线性马达驱动波形的调整和驱动方法、驱动控制电路与流程

本发明涉及线性马达技术领域，具体涉及一种线性马达驱动波形的调整方法、线性马达的驱动方法、线性马达的驱动控制电路和驱动控制芯片，以及一种电子设备。

背景技术：

线性马达(linearresonantaccelerator，简称lra)，也称为线性谐振加速器，其以体积小，寿命长，功耗低，响应时间快等优点，广泛地应用于触觉反馈领域，通常主要搭载在智能手机、智能手表等移动设备上。

由于线性马达内部的金属线圈在不同温度时电阻率不一样，对于相同的驱动波形，若温度不同，线性马达的振动幅度也会不同，会造成不一致的触感。

技术实现要素：

基于此，本发明提供一种线性马达的驱动方法、线性马达的驱动控制电路和驱动控制芯片，以及一种电子设备，可以提高线性马达在不同温度下振动幅度的一致性。

第一方面，提供一种线性马达驱动波形的调整方法，包括：

获取线性马达的温度；

根据线性马达的温度与预设温度的差值获取补偿增益；

获取在所述预设温度下驱动线性马达工作时使用的基准驱动波形，利用所述补偿增益调节所述基准驱动波形的幅值。

在其中一个实施例中，所述利用所述补偿增益调节所述基准驱动波形的幅值步骤包括：对于振动量随温度升高变大的线性马达，控制补偿增益小于1，且温度越高，补偿增益越小；若线性马达的低于预设温度，控制补偿增益大于1，且温度越低，补偿增益越大；或者，对于振动量随温度升高变小的线性马达，若线性马达的温度高于预设温度，控制补偿增益大于1，且温度越高，补偿增益越大；若线性马达的温度低于预设温度，控制补偿增益小于1，且温度越高，补偿增益越小。

在其中一个实施例中，调节后的驱动波形的幅值等于补偿增益与基准驱动波形幅值的乘积。

在其中一个实施例中，所述补偿模型为：

gain＝1-k(t2-t1)

其中，gain为所述补偿增益，k为补偿系数，t2为线性马达的温度，t1为所述预设温度；其中，对于振动量随温度升高变大的线性马达，k为正值，对于振动量随温度升高变小的线性马达，k为负值。

在其中一个实施例中，所述获取线性马达的温度的步骤包括：

检测线性马达的直流阻抗；

根据所述直流阻抗获取线性马达的温度。

在其中一个实施例中，根据以下温度计算公式获取线性马达的温度：

其中，t2为线性马达的温度，rt2为线性马达的温度为t2时的直流阻抗，t1为常温温度，rt1为常温温度下线性马达的直流阻抗，a为线性马达内部金属线圈电阻的温度系数，线性马达的温度为线性马达内部金属线圈的温度。

在其中一个实施例中，所述检测线性马达的直流阻抗的步骤包括：

为线性马达施加低于预设电流值的恒定电流，检测所述线性马达两端的电压，通过电压除以电流的方式检测所述线性马达的直流阻抗，所述预设电流值为未触发线性马达运动的值；

或者，

为线性马达施加低于预设电压值的恒定电压，检测通过所述线性马达的电流，通过电压除以电流的方式检测所述线性马达的直流电阻，所述预设电压值为未触发线性马达运动的值。

上述线性马达驱动波形的调整方法，根据线性马达的温度得到相应的补偿增益，然后利用补偿增益调节驱动信号的幅值，若按照调整后的驱动波形提供驱动信号，在温度偏离预设温度的情况下，可以缩小线性马达的振动幅度跟预设温度时的振动幅度差距，提高在不同温度下线性马达振动幅度的一致性。

