一种马达测试电路的制作方法

本发明涉及恒流源芯片的技术领域，尤其涉及一种马达测试电路。

背景技术：

目前，音圈马达在出厂之前，需要对音圈马达的行程、线性度、磁滞、斜率等参数进行测试，还需要对音圈马达进行寿命实验。在测试时，主要是要利用驱动芯片向音圈马达提供测试电流，以配合音圈马达的线圈的磁场产生驱动音圈马达移动的作用力。但目前，在音圈马达的测试方面并没有专用的工具。通常使用的驱动芯片，是指常规的恒流源芯片。

但申请人发现，目前使用的恒流源芯片大多是用于驱动led或激光器使用的传统的驱动芯片，存在电压精度不足的技术问题。

技术实现要素：

本申请实施例通过提供一种马达测试电路，解决了现有技术中使用的恒流源芯片大多是传统的驱动led或激光器使用的芯片，存在电压精度不足的技术问题。

本申请通过本申请的一实施例提供如下技术方案：

一种马达测试电路，包括：控制器、恒流源电路、电流采集电路，其中，所述电流采集电路分别与所述控制器、所述恒流源电路连接，用于采集所述恒流源电路输出的实际电流，并反馈给所述控制器；所述控制器与所述恒流源电路连接，用于根据目标电流和所述实际电流的偏差，调整所述恒流源电路输出的电流，以使得调整后的所述电流逼近所述目标电流。

在一个实施例中，所述恒流源电路包括：数模转换电路、v/i转换电路，其中，所述电流采集电路与所述v/i转换电路连接，用于采集所述v/i转换电路输出的所述实际电流；所述数模转换电路与所述控制器连接，用于对电流控制信号进行数模转换，以获得模拟电压信号，所述电流控制信号为所述控制器基于所述偏差输出的数字信号；所述v/i转换电路与所述数模转换电路连接，用于对所述模拟电压信号进行电压-电流转换，输出所述调整后的电流。

在一个实施例中，所述数模转换电路包括基准电压源及d/a芯片，其中，所述基准电压源与所述d/a芯片连接，用于向所述d/a芯片提供基准电压；所述d/a芯片，用于根据所述基准电压和所述电流控制信号，输出所述模拟电压信号。

在一个实施例中，所述基准电压源的电压精度高于第一预设电压精度、温漂精度低于第一预设温漂精度；所述d/a芯片的电压精度高于第二预设电压精度、温漂精度低于第二预设温漂精度。

在一个实施例中，所述v/i转换电路包括：集成放大电路，与所述数模转换电路连接，用于对所述模拟电压信号进行放大，以获得放大后的所述模拟电压信号；互推挽功率放大电路，所述互推挽功率放大电路包括串联的第一达林顿管和第二达林顿管，其中，所述第一达林顿管、所述第二达林顿管分别与所述集成放大电路连接，用于根据所述放大后的模拟电压信号，输出所述调整后的电流。

在一个实施例中，所述集成放大电路的精度满足预设精度。

在一个实施例中，所述电流采集电路包括模数转换电路及采样电阻，其中，所述采样电阻与所述恒流源电路连接，所述模数转换电路与所述采样电阻连接，其中，所述采样电阻与所述恒流源电路连接，所述模数转换电路与所述采样电阻连接，其中，所述采样电阻的电阻精度高于预设电阻精度、温漂精度低于第三预设温漂精度。

在一个实施例中，所述马达测试电路还包括输入电路和/或通讯电路，其中，当所述马达测试电路包括所述输入电路时，所述控制器与所述输入电路连接，用于通过所述输入电路接收用户输入的测试指令；当所述马达测试电路包括所述通讯电路时，所述控制器与所述通讯电路连接，用于通过所述通讯电路接收上位机下发的所述测试指令；其中，所述测试指令包括所述目标电流。

在一个实施例中，所述测试指令还包括目标电流对应的持续时间；所述控制器，用于从接收到所述测试指令开始，到持续所述持续时间后的时间点结束，根据所述目标电流和实时的所述实际电流的偏差，调整所述恒流源电路输出的电流。

