一种光学显示硬件控制平台的电机驱动电路的制作方法

1.本实用新型涉及光学显示设备，特别是一种驱动控制与驱动电源之间设置有滤波电路、同时设置有磁珠、同时采用双极性步进电机、从而能改善光学显示系统稳定性和清晰度的电机驱动电路。


背景技术：

2.增强现实抬头显示器ar-hud是通过内部特殊设计的光学系统将图像信息精确地结合于实际交通路况中，将胎压、速度、转速、导航等驾驶辅助信息投射到汽车前挡风玻璃上，使驾驶员在行车中，无需低头就能查看汽车相关信息，从而能获得更好的行车安全性、交互便捷性、行车智能性。
3.ar-hud整体结构主要包括主控pcb板、led光源、投影显示以及反射镜组件，其中主控pcb板为ar-hud的整体的电子电路控制系统，主控pcb板主要由电子电路元器件及ic芯片组成，并构成光学显示的各个标准化控制模块，从而使得ar-hud得以高效、精准运行。
4.目前，ar-hud的硬件控制平台还不完善，主要存在以下问题：
5.1、驱动控制与驱动电源之间缺乏隔离措施，不能有效隔离电源端带来的干扰信号，不能保证脉冲信号的精度；
6.2、信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰大，没有吸收静电脉冲的能力；
7.3、驱动匹配性差，不能实现最优配置，不能保证整个平台的运行机构精度。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的是为了解决上述技术问题，提供一种光学显示硬件控制平台的电机驱动电路，该电机驱动电路的驱动控制与驱动电源之间设置有滤波电路，同时设置有磁珠，同时采用双极性步进电机，从而能改善光学显示系统稳定性和清晰度。
9.本实用新型中，mcu为微控制单元，can为控制器局域网络，als为数字环境光传感器，tvs为瞬态二极管，psrr为电源电压噪声抑制系数。
10.为了解决上述现有技术问题,本实用新型的技术方案是:
11.本实用新型一种光学显示硬件控制平台的电机驱动电路，所述电机驱动电路包括步进电机、电机驱动芯片、mcu接口组、4pin插座、motor12v电源接口、motor 3.3v电源接口；
12.所述电机驱动芯片采用drv8824qpwprq1；
13.所述光学显示硬件控制平台包括用于电源输入的供电电路系统、及用于系统控制的mcu模块，所述motor12v电源接口、motor 3.3v电源接口分别接入供电电路系统，用于电机驱动电路的电源输入；
14.所述mcu接口组包括motor-enb、motor-fault、motor-sleep、motor-rst、motor-home、motor-decay、motor-dir、motor-step接口，所述motor-enb、motor-fault、motor-sleep、motor-rst、motor-home、motor-decay、motor-dir、motor-step接口的一端分别接入drv8824qpwprq1的nenbl、nfault、nsleep、nreset、nhome、decay、dir、step引脚，另一端与
mcu模块连接，用于drv8824qpwprq1与mcu模块之间的输入输出；
15.所述电机驱动芯片还包括输出端的引脚aout1、aout2、bout1、bout2，所述aout1、aout2、bout1、bout2引脚分别通过信号线接入4pin插座，所述4pin插座的输出端连接步进电机；
16.所述aout1、aout2、bout1、bout2信号线的4pin插座端分别并联有一滤波电容，用于防止干扰信号、保证脉冲信号的精度；
17.所述aout1、aout2、bout1、bout2信号线的4pin插座端还分别串接有一磁珠，用于防止高频噪声和尖峰干扰，保证产品的电磁兼容性能，磁珠有很高的电阻率和磁导率，等效于电阻和电感串联，但电阻值和电感值都随频率变化。
18.所述电机驱动电路的工作原理为：
19.由汽车摄像头捕捉人眼并感应出人眼的移动位置，将人眼相关位置信号传递给mcu模块处理成位置控制信号，mcu模块将位置控制信号传递给电机驱动芯片，由电机驱动芯片将位置控制信号处理成电机驱动控制信息，然后通过插座传递给步进电机，步进电机根据电机驱动控制信息进行相应移动操作。