第二方面，提出一种线性马达的驱动方法，包括以下步骤：

获取线性马达的温度；

根据线性马达的温度与预设温度的差值获取补偿增益；

获取在所述预设温度下驱动线性马达工作时使用的基准驱动波形，利用所述补偿增益调节所述基准驱动波形的幅值；

按照所述调整后的驱动波形为线性马达提供驱动信号，以控制线性马达的振动幅度与预设温度时的振动幅度一致。

在其中一个实施例中，检测到基准驱动波形的幅值完成调整之后生成播放指令，按照所述播放指令、并根据调整后的驱动波形为线性马达提供驱动信号。

第三方面，提出一种线性马达的驱动控制电路，包括运算单元和驱动级单元，所述运算单元和所述驱动级单元连接；

所述运算单元用于获取线性马达的温度，根据线性马达的温度计算并输出补偿增益，利用所述补偿增益调节基准驱动波形的幅值，按照调整后的驱动波形输出驱动信号；

所述驱动级单元用于响应于运算单元输出的驱动信号驱动所述线性马达工作。

在其中一个实施例中，还包括检测单元，与所述运算单元连接，用于检测所述线性马达的直流阻抗；

所述运算单元用于根据所述直流阻抗计算并输出线性马达的温度。

在其中一个实施例中，所述检测单元包括恒流源，与所述线性马达的两端连接，用于为线性马达施加低于预设电流值的恒定电流；所述检测单元还包括电压检测单元，用于检测所述线性马达两端的电压，通过电压除以电流的方式检测所述线性马达的直流阻抗，所述预设电流值为未触发线性马达运动的值；

或者，

所述检测单元包括恒压源，与所述线性马达的两端连接，用于为线性马达施加低于预设电压值的恒定电压；所述检测单元还包括电流检测单元，用于检测通过所述线性马达的电流，通过电压除以电流的方式检测所述线性马达的直流电阻，所述预设电压值为未触发线性马达运动的值。

第四方面，还一种线性马达的驱动控制芯片，包括如上任一实施例中所述的驱动控制电路。

第五方面，提出一种电子设备，包括线性马达，所述线性马达用于实现触觉反馈。还包括如上任一实施例中所述的驱动控制电路，所述驱动控制电路与所述线性马达连接；或者，还包括如上所述的驱动控制芯片，所述驱动控制芯片与所述线性马达连接。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例的线性马达驱动波形的调整方法的流程示意图；

图2为本发明另一实施例的线性马达驱动波形的调整方法的流程示意图；

图3为本发明一实施例的线性马达驱动方法的流程示意图；

图4为本发明一实施例的线性马达驱动控制电路的结构示意图；

图5为本发明又一实施例中线性马达驱动控制电路的结构示意图；

图6为本发明另一实施例中线性马达驱动控制电路的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域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例，都属于本发明保护的范围。在不冲突的情况下，下述各个实施例及其技术特征可以相互组合。

如背景技术所述，线性马达内部的金属线圈的电阻率受温度的影响，对于相同驱动波形，若温度不同，线性马达振动幅度也不相同，会造成不一致的触感。

本发明实施例提出一种线性马达驱动波形的调整方法，可以提高线性马达在不同温度下振动幅度的一致性。

请参阅图1，为本发明一实施例的线性马达驱动波形的调整方法的流程示意图，该实施例的线性马达驱动波形的调整方法包括步骤102至步骤106：

步骤102，获取线性马达的温度。

线性马达的温度优选为线性马达内部金属线圈的温度，有利于输出更为准确的补偿增益。其他实施例中，可以将线性马达当前所处室内环境的温度作为线性马达的温度，或者可以将线性马达电子设备的温度作为线性马达的温度，但不限于此。

步骤104，根据线性马达的温度与预设温度的差值获取补偿增益。

在一些实施例中，所述补偿增益跟线性马达的温度与预设温度的差值具有对应关系。具体地，该对应关系为：补偿增益等于1减去一乘积值，该乘积值为线性马达的温度与预设温度的差值跟补偿系数的乘积。该对应关系可用以下补偿增益计算公式表示，按照该补偿增益计算公式获取所述补偿增益：

gain＝1-k(t2-t1)

其中，gain为所述补偿增益，k为补偿系数，t2为线性马达的温度，t1为预设温度；其中，对于振动量随温度升高变大的线性马达，k为正值，对于振动量随温度升高变小的线性马达，k为负值。所述预设温度可为常温温度，例如25摄氏度。补偿系数k的物理含义为线性马达的温度相对于预设温度每变化1摄氏度，所需要变化的补偿增益。

不同的种类的线性马达补偿系数一般不同，补偿系数k可以通过实际测试得到。具体可以在线性马达出厂前，模拟不同的温度，例如0摄氏度至40摄氏度，驱动线性马达工作，然后调整线性马达的驱动波形直至线性马达在各个温度下振动幅度均与预设温度一致，并记录各个温度及其相应调整后的波形，跟预设温度时的驱动波形进行比较得出补偿增益，然后再根据补偿模型得到各个温度下的补偿系数，进行平均计算后，作为该线性马达的补偿系数k。

