專利名稱：一種超聲波電動(dòng)機(jī)閉環(huán)驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超聲波電動(dòng)機(jī)閉環(huán)驅(qū)動(dòng)電路。
背景技術(shù)：
超聲波電動(dòng)機(jī)是一種新型的運(yùn)動(dòng)控制執(zhí)行兀件，具有不同于傳統(tǒng)電機(jī)的工作原理與結(jié)構(gòu)。超聲波電動(dòng)機(jī)是利用壓電材料的壓電效應(yīng)，靠摩擦力推動(dòng)轉(zhuǎn)子或動(dòng)子運(yùn)動(dòng)的，與傳統(tǒng)電機(jī)相比，超聲波電動(dòng)機(jī)有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不需要線圈，重量輕，驅(qū)動(dòng)部件形狀靈活，無噪聲，無磁場(chǎng)輻射干擾，功率質(zhì)量比大，微位移直接驅(qū)動(dòng)等諸多優(yōu)點(diǎn)。這些優(yōu)點(diǎn)使得超聲波電動(dòng)機(jī)在航空航天、機(jī)器人、精密加工設(shè)備、醫(yī)療儀器、生物工程設(shè)備等高端運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域及家用電器、汽車電子等普通運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用前景。超聲波電動(dòng)機(jī)需要特殊的電信號(hào)激勵(lì)，其運(yùn)行離不開驅(qū)動(dòng)電路，超聲波電動(dòng)機(jī)及其驅(qū)動(dòng)電路一起構(gòu)成超聲波電動(dòng)機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)的性能在很大程度上取決于驅(qū)動(dòng)電路的性能?，F(xiàn)有的超聲波電動(dòng)機(jī)閉環(huán)驅(qū)動(dòng)控制電路結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，成本較高，一定程度上限制了其工業(yè)化應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種超聲波電動(dòng)機(jī)閉環(huán)驅(qū)動(dòng)電路，用以解決現(xiàn)有超聲波電機(jī)閉環(huán)驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案是:一種超聲波電動(dòng)機(jī)閉環(huán)驅(qū)動(dòng)電路，包括A相和B相PI控制器、A相和B相PWM信號(hào)發(fā)生器、A相和B相驅(qū)動(dòng)電壓幅值反饋測(cè)量電路、分頻調(diào)相電路、功率放大電路和A相和B相推挽驅(qū)動(dòng)電路，所述A相、B相PI控制器根據(jù)給定電壓幅值信號(hào)和所述A相、B相電壓幅值反饋測(cè)量電路輸出的A相、B相電壓幅值反饋信號(hào)分別輸出對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)給A相、B相PWM信號(hào)發(fā)生器,所述A相和B相PWM信號(hào)發(fā)生器分別輸出占空比可調(diào)的方波信號(hào)，經(jīng)過分頻調(diào)相電路分頻移相，形成四路驅(qū)動(dòng)信號(hào)，再由功率放大電路放大后送入相應(yīng)的A、B相推挽驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電機(jī)正反轉(zhuǎn)。所述分頻調(diào)相電路包括一個(gè)雙向移位寄存器和四個(gè)與門，雙向移位寄存器的相應(yīng)輸出分別與A、B相PWM信號(hào)發(fā)生器輸出信號(hào)經(jīng)過對(duì)應(yīng)與門相與，形成所述四路驅(qū)動(dòng)信號(hào)。所述雙向移位寄存器為4位雙向移位寄存器，其信號(hào)輸出端Q0、Q2分別與A相PWM信號(hào)連入用于輸出A相驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)的與門芯片信號(hào)輸出端Q1、Q3分別與B相PWM信號(hào)連入用于輸出B相驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)的與門芯片。所述A相、B相PWM信號(hào)發(fā)生器由TL494芯片構(gòu)成，且共用一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，所述TL494芯片內(nèi)置有運(yùn)算放大器，所述A相、B相PI控制器分別由各自的阻容電路與各自TL494芯片中的一個(gè)運(yùn)算放大器組成，所述電壓幅值反饋信號(hào)連入所述運(yùn)算放大器的同相輸入端，所述電壓幅值的給定值信號(hào)連入所述運(yùn)算放大器的反相輸入端。所述4位雙向移位寄存器的一個(gè)相位控制引腳連接選擇開關(guān)，其時(shí)鐘引腳連接A相PWM信號(hào)，所述選擇開關(guān)還連接所述4位雙向移位寄存器的復(fù)位引腳。
