CN1331304C - 驱动单元 - Google Patents

Abstract

本发明的驱动单元包括移动元件、被配置用于支持移动元件的弹性物体、固定在所述移动元件上的永磁铁，与所述永磁铁相对放置的电磁铁、和控制器。移动元件和弹性物体构成了共振系统。电磁铁包括磁性材料和缠绕在磁性材料上的线圈。控制器通过将电流通过线圈来磁化磁性材料，并且通过在磁性材料和永磁铁之间的磁力运动将振动力提供给移动元件。本发明的特点在于控制器确定移动元件的所需要的运动所必须的电流波形，并且间歇地施加电压到线圈，从而所述电流波形形式的电流流过所述线圈。

Description

驱动单元

技术领域

本发明涉及一种用于驱动包括弹性物体和由弹性物体支持的移动元件的共振系统的驱动单元和驱动方法。

背景技术

日本专利公开No.3382061公开了一种用于驱动包括弹性物体和由弹性物体支持的移动元件的共振系统的驱动单元。该驱动单元用于在电动剃须刀中作为线性致动器(actuator)往复运动(reciprocate)内部刀具。

因为随着共振系统保存移动元件的动能和弹性物体的弹性势能并且交替地将它们彼此转换，移动元件往复运动，所以驱动单元用能效高。在实际中，因为负载等消耗能量，所以为了保持往复运动驱动单元必须将消耗能量提供给移动元件。

因此，在这个驱动单元中，如图24所示，每半个循环驱动单元的控制器将矩形波的交变电压提供给电磁铁，并且通过控制交变电压的电压施加周期(Ton)和相位(Tph)采用恒定幅度来往复运动移动元件。

更详细地解释，当将矩形波电压施加到电磁铁时，如图24所示，三角波形式的电流流过电磁铁的线圈。响应于流过线圈的电流量，移动所述移动元件的振动力将增加或减小。比如，当如图24虚线所示流过线圈的电流量增加时，振动力将增加，而在另一方面，当流过线圈的电流量减少时，振动力将减小。所以，在这个驱动单元中，每半个循环中控制器检测移动元件的运动，并且如果移动元件的幅度大于目标幅度时，控制器减小电压施加周期，而且如果移动元件的幅度小于目标幅度时，控制器增加电压施加周期。而且，当移动元件从顶部停止中点或底部停止中点运行到预定的相位(Tph)时，控制器施加电压给线圈，从而在正确的时间跟着移动元件的移动方向来施加电压。

如上所述，为了使移动元件进行所需要的运动，比如具有恒定幅度的往复运动动作，传统的驱动单元通过改变电压的电压施加周期(Ton)和相位(Tph)来控制移动单元。可是，虽然传统的控制方法可以使移动元件进行所需要的动作，但是没有从用能效方面考虑流过线圈的电流的波形的影响。如上所述，所以在传统的驱动单元中，具有许多谐波分量的三角形波形的电流流过线圈，从而在通电结束时瞬间电流变得非常高。结果是，由于线圈、控制电路等的电阻产生的能量损失增加，从而电子元件和线圈的发热值增加，而且总能效下降。

发明内容

鉴于上面的问题，本发明的目的是提供一种能够提高能效的驱动共振系统的驱动单元和方法。

根据本发明的驱动单元包括移动元件、被配置用于支持移动元件的弹性物体、固定在所述移动元件上的永磁铁，与所述永磁铁相对放置的电磁铁、和控制器。移动元件和弹性物体构成了共振系统，其中将移动元件的动能和弹性物体的弹性势能保存并且互相转换。电磁铁包括磁性材料和缠绕在磁性材料上的线圈。控制器通过将电流通过线圈来磁化磁性材料，并且通过在磁性材料和永磁铁之间的磁力运动将振动力提供给移动元件。本发明的特点在于控制器确定移动元件的所需要的运动所必须的电流波形，并且间歇地施加电压到线圈，从而电流波形形式的电流流过所述线圈。因此，移动元件的所需要运动所期望的电流波形形式的电流可以流过线圈，从而可以减少由不必要的电流而引起的能量损失并且提高能效。

