基于正负反馈电压控制电流纹波的控制方法和驱动电路

摘要

本申请提供一种基于正负反馈电压控制电流纹波的控制方法和驱动电路，所述控制方法通过获取第一参考电压和第二参考电压，并基于第一反馈电压和第二反馈电压，在步进电机充电和放电过程中，以第一参考电压和第二参考电压作为阈值电压，实现步进电机充放电采用双阈值进行控制，也即步进电机的充电过程采用电压反馈并设置阈值，放电过程同样采用电压反馈并设置阈值，从而通过反馈电压实时监控线圈电流，实时调整充电和放电过程，能够精确控制电流纹波，使得电流纹波只与第一参考电压和第二参考电压的差值和电阻阻值相关，与充电速度、放电速度无关，从而将线圈电流控制在设定的上下电流阈值以内，精确控制电流的纹波。

权利要求

1.一种基于正负反馈电压控制电流纹波的控制方法，其特征在于，应用于步进电机的H桥驱动电路，所述H桥驱动电路与地之间设置有电阻，所述步进电机电流纹波控制方法包括：获取第一参考电压和第二参考电压，所述第一参考电压大于所述第二参考电压；

获取所述H桥驱动电路与所述电阻相接处的采样电压，并放大所述采样电压，得到第一反馈电压和第二反馈电压，其中，所述第一反馈电压和所述第二反馈电压的绝对值相同，符号相反；

在所述步进电机充电过程中，判断所述第一反馈电压是否大于所述第一参考电压，若是，则由充电转换为放电；

在所述步进电机放电过程中，判断所述第二反馈电压是否小于所述第二参考电压，若是，则由放电转换为充电。

2.根据权利要求1所述的基于正负反馈电压控制电流纹波的控制方法，其特征在于，还包括：接收步进脉冲；

根据所述步进脉冲产生编码信号；

基于所述编码信号，更新所述第一参考电压和所述第二参考电压的值，并保持所述第一参考电压与所述第二参考电压之间的差值不变；

根据更新后的第一参考电压和更新后的第二参考电压，控制所述步进电机进行充放电。

3.根据权利要求1所述的基于正负反馈电压控制电流纹波的控制方法，其特征在于，在所述判断所述第一反馈电压是否大于所述第一参考电压之前还包括：判断所述步进电机处于充电过程还是放电过程。

4.根据权利要求3所述的基于正负反馈电压控制电流纹波的控制方法，其特征在于，所述判断所述步进电机处于充电过程还是放电过程，具体包括：判断所述步进电机的H桥驱动电路中各个开关的导通和关断状态，以判断所述步进电机处于充电过程还是放电过程。