在一个实施例中，所述目标电流包括第一目标电流和第二目标电流；所述测试指令还包括所述第一目标电流对应的第一持续时间、所述第二目标电流对应的第二持续时间、循环次数；所述控制器，用于在接收所述测试指令后，循环执行单次循环对应的循环步骤，直至执行次数达到所述循环次数，其中，所述单次循环对应的循环步骤包括：从接收到所述测试指令开始，到持续所述第一持续时间后的第一时间点结束，根据所述第一目标电流和实时的所述实际电流的偏差，调整所述恒流源电路输出的电流；从所述第一时间点开始，到持续所述第二持续时间后的第二时间点结束，根据所述第二目标电流和实时的所述实际电流的偏差，调整所述恒流源电路输出的电流。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请提供的马达测试电路中，控制器通过电流采集电路采集恒流源电路输出的实际电流，然后，基于实际电流和目标电流的偏差，调整恒流源电路输出的电流，以使得调整后的电流逼近目标电流，进而能够使得调整后的电流电压精度更高，利用该高电压精度的电流去驱动所述音圈马达进行测试，能够更加准确无误地完成音圈马达的测试，解决了现有技术中使用的恒流源芯片大多是传统的驱动led或激光器使用的芯片，存在电压精度不足的技术问题。

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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例一提供的一种马达测试电路的结构框图；

图2为本申请实施例一提供的另一种马达测试电路的结构框图；

图3为本申请实施例一提供的恒流源电路以及采样电阻部分的电路连接图。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种马达测试电路，解决了现有技术中使用的恒流源芯片大多是传统的驱动led或激光器使用的芯片，存在电压精度不足的技术问题。

本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

一种马达测试电路，包括：控制器、恒流源电路、电流采集电路，其中，所述电流采集电路分别与所述控制器、所述恒流源电路连接，用于采集所述恒流源电路输出的实际电流，并反馈给所述控制器；所述控制器与所述恒流源电路连接，用于根据目标电流和所述实际电流的偏差，调整所述恒流源电路输出的电流，以使得调整后的所述恒流源电路输出的电流逼近所述目标电流。

本申请提供的马达测试电路中，控制器通过电流采集电路采集恒流源电路输出的实际电流，然后，基于实际电流和目标电流的偏差，调整恒流源电路输出的电流，以使得调整后的电流逼近目标电流，进而能够使得调整后的电流电压精度更高，利用该高电压精度的电流去驱动所述音圈马达进行测试，能够更加准确无误地完成音圈马达的测试，解决了现有技术中使用的恒流源芯片大多是传统的驱动led或激光器使用的芯片，存在电压精度不足的技术问题。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

首先说明，本文中出现的术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

接着，本发明第一方面提供了一种马达测试电路，请参考图1，为本发明实施例提供的马达测试电路的结构框图，该马达测试电路可以实现输出的电流的精准控制，因此，该马达测试电路可以对电流精度要求高的电路进行驱动，作为一个示例，下述各实施例以音圈马达为例进行详述，该马达测试电路包括：

控制器3、恒流源电路2、电流采集电路1，其中，

电流采集电路1分别与控制器3、恒流源电路2连接，用于采集恒流源电路输出的实际电流，并反馈给控制器3；

控制器3与恒流源电路2连接，用于根据目标电流和实际电流的偏差，输出电流控制信号，该电流控制信号用于调整恒流源电路输出的电流，以使得恒流源电路2输出的电流逼近目标电流，其中，调整后的电流用于驱动音圈马达进行测试。

具体实施过程中，控制器3内部嵌入了pid调节算法，控制器3具体用于：将目标电流和实际电流的偏差作为pid调节算法的输入，并将pid调节算法输出的信号，作为调节恒流源电路2输出电流的电流控制信号，通过pid调节算法进行快速校准，能够抵消各种环境因素造成的误差。本实施例中，控制器3可以为cpu、fpga、dsp等器件，目标电流可以为测试人员事先置入的，也可以为测试人员在测试过程中传输的，此处不进行限制。

本实施例中，根据目标电流和实际电流的偏差，调整恒流源电路2输出的电流，引入了闭环控制，使得恒流源电路2输出的电流逼近目标电流，进而能够使得调整后的电流电压精度更高，利用该高电压精度的电流去驱动音圈马达进行测试，能够更加准确无误地完成音圈马达的测试。