最好，控制器确定移动元件的所需要运动所必须的电流波形的形状和相位。或者，最好控制器确定电流波形的形状和施加时间。在控制其形状之外，通过控制电流波形的施加时间和相位，可以更有效地驱动所述驱动单元。

移动元件的所需要运动所期望的电流波形依照各种因素而变化，如共振系统的状态和外部负载。因此，最好驱动单元还包括被配置用于检测移动元件的运动状态的传感器、和响应于传感器所检测的移动元件的运动状态确定电流波形的控制器。在这种情况下，可以响应于移动元件的运动状态来确定最佳的电流波形。

在用于驱动这样的共振系统的驱动单元中，当移动元件在共振条件下往复运动时能效最高，其中移动元件的往复运动动作与由移动元件的质量和弹性物体的弹性所决定的固有频率相同步。因此，最好控制器确定移动元件在共振条件下往复运动所需的电流波形。

为了精确地形成所需要的电流波形，控制器最好预测移动元件的往复运动所产生的感应电动势，并且用感应电动势形成电流波形。并且，控制器最好预测随移动元件的位置或移动元件1的位置变化而变化的电感变化或电感，而且在考虑该电感和电感变化的同时形成电流波形。进一步，控制器也最好响应于电源电压的变化来改变电流波形。

为了间歇地施加电压给线圈，控制器最好控制将施加到线圈的电压的导通时间和关断时间。或者，控制器最好控制将施加到线圈的电压的导通时间和关断时间的比例。或者，控制器可以控制将施加到线圈的电压的导通时间和关断时间的和。或者，控制器能够控制将施加到线圈的电压的导通时间和关断时间的和以及电压的导通时间和关断时间的比例。在这些情况下，控制器可以形成电流波形的各种形状，从而所需要的电流波形可以流过线圈。

附图说明

图1A和1B示出了根据本发明的实施例的驱动单元的构造；

图2示出了驱动单元的控制器的方框图；

图3A到3C示出了用于检测驱动单元的移动元件的运动状态的传感器的例子；

图4示出了图3A到3C的传感器的电路配置图；

图5示出了图4的电路的输出的时序图：

图6示出了由电流波形决定器确定的电流波形的例子；

图7A到7E示出了电流波形的其他例子；

图8示出了基本波形；

图9示出了交变电压输出部件的电路配置的一个例子；

图10示出了控制信号的时序图；

图11A和11B示出了控制信号的例子；

图12示出了交变电压的例子；

图13A到13C示出了电流波形；

图14A到14C示出了电流波形；

图15示出了控制器和线圈的配置；

图16示出了感应电动势；

图17示出了电流和电压间的关系；

图18示出了线圈电感的变化；

图19示出了能量比较的结果；

图20示出了用于解释传感器的示意图；

图21示出了图20的传感器的输出；

图22A到22E示出了交变电压输出部件的电路配置的其他例子；

图23A到23B示出了控制信号的时序图；

图24示出了现有技术的电流波形的时序图。

具体实施方式

以下，参照附图来详细说明本发明的实施例。

图1A示出了根据本发明的实施例的用于驱动共振系统的驱动单元。在电动剃须刀中，使用该驱动单元作为用于往复运动固定在移动元件1上的内部刀具的线性致动器。如图1A所示，驱动单元包括其两侧都由作为弹性物体的螺旋弹簧2支持的移动元件1、固定在移动元件1上的永磁铁3、固定在相对于永磁铁3的不动元件4上的电磁铁5、和通过将电磁铁5通电来驱动移动元件1的控制器6。每个螺旋弹簧2的一端连接到移动元件1，而另一端固定到壳壁上。移动元件1可以在水平方向往复运动，并且螺旋弹簧2施力给移动元件1使得移动元件1返回移动范围的中心。电磁铁5包括三个被等距间隔的磁性材料50到52，以及缠绕在磁性材料之间的线圈55。当线圈55通电时，位于中心的磁性材料51和位于两端的磁性材料50、52被磁化为相反的极。永磁铁3具有沿着移动元件1的移动方向的北极和南极，而且在北极和南极的中心之间的距离几乎等于相邻的磁性材料的中心之间的距离。控制器6将交变电压施加给线圈55。当由控制器6将正电压施加给到线圈55时，分别将位于中心的磁性材料51磁化为北极而位于两端的磁性材料50、52磁化为南极，如图1A所示，而且由磁性材料50、51和永磁铁3之间作用的磁力将移动元件1移动到图1A中的左侧。在另一方面，当将负电压施加给到线圈55时，分别将位于中心的磁性材料51磁化为南极而位于两端的磁性材料50、52磁化为北极，如图1B所示，而且由磁性材料51、52和永磁铁3之间作用的磁力将移动元件1移动到图1B中的右侧。当线圈55不通电时，由螺旋弹簧2的力将移动元件1置于移动范围的中心。因为移动元件1往复运动而同时保存移动元件的动能和弹性物体的弹性势能，并且交替地将它们彼此转换，所以包括弹性物体(螺旋弹簧2)和由弹性物体如此支持的移动元件1的共振系统是能效高的。