5.一种基于正负反馈电压控制电流纹波的驱动电路，其特征在于，用于实现权利要求

1-4任意一项所述的基于正负反馈电压控制电流纹波的控制方法，所述基于正负反馈电压控制电流纹波的驱动电路包括：第一获取模块，用于获取第一参考电压和第二参考电压；

第二获取模块，用于获取H桥驱动电路与电阻相接处的采样电压，并放大所述采样电压得到第一反馈电压和第二反馈电压；

第一判断模块，用于在步进电机充电过程中，判断所述第一反馈电压是否大于所述第一参考电压，若是，则由充电转换为放电；

第二判断模块，用于在步进电机放电过程中，判断所述第二反馈电压是否小于所述第二参考电压，若是，则由放电转换为充电。

6.根据权利要求5所述的基于正负反馈电压控制电流纹波的驱动电路，其特征在于，所述第一获取模块包括：步进索引器、数字模拟转换器和电压偏移模块；

所述步进索引器，用于接收步进脉冲，并根据所述步进脉冲产生编码信号；

所述数字模拟转换器，用于将所述编码信号转换为模拟信号，得到所述第一参考电压；

所述电压偏移模块，用于基于所述第一参考电压，偏移得到所述第二参考电压。

7.根据权利要求5所述的基于正负反馈电压控制电流纹波的驱动电路，其特征在于，所述第一获取模块包括：步进索引器、数字模拟转换器和电压偏移模块；

所述步进索引器，用于接收步进脉冲，并根据所述步进脉冲产生编码信号；

所述数字模拟转换器，用于将所述编码信号转换为模拟信号，得到所述第二参考电压；

所述电压偏移模块，用于基于所述第二参考电压，偏移得到所述第一参考电压。

8.根据权利要求5所述的基于正负反馈电压控制电流纹波的驱动电路，其特征在于，所述第二获取模块包括第一放大器和第二放大器；

所述第一放大器的第一输入端和所述第二放大器的第一输入端均连接所述H桥驱动电路与所述电阻的公共端；

所述第一放大器的第二输入端和所述第二放大器的第二输入端均接地；

所述第一放大器的输出端输出第一反馈电压，所述第二放大器的输出端输出第二反馈电压。

9.根据权利要求8所述的基于正负反馈电压控制电流纹波的驱动电路，其特征在于，所述第一判断模块为第一比较器，所述第二判断模块为第二比较器；

所述第一比较器的第一输入端接收第一参考电压，第二输入端接收第一反馈电压；

所述第二比较器的第一输入端接收第二参考电压，第二输入端接收第二反馈电压。

10.根据权利要求9所述的基于正负反馈电压控制电流纹波的驱动电路，其特征在于，还包括逻辑控制模块；

所述逻辑控制模块连接所述第一比较器的输出端和所述第二比较器的输出端，用于判断所述步进电机处于充电过程还是放电过程，并根据所述第一比较器和所述第二比较器的输出信号，控制所述H桥驱动电路的开关动作，切换所述步进电机的充放电过程。

说明书

基于正负反馈电压控制电流纹波的控制方法和驱动电路

技术领域

[0001] 本发明涉及电流控制技术领域，尤其涉及一种基于正负反馈电压控制电流纹波的控制方法和驱动电路。

背景技术

[0002] 步进马达是机电一体化的关键产品之一，广泛应用在各种自动化控制系统中。步进马达是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。步进马达也叫步进电机，每一次接受步进脉冲，转动一个步距角。这种特性使其在转速控制以及位置控制方面十分简单，被广泛应用于工业控制系统、办公自动化、机器人、安防摄像头等各个领域。

[0003] 步进马达的微步技术，也叫步进马达的细分驱动技术。通过控制步进马达各个相的线圈电流的方向与大小，从而产生对应方向和大小的磁场，实现步进角度的细分精确控制。每一次步进，线圈电流都会随之改变一点点，产生的磁场也随之改变，从而令马达在磁场力的驱动下转动对应的角度。步进马达微步控制技术可以提高步进马达的运转精度，改善步进马达在低速运转时的振动和噪声。

[0004] 微步控制技术的关键在于马达线圈中的电流的控制，现有技术中控制电流纹波的精确度不够，无法精确控制线圈电流的大小，因此如何提供一种精确控制电流纹波的电流控制方法，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

[0005] 有鉴于此，本发明提供一种基于正负反馈电压控制电流纹波的控制方法和驱动电路，以解决现有技术中微步控制技术精度不够，无法精确控制线圈电流的大小的问题。

[0006] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

[0007] 一种基于正负反馈电压控制电流纹波的控制方法，应用于步进电机的H桥驱动电路，所述H桥驱动电路与地之间设置有电阻，所述步进电机电流纹波控制方法包括：

[0008] 获取第一参考电压和第二参考电压，所述第一参考电压大于所述第二参考电压；

[0009] 获取所述H桥驱动电路与所述电阻相接处的采样电压，并放大所述采样电压，得到第一反馈电压和第二反馈电压，其中，所述第一反馈电压和所述第二反馈电压的绝对值相同，符号相反；

