超声波电机的驱动电路及调速方法技术

本发明专利技术公开了一种超声波电机的驱动电路及调速方法，属于驱动电路技术领域。所述驱动电路包括：直流电压源、控制器和至少一组驱动组件，驱动组件包括电子开关和驱动电感，电子开关的控制端与控制器相连接，电子开关的第一连接端连接至直流电压源的输出端，电子开关的第二连接端用于与超声波电机相连接，电子开关的第三连接端端通过驱动电感接地；其中，电子开关接收高电平控制信号时，电子开关内部第三连接端与第一连接端连接，第三连接端与第一连接端断开；电子开关的控制端接收高电平控制信号时，电子开关内部第三连接端与第一连接端断开，第三连接端与第一连接端连接，达到了超声波电机的速度可调的效果。

【技术实现步骤摘要】
超声波电机的驱动电路及调速方法
本专利技术涉及驱动电路
，特别涉及一种超声波电机的驱动电路及调速方法。
技术介绍
超声波电机因其结构简单紧凑、易于微型化、响应制动快、断电自锁、控制特性好、定位精度高、无磁且不受磁场影响、低速大扭矩、噪声小等一系列优点，已在航空、航天、医疗、机器人、精密仪器仪表等高新
显现处广阔的应用前景和使用价值。超声波电机有三种调速策略，分别为调频、调相位差和调压三种原理，超声波电机的调速是超声波电机发展的关键技术之一。
技术实现思路
为了解决现有技术中超声波电机的调速的问题，本专利技术实施例提供了一种超声波电机的驱动电路及调速方法。所述技术方案如下：第一方面，提供了一种超声波电机的驱动电路，包括：直流电压源、控制器和至少一组驱动组件，每组驱动组件与控制器的一个输出接口相对应，所述驱动组件包括电子开关和驱动电感，所述电子开关的控制端与其对应的输出接口相连接，所述电子开关的第一连接端连接至所述直流电压源的输出端，所述电子开关的第二连接端用于与超声波电机相连接，所述电子开关的第三连接端端通过所述驱动电感接地；其中，所述电子开关的控制端接收高电平控制信号时，所述电子开关内部所述第三连接端与所述第一连接端连接，第三连接端与所述第二连接端断开；所述电子开关的控制端接收高电平控制信号时，所述电子开关内部所述第三连接端与所述第一连接端断开，第三连接端与所述第二连接端连接。可选的，所述驱动电路包括两组驱动组件且分别为第一驱动组件和第二驱动组件，所述控制包括第一输出接口和第二输出接口，其中：所述第一驱动组件内电子开关的控制端与所述第一输出接口电连接，所述第一驱动组件内电子开关的第二连接端用于与所述超声波电机的第一相相连接；所述第二驱动组件内电子开关的控制端与所述第二输出接口电连接，所述第二驱动组件内电子开关的第二连接端用于与所述超声波电机的第二相相连接。可选的，所述控制器通过其第一输出接口向所述第一驱动组件内电子开关提供的第一脉冲宽度调制信号，所述控制器通过其第二输出接口向所述第二驱动组件内电子开关提供的第二脉冲宽度调制信号，所述第一脉冲宽度调制信号与所述第二脉冲宽度调制信号同频且占空比相同。可选的，所述驱动电路包括两组驱动组件且分别为第一驱动组件和第二驱动组件，所述控制包括第一输出接口和第二输出接口，其中：所述第一驱动组件内电子开关的控制端与所述第一输出接口电连接，所述第一驱动组件内电子开关的第二连接端用于与所述超声波电机的第一相相连接；所述第二驱动组件内电子开关的控制端与所述第二输出接口电连接，所述第二驱动组件内电子开关的第二连接端用于与所述超声波电机的第二相相连接。第二方面，提供了一种超声波电机的调速方法，应用于第一方面以及第一方面任一可选实施方式所涉及的驱动电路，所述方法包括：向待调速超声波电机的驱动组件内电子开关的控制端输出脉冲宽度调制信号；增大或减小所述脉冲宽度调制信号的占空比，以调整所述待调速超声波电机的速度。。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过提供一种驱动电路，驱动电路有两个工作模式：直流电压源给电感充电；电感放电，与超声波电机形成LCR振荡实现驱动，不再采用变压器减小了驱动电路的电路复杂度以及体积；同时通过控制这两个工作模式的时长可实现超声波电机的速度调整；解决了现有技术中超声波电机的调速问题；达到了实现超声波电机调速控制的效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例，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是本专利技术一个实施例提供的超声波电机的驱动电路的驱动组件的示意图；图2是本专利技术一个实施例提供的超声波电机的驱动电路的电路图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。请参考图1，其示出了本专利技术一个实施例提供的超声波电机的驱动电路的示意图。