图2示出了控制器6的方框图。控制器6电连接到用于检测移动元件1的运动状态的传感器7，并且包括电流波形决定器60以及交变电压输出部件61，该决定器60响应于由传感器7所检测的移动元件1的运动状态，来确定移动元件1所需要的运动所必须的电流波形，该部件61基于从电流波形决定器60来的控制信号间歇地施加电压到线圈55，从而由电流波形决定器60决定的电流波形形式的电流将流过线圈55。

传感器7检测移动元件1的运动状态，比如幅度、速度、加速度、振动力、频率、和移动方向，并且将所检测的信息提供给到电流波形决定器60。

图3A到3C示出了传感器7的一个例子。传感器3是光学传感器70，其包括发光元件71和光线接收元件72。在这种情况下，移动元件1具有宽度W的狭缝10，并且发光元件71和光线接收元件72位于狭缝10的两侧。如图4所示，发光元件71由LED1构成，而光线接收元件72由电阻R1和光电晶体管PT1的串联电路、电阻R2和R3的串联电路以及比较器(COMP1)构成，该比较器的反相输入端连接到电阻R1和光电晶体管PT1的集电极之间的连接点，而其同相输入端连接到电阻R2和电阻R3之间的连接点。如图3A所示，当从发光元件71发出的光由移动元件1拦截时，光电晶体管PT1的集电极的电压(Va)变高，如图5所示，然后比较器(COMP1)的输出(Vb)变低。如图3B所示，当移动元件1开始从一端朝向中心位置移动并且到达中心位置(幅度＝0)时(见图5中的t1、t3时刻)，光线接收元件72开始通过狭缝10接收从发光元件71发出的光。当光线接收元件72通过狭缝10接收光时(见图5中的时段(Tv))，集电极的电压(Va)保持在低电平，所以比较器(COMP1)的输出(Vb)保持在高电平。当狭缝10如图3C所示经过了光学传感器时，从发光元件71发出的光由移动元件1拦截，并且集电极的电压(Va)变高，而比较器(COMP1)的输出(Vb)变低(见图5中的时段(Td))。在另一方面，当移动元件1开始从另一端向中心位置移动时，在移动元件1到达中心位置前(在图5的t0、t2和t4时刻)，光线接收元件72开始通过狭缝10接收从发光元件71发出的光，并且光线接收元件72持续接收光线直到狭缝10经过了光学传感器。当光线接收元件72接收光时(图5中的时段Tv)，集电极的电压(Va)保持在低电平，而比较器(COMP1)的输出(Vb)保持在高电平。当狭缝10经过了光学传感器时，从发光元件71发出的光由移动元件1拦截，并且集电极的电压(Va)变高，而且在半个周期上(在图5中周期Tw/2)比较器(COMP1)的输出(vibe)变低。通过这样的从比较器(COMP1)来的输出，可以检测移动元件1的运动状态，比如位置、频率(1/Tw)、特定段的速度(W/Tv)、和移动元件1的移动方向(可以通过周期Tw/2和Td的长度的比较来检测移动方向)。