[0010] 在所述步进电机充电过程中，判断所述第一反馈电压是否大于所述第一参考电压，若是，则由充电转换为放电；

[0011] 在所述步进电机放电过程中，判断所述第二反馈电压是否小于所述第二参考电压，若是，则由放电转换为充电。

[0012] 优选地，还包括：

[0013] 接收步进脉冲；

[0014] 根据所述步进脉冲产生编码信号；

[0015] 基于所述编码信号，更新所述第一参考电压和所述第二参考电压的值，并保持所述第一参考电压与所述第二参考电压之间的差值不变；

[0016] 根据更新后的第一参考电压和更新后的第二参考电压，控制所述步进电机进行充放电。

[0017] 优选地，在所述判断所述第一反馈电压是否大于所述第一参考电压之前还包括：

[0018] 判断所述步进电机处于充电过程还是放电过程。

[0019] 优选地，所述判断所述步进电机处于充电过程还是放电过程，具体包括：

[0020] 判断所述步进电机的H桥驱动电路中各个开关的导通和关断状态，以判断所述步进电机处于充电过程还是放电过程。

[0021] 本发明还提供一种基于正负反馈电压控制电流纹波的驱动电路，用于实现上面任意一项所述的基于正负反馈电压控制电流纹波的控制方法，所述基于正负反馈电压控制电流纹波的驱动电路包括：

[0022] 第一获取模块，用于获取第一参考电压和第二参考电压；

[0023] 第二获取模块，用于获取H桥驱动电路与电阻相接处的采样电压，并放大所述采样电压得到第一反馈电压和第二反馈电压；

[0024] 第一判断模块，用于在步进电机充电过程中，判断所述第一反馈电压是否大于所述第一参考电压，若是，则由充电转换为放电；

[0025] 第二判断模块，用于在步进电机放电过程中，判断所述第二反馈电压是否小于所述第二参考电压，若是，则由放电转换为充电。

[0026] 优选地，所述第一获取模块包括：步进索引器、数字模拟转换器和电压偏移模块；

[0027] 所述步进索引器，用于接收步进脉冲，并根据所述步进脉冲产生编码信号；

[0028] 所述数字模拟转换器，用于将所述编码信号转换为模拟信号，得到所述第一参考电压；

[0029] 所述电压偏移模块，用于基于所述第一参考电压，偏移得到所述第二参考电压。

[0030] 优选地，所述第一获取模块包括：步进索引器、数字模拟转换器和电压偏移模块；

[0031] 所述步进索引器，用于接收步进脉冲，并根据所述步进脉冲产生编码信号；

[0032] 所述数字模拟转换器，用于将所述编码信号转换为模拟信号，得到所述第二参考电压；

[0033] 所述电压偏移模块，用于基于所述第二参考电压，偏移得到所述第一参考电压。

[0034] 优选地，所述第二获取模块包括第一放大器和第二放大器；

[0035] 所述第一放大器的第一输入端和所述第二放大器的第一输入端均连接所述H桥驱动电路与所述电阻的公共端；

[0036] 所述第一放大器的第二输入端和所述第二放大器的第二输入端均接地；

[0037] 所述第一放大器的输出端输出第一反馈电压，所述第二放大器的输出端输出第二反馈电压。

[0038] 优选地，所述第一判断模块为第一比较器，所述第二判断模块为第二比较器；

[0039] 所述第一比较器的第一输入端接收第一参考电压，第二输入端接收第一反馈电压；

[0040] 所述第二比较器的第一输入端接收第二参考电压，第二输入端接收第二反馈电压。

[0041] 优选地，还包括逻辑控制模块；

[0042] 所述逻辑控制模块连接所述第一比较器的输出端和所述第二比较器的输出端，用于判断所述步进电机处于充电过程还是放电过程，并根据所述第一比较器和所述第二比较器的输出信号，控制所述H桥驱动电路的开关动作，切换所述步进电机的充放电过程。

