梁 莉，甘展宇，张铁民

（华南农业大学工程学院，广州 510642）

超声电机是利用压电陶瓷的逆压电效应制作的一类新型电机，通常这类电机采用两组压电陶瓷谐振产生的微位移以摩擦力的形式对外持续做功。为最大程度地降低噪声，该类超声电机所采用的压电陶瓷部件谐振频率一般在20 kHz 以上，所以超声电机对激励电源的频率和波形有较高要求[1-6]。通常超声电机在常规的开关电源方波电压驱动下须匹配滤波电感与压电陶瓷装置，形成LC 低通滤波器，使电机在正弦电压下振动，否则会产生刺耳的噪声[7]。不同参数的超声电机工作频率不同，所用的压电陶瓷等效电容量不同，故需要的滤波电感量不同，因而通用性受到限制。而其他方式产生高频高压正弦脉冲，如采用传统模拟电路（高压运放）方案的正弦波激励电源，虽然波形效果很好，但存在效率低、功率管发热严重等问题，采用正弦脉宽调制SPWM（sinusoidal pulse width modulation）控制的开关电源输出，则输出难以做到10～100 kHz 的宽工作范围，且同样面临低通滤波器的通用性问题[8]。

为此，本文使用多路推挽变压器串联，在单片机STM32F103 的多路同步PWM 驱动信号控制下，通过调节控制信号相对相位对电压波形进行反馈调节，使得电源在宽频率范围内无须匹配低通滤波器即可基本实现正弦波电压输出，通过前置降压电路实现输出幅值可调，满足通用性要求。

1 驱动电路设计方案

1.1 改进型压电陶瓷激励电源结构

改进型压电陶瓷激励电源结构如图1 所示。……