一种超声电机双PWM功率驱动拓扑结构

摘要

本发明公开一种超声电机双PWM功率驱动拓扑结构，属于超声电机功率驱动电源领域。其特征在于包括恒流供电PWM_POWER和功率耦合PWM_DRIVE两个PWM组件。恒流供电PWM_POWER的电流输出端与功率耦合PWM_DRIVE的电流输入端相连接。本发明实现了输出电压和输出频率的相互不影响的正交调节；改善了驱动器与负载之间的阻抗匹配，减少了超声电机负载特性阻抗变化所产生的影响；提高了驱动器的能量转换效率。该发明对于实现超声电机的精确控制起着关键的作用。

主权项

一种超声电机双PWM功率驱动拓扑结构，其特征在于包括恒流供电PWM_POWER和功率耦合PWM_DRIVE两个PWM组件，所述恒流供电PWM_POWER由功率管Q01、Q02和电感器L0组成，功率管Q01、Q02组成图腾柱PWM电源，图腾柱PWM电源的输出经电感器L0由恒流供电PWM_POWER的电流输出端B点输出；所述功率耦合PWM_DRIVE由功率管Q03、Q04和变量器T0组成的变压器耦合式推挽电路及电容器C0、C1和变量器T0组成的耦合谐振并联匹配电路所构成，所述B点与功率耦合PWM_DRIVE的电流输入端连接；功率管Q01与功率管Q02的连接点为测试点A点，测试点A点与电感器L0的一端连接，电感器L0的另一端连接所述的B点，恒流供电PWM_POWER和功率耦合PWM_DRIVE之间通过电感器L0所形成的高阻抗的电流通道相连接，恒流供电PWM_POWER独立完成对输出电压的调节，功率耦合PWM_DRIVE独立完成对输出频率的调节，从而实现输出电压和输出频率的相互不影响的正交调节；电容器C0并联在变量器初级，电容器C0、变量器T0初级的自电感以及次级的反射阻抗构成了初级谐振；电容器C1并联在变量器次级，电容器C1和超声电机负载特有的静电容相并联后的电容、变量器T0次级的自电感以及初级的反射阻抗构成了次级谐振；初级谐振与次级谐振一并构成了耦合谐振。