所述推挽驅(qū)動(dòng)電路由MOSFET和變壓器組成。所述選擇開關(guān)為撥碼開關(guān)。本發(fā)明達(dá)到的有益效果:本發(fā)明采用A相、B相驅(qū)動(dòng)電壓幅值反饋信號(hào)和給定的電壓幅值信號(hào)作為A相、B相PI控制器的輸入，A相、B相PWM信號(hào)發(fā)生器采用專門的PWM調(diào)制電路芯片，兩芯片共用一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，使得產(chǎn)生的A相、B相PWM信號(hào)具有相同的頻率，PWM調(diào)制電路芯片內(nèi)置的運(yùn)算放大器和該運(yùn)算放大器對(duì)應(yīng)的輸入引腳連接的阻容電路組成PI控制器，A相、B相PI控制器中阻容電路并不相同，使得A相、B相脈沖占空比可以根據(jù)各自的需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，PI控制器通過調(diào)節(jié)PWM脈沖信號(hào)的占空比來調(diào)節(jié)A相、B相驅(qū)動(dòng)電壓的幅值，實(shí)現(xiàn)了超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓幅值的閉環(huán)控制，電路結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，降低成本。PWM調(diào)制電路芯片內(nèi)置的振蕩器對(duì)應(yīng)的輸入引腳連接有一個(gè)滑動(dòng)電阻，用以調(diào)節(jié)輸出的PWM信號(hào)的頻率，可以根據(jù)本發(fā)明超聲波電機(jī)對(duì)驅(qū)動(dòng)電壓頻率的要求，調(diào)整滑動(dòng)電阻，使輸出的PWM信號(hào)頻率與本發(fā)明超聲波電機(jī)要求的頻率相匹配，工作過程更加可靠。


圖1是本發(fā)明超聲波電機(jī)閉環(huán)驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)框 圖2是本發(fā)明A相PWM信號(hào)發(fā)生器；
圖3是本發(fā)明B相PWM信號(hào)發(fā)生器；
圖4是本發(fā)明分頻移相電路；
圖5是本發(fā)明分頻信號(hào)實(shí)測(cè)波形；
圖6是本發(fā)明A相PWM信號(hào)功率放大器；
圖7是本發(fā)明B相PWM信號(hào)功率放大器；
圖8是本發(fā)明推挽驅(qū)動(dòng)電路和驅(qū)動(dòng)電壓幅值反饋測(cè)量電路。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。如圖1，A、B兩相的驅(qū)動(dòng)電壓幅值測(cè)量電路輸出的信號(hào)，分別反饋至各自PI控制器的輸入端，與給定值相減得到控制誤差作為各自PI控制器的輸入，從而構(gòu)成A相與B相電壓幅值的閉環(huán)控制。推挽式驅(qū)動(dòng)電路單元的工作，需要作用于其中電力電子器件的PWM控制信號(hào)，本實(shí)施例中，PWM控制信號(hào)由A相、B相PWM信號(hào)發(fā)生單元產(chǎn)生，A、B相PWM發(fā)生單元各自產(chǎn)生一路PWM信號(hào)，PWM控制信號(hào)的頻率決定驅(qū)動(dòng)電路輸出交流驅(qū)動(dòng)電壓的頻率，PWM控制信號(hào)的脈沖占空比決定驅(qū)動(dòng)電路輸出交流驅(qū)動(dòng)電壓的幅值大小。對(duì)于兩相行波超聲波電動(dòng)機(jī)的推挽式驅(qū)動(dòng)，每相需要兩路互為反相的PWM信號(hào)，用于驅(qū)動(dòng)一相推挽式電路單元中的兩個(gè)功率開關(guān)管，每一相推挽式驅(qū)動(dòng)電路需要兩路PWM控制信號(hào)，兩相共需要四路PWM控制信號(hào)，因此上述產(chǎn)生的PWM信號(hào)還需經(jīng)過分頻電路單元進(jìn)行分頻，同時(shí)，分頻電路單元還兼具移相功能，使得該單元輸出的兩相PWM信號(hào)互差90°，分頻移相單元輸出的四路PWM信號(hào)，經(jīng)信號(hào)放大環(huán)節(jié)進(jìn)行功率放大，送入推挽式驅(qū)動(dòng)電路單元，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力電子器件開、關(guān)動(dòng)作的控制。