一種超聲電機的單相推挽驅(qū)動電路的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及一種電機驅(qū)動電路，特別涉及一種超聲電機的單相推挽驅(qū)動電路。
【背景技術(shù)】
[0002]超聲波電機是一種全新概念的驅(qū)動微電機，它不依靠電磁介質(zhì)傳遞能量，而是應用壓電材料的逆壓電效應產(chǎn)生超聲振動，通過振動體和移動體之間的摩擦力變換成轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)或者直線運動。超聲波電機具有低速大轉(zhuǎn)矩，運行無噪聲，斷電自鎖，不受電磁干擾等優(yōu)于電磁電機的特點，因此在精密儀器、光學系統(tǒng)、醫(yī)療器材、汽車電器、航空航天等領域有著廣闊的應用前景。伴隨著超聲波電機的出現(xiàn)，對超聲波電機驅(qū)動控制器的研宄日漸升溫，但由于超聲波電機定子振動的非線性、時變的阻抗特性與幅頻特性，到目前為止還沒有精確的數(shù)學模型來描，因此電機的性能與電機的驅(qū)動控制系統(tǒng)密切相關。
[0003]目前對于超聲波電機的驅(qū)動控制研宄已相對成熟，而兩相超聲波電機的驅(qū)動電源的一相完全可用于驅(qū)動單相超聲波電機，但實際中要求有針對單相電機的簡單實用的驅(qū)動電路。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]發(fā)明目的:針對上述現(xiàn)有技術(shù)，提出一種超聲電機的單相推挽驅(qū)動電路，電路結(jié)構(gòu)簡單，適用于低電壓供電。
[0005]技術(shù)方案:一種超聲電機的單相推挽驅(qū)動電路，包括耗盡型NMOS管Ql、耗盡型NMOS管Q2、二極管Dl、二極管D2、電容Cl、電容C2、變壓器T以及諧振電路；所述變壓器T的一次側(cè)連接電源正極，輸入電源通過分接頭分成兩路，一路連接所述耗盡型NMOS管Ql的漏極，另一路連接所述耗盡型NMOS管Q2的漏極，所述二極管Dl反向連接在所述耗盡型NMOS管Ql的漏極和源極之間，所述電容Cl并聯(lián)在二極管Dl的兩端，所述耗盡型NMOS管Ql的源極接地，所述二極管D2反向連接在所述耗盡型NMOS管Q2的漏極和源極之間，所述電容C2并聯(lián)在二極管D3的兩端，所述耗盡型NMOS管Q2的源極接地，所述耗盡型NMOS管Ql和耗盡型NMOS管Q2的柵極分別連接外部控制信號；所述變壓器T的二次側(cè)輸出端與所述諧振電路的輸入端連接，所述諧振電路的輸出端連接超聲電機。
[0006]作為本實用新型的優(yōu)選方案，所述諧振電路包括電感L1、電感L2、電感L3以及電容C3，所述電感L1、電感L2、電感L3的一端互聯(lián)，電感LI和電感L2的另一端作為諧振電路的輸入端連接所述變壓器T的二次側(cè)，所述電感L3的另一端串聯(lián)電容C3后作為諧振電路的輸出端連接超聲電機。
[0007]有益效果:本實用新型的一種超聲電機的單相推挽驅(qū)動電路包括由兩個開關管組成的推免電路以及變壓器和諧振電路構(gòu)成。兩個開關管是工地的，相對于現(xiàn)有技術(shù)中的推免驅(qū)動電路，其不需隔離故結(jié)構(gòu)簡單，十分適合超聲電氣驅(qū)動器的低電壓供電。諧振電路為LLCC諧振電路，通過該諧振電路實現(xiàn)了輸出到超聲電機的電壓幅值和相角不隨負載和驅(qū)動頻率變化而改變，從而相對于現(xiàn)有技術(shù)中的推免驅(qū)動電路省去了輸出電壓的反饋控制回路。選擇較小的電感L2值，可使得諧振電路的總阻抗為感性或阻性，使得諧振電路在電壓幅值和相移與驅(qū)動條件解耦方面滿足超聲電機驅(qū)動的要求。
【附圖說明】
[0008]圖1為一種超聲電機的單相推挽驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做更進一步的解釋。
[0010]如圖1所示，一種超聲電機的單相推挽驅(qū)動電路，包括耗盡型NMOS管Q1、耗盡型NMOS管Q2、二極管Dl、二極管D2、電容Cl、電容C2、變壓器T以及諧振電路。其中，諧振電路包括電感L1、電感L2、電感L3以及電容C3。變壓器T的一次側(cè)連接電源正極，輸入電源通過分接頭分成兩路，一路連接所述耗盡型NMOS管Ql的漏極，另一路連接耗盡型NMOS管Q2的漏極。二極管Dl反向連接在耗盡型NMOS管Ql的漏極和源極之間，電容Cl并聯(lián)在二極管Dl的兩端，耗盡型NMOS管Ql的源極接地。二極管D2反向連接在耗盡型NMOS管Q2的漏極和源極之間，電容C2并聯(lián)在二極管D3的兩端，耗盡型NMOS管Q2的源極接地。耗盡型NMOS管Ql和耗盡型NMOS管Q2的柵極分別連接外部控制信號。電感L1、電感L2、電感L3的一端互聯(lián)，電感LI和電感L2的另一端作為諧振電路的輸入端連接所述變壓器T的二次側(cè)，電感L3的另一端串聯(lián)電容C3后作為諧振電路的輸出端連接超聲電機。