20.进一步，所述motor12v电源接口与电机驱动芯片之间设置有类l型电路，所述类l型电路包括分别并联的两个c电容和一ec电解电容，所述类l型电路构成为低筒滤波器，能有效隔离12v电源端带来的中高频噪声；
21.进一步，所述motor 3.3v电源接口与电机驱动芯片的nenbl、nfault、nsleep、nreset、nhome、decay、dir、step引脚之间分别串接有一10k电阻，用于上拉电平、稳定输出端的电位，同时用于节约功耗；
22.进一步，所述mcu接口组的motor-enb、motor-fault、motor-sleep、motor-rst、motor-home、motor-decay、motor-dir、motor-step接口与电机驱动芯片的引脚nenbl、nfault、nsleep、nreset、nhome、decay、dir、step之间分别串接有一100欧电阻，用于抑噪、保证信号的精度；
23.进一步，所述步进电机为低速微调机构，所述步进电机采用双极性步进电机，所述双极性步进电机采用20步步进行程节点，所述步进电机采用双极性步进电机的优势是：1、防止过冲，电机停转的时候具有最大的转矩，2、提高旋转精度，由于每步的精度在百分之三到百分之五，而且不会将一步的误差积累到下一步因而有较好的位置精度和运动的重复性，3.防止摇晃，起停和反转响应灵敏，使镜片不会在旋转中任意产生晃动，提高使用舒适感，提高了产品品质；4、寿命长，由于没有电刷，寿命长，可靠性较高，电机的寿命仅仅取决于轴承的寿命，满足车规的年限和里程要求， 5、成本优势，电机的响应仅由数字输入脉冲确定，因而可以采用开环控制，这使得电机的结构可以比较简单而且控制成本。
24.所述电机驱动芯片采用drv8824qpwprq1，其优势有：1、符合汽车应用要求,器件温度等级为-40
°
c 至 +125
°
c,2、内置微步进分度器,3、具有两个 h 桥驱动器和一个微步进分度器，适用于驱动一个双极步进电机，4、提供用于过流保护、短路保护、欠压闭锁和过热保护的内部关断功能，5、采用具有 powerpad 的 28 引脚 htssop 封装。
25.本实用新型一种光学显示硬件控制平台的电机驱动电路,其有益效果有：
26.1、驱动控制与驱动电源之间设置有滤波电路，能有效隔离电源端带来的干扰信号，能保证脉冲信号的精度；
27.2、采用磁珠专用于抑制信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰，还具有吸收静电脉冲的能力；
28.3、运动机构是低速微调机构，采用双极性步进电机，驱动匹配性好，能实现最优配置，从而保证整个平台的精度。
附图说明
29.图1，为本实用新型一种光学显示硬件控制平台的电机驱动电路的主电路图；
30.图2，为本实用新型一种光学显示硬件控制平台的电机驱动电路的motor12v电源接口端和motor 3.3v电源接口端的电路图。
具体实施方式
31.下面结合实施例对本实用新型作进一步说明：
32.实施例：
33.如图1、图2，本实用新型一种光学显示硬件控制平台的电机驱动电路，所述电机驱动电路包括步进电机、电机驱动芯片、mcu接口组、4pin插座、motor12v电源接口、motor 3.3v电源接口；
34.所述电机驱动芯片采用drv8824qpwprq1；
35.所述光学显示硬件控制平台包括用于电源输入的供电电路系统、及用于系统控制的mcu模块，所述motor12v电源接口、motor 3.3v电源接口分别接入供电电路系统，用于电机驱动电路的电源输入；
36.所述motor12v电源接口与电机驱动芯片之间设置有类l型电路，所述类l型电路包括分别并联的两个c电容c49（100nf/50v）、c51（100nf/50v）和一ec电解电容ec5（47uf/35v），所述类l型电路构成为低筒滤波器，能有效隔离12v电源端带来的中高频噪声；
