振动型马达的控制设备以及驱动设备制造技术

本发明专利技术提供振动型马达的控制设备以及驱动设备。所述振动型马达的控制设备包括：驱动信号生成单元，其被配置为生成所述振动型马达的驱动信号；以及升压电路，其被配置为使所述驱动信号升压。所述驱动信号生成单元基于所述振动型马达的驱动频率或流经所述振动型马达的电流来改变所述驱动信号的占空比。的电流来改变所述驱动信号的占空比。的电流来改变所述驱动信号的占空比。

【技术实现步骤摘要】
振动型马达的控制设备以及驱动设备


[0001]本专利技术涉及振动型马达的控制设备以及驱动设备。

技术介绍

[0002]传统上已知，当使用配备有谐振电路的放大器来驱动诸如超声波马达等的振动型马达时，电压和/或电流波形根据驱动频率而失真，并且驱动性能和功率效率下降。日本特开(“JP”)2000
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70851公开了使用配备有模拟滤波器和线性放大器的驱动电路来将超声波马达的驱动波形转换成正弦波以改善由升压电路引起的谐波失真的方法。JP 2000
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184759公开了通过使用切换电路调整脉冲宽度来改善超声波马达的驱动电压波形的失真以改善由升压电路引起的谐波失真的方法。
[0003]JP 2000
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70851中所公开的方法在改善驱动波形的失真方面是有效的，但使用模拟滤波器和线性放大器在功耗(功率效率)方面是不利的。JP2000
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184759中所公开的方法可以改善电压波形的失真，但不能改善电流波形的失真。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种振动型马达的控制设备以及驱动设备，其各自均可以改善驱动性能和功率效率降低。
[0005]根据本专利技术的一方面的一种振动型马达的控制设备，所述控制设备包括：驱动信号生成单元，其被配置为生成所述振动型马达的驱动信号；以及升压电路，其被配置为使所述驱动信号升压。所述驱动信号生成单元基于所述振动型马达的驱动频率来改变所述驱动信号的占空比。具有上述控制设备的驱动设备也构成本专利技术的另一方面。
[0006]一种振动型马达的控制设备，所述控制设备包括：驱动信号生成单元，其被配置为生成所述振动型马达的驱动信号；以及升压电路，其被配置为使所述驱动信号升压。所述驱动信号生成单元基于流经所述振动型马达的电流来改变所述驱动信号的占空比。
[0007]一种驱动设备，包括：振动型马达；从动构件，其被所述振动型马达驱动；驱动信号生成单元，其被配置为生成所述振动型马达的驱动信号；以及升压电路，其被配置为使所述驱动信号升压，由所述升压电路升压后的驱动信号被施加到所述振动型马达。所述驱动信号生成单元基于所述振动型马达的驱动频率来改变所述驱动信号的占空比。
[0008]一种驱动设备，包括：振动型马达；从动构件，其被所述振动型马达驱动；驱动信号生成单元，其被配置为生成所述振动型马达的驱动信号；以及升压电路，其被配置为使所述驱动信号升压，由所述升压电路升压后的驱动信号被施加到所述振动型马达。所述驱动信号生成单元基于流经所述振动型马达的电流来改变所述驱动信号的占空比。
[0009]通过以下参考附图对典型实施例的说明，本专利技术的更多特征将变得明显。
附图说明
[0010]图1是根据各实施例的振动型马达的控制设备的框图。
[0011]图2是根据第一实施例的振动型马达的控制设备的详细图。
[0012]图3是根据第一实施例的H桥电路的例示性输入/输出关系。
[0013]图4是示出根据第一实施例的确定占空比的方法的流程图。
[0014]图5是第一实施例中的通过阶跃响应测量所获得的例示性结果。
[0015]图6示出第一实施例中的驱动频率和占空比之间的关系。
[0016]图7A至图7C示出第一实施例中的用于通过改变占空比来减少电流失真的示例。
[0017]图8是根据第二实施例的振动型马达的控制设备的详细图。
[0018]图9是示出根据第二实施例的确定占空比的方法的流程图。
[0019]图10A至图10C示出根据第二实施例的基准电流波形和实际测量电流波形的示例。
具体实施例
[0020]现在参考附图，将给出对根据本专利技术的实施例的详细说明。
[0021]第一实施例
[0022]现在参考图1至图7C，将给出对根据本专利技术的第一实施例的振动型马达(超声波马达)的控制设备的说明。本实施例将论述使用阶跃响应来测量升压电路的特性、并且根据升压电路的特性来确定适当占空比的方法。