作为一种可选的实施例，如图2所示，图2示出了一种更为详细地马达测试电路的结构框图，该结构框图中，恒流源电路2包括：数模转换电路21、v/i转换电路22，其中，

电流采集电路1与v/i转换电路22连接，用于采集v/i转换电路22输出的实际电流；

数模转换电路21与控制器3连接，用于对电流控制信号进行数模转换，以获得模拟电压信号，电流控制信号为控制器3基于偏差输出的数字信号；

v/i转换电路22与数模转换电路21连接，用于对模拟电压信号进行电压-电流转换，输出调整后的电流。

本实施例中，当控制器3输出电流控制信号后，数模转换电路21接收电流控制信号并进行数模转换，向v/i转换电路22输出与电流控制信号对应的模拟电压信号。然后，v/i转换电路22对模拟电压信号进行电压-电流转换，即可输出调整后的电流，该调整后的电流相比于实际电流来说，更加逼近目标电流。

进一步地，下面对数模转换电路21、v/i转换电路22进行分别说明。

首先，数模转换电路21包括基准电压源及d/a芯片，其中，基准电压源与d/a芯片连接，用于向d/a芯片提供基准电压；d/a芯片，用于根据基准电压和电流控制信号，输出模拟电压信号。

具体来讲，基准电压源的电压精度高于第一预设电压精度、温漂精度低于第一预设温漂精度，在具体实施过程中，第一预设电压精度为±0.5％，第一预设温漂精度为50ppm/℃，作为一个示例，基准电压源可以选用adr430芯片，该型号的芯片的电压精度为±0.05％，温漂精度为±3ppm/℃，该型号可以提供2.048v的基准电压；d/a芯片的电压精度高于第二预设电压精度、温漂精度低于第二预设温漂精度，第二预设电压精度为±0.5％，第二预设温漂精度为50ppm/℃，作为一个示例，d/a芯片可以选用ad5542芯片，该型号的芯片的电压精度为±0.076％，温漂精度为±0.3ppm/℃。

本实施例中通过限定电压精度和温漂，对于提高马达测试电路的电压精度来说，具有优异的效果。

其次，如图3所示，v/i转换电路22包括：集成放大电路221、互推挽功率放大电路222，其中，

集成放大电路221，与数模转换电路21连接，用于对模拟电压信号进行放大，以获得放大后的模拟电压信号；

互推挽功率放大电路222，互推挽功率放大电路222包括串联的第一达林顿管q1和第二达林顿管q2，其中，

第一达林顿管q1、第二达林顿管q2分别与集成放大电路221连接，用于根据放大后的模拟电压信号输出调整后的电流。

本实施例中，通过互推挽功率放大电路222，可以实现双极性电流输出，同时，互推挽功率放大电路222的晶体管选用达林顿管，一方面既可以得到输出功率更高、宽度更宽的电流域，同时，由于达林顿管可接外部散热片，还能够将由于功率变高导致的温度变高的问题解决，从而有利于避免高温对测试电流的电压精度产生的影响。

具体来讲，集成放大电路221的精度满足预设精度，在具体实施过程中，此处的精度满足预设精度包括：集成放大电路221的失调电压在100uv以内，偏置电流在10na以内，失调电流在10na以内，温漂精度失调电压漂移在1uv以内。作为一个示例，集成放大电路221选用ada4522-2芯片，该芯片的失调电压为5uv，偏置电流为150pa，失调电流为250pa，温漂精度失调电压漂移小于15nv/℃。

该芯片为低噪声、零漂移、轨到轨输出运输放大器，对于提高马达测试电路的电压精度来说，具有优异的效果。

作为一种可选的实施例，如图2所示，电流采集电路1包括模数转换电路11及采样电阻12，其中，

采样电阻12与恒流源电路2连接，模数转换电路11与采样电阻12连接，其中，采样电阻12的电阻精度高于预设电阻精度、温漂精度低于第三预设温漂精度，在具体实施过程中，预设电阻精度为±0.1％，第三预设温漂精度为50ppm/℃，作为一个示例，采样电阻12采用金属箔电阻，例如：rj711，该型号的电阻精度为±0.1％，温漂精度为50ppm/℃。

本实施例中，通过限定采样电阻12的电压精度、温漂，能够补偿恒流源电路2的高输出功率对马达测试电路的温度、电压精度的影响。

作为一种可选的实施例，马达测试电路还包括输入电路4和/或通讯电路5，其中，

当马达测试电路包括输入电路4时，控制器3与输入电路4连接，用于通过输入电路4接收用户输入的测试指令；

当马达测试电路包括通讯电路5时，控制器3与通讯电路5连接，用于通过通讯电路5接收上位机下发的测试指令；其中，测试指令包括目标电流。

具体来讲，输入电路4可以为按键输入单元、触摸屏输入单元、语音输入单元等；通讯电路5可以为被配置为便于上位机和该马达测试电路的控制器3之间进行有线或无线方式的通信。