[0011]對于超聲電機的驅(qū)動，其存在調(diào)壓控制、變相位差控制、變頻控制等控制策略，驅(qū)動控制的供電電壓一般為12V，而其超聲電機所需的工作電壓幅值較高，因此超聲電機的驅(qū)動電路需要具有升壓功能。本結(jié)構(gòu)的驅(qū)動電路中，其推免電路通過耗盡型NMOS管Ql和耗盡型NMOS管Q2驅(qū)動，兩個開關管是工地的，相對于現(xiàn)有技術(shù)中的推免驅(qū)動電路，其不需隔離故結(jié)構(gòu)簡單，十分適合超聲電氣驅(qū)動器的低電壓供電。本結(jié)構(gòu)中的諧振電路為LLCC諧振電路，通過該諧振電路實現(xiàn)了輸出到超聲電機的電壓幅值和相角不隨負載和驅(qū)動頻率變化而改變，從而相對于現(xiàn)有技術(shù)中的推免驅(qū)動電路省去了輸出電壓的反饋控制回路。
[0012]本驅(qū)動電路中，二極管Dl和電容Cl的組合使得電容Cl成為耗盡型NMOS管Ql的結(jié)電容，二極管D2和電容C2的組合使得電容C2成為耗盡型NMOS管Q2的結(jié)電容。在諧振電路中，由于超聲電機的非線性負載，為了提供較高的驅(qū)動電壓，串聯(lián)匹配電感LI，從而保證電機有較大的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩。通過外部控制信號控制開管Ql和Q2的工作，使其推免驅(qū)動電路產(chǎn)生方波電壓，方波電壓經(jīng)變壓器T隔離并升壓后，經(jīng)諧振電路諧振放大、濾波后輸出正弦電壓到超聲電機。其中，諧振電路中電感L2、電感L3以及電容C3為外接的無源元件，與超聲電機自身的等效電容構(gòu)成LLCC諧振電路，選擇較小的電感L2值，可使得諧振電路的總阻抗為感性或阻性，使得諧振電路在電壓幅值和相移與驅(qū)動條件解耦方面滿足超聲電機驅(qū)動的要求。
[0013]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術(shù)領域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.一種超聲電機的單相推挽驅(qū)動電路，其特征在于:包括耗盡型NMOS管Q1、耗盡型NMOS管Q2、二極管Dl、二極管D2、電容Cl、電容C2、變壓器T以及諧振電路；所述變壓器T的一次側(cè)連接電源正極，輸入電源通過分接頭分成兩路，一路連接所述耗盡型NMOS管Ql的漏極，另一路連接所述耗盡型NMOS管Q2的漏極，所述二極管Dl反向連接在所述耗盡型NMOS管Ql的漏極和源極之間，所述電容Cl并聯(lián)在二極管Dl的兩端，所述耗盡型NMOS管Ql的源極接地，所述二極管D2反向連接在所述耗盡型NMOS管Q2的漏極和源極之間，所述電容C2并聯(lián)在二極管D3的兩端，所述耗盡型NMOS管Q2的源極接地，所述耗盡型NMOS管Ql和耗盡型NMOS管Q2的柵極分別連接外部控制信號；所述變壓器T的二次側(cè)輸出端與所述諧振電路的輸入端連接，所述諧振電路的輸出端連接超聲電機。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲電機的單相推挽驅(qū)動電路，其特征在于:所述諧振電路包括電感L1、電感L2、電感L3以及電容C3，所述電感L1、電感L2、電感L3的一端互聯(lián)，電感LI和電感L2的另一端作為諧振電路的輸入端連接所述變壓器T的二次側(cè)，所述電感L3的另一端串聯(lián)電容C3后作為諧振電路的輸出端連接超聲電機。
【專利摘要】本實用新型公開了一種超聲電機的單相推挽驅(qū)動電路，包括耗盡型NMOS管Q1、耗盡型NMOS管Q2、二極管D1、二極管D2、電容C1、電容C2、變壓器T以及諧振電路。諧振電路為LLCC諧振電路，通過該諧振電路實現(xiàn)了輸出到超聲電機的電壓幅值和相角不隨負載和驅(qū)動頻率變化而改變，從而相對于現(xiàn)有技術(shù)中的推免驅(qū)動電路省去了輸出電壓的反饋控制回路。選擇較小的電感L2值，可使得諧振電路的總阻抗為感性或阻性，使得諧振電路在電壓幅值和相移與驅(qū)動條件解耦方面滿足超聲電機驅(qū)動的要求。
【IPC分類】H02N2-06, H02N2-14
【公開號】CN204597813
【申請?zhí)枴緾N201520194943
【發(fā)明人】蘇勛濤
【申請人】江蘇紫金東方超聲電機有限公司
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年4月1日