[0043] 经由上述的技术方案可知，本发明提供的基于正负反馈电压控制电流纹波的控制方法，通过获取第一参考电压和第二参考电压，并基于第一反馈电压和第二反馈电压，在步进电机充电和放电过程中，以第一参考电压和第二参考电压作为阈值电压，实现步进电机充放电采用双阈值进行控制，也即步进电机的充电过程采用电压反馈并设置阈值，放电过程同样采用电压反馈并设置阈值，从而通过反馈电压实时监控线圈电流，实时调整充电和放电过程，能够精确控制电流纹波，使得电流纹波只与第一参考电压和第二参考电压的差值和电阻阻值相关，与充电速度、放电速度无关，从而将线圈电流控制在设定的上下电流阈值以内，精确控制电流的纹波。

[0044] 本发明还提供一种基于正负反馈电压控制电流纹波的驱动电路，用于执行上面所述的基于正负反馈电压控制电流纹波的控制方法，实现电流纹波的精确控制。

附图说明

[0045] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

[0046] 图1为现有技术中的步进马达H桥驱动电路结构示意图；

[0047] 图2为微步控制驱动电路结构示意图；

[0048] 图3为现有技术中电流控制时序图；

[0049] 图4为本发明实施例提供的电流纹波控制方法流程示意图；

[0050] 图5为本发明实施例提供的多个阶梯电流纹波控制方法流程示意图；

[0051] 图6为本发明实施例提供的电流纹波控制驱动电路框图；

[0052] 图7为本发明实施例提供的一种基于正负反馈电压控制电流纹波的驱动电路结构示意图；

[0053] 图8为本发明实施例提供的基于正负反馈电压控制电流纹波的电压电流时序图；

[0054] 图9为本发明实施例提供的多个阶梯电流纹波的电压电流时序图；

[0055] 图10为本发明实施例提供的另一种基于正负反馈电压控制电流纹波的驱动电路结构示意图；

[0056] 图11为本发明提供的电流纹波控制方法时序图与现有传统电流纹波控制方法时序图对比图；

[0057] 图12和图13为本发明实施例提供的电流纹波控制方法仿真结果图。

具体实施方式

[0058] 正如背景技术部分所述，现有技术中微步控制技术控制电流纹波的精确度不够，无法精确控制线圈电流的大小。

[0059] 发明人发现出现上述问题的根本原因如下：

[0060] 现有技术中步进马达的驱动方式是使用H桥驱动，如图1和图2所示，其中，图1为现有技术中的步进马达H桥驱动电路结构示意图，图2为微步控制驱动电路结构示意图。

[0061] 如图1所示，通过四个开关S1、S2、S3、S4来控制线圈充放电。如果当前需要的电流方向为VOP->VON，对步进电机进行充电，则S1和S4打开，S2和S3关闭；如果当前需要的电流方向为VON->VOP，使得步进电机的线圈进行放电；则S2和S3打开，S1和S4关闭。不需要驱动马达时(即让电流为0)，则可以让S3和S4打开，S1和S2关闭，或者四个开关全部关闭。

[0062] 由于图1所示的H桥驱动方式，没有增加反馈，无法精确控制线圈电流的大小，无法实现微步控制。如图2所示的微步控制驱动电路，通过电阻Rsen上的电压来检测线圈中的电流，然后和参考电压Vref作比较，根据比较输出值，通过相应的算法控制开关充放电，实现稳定电流的目的。

[0063] 微步控制技术的关键在于控制马达的线圈电流，即通过充放电操作，将电流稳定在设定值附近。常用的电流控制方法是，通过设定电流的上限阈值和放电时间。当电流充到设定值Iref时，结束充电，进行放电；当放电到达一定时间时，结束放电，再进行充电，对应的时序图如图3所示。

