一种双pwm功率驱动的超声电机控制器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种双PWM功率驱动的超声电机控制器中，增强型NMOS管Q1和增强型NMOS管Q2共同构成了半桥PWM结构，根据外部控制信号的占空比调节实现输出到超声电机电压信号的调节。增强型NMOS管Q3和增强型NMOS管Q4共同构成了推挽PWM结构，根据外部控制信号的占空比调节实现输出到超声电机频率信号的调节。半桥PWM结构和推挽PWM结构通过之间的电感L1的隔离作用，使得输出信号在电压和频率调节时互相不影响，实现了两者的独立控制。
【专利说明】
一种双PWM功率驱动的超声电机控制器
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及一种超声电机控制器。
【背景技术】
[0002]超声波电机是一种全新概念的驱动微电机，它不依靠电磁介质传递能量，而是应用压电材料的逆压电效应产生超声振动，通过振动体和移动体之间的摩擦力变换成转子的旋转或者直线运动。超声波电机具有低速大转矩，运行无噪声，断电自锁，不受电磁干扰等优于电磁电机的特点，因此在精密仪器、光学系统、医疗器材、汽车电器、航空航天等领域有着广阔的应用前景。伴随着超声波电机的出现，对超声波电机驱动控制器的研究日渐升温，但由于超声波电机定子振动的非线性、时变的阻抗特性与幅频特性，到目前为止还没有精确的数学模型来描，因此电机的性能与电机的驱动控制系统密切相关。
【发明内容】
[0003]发明目的:针对上述现有技术，提出一种双pmi功率驱动的超声电机控制器，适用于旋转型超声电机，实现超声电机电压和频率控制信号的独立控制。
[0004]技术方案:一种双PWM功率驱动的超声电机控制器，包括反向并联二极管的增强型NMOS管Q1、反向并联二极管的增强型NMOS管Q2、反向并联二极管的增强型NMOS管Q3、反向并联二极管的增强型NMOS管Q4、电感L1、电感L2、电感L3、电容Cl、电容C2以及变压器T;所述增强型匪OS管Ql的漏极接电平VDD，所述增强型匪OS管Ql的源极同时连接增强型匪OS管Q2的漏极和电感LI的一端，所述增强型NMOS管Q2的源极接地，所述电感LI的另一端接变压器T的原边线圈抽头，所述电容Cl和变压器T的原边线圈并联在增强型NMOS管Q3的漏极和增强型NMOS管Q4的漏极之间，所述变压器T的副边线圈的一端与电感L2的一端连接，电感L2的另一端同时连接电容C2的一端以及电感L3的一端，所述变压器T的副边线圈的另一端与所述电容C2的另一端相连并作为公共端，所述电感L3的另一端作为超声电机控制器的输出端，所述增强型NMOS管Ql至Q4的栅极均连接外部控制信号。
[0005]有益效果:本实用新型的双PffM功率驱动的超声电机控制器中，增强型匪OS管Ql和增强型匪OS管Q2共同构成了半桥P丽结构，根据外部控制信号的占空比调节实现输出到超声电机电压信号的调节。增强型匪OS管Q3和增强型匪OS管Q4共同构成了推挽PffM结构，根据外部控制信号的占空比调节实现输出到超声电机频率信号的调节。半桥PWM结构和推挽PWM结构通过之间的电感LI的隔离作用，使得输出信号在电压和频率调节时互相不影响，实现了两者的独立控制。
【附图说明】
[0006]图1为双PffM功率驱动的超声电机控制器结构示意图。
【具体实施方式】
[0007]下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
[0008]如图1所示，一种双PWM功率驱动的超声电机控制器，包括反向并联二极管的增强型NMOS管Q1、反向并联二极管的增强型NMOS管Q2、反向并联二极管的增强型NMOS管Q3、反向并联二极管的增强型NMOS管Q4、电感L1、电感L2、电感L3、电容Cl、电容C2以及变压器T。增强型匪OS管Ql的漏极接电平VDD，增强型NMOS管Ql的源极同时连接增强型NMOS管Q2的漏极和电感LI的一端，增强型NMOS管Q2的源极接地。电感LI的另一端接变压器T的原边线圈抽头，电容Cl和变压器T的原边线圈并联在增强型匪OS管Q3的漏极和增强型匪OS管Q4的漏极之间，变压器T的副边线圈的一端与电感L2的一端连接，电感L2的另一端同时连接电容C2的一端以及电感L3的一端。变压器T的副边线圈的另一端与电容C2的另一端相连并作为公共端，电感L3的另一端作为超声电机控制器的输出端。增强型NMOS管Ql至Q4的栅极均连接外部控制信号。
[0009]对于旋转型超声电机，通过改变加载在该型超声电机上的信号频率、电压来改变超声电机的运行速度，故超声电机控制器的性能直接影响电机的性能。本控制器中，增强型WOS管Ql和增强型匪OS管Q2共同构成了半桥HVM结构，根据外部控制信号的占空比调节实现输出到超声电机电压信号的调节。增强型匪OS管Q3和增强型匪OS管Q4共同构成了推挽PWM结构，根据外部控制信号的占空比调节实现输出到超声电机频率信号的调节。半桥PWM结构和推挽PWM结构通过之间的电感LI的隔离作用，使得输出信号在电压和频率调节时互相不影响，实现了两者的独立控制。外部控制信号为通过PWM模块产生的4路相位互查90度的方波信号，经半桥PWM结构和推挽PWM结构得到两相相位差为90度的双极性功率方波驱动信号，通经过匹配电路输出高频高压正弦激励信号到超声电机。
[0010]变压器T以及有电感L2、电感L3、电容C2构成的谐振电路解决了超声电机工作时的阻抗匹配问题，在超声电机的整个工作频率范围内实现恒压正弦波信号的输出。通过实验证明，本实用新型的双PWM功率驱动的超声电机控制器能够在输出频率一定或输出电压一定时，超声电机均具有较好的线性特性和单值性，满足应用系统对超声电机的机械特性要求。
[0011]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种双PffM功率驱动的超声电机控制器，其特征在于:包括反向并联二极管的增强型NMOS管Q1、反向并联二极管的增强型NMOS管Q2、反向并联二极管的增强型NMOS管Q3、反向并联二极管的增强型NMOS管Q4、电感L1、电感L2、电感L3、电容Cl、电容C2以及变压器T;所述增强型匪OS管Ql的漏极接电平VDD，所述增强型匪OS管Ql的源极同时连接增强型匪OS管Q2的漏极和电感LI的一端，所述增强型NMOS管Q2的源极接地，所述电感LI的另一端接变压器T的原边线圈抽头，所述电容Cl和变压器T的原边线圈并联在增强型NMOS管Q3的漏极和增强型NMOS管Q4的漏极之间，所述变压器T的副边线圈的一端与电感L2的一端连接，电感L2的另一端同时连接电容C2的一端以及电感L3的一端，所述变压器T的副边线圈的另一端与所述电容C2的另一端相连并作为公共端，所述电感L3的另一端作为超声电机控制器的输出端，所述增强型NMOS管Ql至Q4的栅极均连接外部控制信号。
【文档编号】H02N2/06GK205453547SQ201620010552
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年1月7日
【发明人】苏勋涛
【申请人】江苏紫金东方超声电机有限公司