电流波形决定器60响应于由传感器7检测的移动元件1的运动状态，计算用于移动元件1的所需要的运动的最佳电流波形。比如，电流波形决定器60用在共振条件下的恒定幅度，计算用于移动元件1的往复运动动作的最佳电流波形。不论任何外部负载都要求用于电动剃须刀的驱动单元保持恒定的幅度，并且，在象这样的共振系统中，当移动元件在共振条件下往复运动时能效最高，其中移动元件的往复运动动作与由移动元件的质量和弹性物体的弹性所决定的固有频率相同步。因此，最好电流波形决定器60计算移动元件1在共振条件下用恒定的幅度做往复运动的最佳电流波形。应该注意，因为由响应于电流波形的瞬间值而产生的磁力来决定移动元件1的振动力，所以决定移动元件1的所需要运动的所必须电流波形就意味着决定移动元件1的所需要运动的所必须振动力。换句话说，电流波形决定器60计算移动元件1的所需要运动的所必须的最佳振动力，从而高效地驱动移动元件1。

电流波形决定器60决定的电流波形包括电流波形的施加时间和相位，以及电流波形的形状。即，电流波形决定器60计算电流波形的施加时间和相位，以及电流波形的形状。在用于共振系统的控制方法中，如果在从移动元件1的移动方向反转而经过某个时间段(Tph)之后将线圈通电，则可以高效地驱动移动元件1。而且，在移动元件的半周期内将电流提供给线圈对于共振系统的控制方法非常重要，这样振动力将不会变成制动力。因此，电流波形决定器60响应于由传感器7所检测的移动元件1的运动状态，来决定电流波形的相位(即，在图6中的时间段(Tph))和电流波形的施加时间(即，在图6中的时间段(Ton))以及电流波形的形状，从而使移动元件1高效地进行所需要的动作。通过在控制电流波形之外还控制电流波形的施加时间和相位，可以更加高效地驱动移动元件1。

图6示出了由电流波形决定器60所决定的电流波形的一个例子。图6的电流波形是将峰值保持为低的锯齿形电流波形。从当移动元件1经过了最大幅度点(Pmax)的点再经过某个时间段(Tph)之后，在某个施加时间(Ton)期间将电流波形施加到线圈。响应于移动元件1的运动状态适当地控制电流的值和时间段(Tph)，(Ton)的长度。

当然，电流波形的形状并不限于在图6中示出的锯齿形电流波形。因为用于对共振系统提供振动力的最佳电流波形依照共振系统的结构和负载而不同，电流波形决定器60根据共振系统的结构、负载、移动元件1的运动状态等等来决定电流波形。电流波形的其他例子在图7A到7E中示出。在图7A中示出的电流波形是等腰三角形的形式的，在图7B示出的电流波形是半圆形的形式的，在图7C中示出的电流波形是梯形的形式的，在图7D中示出的电流波形是具有波纹的半圆形的形式的，以及在图7E中示出的电流波形是具有波纹的三角形的形式的。这些波形可以由在图8中示出的基本波形的组合来形成。

交变电压输出部件61是由从电流波形决定器60来的控制信号控制的，而且其间歇地施加电压到线圈55，从而由电流波形决定器60决定的电流波形的形式的电流将流过线圈55。

图9示出了交变电压输出部件61的电路配置的一个例子。交变电压输出部件61由开关元件Q1和Q2的串联电路组成，该开关元件Q1和Q2的每一个都是NPN晶体管并连接到控制电压(+Vs)和控制电压(-Vs)之间。线圈55连接到开关元件Q1和Q2之间的连接点以及地。由控制信号S1、S2来控制开关元件Q1和Q2，由电流波形决定器60将该控制信号S1、S2输入到开关元件Q1、Q2的每个基极。

图10示出用于形成图6中示出的锯齿形电流波形的控制信号S1、S2的时序图。如图10所示，间歇地将控制信号S1、S2输入到开关元件Q1和Q2，从而在施加时间(Ton)期间将电压间歇地施加到线圈55。结果是，所需要的电流波形，即锯齿电流波形，可以流过线圈55。控制信号可以是图11A中示出的形状，或者可以是图11A的形状的复合波形，如图11B所示。