本实施例中的测试指令可以来自于测试人员通过输入电路4进行输入，还可以来自于测试人员在上位机通过通讯电路5进行下发，优选地，测试人员通过输入电路4进行输入，以支持测试人员可以在现场进行测试，以便观察测试情况时，可很方便地下发测试指令。

作为一种可选的实施例，马达测试电路还包括显示单元6、存储单元7、电源单元(图中未示出)，其中，

显示单元6用于输出测试过程中涉及到的各类参数，存储单元7用于存储测试过程中涉及到的各类数据；

存储单元7可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(sram)，电可擦除可编程只读存储器(eeprom)，可擦除可编程只读存储器(eprom)，可编程只读存储器(prom)，只读存储器(rom)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

电源单元用于给马达测试电路中的各电路和单元进行供电。

作为一种可选的实施例，测试指令还包括目标电流对应的持续时间；

控制器3，用于从接收到测试指令开始，到持续持续时间后的时间点结束，根据目标电流和实时的实际电流的偏差，调整恒流源电路输出的电流。

需要说明的是，本实施例中，实时的实际电流是指控制器3在接收到测试指令开始，到持续持续时间后的时间点结束所对应的时间段内，控制器3在程序的当前扫描周期所采集到的电流。随着时间的进行，当前扫描周期随时在变化。

例如：测试人员在输入电路4中输入的测试指令为：目标电流为100ma，持续时间为5秒，假设控制器3在11点5分30秒接收到该测试指令，那么，控制器3在11点5分30秒至11点5分35秒的时间段内，将以100ma作为目标电流进行测试，同时，在11点5分30秒至11点5分35秒的时间段内，假设控制器3的扫描周期为20ms一次，且控制器3在11点5分30秒20ms时进行了扫描，获得的实际电流为99.3ma；在11点5分30秒40ms时进行了扫描，获得的实际电流为99.5ma；11点5分30秒60ms时进行了扫描，获得的实际电流为99.6ma，那么，在11点5分30秒20ms-11点5分30秒40ms所对应的扫描周期中，将99.3ma作为此扫描周期的实际电流和目标电流100ma进行比较，获得偏差；在11点5分30秒40ms-11点5分30秒60ms所对应的扫描周期中，将99.5ma作为此扫描周期的实际电流和目标电流100ma进行比较，获得偏差；在11点5分30秒60ms-11点5分30秒80ms，将99.6ma作为此扫描周期的实际电流和目标电流100ma进行比较，获得偏差。

本实施例中提供了一种静态电流模式，即目标电流不变化的测试，该静态电流模式下，测试人员通过设置目标电流和该目标电流的持续时间，设置完毕后，控制器3即可运行，输出目标电流直到持续时间结束，该静态电流模式可以用于音圈马达的寿命测试。

作为一种可选的实施例，目标电流包括第一目标电流和第二目标电流；

测试指令还包括第一目标电流对应的第一持续时间、第二目标电流对应的第二持续时间、循环次数；

控制器3，用于在接收测试指令后，循环执行单次循环对应的循环步骤，直至执行次数达到循环次数，其中，单次循环对应的循环步骤包括：

从接收到测试指令开始，到持续第一持续时间后的第一时间点结束，根据第一目标电流和实时的实际电流的偏差，调整恒流源电路输出的电流，该步骤中的实时的实际电流是指从接收到测试指令开始至第一时间点结束的时间段内控制器3在当前扫描周期所采集到的实际电流；

从第一时间点开始，到持续第二持续时间后的第二时间点结束，根据第二目标电流和实时的实际电流的偏差，调整恒流源电路输出的电流，该步骤中的实时的实际电流是指从第一时间点开始至第二时间点结束的时间段内控制器3在当前扫描周期所采集到的实际电流。

例如：测试人员在输入电路4中输入的测试指令为：第一目标电流为100ma、第一持续时间为2秒；第二目标电流为200ma、第二持续时间为3秒。假设控制器3在11点5分30秒接收到该测试指令，那么，控制器3在11点5分30秒至11点5分32秒(对应第一时间点)的时间段内，将以100ma作为目标电流进行测试，在11点5分32秒(对应第一时间点)至11点5分35秒(对应第二时间点)的时间段内，将以200ma作为目标电流进行测试。

