本實(shí)用新型涉及電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于ΔΣ調(diào)制電－機(jī)械轉(zhuǎn)換器的電流環(huán)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

動(dòng)圈式電－機(jī)械轉(zhuǎn)換器(也稱為微小型直線電機(jī))是電液直驅(qū)閥、磁盤驅(qū)動(dòng)器、內(nèi)燃機(jī)電控氣門等設(shè)備的關(guān)鍵部件，具有小滯環(huán)和高速響應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)，是一種在高頻響、高精度場(chǎng)合下很有發(fā)展的驅(qū)動(dòng)元件。其繞組電流的控制閉環(huán)(電流環(huán))是整套控制系統(tǒng)的最內(nèi)環(huán)，對(duì)高頻性能有很大影響。

傳統(tǒng)上一般使用線性電流放大器或基于PWM(Pulse Width Modulation)脈沖寬度調(diào)制的開關(guān)放大器，前者能耗大，造成散熱困難和能源浪費(fèi)；后者在一系列離散頻點(diǎn)上輻射電磁干擾，影響其他設(shè)備工作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，本實(shí)用新型提出一種基于ΔΣ調(diào)制電－機(jī)械轉(zhuǎn)換器的電流環(huán)控制系統(tǒng)，此電流環(huán)控制系統(tǒng)電磁干擾小，損耗低，可降低屏蔽干擾和后續(xù)處理信號(hào)的難度，提高對(duì)電－機(jī)械轉(zhuǎn)換器的控制性能。

本實(shí)用新型通過以下技術(shù)手段解決上述問題：

一種基于ΔΣ調(diào)制電－機(jī)械轉(zhuǎn)換器的電流環(huán)控制系統(tǒng)，包括依次連接的時(shí)鐘源、ΔΣ調(diào)制器，H橋驅(qū)動(dòng)模塊、電－機(jī)械轉(zhuǎn)換器、電流傳感器；

所述電流傳感器還與ΔΣ調(diào)制器連接；

所述時(shí)鐘源用于產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖信號(hào)；

所述ΔΣ調(diào)制器用于接收期望電流信號(hào)、反饋電流信號(hào)和時(shí)鐘脈沖信號(hào)，根據(jù)期望電流信號(hào)、反饋電流信號(hào)做差得出誤差信號(hào)，誤差信號(hào)經(jīng)過運(yùn)算處理后輸出開關(guān)信號(hào)控制H橋驅(qū)動(dòng)模塊，所有運(yùn)算處理過程通過時(shí)鐘脈沖信號(hào)同步；

所述H橋驅(qū)動(dòng)模塊用于接收開關(guān)信號(hào)，輸出功率開關(guān)信號(hào)激勵(lì)電－機(jī)械轉(zhuǎn)換器繞組產(chǎn)生電流；

所述電流傳感器用于對(duì)繞組電流進(jìn)行采樣，輸出反饋電流信號(hào)到ΔΣ調(diào)制器。

進(jìn)一步地，所述ΔΣ調(diào)制器為基于串級(jí)積分器的加權(quán)前饋ΔΣ調(diào)制器。

進(jìn)一步地，所述ΔΣ調(diào)制器包括環(huán)路濾波器和比較器，所述環(huán)路濾波器包括多個(gè)串聯(lián)的離散時(shí)間積分器和與離散時(shí)間積分器數(shù)量相等的放大器，每個(gè)放大器的輸入端連接對(duì)應(yīng)的離散時(shí)間積分器的輸出端，所有放大器的輸出端連接比較器的輸入端。

與現(xiàn)有的電流環(huán)控制方案相比，本實(shí)用新型的電－機(jī)械轉(zhuǎn)換器的電流環(huán)控制系統(tǒng)電磁干擾小，損耗低，可降低屏蔽干擾和后續(xù)處理信號(hào)的難度，提高對(duì)電－機(jī)械轉(zhuǎn)換器的控制性能。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實(shí)用新型電－機(jī)械轉(zhuǎn)換器的電流環(huán)控制系統(tǒng)實(shí)施例1的電路原理圖；

圖2是本實(shí)用新型H橋驅(qū)動(dòng)模塊的電路原理圖；

圖3是本實(shí)用新型電－機(jī)械轉(zhuǎn)換器的電流環(huán)控制系統(tǒng)實(shí)施例2的電路原理圖；

圖4是本實(shí)用新型ΔΣ調(diào)制器的調(diào)制方法原理圖。

附圖標(biāo)記說明：

10、ΔΣ調(diào)制器 20、H橋驅(qū)動(dòng)模塊 30、電流傳感器 40、電－機(jī)械轉(zhuǎn)換器 50、時(shí)鐘源 101、環(huán)路濾波器 102、比較器103、放大器 104、放大器 105、離散時(shí)間積分器 106、離散時(shí)間積分器

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面將結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。需要指出的是，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例，基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

實(shí)施例1

如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型提供一種基于ΔΣ調(diào)制電－機(jī)械轉(zhuǎn)換器的電流環(huán)控制系統(tǒng)，包括依次連接的時(shí)鐘源、ΔΣ調(diào)制器，H橋驅(qū)動(dòng)模塊、電－機(jī)械轉(zhuǎn)換器、電流傳感器；