[0064] 上述电流控制方法无法精确控制电流纹波，具体原因为：

[0065] 从放电开始，到放电结束，电流变化了多少，不单单靠放电时间控制，与放电速度也有关系。但是放电速度与电感值和线圈电感两端电压有关。而不同的马达，对应的线圈电感是不相同的，大马达和小马达的电感值甚至有量级的差异；而马达两端的电压不等于线圈两端的电压，因为需要扣掉马达内阻分掉的电压和反相电动势的电压。因此，单靠放电时间是不能很好地控制电流纹波的。

[0066] 基于此，本发明提供一种基于正负反馈电压控制电流纹波的控制方法，应用于步进电机的H桥驱动电路，所述H桥驱动电路与地之间设置有电阻，所述步进电机电流纹波控制方法包括：

[0067] 获取第一参考电压和第二参考电压，所述第一参考电压大于所述第二参考电压；

[0068] 获取所述H桥驱动电路与所述电阻相接处的采样电压，并放大所述采样电压，得到第一反馈电压和第二反馈电压，其中，所述第一反馈电压和所述第二反馈电压的绝对值相同，符号相反；

[0069] 在所述步进电机充电过程中，判断所述第一反馈电压是否大于所述第一参考电压，若是，则由充电转换为放电；

[0070] 在所述步进电机放电过程中，判断所述第二反馈电压是否小于所述第二参考电压，若是，则由放电转换为充电。

[0071] 本发明提供的基于正负反馈电压控制电流纹波的控制方法，通过获取第一参考电压和第二参考电压，并基于第一反馈电压和第二反馈电压，在步进电机充电和放电过程中，以第一参考电压和第二参考电压作为阈值电压，实现步进电机充放电采用双阈值进行控制，也即步进电机的充电过程采用电压反馈并设置阈值，放电过程同样采用电压反馈并设置阈值，从而通过反馈电压实时监控线圈电流，实时调整充电和放电过程，能够精确控制电流纹波，使得电流纹波只与第一参考电压和第二参考电压的差值和电阻阻值相关，与充电速度、放电速度无关，从而将线圈电流控制在设定的上下电流阈值以内，精确控制电流的纹波。

[0072] 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，所描述的实施例仅仅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。

[0073] 本发明实施例提供一种基于正负反馈电压控制电流纹波的控制方法，应用于步进电机的H桥驱动电路，所述H桥驱动电路与地之间设置有电阻，所述步进电机电流纹波控制方法如图4所示，包括：

[0074] S101：获取第一参考电压和第二参考电压，所述第一参考电压大于所述第二参考电压；

[0075] 本实施例中不限定第一参考电压和第二参考电压之间的差值多大，可以根据实际情况进行设定。需要说明的是，由于第一参考电压和第二参考电压的差值大小影响步进电机的充电时间和放电时间，当第一参考电压和第二参考电压的差值越小，对应的电流纹波越小，则充电和放电的切换频率越大，对应的H桥驱动电路中的开关的导通和关断切换频率越大，造成开关损耗越大。因此，可以通过考虑开关损耗设置第一参考电压和第二参考电压的差值。

[0076] S102：获取所述H桥驱动电路与所述电阻相接处的采样电压，并放大所述采样电压，得到第一反馈电压和第二反馈电压，其中，所述第一反馈电压和所述第二反馈电压的绝对值相同，符号相反；

[0077] 需要说明的是，本发明实施例中的方法基于正负反馈电压来实现电流纹波控制。此处，正负反馈电压即为第一反馈电压和第二反馈电压，本实施例中第一反馈电压和第二反馈电压的绝对值相同，均来自对采样电压进行放大得到，只是放大系数中，一个为正的，一个为负的。

[0078] 本实施例中并不限定S101和S102的顺序，在本发明的其他实施例中，获取第一参考电压、第二参考电压的顺序，可以和获取第一反馈电压和第二反馈电压的顺序交换。在本发明的另外实施例中，还可以同时获取第一参考电压、第二参考电压、第一反馈电压和第二反馈电压，本发明对此不作限定。