本实施例中提供了一种动态电流模式，即目标电流在切换的测试，该动态电流模式下，测试人员通过设置第一目标电流及其对应的第一持续时间、第二目标电流及其对应的第二持续时间、以及循环次数，设置完毕后，控制器3即可运行，先输出第一目标电流直到第一持续时间结束，然后输出第二目标电流直到第二持续时间结束，然后又重复先输出第一目标电流直到第一持续时间结束，然后输出第二目标电流直到第二持续时间结束的步骤，直至重复的次数达到循环次数，该动态电流模式可以用于音圈马达的寿命测试。

实际实施过程中，动态电流模式还可能涉及到在三个以上的目标电流中进行切换，以实现音圈马达的寿命测试，过程类似，此处不再赘述。

最后，本申请提供了一种可输出-200ma～200ma的高电压精度的马达测试电路，该电路，如图3所示，该图仅示意了恒流源电路2以及采样电阻12部分的电路连接图，具体如下：

相较于现有技术，该恒流源电路2输出功率高，输出的电流域为-200ma～200ma，是普通恒流源电路2的10倍。因此，为达到该输出功率，同时又避免输出功率，温度升高对恒流源电路2的电压精度的影响，该恒流源电路2中，基准电压源选用adr430芯片(图中未示出)，d/a芯片u11选用ad5542芯片，集成放大电路221，由第一级运算放大器u12a和第二级运算放大器u12b构成，均选用ada4522-2芯片，第一达林顿管q1选用tip122g芯片，第二达林顿管q2选用tip127g芯片，采样电阻12选用rj711，其中，

基准电压源与d/a芯片u11的feff引脚及refs引脚连接，用于向d/a芯片u11提供基准电压；

d/a芯片u11的sclk引脚、din引脚、ldac引脚分别与控制器3连接，用于接收控制器3的电流控制信号，并输出模拟电压信号；

第一级运算放大器u12a的同相输入端与d/a芯片u11的vout引脚连接，第一级运算放大器u12a的反相输入端与d/a芯片u11的inv引脚连接，第二级运算放大器u12b的同相输入端通过电阻r1分别与d/a芯片u11的rfb引脚、第一级运算放大器u12a的输出端连接，第二级运算放大器u12b的反相输入端通过采样电阻12连接到地；

互推挽功率放大电路222包括分压偏置电路和双极性输出电路，其中，

分压偏置电路包括依次串联在电源正极和电源负极之间的电阻r3、电阻r4、电阻r5、电阻r6；

双极性输出电路包括第一达林顿管q1和第二达林顿管q2，电阻r3与电阻r4相连的点与第一达林顿管q1的基极连接，电阻r5与电阻r6相连的点与第二达林顿管q2的基极连接，电阻r4与电阻r5相连的点通过电阻r2连接到u12b的输出端，用于接收u12b输出的放大后的模拟电压信号；

第一达林顿管q1的集电极连接到电源正极，第二达林顿管q2的集电极连接到电源负极，第一达林顿管q1的集电极和发射极之间反向并联有反向二极管d1，第二达林顿管q2的集电极和发射极之间反向并联有反向二极管d2，反向二极管d1和反向二极管d2用于续流，防止接感性元件(马达电机、电磁铁线圈等)关断电流时的反向电压损害元件；第一达林顿管q1的发射极和第二达林顿管q2的发射极相连后作为输出端，用于输出调整后的电流iout，调整后的电流iout供给音圈马达vcm；

音圈马达vcm还与第二级运算放大器u12b的反相输入端连接，由于虚断的存在，音圈马达vcm流出的电流仅流经采样电阻12，基本不会有电流流入第二级运算放大器u12b，因此，将第二级运算放大器u12b的反相输入端，即采样电阻12两端的电压通过模数转换电路11采集会控制器3，即可得到实际电流。

基准电压源提供2.048v基准电压给d/a芯片u11，通过第第一级运算放大器u12a和第二级运算放大器u12b调制输出-2.048v～2.048v电压，再通过互推挽功率放大电路222输出-204.8ma～204.8ma电流。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

本申请提供的马达测试电路中，控制器通过电流采集电路采集恒流源电路输出的实际电流，然后，基于实际电流和目标电流的偏差，调整恒流源电路输出的电流，以使得调整后的电流逼近目标电流，进而能够使得调整后的电流电压精度更高，利用该高电压精度的电流去驱动所述音圈马达进行测试，能够更加准确无误地完成音圈马达的测试，解决了现有技术中使用的恒流源芯片大多是传统的驱动led或激光器使用的芯片，存在电压精度不足的技术问题。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。