在后面，将详细地说明交变电压的控制方法。如图12所示出的，电流波形决定器60通过控制信号S1、S2，分别控制将要施加到线圈55的交变电压的导通时间(T1)和关断时间(T2)。图13A到13C示出了在某个时间段(T3)内导通时间(T1)和关断时间(T2)分别变化的情况下的电流波形。如图13A到13C所示的，电流在导通时间期间增加，而在关断时间期间减小。因此，可以通过改变导通时间(T1)和关断时间(T2)的长度来控制线圈55的瞬间电流，从而可以形成许多种类的电流波形如图14A到14C所示。

为了精确地形成所需要的电流波形，控制器6最好预测移动元件1的往复运动所产生的感应电动势，并且用感应电动势形成电流波形。如果不考虑感应电动势，则流过线圈的电流用如下等式表示：

$i=\frac{V_1}{R}(1-e^{-\frac{R}{L}})\·t...\left(1\right)$

其中“i”代表电流，“V₁”代表交变电压，“R”代表线圈的电阻分量，“L”代表电感，而“t”代表时间。

但是，在实际中，经过线圈55的磁通量随着同移动元件1往复运动的永磁铁3的移动而变化，从而产生感应电动势E，如图15所示(在图15中，由电感L和电阻R的串联电路来表示线圈55)。随着移动元件1的速度增加，感应电动势E增加，并且当移动元件1的幅度是零时感应电动势达到峰值，即，移动元件1的速度达到最大，如图16所示。因此，当考虑感应电动势时，横跨线圈55的电压V₂变为V₂＝V₁+E(其中“V₁”是从控制器6输出的电压)，如图17所示，并且流过线圈的电流用如下等式表示：

$i=\frac{(V_1+E)}{R}(1-e^{-\frac{R}{L}})\·t...\left(2\right)$

如图17和上面等式(2)清楚地示出，当考虑感应电动势时，电流减小了。因此，当控制器6响应于移动元件1的运动状态预测感应电动势，并且用感应电动势形成电流波形，则可以精确地形成所需要的电流波形。

而且，控制器6最好预测响应于移动元件1的位置而变化的线圈55的电感或电感的变化，并且考虑电感或电感变化来形成电流波形。图18示出流过线圈55的电流波形和在移动元件1移动的情况下线圈55的电感的电感值。如图18所示，线圈55的电感响应于移动元件1的位置而变化。因此，当控制器6预测线圈的电感变化或电感来形成电流波形时，控制器6可以更精确地形成所需要的电流波形。

而且，如等式(2)清楚地示出的，流过线圈55的电流响应于横跨线圈55的电压而增加或减小。因为这个实施例的驱动单元是用于电动剃须刀的，所以可以使用电池作为电源。因此，为了精确地形成电流波形，控制器6最好响应于电源电压(如图15中的电压V)来改变电流波形。比如，当电源电压低时，控制器6增加流过线圈55的电流，而且当电源电压高时，控制器6减小电流。通过这样，控制器6可以使移动元件1进行所需要的动作，比如以恒定幅度的往复运动动作，而不依赖于电源电压。

如上所述，通过由传感器7检测移动元件1的运动状态，并且响应于所检测的运动状态由电流波形决定器60决定用于驱动共振系统的最佳电流波形，以及将电压间歇地施加到线圈来输出共振系统所需要的瞬间电流，这个实施例的驱动单元能够为共振系统提供最佳的振动力，该振动力对于共振系统所需要的动作既不太大也不太小。结果是，可以降低电损耗并且可以提高能效，从而可以高效地驱动所述驱动单元。

图19示出了图6中所示的锯齿电流波形流过线圈55的情况和现有的电流波形(即三角波形式的电流波形)流过线圈55的情况的能量比较结果。在三角波形式的电流波形的情况中用于保持2mm幅度的电消耗大约是2.0W，而在锯齿形电流波形的情况中的电消耗大约是1.6W。即，相对于三角波，锯齿形电流波形可以提高能效大约20％。