[0079] S103：在所述步进电机充电过程中，判断所述第一反馈电压是否大于所述第一参考电压，若是，则由充电转换为放电；

[0080] 本发明实施例中，在步进电机充电过程中时，判断第一反馈电压与第一参考电压的关系，若第一反馈电压小于第一参考电压，则说明线圈充电电流还没有达到电流上限阈值；若第一反馈电压等于第一参考电压，则说明线圈充电电流达到电流上限阈值；若第一反馈电压大于第一参考电压，则结束充电，切换为放电过程。

[0081] S104：在所述步进电机放电过程中，判断所述第二反馈电压是否小于所述第二参考电压，若是，则由放电转换为充电。

[0082] 同样的，在步进电机放电过程中，判断第二反馈电压与第二参考电压的关系，若第二反馈电压大于第二参考电压，则说明线圈放电电流还没有达到电流下限阈值；若第二反馈电压等于第二参考电压，则说明线圈放电电流达到电流下限阈值；若第二反馈电压小于第二参考电压，则结束放电，切换为充电过程。

[0083] 需要说明的是，本发明实施例中还包括判断步进电机所处的状态，是充电过程还是放电过程的步骤。通过判断步进电机所处的状态，再进一步确定是比较第一反馈电压与第一参考电压的大小，还是比较第二反馈电压与第二参考电压的大小，再根据比较结果，判断是否进行充放电切换。本实施例中通过判断步进电机的H桥驱动电路中各个开关的导通和关断状态，以判断所述步进电机处于充电过程还是放电过程。例如图1中所示，当开关S1和开关S4导通，而开关S2和开关S3关断的情况，则电流方向为VOP->VON，判断为步进电机的充电过程，当开关S2和开关S3导通，而开关S1和开关S4关断的情况，则电流方向为VON->VOP，判断为步进电机的放电过程。

[0084] 需要说明的是，上述电流纹波控制仅仅是在一个电流阶梯中的纹波控制，如果要实现多个电流纹波从一个阶梯变化到另一个阶梯，则本发明实施例中提供的基于正负反馈电压控制电流纹波的控制方法还包括：

[0085] 接收步进脉冲；

[0086] 根据所述步进脉冲产生编码信号；

[0087] 基于所述编码信号，更新所述第一参考电压和所述第二参考电压的值，并保持所述第一参考电压与所述第二参考电压之间的差值不变；

[0088] 根据更新后的第一参考电压和更新后的第二参考电压，控制所述步进电机进行充放电。

[0089] 具体流程示意图如图5所示，包括：

[0090] S201：接收步进脉冲；

[0091] S202：根据所述步进脉冲产生编码信号；

[0092] S203：基于所述编码信号，更新所述第一参考电压和所述第二参考电压的值，并保持所述第一参考电压与所述第二参考电压之间的差值不变；

[0093] S204：判断步进电机所处状态是放电过程还是充电过程；

[0094] S205：在所述步进电机充电过程中，判断所述第一反馈电压是否大于所述第一参考电压，若是，则由充电转换为放电；若否，则继续判断第一反馈电压是否大于所述第一参考电压；

[0095] S206：在所述步进电机放电过程中，判断所述第二反馈电压是否小于所述第二参考电压，若是，则由放电转换为充电；若否，则继续判断所述第二反馈电压是否小于所述第二参考电压。

[0096] 本发明实施例提供的基于正负反馈电压控制电流纹波的控制方法，通过获取第一参考电压和第二参考电压，并基于第一反馈电压和第二反馈电压，在步进电机充电和放电过程中，以第一参考电压和第二参考电压作为阈值电压，实现步进电机充放电采用双阈值进行控制，也即步进电机的充电过程采用电压反馈并设置阈值，放电过程同样采用电压反馈并设置阈值，从而通过反馈电压实时监控线圈电流，实时调整充电和放电过程，能够精确控制电流纹波，使得电流纹波只与第一参考电压和第二参考电压的差值和电阻阻值相关，与充电速度、放电速度无关，从而将线圈电流控制在设定的上下电流阈值以内，精确控制电流的纹波。