所述電流傳感器還與ΔΣ調(diào)制器連接；

所述時(shí)鐘源用于產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖信號(hào)；

所述ΔΣ調(diào)制器用于接收期望電流信號(hào)、反饋電流信號(hào)和時(shí)鐘脈沖信號(hào)，根據(jù)期望電流信號(hào)、反饋電流信號(hào)做差得出誤差信號(hào)，誤差信號(hào)經(jīng)過運(yùn)算處理后輸出開關(guān)信號(hào)控制H橋驅(qū)動(dòng)模塊，所有運(yùn)算處理過程通過時(shí)鐘脈沖信號(hào)同步；

所述H橋驅(qū)動(dòng)模塊用于接收開關(guān)信號(hào)，輸出功率開關(guān)信號(hào)激勵(lì)電－機(jī)械轉(zhuǎn)換器繞組產(chǎn)生電流；

所述電流傳感器用于對(duì)繞組電流進(jìn)行采樣，輸出反饋電流信號(hào)到ΔΣ調(diào)制器。

本實(shí)用新型ΔΣ調(diào)制器的功能是通過反饋合理地開關(guān)信號(hào)控制H橋驅(qū)動(dòng)模塊的輸出狀態(tài)，減少系統(tǒng)噪音在中低頻段的分布，壓縮信號(hào)頻段內(nèi)的噪音，提高信噪比，ΔΣ調(diào)制器在數(shù)學(xué)上可由傳遞函數(shù)的形式給出，在物理上可由模擬、數(shù)字或數(shù)?；旌想娐穼?shí)現(xiàn)，工作節(jié)拍受時(shí)鐘脈沖控制。所述反饋電流信號(hào)是模擬信號(hào)或數(shù)字信號(hào)。

實(shí)施例2

如圖3所示，本實(shí)用新型還提供一種電－機(jī)械轉(zhuǎn)換器40的電流環(huán)控制系統(tǒng)，包括依次連接的時(shí)鐘源50、ΔΣ調(diào)制器10，H橋驅(qū)動(dòng)模塊20、電－機(jī)械轉(zhuǎn)換器40、電流傳感器30；

所述電流傳感器30還與ΔΣ調(diào)制器10連接；

所述時(shí)鐘源50用于產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖信號(hào)；

所述ΔΣ調(diào)制器10用于接收期望電流信號(hào)、反饋電流信號(hào)和時(shí)鐘脈沖信號(hào)，根據(jù)期望電流信號(hào)、反饋電流信號(hào)做差得出誤差信號(hào)，誤差信號(hào)經(jīng)過運(yùn)算處理后輸出開關(guān)信號(hào)控制H橋驅(qū)動(dòng)模塊20，所有運(yùn)算處理過程通過時(shí)鐘脈沖信號(hào)同步；

所述H橋驅(qū)動(dòng)模塊20用于接收開關(guān)信號(hào)，輸出功率開關(guān)信號(hào)激勵(lì)電－機(jī)械轉(zhuǎn)換器40繞組產(chǎn)生電流；

所述電流傳感器30用于對(duì)繞組電流進(jìn)行采樣，輸出反饋電流信號(hào)到ΔΣ調(diào)制器10。

所述ΔΣ調(diào)制器10為基于串級(jí)積分器的加權(quán)前饋ΔΣ調(diào)制器10，包括環(huán)路濾波器101和比較器102，所述環(huán)路濾波器101包括多個(gè)串聯(lián)的離散時(shí)間積分器(如105、106)和與離散時(shí)間積分器數(shù)量相等的放大器(如103、104)，每個(gè)放大器的輸入端連接對(duì)應(yīng)的離散時(shí)間積分器的輸出端，所有放大器的輸出端連接比較器102的輸入端。

如圖4所示，所述ΔΣ調(diào)制器10的調(diào)制方法如下：

期望電流信號(hào)和反饋電流信號(hào)同時(shí)輸入ΔΣ調(diào)制器10，在交匯點(diǎn)求差得出誤差信號(hào)后進(jìn)入環(huán)路濾波器101，誤差信號(hào)通過N個(gè)串聯(lián)的離散時(shí)間積分器，分別去取第1個(gè)離散時(shí)間積分器的輸出放大K1倍的信號(hào)、第2個(gè)離散時(shí)間積分器的輸出放大K2倍的信號(hào)、……、第N個(gè)離散時(shí)間積分器的輸出放大KN倍的信號(hào)共計(jì)N路前饋信號(hào)匯入求和點(diǎn)，由于這一過程是離散時(shí)間的，其傳遞函數(shù)可在z域中表示為字母z是一個(gè)復(fù)變量,然后進(jìn)入比較器102二值化為開關(guān)信號(hào)去控制H橋驅(qū)動(dòng)模塊20，H橋驅(qū)動(dòng)模塊20接收開關(guān)信號(hào)，輸出功率開關(guān)信號(hào)激勵(lì)電－機(jī)械轉(zhuǎn)換器40繞組產(chǎn)生電流，電流傳感器30對(duì)繞組電流進(jìn)行采樣，輸出反饋電流信號(hào)到求差點(diǎn)構(gòu)成閉環(huán)反饋。

與現(xiàn)有的電流環(huán)控制方案相比，本實(shí)用新型的電－機(jī)械轉(zhuǎn)換器的電流環(huán)控制系統(tǒng)電磁干擾小，損耗低，可降低屏蔽干擾和后續(xù)處理信號(hào)的難度，提高對(duì)電－機(jī)械轉(zhuǎn)換器的控制性能。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。