提高压电超声马达步进分辨率和减少驱动能耗的高低压驱动方法

摘要

本发明公开了属于压电超声马达控制技术领域的一种提高压电超声马达步进分辨率的高低压驱动方法。是基于压电超声马达运转后，其维持马达运转的槛电压将比开始驱动马达运转的槛电压低的驱动特点。通过控制在压电超声马达压电陶瓷的均布电极上在不同时间段加不同的驱动电压，用于减小高启动槛电压带来的尾波效应对制动的不利影响。实验结果步进角从普通驱动得到的最小步进角1分15角秒提高到高低压驱动得到的最小步进角23角秒。得到的步进分辨率比使用一般方法所得到的步进分辨率提高2倍以上，同时，该方法引申为大步进和连续控制的情况，使得可以在工作时采用低电压驱动而达到减小能耗的目的。

主权项

一种提高压电超声马达步进分辨率和减少驱动能耗的高低压驱动方法，其特征在于：高压驱动方法使用高于或等于槛电压Uh进行驱动，第一驱动时间为T1；然后用交流电压平均值低于槛电压Uh的交流电压U1进行驱动，第二驱动时间为T2；低压驱动方法则使用低于槛电压Uh的交流电压U1驱动，第三驱动时间为T3；上述高低压驱动方法的供电时序为：根据高低压驱动压电超声马达的供电电路，MOS晶体管Q1、Q2、Q3的控制极分别为B点、C点和A点；MOS晶体管Q2的源极通过第一级间变压器t1的初级和MOS晶体管Q1的漏极连接、快速恢复二极管D1跨接在MOS晶体管Q1、Q2的源极上；D1的负端和MOS晶体管Q1的源极连接槛电压Uh；快速恢复二极管D2的负端连接MOS晶体管Q1的漏极，正端接交流电压U1；快速恢复二极管D3跨接在与MOS晶体管Q3的源极连接的第二级间变压器t2的初级两端，D3的负端接交流电压U1，正端连接MOS晶体管Q3的源极；因此，当高电平由MOS晶体管Q1、Q2的控制极B点、C点输入时，同时开启MOS晶体管Q1、Q2，由于快速恢复二极管D2反相截止，所以U1不供电，而只有Uh供电，时间为第一驱动时间T1，MOS晶体管Q3的控制极A点为低电平，Q3截止；在B点、C点的直流脉冲过后，B点变为脉冲低电平，Q1截止，C点变为脉冲输入，此时由交流电压U1供电，第二驱动时间为T2；在A点的电平则变为相位落后C点90度的脉冲，第三驱动时间为T3；调节好驱动时间T1、T2和T3，即可实现提高步进分辨率。