[0097] 本发明还提供一种基于正负反馈电压控制电流纹波的驱动电路，用于实现上面实施例中所述的基于正负反馈电压控制电流纹波的控制方法，所述基于正负反馈电压控制电流纹波的驱动电路，如图6所示，包括：

[0098] 第一获取模块31，用于获取第一参考电压和第二参考电压；

[0099] 第二获取模块32，用于获取H桥驱动电路与电阻相接处的采样电压，并放大所述采样电压得到第一反馈电压和第二反馈电压；

[0100] 第一判断模块33，用于在步进电机充电过程中，判断所述第一反馈电压是否大于所述第一参考电压，若是，则由充电转换为放电；

[0101] 第二判断模块34，用于在步进电机放电过程中，判断所述第二反馈电压是否小于所述第二参考电压，若是，则由放电转换为充电。

[0102] 为更加清楚说明本发明实施例中提供的基于正负反馈电压控制电流纹波的驱动电路，请参见图7，图7为本发明实施例提供的一种基于正负反馈电压控制电流纹波的驱动电路结构示意图。

[0103] 如图7所示，第一获取模块包括：步进索引器41、数字模拟转换器DAC42和电压偏移模块43；步进索引器41，用于接收步进脉冲，并根据步进脉冲产生编码信号(Code)；数字模拟转换器DAC42，用于将编码信号转换为模拟信号，得到第一参考电压Vref1；电压偏移模块43，用于基于第一参考电压Vref1，偏移-ΔV得到第二参考电压Vref2。

[0104] 第二获取模块包括第一放大器A1和第二放大器A2；第一放大器A1的第一输入端和第二放大器A2的第一输入端均连接H桥驱动电路与电阻Rsen的公共端；第一放大器A1的第二输入端和第二放大器A2的第二输入端均接地；第一放大器A1的输出端输出第一反馈电压Vsen_p，第二放大器A2的输出端输出第二反馈电压Vsen_n。

[0105] 第一判断模块为第一比较器C1，第二判断模块为第二比较器C2；第一比较器C1的第一输入端接收第一参考电压Vref1，第二输入端接收第一反馈电压Vsen_p；第二比较器C2的第一输入端接收第二参考电压Vref2，第二输入端接收第二反馈电压Vsen_n。

[0106] 逻辑控制模块44连接第一比较器C1的输出端和第二比较器C2的输出端，用于判断步进电机处于充电过程还是放电过程，并根据第一比较器C1和第二比较器C2的输出信号，控制H桥驱动电路的开关动作，切换步进电机的充放电过程。本实施例中，当开关S1和开关S4导通，而开关S2和开关S3关断的情况，则电流方向为VOP->VON，判断为步进电机的充电过程(如图7中的①过程)，当开关S2和开关S3导通，而开关S1和开关S4关断的情况，则电流方向为VON->VOP，判断为步进电机的放电过程(如图7中的②过程)。

[0107] 本实施例中以电流方向为VOP->VON时为例进行说明，此时为充电过程，S1和S4导通，S2和S3关断，电阻Rsen上的采样电压Vsensor为正，经过第一放大器A1后，放大k倍得到第一反馈电压Vsen_p＝k*Vsensor，再通过第一比较器C1与电压上限阈值第一参考电压Vref1作比较，当第一反馈电压Vsen_p大于第一参考电压Vref1时，线圈电流充到电流上限阈值(Iref1＝Vref1/(k*Rsen))，此时结束充电，进行快速放电。