為保證超聲波電機(jī)的正常工作，其兩相交流驅(qū)動(dòng)電壓應(yīng)具有相同的頻率，本發(fā)明產(chǎn)生的這兩個(gè)PWM信號(hào)，頻率相同，相位相同，僅脈沖寬度(占空比)不同，分別與各自的驅(qū)動(dòng)電壓幅值要求相對(duì)應(yīng)。如圖2，A相PWM信號(hào)發(fā)生器采用TL494芯片來產(chǎn)生PWM信號(hào)，與Ul (TL494)的CT弓丨腳相連的電容C2和與RT引腳相連的R2、R3，用來設(shè)定TL494輸出PWM信號(hào)的頻率:
f 11
' (R2 - R3)C:
設(shè)定R3和C2的大小可以滿足不同類型的超聲波電機(jī)對(duì)驅(qū)動(dòng)電壓頻率的要求，通過可調(diào)電阻(電位器)R2來調(diào)節(jié)輸出PWM信號(hào)的頻率，可以根據(jù)電機(jī)對(duì)頻率調(diào)節(jié)范圍的要求及R3的大小，選定R2的阻值。Ul (TL494)內(nèi)含兩個(gè)運(yùn)算放大器,其lin+、lin-和2in+、2in-引腳分別是這兩個(gè)運(yùn)算放大器的輸入端，本實(shí)施例中，lin+、lin-引腳對(duì)應(yīng)的內(nèi)置運(yùn)算放大器被用來與R20、R21、R22、R23、R24、C9元件一起，構(gòu)成A相PI控制器。UKTL494)的FB引腳是其內(nèi)含運(yùn)算放大器的輸出端，R24與C9并聯(lián)連接于運(yùn)算放大器的反相輸入端(Iin-引腳)與輸出端(FB引腳)之間，A相反饋電壓幅值測(cè)量信號(hào)UAFB從運(yùn)算放大器的同相輸入端(Iin+引腳)經(jīng)電阻R20引入，電壓幅值的給定值信號(hào)UREF經(jīng)電阻R23引入運(yùn)算放大器的反相輸入端，Ul (TL494)的FB引腳作為A相PI控制器的輸出信號(hào)，用來調(diào)節(jié)其輸出PWM信號(hào)的占空比，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓幅值的控制。本實(shí)施例中，電壓幅值的給定值信號(hào)UREF是由電阻R21和電位器R22對(duì)電源電壓Vcc分壓得到的，可手動(dòng)調(diào)節(jié)電位器R22以得到不同的電壓幅值給定值。其他實(shí)施例中，UREF可來自上位機(jī)，亦可來自其它形式的輸入。如圖3，U2的CT引腳直接與Ul的CT引腳相連，U2的RT引腳則連接U2的參考電壓源輸出端(REF引腳，電壓固定為5V)。這樣，U2與Ul共用時(shí)鐘信號(hào)，使A相、B相信號(hào)發(fā)生器輸出的PWM信號(hào)具有相同的頻率、相同的相位，而PWM信號(hào)的脈沖寬度(占空比)則根據(jù)兩相各自的需要分別進(jìn)行調(diào)節(jié)，具有不同值，這就在保證電機(jī)正常運(yùn)行的前提下，實(shí)現(xiàn)了兩相PWM占空比的各自單獨(dú)調(diào)節(jié)，使得電機(jī)兩相驅(qū)動(dòng)電壓的幅值可以各自單獨(dú)地進(jìn)行調(diào)節(jié)。與Ul相同，本實(shí)施例中，U2的lin+、lin_引腳對(duì)應(yīng)的內(nèi)置運(yùn)算放大器被用來與R25、R28、R29、ClO 一起，構(gòu)成B相PI控制器。R29與ClO并聯(lián)連接于運(yùn)算放大器的反相輸入端與輸出端之間，B相反饋電壓幅值測(cè)量信號(hào)UBFB從運(yùn)算放大器的同相輸入端經(jīng)電阻R25引入。電壓幅值的給定值信號(hào)UREF經(jīng)電阻R28引入運(yùn)算放大器的反相輸入端。本實(shí)施例中，B相PI控制器的定值信號(hào)UREF與A相PI控制器的UREF是同一信號(hào)，以使超聲波電機(jī)兩相具有相同的驅(qū)動(dòng)電壓幅值，從而使電機(jī)保持良好的工作狀態(tài)。如圖4，A相推挽式驅(qū)動(dòng)電路由MOSFET器件Ql、Q2與變壓器Tl構(gòu)成，B相推挽式驅(qū)動(dòng)電路由MOSFET器件Q3、Q4與變壓器T2構(gòu)成，兩相推挽式電路單元的輸出直接連接至輸出接口 J2，J2與超聲波電機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)對(duì)超聲波電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制。