CN100444511C - 用于驱动超声电机的单相自振荡驱动器 - Google Patents

用于驱动超声电机的单相自振荡驱动器 Download PDF

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徐东良
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Abstract

本发明是一种用于驱动超声电机的单相自振荡驱动器，属于电子线路领域。其组成是，放大网络由两级共发射极放大电路组成，达林顿管与变压器组成功放网络以驱动电机，超声电机以一电阻与电容并联的形式连于选频网络参与选频。本单相自振荡驱动器具有电路简单、可靠、体积小以及自动补偿温度对电机影响的特点，有利于超声电机的小型化和微型化要求。

Description

用于驱动超声电机的单相自振荡驱动器
技术领域：
本发明涉及的是应用于驱动超声电机的单相自振荡驱动器。
背景技术：
超声电机传统驱动器是通过定时器组成谐振电路，产生超声电机所需的脉冲波形，再经过功放适当地放大，加载于超声电机的定子或动子两端。随着超声电机工作时间的增长，电机发热，定子或动子的共振频率随温度的升高而漂移，所以需要引入频率自动跟踪回路来跟踪频率。这样，尽管超声电机具有很多优点，但由于驱动电路的复杂性，阻碍了超声电机的小型化及其广泛应用。
发明内容：
本发明的目的旨在提供一种单相自振荡驱动器来驱动一种适合于用单相驱动的超声电机。本发明基于以下原理：压电振子随着工作时间的增长，其扫频曲线中的相频曲线呈容性，此时压电振子可以等效为一电阻与电容并联的形式。利用此特点，在自振荡电路的RC选频网络中，超声电机以一电阻与电容并联的形式参与选频，这样该自振荡驱动器将自动选择出超声电机的工作频率。
一种用于驱动超声电机的单相自振荡驱动器，其特征在于，包括功放网络、选频网络、反馈电路、两级共发射极放大网络组成的放大网络，所述的两极共发射极放大网络组成的放大网络的正输入端连于直流电源正极，两极共发射极放大网络组成的放大网络的负输入端与直流电源负极共“地”相连，两极共发射极放大网络组成的放大网络的输出连于功放网络的输入，功放网络的输出连于选频网络的输入。所述的反馈电路连于选频网络输出端与所述的两极共发射极放大网络组成的放大网络输入端之间。
上面所述的两极共发射极放大网络组成放大网络包括第一级放大网络和第二级放大网络，所述的第一级放大网络的组成是，第一电阻、第二电阻和第一三极管的集电极及基极相互串联构成回路，第三电阻、第四电阻与第一电容三者并联组成的并联电路的一端接“地”，该并联电路的另一端分别连于第一三极管的基极和发射极；所述的第二级放大网络的组成是，第五电阻、第六电阻和第二三极管的集电极及基极相互串联构成回路，第七电阻、第八电阻与第二电容三者并联组成的并联电路的一端接“地”，第七电阻、第八电阻与第二电容三者并联组成的并联电路的另一端分别连于第二三极管的基极和发射极，第三电容连于第一三极管集电极与第二三极管基极之间。
所述的功放网络包括达林顿管、第九电阻、变压器，所述达林顿管的基极连于第二级放大网络中第二三极管的集电极，达林顿管的发射极接“地”，达林顿管集电极经第九电阻连于变压器原边绕组。变压器副边绕组负端接“地”，正端连于选频网络。
所述的选频网络包括第五电容、第十电阻、第十一电阻和第六电容，其中第五电容与第十电阻串联成RC电路，该RC电路再串联由第十一电阻和第六电容组成的并联电路。
由于在该系统中，超声电机的工作频率由该驱动器自动选择所得，所以无须专门的频率自动跟踪回路，从而简化了电路，大大减小了超声电机驱动器的体积，满足了超声电机日益小型，集成化的要求。
附图说明：
图1是用于驱动超声电机的单相自振荡驱动器的电路原理图。图中符号名称：R1~R10为电阻，C1~C5为电容，T1、T2为NPN型三极管，T3为达林顿管，TX1为变压器，V1为直流电源，R11、C6为电机参与选频时的等效电路。
具体实施方式：
本发明是基于自振荡原理的用于驱动超声电机的新型驱动器。图1是本发明的具体电路图。它主要由两级共发射极放大网络、功放网络、以及选频网络组成。其中两级共发射极放大网络组成放大网络的第一级放大网络包括第一电阻R1、第二电阻R2和第一三极管T1的集电极及基极相互串联成回路，第三电阻R3、第四电阻R4与第一电容C1三者并联后的一端连于“地”，另一端分别连于第一三极管T1的基极和发射极；同理第二级放大网络包括第五电阻R5、第六电阻R6和第二三极管T2的集电极及基极相互串联成回路，第七电阻R7、第八电阻R8与第二电容C2三者并联后的一端连于“地”，另一端分别连于第二三极管T2的基极和发射极。功放网络由达林顿管T3及达林顿管T3集电极经第九电阻R9连于变压器TX1所组成。选频网络包括第五电容C5与第十电阻R10串联成RC电路再串联参与选频的超声电机——第十一电阻R11和第六电容C6的并联电路。第四电容C4连于两级共发射极放大网络输入端与第五电容C5与第十电阻R10串联成RC选频网络的输出端之间构成反馈电路。当电路工作时，选频网络自动选择出具有超声电机工作频率的电压，经第四电容C4反馈至由第一三极管T1~第二三极管T2、第一电阻R1~第八电阻R8、第一电容C1~第三电容C3组成的两级共发射极放大网络，放大后的电压通过由达林顿管T3、变压器TX1、第九电阻R9组成的功放网络后，增强了驱动能力，最后经变压器输出加载至超声电机两端。