[0108] 快速放电时，S2和S3打开，S1和S4关闭，电阻Rsen上的采样电压Vsensor突变为负，经过第二放大器A2后，放大-k倍得到第二反馈电压Vsen_n＝-k*Vsensor，通过第二比较器C2与第二参考电压Vref2作比较，当第二反馈电压Vsen_n小于第二参考电压Vref2时，电流达到下限阈值(Iref2＝Vref2/(k*Rsen))，此时结束放电，进行充电，如此往复，可以将线圈电流控制在设定的上下限阈值以内，对应的时序图如图8所示。

[0109] 需要说明的是，步进电机线圈电流的充放电不只是一次控制即可完成，每一次步进，线圈电流都会随之改变一点点，产生的磁场也随之改变，从而令马达在磁场力的驱动下转动对应的角度。为了使得线圈电流依次变化，请参见图9，通过接收步进脉冲，改变第一参考电压的值，对应第二参考电压的值随之变化，从而能够改变电流的上下限阈值Iref1和Iref2，最终控制电流从一个阶梯变化到另一个阶梯。

[0110] 需要说明的是，本实施例中DAC产生的电压还可以是第二参考电压Vref2，通过电压偏移模块43偏移ΔV，得到第一参考电压Vref1。此时对应的驱动电路可以如图10所示，即第一获取模块包括：步进索引器41、数字模拟转换器42和电压偏移模块43’；步进索引器41，用于接收步进脉冲，并根据步进脉冲产生编码信号；数字模拟转换器DAC42，用于将编码信号转换为模拟信号，得到第二参考电压Vref2；电压偏移模块43’，用于基于第二参考电压Vref2，偏移+ΔV得到第一参考电压Vref1。其他结构功能相似，本实施例中对此不作详细说明。

[0111] 本发明实施例提供的驱动电路和控制方法，基于双阈值控制，既控制电流的上限，也控制电流的下限，而不依据放电时间，与放电时间无关，充电和放电都是达到电流阈值或电压阈值即结束。相对于现有技术中控制电流纹波的方法，能够保证Sine电流波形的每一个阶梯纹波都是一样的。

[0112] 请参见图11，为本发明实施例提供的电流纹波控制方式与现有技术中电流纹波控制方式的对比示意图；以s线圈电流呈Sine形状为例进行说明，实际上，在电流为0附近，充电速度较快，放电速度较慢，电流在Sine最大幅值附近时，充电速度变慢，放电速度较快。

[0113] 现有技术控制方法，因为单阈值控制，只控制电流上限，即充电到阈值，就不充了，进行固定放电时间的放电。然而相同的放电时间并不代表电流纹波相同。线圈中的电流是不断变化的，而且反向电动势的大小和方向也实时变化，真正加在电感两端的电压是变化的，即线圈的放电速度是变化的，所以相同的放电时间，电流的变化是不一样的，有的地方大，有的地方小，导致电流纹波时大时小，在步进马达中，线圈电流的大小，是对应转换成扭力的，很显然电流纹波时大时小是不好的。而本发明提供的控制方法更好的控制纹波，使全周期每一个阶梯纹波都一样大，即能保证Sine电流波形的每一个阶梯纹波都是一样的，保证马达转动每一次转动一个步距角，所受到的扭力相对更加均匀。如图12和图13所示，为本发明实施例提供的电流纹波控制方法仿真结果示意图；通过图12和图13可以看出，本发明实施例提供的电流纹波控制方法得到的电流纹波比较均匀，能够实现电流纹波的精确控制。

[0114] 综上所述，本发明实施例提供的电流纹波控制方法得到的电流纹波ΔI＝ΔV/(k*Rsen)，电流纹波只与ΔV、Rsen有关。充电和放电阶段都能通过Rsen监控线圈电流，并实时调整充电还是放电，从而可以精确控制电流纹波，每一个电流阶梯的纹波是一样大的，理论上可以将纹波做到无限小，但是纹波ΔI越小，H桥的开关频率就会越大，开关损耗会越大。

[0115] 需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

[0116] 还需要说明的是，在本文中，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，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

[0117] 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，在其它实施例中实现。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。