[0023]图1是振动型马达的控制设备100的框图。驱动信号生成单元101生成用于驱动振动型马达103中的压电元件222a和222b的频率信号(驱动信号)。升压电路102a和102b使施加到压电元件222a和222b的电压(由驱动信号生成单元101生成的频率信号)升压到致动器工作所需的电压。振动型马达103具有压电元件222a和222b，并且通过向压电元件222a和222b施加频率信号以使这些压电元件振动来用作致动器。振动型马达103的结构和振动模式例如可以使用与JP 2016
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218349和JP 2017
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060279中所述的振动型马达的已知技术相同的已知技术，并且将省略其说明。
[0024]本实施例将论述组合以下两个升压方法的升压方法：使用变压器的升压方法、以及使用电感元件与压电元件的电容成分之间的谐振的升压方法。
[0025]图2是振动型马达的控制设备100的详细图。驱动信号生成单元101包括控制信号生成单元200、电路特性保存单元(存储器)201、以及H桥电路210a和210b。控制信号生成单元200基于控制命令来生成驱动振动型马达103所需的频率信号。电路特性保存单元201保存升压电路102a、102b的谐振周期等的电路特性。
[0026]图3示出H桥电路210a的例示性输入/输出(I/O)关系。当将作为占空比为25％的方波信号的输入A输入到H桥电路210a的第一输入端子、并且将作为占空比为25％的方波信号的输入/A输入到第二输入端子时，产生如输出那样的驱动信号。输入到第一输入端子的信号和输入到第二输入端子的信号是相位彼此偏移了180度的信号。变成输入信号的High(高)时段的时间段被称为Ton时间301，并且变成Low(低)时段的时间段被称为Toff时间302。
[0027]升压电路102a包括电感元件220a、变压器221a和振动型马达103的压电元件222a。升压电路102a使用变压器221a对从驱动信号生成单元101输出的信号进行升压，并且利用电感元件220a和压电元件222a之间的谐振来施加驱动振动型马达103所需的电压的频率信号。控制命令单元230发出驱动速度命令以控制振动型马达103。升压电路102b具有电感元
件220b、变压器221b和压电元件222b，并且以与升压电路102a相同的方式起作用。
[0028]图4是示出根据本实施例的确定占空比的方法的流程图。首先，在步骤S11中，测量阶跃响应，以测量升压电路102a和102b的特性(谐振特性)。图5是阶跃响应测量的例示性结果。当阶跃输入波形501被输入到升压电路102a和102b时，获得阶跃响应波形502。
[0029]为了使用压电元件222a和222b作为振动型马达所施加的周期信号通常是阶跃响应波形502的第一波的重复状态。从测量开始时间起直到第一波的峰电压为止的时间段被设置为High 503。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种振动型马达的控制设备，所述控制设备包括：驱动信号生成单元，其被配置为生成所述振动型马达的驱动信号；以及升压电路，其被配置为使所述驱动信号升压，其特征在于，所述驱动信号生成单元基于所述振动型马达的驱动频率来改变所述驱动信号的占空比。2.根据权利要求1所述的振动型马达的控制设备，其特征在于，所述驱动信号生成单元在所述驱动频率是第一驱动频率的情况下，将所述占空比设置为第一占空比，并且在所述驱动频率是高于所述第一驱动频率的第二驱动频率的情况下，将所述占空比设置为高于所述第一占空比的第二占空比。3.根据权利要求1所述的振动型马达的控制设备，其特征在于，所述驱动信号生成单元设置所述占空比，以减少所述振动型马达的电流波形的电流失真。4.根据权利要求1所述的振动型马达的控制设备，其特征在于，所述驱动信号生成单元设置所述占空比，以使所述振动型马达的电流波形更接近于正弦波。5.根据权利要求1所述的振动型马达的控制设备，其特征在于，所述驱动信号生成单元基于与所述升压电路的谐振周期的一半相对应的时间段来确定所述占空比。6.根据权利要求5所述的振动型马达的控制设备，还包括存储器，所述存储器被配置为存储与所述谐振周期的一半相对应的时间段，其特征在于，所述驱动信号生成单元基于所述时间段和所述驱动频率来确定所述占空比。7.根据权利要求1所述的振动型马达的控制设备，其特征在于，所述驱动信号对应于提供给所述振动型马达中的压电元件的频率信号。8.根据权利要求1至7中任一项所述的振动型马达的控制设备，其特征在于，所述控制设备将由所述升压电路升压后的驱动信号施加到所述振动型马达。9.一种振动型马达的控制设备，所述控制设备包括：驱动信号生成单元，其被配置为生成所述振动型马达的驱动信号；以及升压电路，其被配置为使所述驱动信号升压，其特征在于，所述驱动信号生成单元基于流经所述振动型马达的电流来改变所述驱动信号的占空比。10.根据权利要求9所述的振动型马达的控制设备...

【专利技术属性】
技术研发人员：进藤浩崇，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：