虽然这个实施例的传感器7是由光学传感器70构成的，但是传感器7并不限于此。图20示出了传感器7的另一个例子。在图20中，由电感L和电阻R的串联电路表示线圈55。传感器75包括安置于线圈55的中心附近的检测线圈76，用于放大检测线圈76的输出的放大器77，和将放大器77的输出从模拟转换为数字形式的A/D转换器78。经过检测线圈76的永磁铁3的磁通量响应于移动元件1的往复运动动作而变化，而且横跨于检测线圈76将产生响应于移动元件1的往复运动动作的感应电动势。图21示出了检测线圈76的输出。检测线圈76的输出是落后于移动元件1的幅度90度的正弦波。因为经过检测线圈76的磁通量的变化与移动元件1的速度成比例，所以检测线圈76的输出与移动元件1的速度相关。这个输出通过放大器77和A/D转换器78传输到控制器6，而控制器6检测移动元件1的运动状态，如位置、频率、和加速度。可以将用于驱动移动元件1的线圈，如线圈55，用作检测线圈76。

此外，交变电压输出部件61可以具有如图22A到22E所示的电路配置。图22A的交变电压输出部件61由每一个都是NPN晶体管并连接到控制电压(+Vs)和地之间的开关元件Q1和Q4的串联电路，以及每一个都是NPN晶体管并连接到控制电压(+Vs)和地之间的开关元件Q2和Q3的串联电路组成。线圈55连接到开关元件Q1和Q4的连接点和开关元件Q2和Q3的连接点之间。由控制信号S1到S4分别来控制开关元件Q1到Q4，由电流波形决定器60将该控制信号S1到S4输入到基极。

图22B中的交变电压输出部件61由线圈55和NPN晶体管开关元件Q1的串联电路组成，并且连接在控制电压(+Vs)和地之间。由电流波形决定器60输入到基极的控制信号S1来控制开关元件Q1。在图22C到22E中示出的交变电压输出部件61使用FET(场效应晶体管)作为图9和22A到22B的交变电压输出部件的开关元件Q1到Q4。

图23A示出了用于使用图22A或22D的交变电压输出部件61形成图6的锯齿电流波形的控制信号S1到S4的时序图。图23B示出了用于使用图22B或22E的交变电压输出部件61形成图6的锯齿电流波形的控制信号S1的时序图。

虽然控制电压的导通时间和关断时间的每一个，从而在这个实施例中形成所需要的电流波形，由于控制装置的限制，如CPU速度、ROM容量等等，在实际的实时控制中可能很难在移动元件1的每半个或一个周期中执行复杂的控制。所以，控制器可以控制导通时间(T1)与关断时间(T2)的比例，即占空比(T1/T2)，而保持导通时间和关断时间之和(T3＝T1+T2)恒定。即，控制器可以使用被称为PWM的控制方法。在这种情况下，控制器6可以形成所需要的电流波形而不使用复杂的控制系统。

或者，控制器6可以使用被称为PFM的控制方法。即控制器可以控制总时间(T3)而保持占空比(T1/T2)恒定。

或者，控制器6可以既控制导通时间和关断时间的总时间(T3)又控制占空比(T1/T2)。或者，控制器6可以根据情况需要既使用PWM控制方法又使用PFM控制方法。

如上所述，在不偏离其要旨和范围的情况下，可以做出本发明的许多明显不同的实施例，应该理解除了在权利要求中定义以外本发明不限于其具体的实施例。

Claims (11)

1、一种驱动单元，包括：

移动元件；

被配置为支持所述移动元件的弹性物体，所述弹性物体和所述移动元件构成了共振系统，其中将所述移动元件的动能和所述弹性物体的弹性势能保存并且互相转换；

固定在所述移动元件上的永磁铁；

与所述永磁铁相对放置的电磁铁，所述电磁铁包括磁性材料和缠绕在所述磁性材料上的线圈；

控制器，所述控制器通过将电流通过所述线圈来磁化所述磁性材料，并且通过在所述磁性材料和所述永磁铁之间的磁力运动将振动力提供给所述移动元件；

其中

所述控制器包括电流波形决定器(60)以及交变电压输出部件(61)，

所述电流波形决定器(60)基于所述移动元件的运动状态，计算所述移动元件(1)的所需要运动的所必须的振动力，并且确定将通过所述线圈提供的锯齿电流波形，以便将所计算的振动力提供给所述移动元件，