由于驅(qū)動(dòng)超聲波電機(jī)的交流電壓幅值通常為數(shù)百伏，需要降壓才能連接到電源電壓為低壓的控制器。本實(shí)施例中，芯片電源電壓僅為12V，圖4中，R12、R13、R14構(gòu)成對(duì)A相驅(qū)動(dòng)電壓的分壓電路，測(cè)量電壓值由電位器R13的滑動(dòng)端引出，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)電壓的降壓處理，且降壓比例可以根據(jù)需要，用電位器R13進(jìn)行調(diào)節(jié)。這個(gè)分壓得到的低壓信號(hào)，仍然是有正有負(fù)的交流信號(hào)，還需通過二極管D1、電容C7構(gòu)成的整流電路進(jìn)行整流，才能得到可以反饋回控制器的A相反饋電壓信號(hào)UAFB，與電容C7并聯(lián)的R15，用來為C7提供放電回路。這個(gè)反饋信號(hào)UAFB接到A相PI閉環(huán)控制器的輸入端，與給定值進(jìn)行比較，得到誤差量值，才能進(jìn)行閉環(huán)控制。同理，電阻R16、R17、R18構(gòu)成對(duì)B相驅(qū)動(dòng)電壓的分壓電路，二極管D2、電容C8構(gòu)成其整流電路，R19用來為C8提供放電回路，最終得到B相反饋電壓信號(hào)UBFB，UBFB接到B相PI閉環(huán)控制器的輸入端。如圖5，本實(shí)施例的分頻移相電路由4位雙向移位寄存器U4 (⑶40194)、或非門芯片U3 (CD4025)、與門芯片U5 (CD 4081)及撥碼開關(guān)SI構(gòu)成。A相PWM信號(hào)發(fā)生電路的輸出信號(hào)PWMl作為U4 (⑶40194)的時(shí)鐘輸入信號(hào)(U4的11腳)，U4的輸出Q0-Q3 (12、13、14、15引腳)為四路占空比25%、互差90°的方波信號(hào)。本實(shí)施例中，QO和Q2作為超聲波電機(jī)A相的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)，Ql和Q3作為B相的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)。CD40194有雙向移位控制功能，通過設(shè)置U4的9、10弓丨腳S0、SI為高電平或低電平，可以改變輸出信號(hào)Q0-Q3的相位關(guān)系。當(dāng)9、10引腳S0、S1的狀態(tài)依次為高、低電平，則⑶40194對(duì)串行正向移位；當(dāng)9、10引腳S0、S1的狀態(tài)依次為低、高電平，則⑶40194串行反向移位。以Q0、Q1為例，正向移位時(shí)，QO超前Ql信號(hào)90° ;反向移位時(shí)，QO則滯后Ql信號(hào)90°。由超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)原理可知，Q0-Q3相位關(guān)系的變化，對(duì)應(yīng)于電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)。由此，利用CD40194的雙向移位功能，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)向的控制。這就在分頻的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了移相功能，得到了適合于超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)相位要求的PWM信號(hào)。U4的9引腳SO的高電平或低電平，由撥碼開關(guān)SI手動(dòng)設(shè)置，并通過三輸入或非門芯片U3C (⑶4025)對(duì)SO取非，得到U4的10引腳SI的電平。U4的2、7引腳DSR、DSL分別用來提供⑶40194進(jìn)行串行正向、反向移位的輸入信號(hào)。將U4的輸出信號(hào)Q0、Q1、Q2連接至三輸入或非門芯片U3B (⑶4025)三個(gè)輸入端，或非門的輸出連至U4的2引腳DSR，將U4的輸出信號(hào)Q1、Q2、Q3連接至三輸入或非門芯片U3A(⑶4025)三個(gè)輸入端，或非門的輸出連至U4的7引腳DSL，保證了利用⑶40194的移位功能實(shí)現(xiàn)四分頻。兩位撥碼開關(guān)SI的一位用來設(shè)置S0，另一位用來設(shè)置U4的I引腳MR的狀態(tài)。U4的I引腳MR是該芯片的復(fù)位引腳，該引腳輸入低電平，則芯片復(fù)位，所有輸出信號(hào)Q0-Q3均置為低電平，后面的推挽式驅(qū)動(dòng)電路單元不工作，不輸出驅(qū)動(dòng)電壓，超聲波電機(jī)因?yàn)闊o驅(qū)動(dòng)電壓而停轉(zhuǎn)。