傅 平

(闽江学院，福建福州350108)

0引 言

超声波电动机［1-3］具有低速大力矩的特点，已在许多领域得到了应用，如镜头自动对焦、精密XY平台等。超声波电动机的二相驱动输入在机械上相互耦合，因此转子二相能量转换过程中不可能完全相等，转子的二相等效负载也不可能完全相等，随工作情况的不同，其等效电路也会发生变化。

本文基于LCC的电路来驱动超声波电动机。此电路工作在其几何谐振频率，超声波电动机二相驱动输入电压基本不受电机品质因数变化的影响。与串联或并联LC谐振驱动电路相比，它只增加了二个电容。

1超声波电动机驱动电路

基于LCC的超声波电动机驱动电路示意图如图1所示。整个电路由半桥电路和二相LCC驱动电路组成。

图1 二相半桥式LCC驱动电路

本文采用的超声波电动机的工作频率为49～52 kHz。实际开关元件的工作频率为50～55 kHz，略高于其机械谐振频率。开关元件的频率由DSP控制器加以控制，DSP控制系统的框图如图2所示。其中PWM1～PWM4分别为驱动开关元件SW1～SW4的信号，PWM5～PWM6为驱动开关元件SW11～SW12的信号。

图2 DSP控制系统框图

2 LCC驱动电路分析

图3(a)为单相(如A相)LCC驱动电路的等效电路图，其中SW1和SW2为MOSFET场效应管，CSA为串联谐振电容，CPA为CA与CA1的并联等效电容，CSA=CA1+CA。

在以下分析之前，对有关器件作以下假设:①所有场效应管和二极管为理想器件;②电感、电容和变压器为理想元件;③变换器采用变频控制策略，同一桥臂开关管180°互补导通;④开关频率高于谐振频率，变换器工作在谐振电感电流连续模式。……