37.所述mcu接口组包括motor-enb、motor-fault、motor-sleep、motor-rst、motor-home、motor-decay、motor-dir、motor-step接口，所述motor-enb、motor-fault、motor-sleep、motor-rst、motor-home、motor-decay、motor-dir、motor-step接口的一端分别接入drv8824qpwprq1的nenbl、nfault、nsleep、nreset、nhome、decay、dir、step引脚，另一端与mcu模块连接，用于drv8824qpwprq1与mcu模块之间的输入输出；
38.所述motor 3.3v电源接口与电机驱动芯片的nenbl、nfault、nsleep、nreset、nhome、decay、dir、step引脚之间分别串接有10k电阻r68~r75，用于上拉电平、稳定输出端的电位，同时用于节约功耗；
39.所述mcu接口组的motor-enb、motor-fault、motor-sleep、motor-rst、motor-home、motor-decay、motor-dir、motor-step接口与电机驱动芯片的引脚nenbl、nfault、nsleep、nreset、nhome、decay、dir、step之间分别串接有100欧电阻r32、r34、r35、r37、r38、r39、r40、r41，用于抑噪、保证信号的精度；
40.所述电机驱动芯片还包括输出端的引脚aout1、aout2、bout1、bout2，所述aout1、aout2、bout1、bout2引脚分别通过信号线接入4pin插座，所述4pin插座的输出端连接步进电机；
41.所述aout1、aout2、bout1、bout2信号线的4pin插座端分别并联有一滤波电容，用
于防止干扰信号、保证脉冲信号的精度；
42.所述aout1、aout2、bout1、bout2信号线的4pin插座端还分别串接有磁珠fb6 120r/800ma、fb7 120r/800ma、fb8120r/800ma、fb9120r/800ma，用于防止高频噪声和尖峰干扰，保证产品的电磁兼容性能，磁珠有很高的电阻率和磁导率，等效于电阻和电感串联，但电阻值和电感值都随频率变化。
43.所述电机驱动电路的工作原理为：
44.由汽车摄像头捕捉人眼并感应出人眼的移动位置，将人眼相关位置信号传递给mcu模块处理成位置控制信号，mcu模块将位置控制信号传递给电机驱动芯片，由电机驱动芯片将位置控制信号处理成电机驱动控制信息，然后通过插座传递给步进电机，步进电机根据电机驱动控制信息进行相应移动操作。
45.所述步进电机为低速微调机构，所述步进电机采用双极性步进电机，所述双极性步进电机采用20步步进行程节点，所述步进电机采用双极性步进电机的优势是：1、防止过冲，电机停转的时候具有最大的转矩，2、提高旋转精度，由于每步的精度在百分之三到百分之五，而且不会将一步的误差积累到下一步因而有较好的位置精度和运动的重复性，3.防止摇晃，起停和反转响应灵敏，使镜片不会在旋转中任意产生晃动，提高使用舒适感，提高了产品品质；4、寿命长，由于没有电刷，寿命长，可靠性较高，电机的寿命仅仅取决于轴承的寿命，满足车规的年限和里程要求， 5、成本优势，电机的响应仅由数字输入脉冲确定，因而可以采用开环控制，这使得电机的结构可以比较简单而且控制成本。
46.所述电机驱动芯片采用drv8824qpwprq1，其优势有：1、符合汽车应用要求,器件温度等级为-40
°
c 至 +125
°
c,2、内置微步进分度器,3、具有两个 h 桥驱动器和一个微步进分度器，适用于驱动一个双极步进电机，4、提供用于过流保护、短路保护、欠压闭锁和过热保护的内部关断功能，5、采用具有 powerpad 的 28 引脚 htssop 封装。
47.以上已将本实用新型做一详细说明，以上所述，仅为本实用新型之较佳实施例而已，当不能限定本实用新型实施范围，即凡依本技术范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖范围内。