所述交变电压输出部件(61)在短于所述锯齿电流波形的施加时间的间隔中间歇地施加电压到所述线圈，从而所述锯齿电流波形形式的电流流过所述线圈。

2、根据权利要求1所述的驱动单元，其中

在从当所述移动元件经过了最大幅度点(Pmax)的时间点再经过某个时间段(Tph)之后的预定施加时间(Ton)期间，所述锯齿电流流过所述线圈。

3、根据权利要求1所述的驱动单元，还包括：

被配置用于检测所述移动元件的运动状态的传感器，

所述电流波形决定器基于所述传感器所检测的所述移动元件的运动状态确定所述移动元件的所需要运动的所必须的所述振动力。

4、根据权利要求1所述的驱动单元，其中

所述电流波形决定器基于所述移动元件的运动状态确定所述移动元件在共振条件下往复运动所需的振动力。

5、根据权利要求1所述的驱动单元，其中

所述电流波形决定器预测响应于所述移动元件的速度所感应的电动势，并且按照下面的等式来定义提供给所述线圈的电流值和通过所述交变电压输出部件施加到所述线圈的电压值之间的关系：

$i=\frac{V_1+E}{R}(1-e^{\frac{R}{L}})\·t$

其 中“i”代表提供给所述线圈的电流值，“V₁”代表施加到所述线圈的交变电压，“E”代表所述预测的感应电动势，“R”代表所述线圈的电阻分量，“L”代表所述线圈的电感，而“t”代表从施加电压起所经过的时间。

6、根据权利要求5所述的驱动单元，其中

所述控制器响应于所述移动元件的位置预测线圈的电感，并响应于所述移动元件的位置改变权利要求5所述的等式中的所述线圈的电感。

7、根据权利要求1所述的驱动单元，其中

为了间歇地施加电压给所述线圈，所述交变电压输出部件控制将施加到所述线圈的电压的导通时间和关断时间。

8、根据权利要求1所述的驱动单元，其中

为了间歇地施加电压给所述线圈，所述交变电压输出部件控制将施加到所述线圈的电压的导通时间和关断时间的比例。

9、根据权利要求1所述的驱动单元，其中

为了间歇地施加电压给所述线圈，所述交变电压输出部件控制将施加到所述线圈的电压的导通时间和关断时间的和。

10、根据权利要求1所述的驱动单元，其中

为了间歇地施加电压给所述线圈，所述交变电压输出部件控制将施加到所述线圈的电压的导通时间和关断时间的和以及电压的导通时间和关断时间的比例。

11、一种用于驱动驱动单元的方法，

所述驱动单元包括：

移动元件；

被配置为支持所述移动元件的弹性物体，所述弹性物体和所述移动元件构成了共振系统，其中将所述移动元件的动能和所述弹性物体的弹性势能保存并且互相转换；

固定在所述移动元件上的永磁铁；

与所述永磁铁相对放置的电磁铁，所述电磁铁包括磁性材料和缠绕在所述磁性材料上的线圈；和

控制器，所述控制器通过将电流通过所述线圈来磁化所述磁性材料，并且通过在所述磁性材料和所述永磁铁之间的磁力运动将振动力给所述移动元件；所述控制器包括电流波形决定器(60)以及交变电压输出部件(61)，所述方法包括步骤：

a)基于所述移动元件的运动状态，通过所述电流波形决定器(60)计算所述移动元件(1)的所需要运动的所必须的振动力；

b)通过所述电流波形决定器(60)确定将通过所述线圈施加的锯齿电流波形，以便将在步骤a)中计算的振动力提供给所述移动元件；

c)通过所述交变电压输出部件(61)在短于所述锯齿电流波形的施加时间的间隔中间歇地施加电压到所述线圈，从而由所述电流波形决定器确定的所述锯齿电流波形形式的电流流过所述线圈。

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