所以，兩位撥碼開關(guān)SI的這一位是用來控制電機(jī)是否工作的。經(jīng)U4進(jìn)行四分頻可得到Q0-Q3四路信號(hào)。這四路信號(hào)的相互相位關(guān)系符合超聲波電機(jī)兩相推挽驅(qū)動(dòng)電路的需求，但它們的占空比固定為25%，以Q0、Ql為例，分頻后的信號(hào)波形如圖6所示。固定的占空比不能實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)電壓幅值的閉環(huán)控制，必需使得它們的占空比能夠在A相、B相PI控制器的調(diào)節(jié)作用下連續(xù)變化，即Q0-Q3四路信號(hào)中，用作超聲波電機(jī)A相的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)的QO和Q2，應(yīng)具有和Ul的輸出信號(hào)PWMl相同的占空比；作為超聲波電機(jī)B相的驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)的Ql和Q3，應(yīng)具有和U2的輸出PWM2相同的占空比。這一功能，由二輸入與門芯片U5 (⑶4081)實(shí)現(xiàn)，QO信號(hào)與PWMl連入U(xiǎn)5A的兩個(gè)輸入端，Q2與PWMl連入U(xiǎn)5B的兩個(gè)輸入端，在U5A和U5B的輸出端各輸出一路占空比與PWMl相同的PWM信號(hào)。同理，Q1、Q3信號(hào)分別和PWM2相與，在U5C和U 的輸出端各輸出一路占空比與PWM2相同的PWM信號(hào)，PWMl和PWM2的占空比不超過25%。這樣，就得到了四路符合超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)要求的PWM信號(hào)。
數(shù)字集成電路的輸出信號(hào)，通常不具有控制電力電子器件所需的足夠大的功率，所以，在將上述四路PWM信號(hào)施加于MOSFET柵極之前，還需要對(duì)這四路PWM信號(hào)進(jìn)行功率放大，如圖7，本實(shí)施例的A相功率放大電路采用MOSFET專用驅(qū)動(dòng)芯片IR4427，U6的輸入引腳2、4分別連接U5A和U5B的輸出端，并在U6的輸出引腳7、5得到功率放大之后的PWM信號(hào)，這兩個(gè)PWM信號(hào)經(jīng)電阻R8、R9限流后施加于A相推挽式驅(qū)動(dòng)電路的兩個(gè)MOSFET器件Q1、Q2的柵極。與U5A和U5B輸出的信號(hào)相比，U6輸出的兩個(gè)PWM信號(hào)的高、低電平的電壓大小相同，僅僅是信號(hào)功率增大，即可提供的電流大幅度增加，滿足MOSFET柵極驅(qū)動(dòng)要求。如圖8，B相PWM信號(hào)功率放大電路也采用IR4427芯片，同A相PWM信號(hào)功率放大電路一樣，U7的輸入引腳2、4分別連接U5C和U5D的輸出端，在引腳7、5得到兩路輸出信號(hào)，分別經(jīng)電阻R10、R11限流后施加于B相推挽式驅(qū)動(dòng)電路的兩個(gè)MOSFET器件Q3、Q4的柵極。
權(quán)利要求
1.一種超聲波電動(dòng)機(jī)閉環(huán)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，包括A相和B相PI控制器、A相和B相PWM信號(hào)發(fā)生器、A相和B相驅(qū)動(dòng)電壓幅值反饋測(cè)量電路、分頻調(diào)相電路、功率放大電路和A相和B相推挽驅(qū)動(dòng)電路，所述A相、B相PI控制器根據(jù)給定電壓幅值信號(hào)和所述A相、B相電壓幅值反饋測(cè)量電路輸出的A相、B相電壓幅值反饋信號(hào)分別輸出對(duì)應(yīng)的控制信號(hào)給A相、B相PWM信號(hào)發(fā)生器，所述A相和B相PWM信號(hào)發(fā)生器分別輸出占空比可調(diào)的方波信號(hào)，經(jīng)過分頻調(diào)相電路分頻移相，形成四路驅(qū)動(dòng)信號(hào)，再由功率放大電路放大后送入相應(yīng)的A、B相推挽驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電機(jī)正反轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波電動(dòng)機(jī)閉環(huán)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述分頻調(diào)相電路包括一個(gè)雙向移位寄存器和四個(gè)與門，雙向移位寄存器的相應(yīng)輸出分別與A、B相PWM信號(hào)發(fā)生器輸出信號(hào