步骤106，获取在预设温度下驱动线性马达工作时使用的基准驱动波形，利用所述补偿增益调节所述基准驱动波形的幅值。

利用所述补偿增益调节所述基准驱动波形的幅值是为了最终使得不同温度下线性马达振动幅度一致，对于按照相同的驱动波形提供驱动信号的线性马达，其振动幅度随温度变化而变化。因此，在一些实施例中，对于正温度系数即振动量随温度升高而变大的线性马达，若线性马达的温度高于预设温度，控制补偿增益小于1，且温度越高，补偿增益越小，以减小驱动波形的幅值；若线性马达的低于预设温度，控制补偿增益大于1，且温度越低，补偿增益越大，以提高驱动波形的幅值。在另一些实施例中，对于负温度系数即振动量随温度升高而变小的线性马达，利用所述补偿增益调节所述基准驱动波形的幅值步骤包括：若线性马达的温度高于预设温度，控制补偿增益大于1，且温度越高，补偿增益越大，以减小驱动波形的幅值；若线性马达的温度低于预设温度，控制补偿增益小于1，且温度越高，补偿增益越小，以提高驱动波形的幅值。于此，使得线性马达的温度与预设温度有偏移时，可提高与处于预设温度时的振动幅度的一致性。

在一些实施例中，调节后的驱动波形的幅值等于补偿增益与基准驱动波形幅值的乘积。具体地，利用补偿增益修正前后的驱动波形幅值waveoriginal、waveoutput的关系可满足如下公式：

waveoutput＝gain×waveoriginal

在一个实施例中，请参阅图2，所述获取线性马达的温度的步骤102包括步骤202至步骤204：

步骤202，检测线性马达的直流阻抗。

在一个具体实施例中，可以为线性马达施加低于预设电流值的恒定电流，例如10ma的恒定电流，检测所述线性马达两端的电压，通过电压除以电流的方式检测所述线性马达的直流阻抗。在另一个具体实施例中，也可以为线性马达施加低于预设电压值的恒定电压，例如100mv的恒定电压，检测通过所述线性马达的电流，通过电压除以电流的方式检测所述线性马达的直流电阻。

上述具体实施例中，通过施加低于预设电流值的恒定电流或低于预设电压值的恒定电压，既实现为线性马达通电，又不会使线性马达运动，因此测得的电阻即为直流阻抗。

步骤204，根据所述直流阻抗获取线性马达的温度。

在一个实施例中，根据下方温度计算公式来获取线性马达的温度：

其中，t2为线性马达的温度，r2为线性马达的温度为t2时的直流阻抗，t1为常温温度，r1为常温温度下线性马达的直流阻抗，a为线性马达内部金属线圈电阻的温度系数。

在本实施例中，由于线性马达内部的线圈是金属线圈，故其直流阻抗为金属电阻。而金属电阻的电阻率和金属电阻的温度的关系满足如下关系式：

ρt＝ρ0(1+αt)

其中t是金属电阻的温度，a为金属电阻的温度系数，ρt是温度为t摄氏度时金属电阻的电阻率，ρ0是0摄氏度时的电阻率。

因为金属电阻的阻值r、长度l、横截面积s又满足因温度变化而导致的l和s的变化可以忽略不计，因此，金属电阻在t摄氏度时的阻值rt与温度t的关系可以用下面的表达式表示：

rt＝r0(1+at)

其中，r0是0摄氏度时的电阻。

因此，可以得出温度为t2摄氏度的金属电阻值rt2与温度为t1摄氏度的金属电阻值rt1的关系满足如下公式：

进一步得到温度与金属电阻值的关系满足如下公式：

于此，可以利用上述温度计算公式得到线性马达内部金属线圈的温度。

综上，本发明实施例中线性马达驱动波形的调整方法，根据线性马达的温度得到相应的补偿增益，然后利用补偿增益调节驱动信号的幅值，对于不同地域温差较大、同地域不同季节温差较大以及全天早中晚温差较大等的场景，若按照调整后的驱动波形提供驱动信号，可以缩小线性马达的振动幅度跟预设温度时的振动幅度差距，提高在不同温度下线性马达振动幅度的一致性。此外，采用一温度与补偿增益的对应关系公式来计算补偿增益，算法简单，算力小，容易实现。