如图1所示，超声波电机的驱动电路包括：包括：直流电压源Ud、控制器(图中未示出)和至少一组驱动组件，每组驱动组件与控制器的一个输出接口相对应，驱动组件包括电子开关和驱动电感，电子开关的控制端COM与其对应的控制器输出接口相连接，电子开关的第一连接端S1连接至直流电压源Ud的输出端，电子开关的第二连接端S2用于与超声波电机相连接，电子开关的第三连接端D通过驱动电感接地；其中，电子开关的控制端COM接收高电平控制信号时，电子开关内部第三连接端D与第一连接端S1连接，第三连接端D与第二连接端S2断开；电子开关的控制端COM接收高电平控制信号时，电子开关内部第三连接端D与第一连接端S1断开，第三连接端D与第二连接端S2连接。在实际实现时，电子开关可以为单刀双掷的模拟开关。具体的，当电子开关的控制端COM接收高电平控制信号时，电子开关内部第三连接端D与第一连接端S1连接，直流电压源Ud向驱动电感提供电压进行充电；电子开关的控制端COM接收高电平控制信号时，电子开关内部第三连接端D与第二连接端S2连接，驱动电感存储的电能释放；由于超声波电机是容性负载，与形成驱动电感形成LCR振荡电路，驱动组件向超声波电机提供的驱动电压为驱动超声波电机所需的正弦电压，驱动电压的频率和幅值由驱动电感、超声波电机等效电路共同决定。本申请中，通过提供一种驱动电路，驱动电路包括至少一组驱动组件，每组驱动组件有两个工作模式：直流电压源给电感充电；电感放电，与超声波电机形成LCR振荡实现驱动，通过不再采用变压器，而是采用谐振升压的方式驱动，减小了驱动电路的电路复杂度以及体积；同时通过控制这两个工作模式的工作时长可实现超声波电机的速度调整；解决了现有技术中超声波电机的调速问题；达到了实现超声波电机调速控制的效果。可选的，控制器向驱动组件内电子开关的控制端COM输出脉冲宽度调制信号，脉冲宽度调制信号的占空比与超声波电机的速度呈正相关。具体的，通过调整脉冲宽度调制信号的占空比可调整驱动电感的充电时间，进而控制超声波电机的电压幅值，最终实现了电机调速功能。可选的，本申请以超声波电机具备两相进行举例说明，驱动电路包括两组驱动组件且分别为第一驱动组件和第二驱动组件，控制包括第一输出接口和第二输出接口，其中：第一驱动组件内电子开关U1的控制端COM与第一输出接口电连接，第一驱动组件内电子开关U1的第二连接端S2用于与第一超声波电机的第一相(例如，A相)相连接，电子开关U1的第一连接端S1与直流电压源Ud相连接，电子开关U1的第三连接端通过驱动电感L1接地GND；第二驱动组件内电子开关U2的控制端COM与第二输出接口电连接，第二驱动组件内电子开关U2的第二连接端S2用于与超声波电机的第二相相连接，电子开关U2的第一连接端S1与直流电压源Ud相连接，电子开关U2的第三连接端通过驱动电感L2接地GND。在实际实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超声波电机的驱动电路，其特征在于，包括：直流电压源、控制器和至少一组驱动组件，每组驱动组件与控制器的一个输出接口相对应，所述驱动组件包括电子开关和驱动电感，所述电子开关的控制端与其对应的输出接口相连接，所述电子开关的第一连接端连接至所述直流电压源的输出端，所述电子开关的第二连接端用于与超声波电机相连接，所述电子开关的第三连接端端通过所述驱动电感接地；/n其中，所述电子开关的控制端接收高电平控制信号时，所述电子开关内部所述第三连接端与所述第一连接端连接，第三连接端与所述第二连接端断开；所述电子开关的控制端接收高电平控制信号时，所述电子开关内部所述第三连接端与所述第一连接端断开，第三连接端与所述第二连接端连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种超声波电机的驱动电路，其特征在于，包括：直流电压源、控制器和至少一组驱动组件，每组驱动组件与控制器的一个输出接口相对应，所述驱动组件包括电子开关和驱动电感，所述电子开关的控制端与其对应的输出接口相连接，所述电子开关的第一连接端连接至所述直流电压源的输出端，所述电子开关的第二连接端用于与超声波电机相连接，所述电子开关的第三连接端端通过所述驱动电感接地；
其中，所述电子开关的控制端接收高电平控制信号时，所述电子开关内部所述第三连接端与所述第一连接端连接，第三连接端与所述第二连接端断开；所述电子开关的控制端接收高电平控制信号时，所述电子开关内部所述第三连接端与所述第一连接端断开，第三连接端与所述第二连接端连接。


2.根据权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述驱动电路包括两组驱动组件且分别为第一驱动组件和第二驱动组件，所述控制包括第一输出接口和第二输出接口，其中：
所述第一驱动组件内电子开关的控制端与所述第一输出接口电连接，所述第一驱动组件内电子开关的第二连接端用于与所述超声波电机的第一相相连接；
所述第二驱动组件内电...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄伯超，徐浩桐，许诺，王三舟，
申请(专利权)人：北京机械设备研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11