)經(jīng)過對(duì)應(yīng)與門相與，形成所述四路驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超聲波電動(dòng)機(jī)閉環(huán)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述雙向移位寄存器為4位雙向移位寄存器，其信號(hào)輸出端QO、Q2分別與A相PWM信號(hào)連入用于輸出A相驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)的與門芯片信號(hào)輸出端Q1、Q3分別與B相PWM信號(hào)連入用于輸出B相驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)的與門芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波電動(dòng)機(jī)閉環(huán)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述A相、B相PWM信號(hào)發(fā)生器由TL494芯片構(gòu)成，且共用一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，所述TL494芯片內(nèi)置有運(yùn)算放大器，所述A相、B相PI控制器分別由各自的阻容電路與各自TL494芯片中的一個(gè)運(yùn)算放大器組成，所述電壓幅值反饋信號(hào)連入所述運(yùn)算放大器的同相輸入端，所述電壓幅值的給定值信號(hào)連入所述運(yùn)算放大器的反相輸入端。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲波電動(dòng)機(jī)閉環(huán)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述4位雙向移位寄存器的一個(gè)相位控制引腳連接選擇開關(guān)，其時(shí)鐘引腳連接A相PWM信號(hào)，所述選擇開關(guān)還連接所述4位雙向移位寄存器的復(fù)位引腳。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲波電動(dòng)機(jī)閉環(huán)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述推挽驅(qū)動(dòng)電路由MOSFET和變壓器組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲波電動(dòng)機(jī)閉環(huán)驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述選擇開關(guān)為撥碼開關(guān)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超聲波電動(dòng)機(jī)閉環(huán)驅(qū)動(dòng)電路，采用A相、B相驅(qū)動(dòng)電壓幅值反饋信號(hào)和給定的電壓幅值信號(hào)作為A相、B相PI控制器的輸入，A相、B相PWM信號(hào)發(fā)生器采用專門的PWM調(diào)制電路芯片，兩芯片共用一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，使得產(chǎn)生的A相、B相PWM信號(hào)具有相同的頻率，PWM調(diào)制電路芯片內(nèi)置的運(yùn)算放大器和該運(yùn)算放大器對(duì)應(yīng)的輸入引腳連接的阻容電路組成PI控制器，A相、B相PI控制器中阻容電路并不相同，使得A相、B相脈沖占空比可以根據(jù)各自的需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，PI控制器通過調(diào)節(jié)PWM脈沖信號(hào)的占空比來調(diào)節(jié)A相、B相驅(qū)動(dòng)電壓的幅值，實(shí)現(xiàn)了超聲波電機(jī)驅(qū)動(dòng)電壓幅值的閉環(huán)控制，電路結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，降低成本。
文檔編號(hào)H02N2/00GK103095173SQ20131001727
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2013年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月17日
發(fā)明者史敬灼, 馬秋杰, 張彩霞, 徐迎曦, 王曉節(jié) 申請(qǐng)人:河南科技大學(xué)