Claims (5)

1一种用于驱动超声电机的单相自振荡驱动器，其特征在于，包括功放网络、选频网络、反馈电路、两级共发射极放大网络组成的放大网络，所述的两极共发射极放大网络组成的放大网络的正输入端连于直流电源正极，两极共发射极放大网络组成的放大网络的负输入端与直流电源负极共“地”相连，两极共发射极放大网络组成的放大网络的输出连于功放网络的输入，功放网络的输出连于选频网络的输入，所述的反馈电路连于选频网络输出端与所述的两极共发射极放大网络组成的放大网络输入端之间。
2、根据权利要求1所述的用于驱动超声电机的单相自振荡驱动器，其特征在于，两极共发射极放大网络组成的放大网络包括第一级放大网络和第二级放大网络，所述的第一级放大网络的组成是，第一电阻(R1)、第二电阻(R2)和第一三极管(T1)的集电极及基极相互串联构成回路，第三电阻(R3)、第四电阻(R4)与第一电容(C1)三者并联组成的并联电路的一端接“地”，该并联电路的另一端分别连于第一三极管(T1)的基极和发射极；所述的第二级放大网络的组成是，第五电阻(R5)、第六电阻(R6)和第二三极管(T2)的集电极及基极相互串联构成回路，第七电阻(R7)、第八电阻(R8)与第二电容(C2)三者并联组成的并联电路的一端接“地”，第七电阻(R7)、第八电阻(R8)与第二电容(C2)三者并联组成的并联电路的另一端分别连于第二三极管(T2)的基极和发射极，第三电容(C3)连于第一三极管(T1)集电极与第二三极管(T2)基极之间。
3、根据权利要求1或2所述的用于驱动超声电机的单相自振荡驱动器，其特征在于，功放网络包括达林顿管(T3)、第九电阻(R9)、变压器(TX1)，所述达林顿管(T3)的基极连于第二级放大网络中第二三极管(T2)的集电极，达林顿管(T3)的发射极接“地”，达林顿管(T3)集电极经第九电阻(R9)连于变压器(TX1)原边绕组，变压器(TX1)副边绕组负端接“地”，正端连于选频网络。
4、根据权利要求1或2所述的用于驱动超声电机的单相自振荡驱动器，其特征在于，选频网络包括第五电容(C5)、第十电阻(R10)、第十一电阻(R11)和第六电容(C6)，其中第五电容(C5)与第十电阻(R10)串联成RC电路，该RC电路再串联由第十一电阻(R11)和第六电容(C6)组成的并联电路。
5、根据权利要求3所述的用于驱动超声电机的单相自振荡驱动器，其特征在于，选频网络包括第五电容(C5)、第十电阻(R10)、第十一电阻(R11)和第六电容(C6)，其中第五电容(C5)与第十电阻(R10)串联成RC电路，该RC电路再串联由第十一电阻(R11)和第六电容(C6)组成的并联电路。
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用于超声电机驱动的自振荡电路研究. 袁小红，刘剑，赵淳生.微特电机，第4期. 2001
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