电容的一端与所述电源输入端电气连接，所述第一电容的另一端接地。

6.根据权利要求2所述的马达温度补偿控制电路,其特征在于，还包括第二电容，所述第二电容的一端与所述升压转换器的输出端电气连接，所述第二电容的另一端接地。

7.根据权利要求2所述的马达温度补偿控制电路,其特征在于，所述升压转换器为SGM6x系列芯片。

8.根据权利要求2所述的马达温度补偿控制电路,其特征在于，所述马达控制电路包括二极管、以及开关管，所述二极管的正极与所述升压转换器的输出端电气连接，所述二极管的负极与所述开关管的第二端电气连接，所述开关管的第一端接地，所述开关管的第二端用于与马达的负极电气连接，所述开关管的控制端用于与控制器的输出端电气连接。

9.根据权利要求8所述的马达温度补偿控制电路,其特征在于，所述开关管为NMOS管，所述开关管的控制端为所述NMOS管的栅极，所述开关管的第一端为所述NMOS管的源极，所述开关管的第二端为所述NMOS管的漏极。

10.一种电子设备,其特征在于，包括控制器、以及如权利要求1至9任意一项所述的马达温度补偿控制电路，所述电压转换电路的升压转换器的使能端与所述控制器的输出端电气连接，所述马达控制电路的控制端与所述控制器的输出端电。

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