基于同样的发明构思，本发明实施例还提出一种线性马达的驱动方法，如图3所示，包括以下步骤：

步骤302，获取线性马达的温度。

步骤304，根据线性马达的温度与预设温度的差值获取补偿增益。

步骤306，获取在预设温度下驱动线性马达工作时使用的基准驱动波形，利用所述补偿增益调节所述基准驱动波形的幅值。

步骤308，按照所述调整后的驱动波形为线性马达提供驱动信号，以控制线性马达的振动幅度与预设温度时的振动幅度一致。

关于本发明实施例中线性马达的驱动方法的具体实施方法，参见前述线性马达驱动波形的调整方法，在此不再赘述。

需要说明的是，在具体实现时，可以在调整基准驱动波形的幅值之后，再按照调整后的驱动波形为线性马达提供驱动信号。在一个实施例中，在调整基准驱动波形的幅值之后，提供给线性马达。具体可在检测到基准驱动波形的幅值完成调整之后生成播放指令，按照所述播放指令、并根据调整后的驱动波形为线性马达提供驱动信号。线性马达应用至电子设备中以实现触觉反馈时，通常是一些消息提示振动、触控响应振动等场景，线性马达是间断性的工作的，需要工作的时间也较短，故线性马达每一次实现触觉反馈的短时间内，温度变化基本可以忽略不计，因此也无需耗费算力去实时调整基准驱动波形。

进一步地，对于通过检测线性马达的直流阻抗用以调整基准驱动波形的实施例中，因为线性马达响应于驱动信号而运动时的电阻不能作为直流阻抗，检测线性马达的直流阻抗步骤跟为线性马达提供驱动信号的步骤不同时进行，具体实现时，先完成线性马达的直流阻抗的检测、并用以完成调整基准驱动波形后，再去驱动线性马达。

本发明实施例还提出一种线性马达的驱动控制电路，请参阅图4，该驱动控制电路包括运算单元410和驱动级单元420，所述运算单元410和所述驱动级单元420连接。所述运算单元410用于获取线性马达500的温度，根据线性马达500的温度计算并输出补偿增益，利用所述补偿增益调节基准驱动波形的幅值，按照调整后的驱动波形输出驱动信号，所述驱动级单元420用于响应于运算单元410输出的驱动信号驱动所述线性马达500工作。

运算单元410可以是线性马达对应驱动控制芯片中的处理单元，也可以是线性马达所在电子设备的主板。驱动级单元420可以是本领域惯用的用于驱动线性马达500工作的驱动电路。

在一个实施例中，如图4所示，线性马达500的驱动控制电路还包括检测单元430，与所述运算单元410连接，用于检测所述线性马达500的直流阻抗；所述运算单元410用于根据所述直流阻抗计算并输出线性马达500的温度。

在一个具体实施例中，如图5所示，所述检测单元430包括恒流源434，与所述线性马达500的两端连接，用于为线性马达500施加低于预设电流值的恒定电流；所述检测单元430还包括电压检测单元432，用于检测所述线性马达500两端的电压，通过电压除以电流的方式检测所述线性马达500的直流阻抗，所述预设电流值为未触发线性马达500运动的值。

在另一个具体实施例中，如图6所示，所述检测单元430包括恒压源438，与所述线性马达500的两端连接，用于为线性马达500施加低于预设电压值的恒定电压；所述检测单元430还包括电流检测单元436，用于检测通过所述线性马达500的电流，通过电压除以电流的方式检测所述线性马达500的直流电阻，所述预设电压值为未触发线性马达500运动的值。

关于本发明实施例中驱动控制电路中的具体限定，参见前述实施例，不再赘述。

本发明实施例还提出一种线性马达的驱动控制芯片，包括如上任一实施例中所述的驱动控制电路。

本发明实施例还提出一种电子设备，该电子设备包括线性马达，所述线性马达用于实现触觉反馈，以及如上实施例所述的驱动控制芯片(或驱动控制电路)，驱动控制芯片(或驱动控制电路)与所述线性马达连接，用于提供驱动信号驱动所述线性马达工作。该电子设备具体可以为智能手机、平板电脑、智能手表等，但不限于此。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。