JP3105684B2 - Ultrasonic motor drive circuit - Google Patents
Ultrasonic motor drive circuitInfo
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- JP3105684B2 JP3105684B2 JP05035731A JP3573193A JP3105684B2 JP 3105684 B2 JP3105684 B2 JP 3105684B2 JP 05035731 A JP05035731 A JP 05035731A JP 3573193 A JP3573193 A JP 3573193A JP 3105684 B2 JP3105684 B2 JP 3105684B2
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、超音波モータ駆動回
路、詳しくは、超音波モータの最適駆動を行う超音波モ
ータ駆動回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic motor driving circuit, and more particularly to an ultrasonic motor driving circuit for optimally driving an ultrasonic motor.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、超音波モータの駆動回路は種々提
案されていて、たとえば、特開昭59−204477号
公報には、超音波モータに配設されたモニタ電極からの
出力信号(モニタ信号)の電圧値が超音波モータの振動
体の共振周波数で最大となることを利用して、該モニタ
信号の電圧値をモニタし、この電圧値に基づいて該共振
周波数、または、同共振周波数よりもやや高周波の領域
で超音波モータを駆動する技術手段が開示されている。2. Description of the Related Art Conventionally, various driving circuits for ultrasonic motors have been proposed. For example, Japanese Unexamined Patent Publication No. Sho 59-204477 discloses an output signal (monitor signal) from a monitor electrode provided in an ultrasonic motor. The voltage value of the monitor signal is monitored by utilizing the fact that the voltage value of ()) becomes maximum at the resonance frequency of the vibrating body of the ultrasonic motor, and based on the voltage value, the resonance frequency or the resonance frequency is calculated. Technical means for driving an ultrasonic motor in a slightly high-frequency region are disclosed.
【0003】また、特開昭61−251490号公報に
は、上記モニタ信号の、駆動電圧に対する位相が共振周
波数付近で大きく変化することを利用して、該モニタ信
号の位相をモニタし、該モニタ信号と上記駆動電圧との
位相差に基づいて共振周波数、または、該共振周波数よ
りもやや高周波の領域で超音波モータを駆動する技術手
段が開示されている。Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-251490 discloses that the phase of the monitor signal is monitored by utilizing the fact that the phase of the monitor signal with respect to the drive voltage greatly changes near the resonance frequency. Technical means for driving an ultrasonic motor at a resonance frequency or a region slightly higher than the resonance frequency based on a phase difference between a signal and the drive voltage is disclosed.
【0004】一方、特開昭62−92781号公報に
は、超音波モータの駆動電極に印加されている駆動信号
の電圧と電流との位相差をモニタすることにより該超音
波モータの最適駆動周波数を決定する技術手段が開示さ
れている。On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-92781 discloses an optimum driving frequency of an ultrasonic motor by monitoring a phase difference between a voltage and a current of a driving signal applied to a driving electrode of the ultrasonic motor. Is disclosed.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記特開昭
59−204477号公報および特開昭61−2514
90号公報に示される技術手段は、超音波モータに特別
にモニタ電極を配設する必要があり、製作上、手間がか
かると共にコストの増大を招くことになり好ましくな
い。However, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 59-204477 and 61-2514 describe the above.
The technical means disclosed in Japanese Patent Publication No. 90 requires an extra arrangement of a monitor electrode in the ultrasonic motor, which is not preferable because it takes time and effort to manufacture and increases the cost.
【0006】一方、上記特開昭62−92781号公報
に示された技術手段では、モニタ電極が不要となり、上
記特開昭59−204477号公報および特開昭61−
251490号公報に示される技術手段に係る問題点は
解消される。しかしながら、図7に示すように、超音波
モータに負荷がかかった場合(図中、負荷時)は、その
負荷によって位相差の変化の様子が無負荷時に対して大
幅に変化する。このため、該技術手段を撮影レンズで全
体を繰り出すような負荷変化の大きなレンズを有するカ
メラに適用すると、使用時の姿勢差等により大幅に負荷
が変化してしまい、最適駆動周波数の追尾が困難になる
という問題点があった。On the other hand, the technical means disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-92781 does not require a monitor electrode.
The problem relating to the technical means disclosed in JP-A-251490 is solved. However, as shown in FIG. 7, when a load is applied to the ultrasonic motor (in the figure, when the load is applied), the state of the change in the phase difference is significantly changed by the load as compared with the case of no load. For this reason, if the technical means is applied to a camera having a lens with a large load change such that the whole is extended by a photographing lens, the load changes significantly due to a difference in posture during use, and it is difficult to track the optimum drive frequency. There was a problem of becoming.
【0007】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであり、特別なモニタ電極を配設することなく、か
つ、広い負荷範囲にわたって最適駆動周波数を追尾可能
な超音波モータ駆動回路を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above problems, and provides an ultrasonic motor drive circuit capable of tracking an optimum drive frequency over a wide load range without providing a special monitor electrode. The purpose is to:
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明による超音波モータ駆動回路は、誘導性素子
をスイッチングする際に発生する誘導起電力に基づいて
交流信号を発生し、該交流信号を超音波モータの電気−
機械エネルギー変換素子に印加することにより、該超音
波モータを駆動する、超音波モータ駆動回路において、
上記誘導性素子をスイッチングするスイッチング信号
と、上記交流信号を零でない所定のしきい値で波形整形
した信号との位相差を検出する位相差検出手段と、この
位相差検出手段の出力に基づき上記交流信号の周波数を
制御する周波数制御手段とを具備するものである。In order to achieve the above object, an ultrasonic motor drive circuit according to the present invention generates an AC signal based on an induced electromotive force generated when switching an inductive element. The AC signal is transmitted to the ultrasonic motor
By applying to the mechanical energy conversion element to drive the ultrasonic motor, in an ultrasonic motor drive circuit,
A phase difference detection unit that detects a phase difference between a switching signal for switching the inductive element and a signal obtained by shaping the waveform of the AC signal with a predetermined threshold value other than zero, and based on an output of the phase difference detection unit, Frequency control means for controlling the frequency of the AC signal.
【0009】[0009]
【作用】本発明においては、位相差検出手段において、
誘導性素子をスイッチングするスイッチング信号と、上
記交流信号を零でない所定のしきい値で波形整形した信
号との位相差を検出し、この位相差検出手段の出力に基
づいて、周波数制御手段で誘導性素子をスイッチングす
る際に発生する誘導起電力に基づく交流信号の周波数を
制御する。According to the present invention, in the phase difference detecting means,
A phase difference between a switching signal for switching the inductive element and a signal obtained by shaping the waveform of the AC signal with a predetermined threshold value other than zero is detected, and based on an output of the phase difference detection means, induction is performed by frequency control means. Controlling the frequency of an AC signal based on the induced electromotive force generated when switching the conductive element.
【0010】[0010]
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0011】図1は、本発明の第1実施例を示す超音波
モータ駆動回路の電気回路図である。FIG. 1 is an electric circuit diagram of an ultrasonic motor driving circuit showing a first embodiment of the present invention.
【0012】この第1実施例の超音波モータ駆動回路
は、2つの電極5A,5Bを有する公知の超音波モータ
5に所定の2相交流信号を印加し、さらに該交流信号を
モニタして該超音波モータ5の駆動制御を行うものであ
る。The ultrasonic motor driving circuit according to the first embodiment applies a predetermined two-phase AC signal to a known ultrasonic motor 5 having two electrodes 5A and 5B, monitors the AC signal, and monitors the AC signal. The drive control of the ultrasonic motor 5 is performed.
【0013】すなわち、該駆動回路は、超音波モータ5
に印加する交流駆動信号の約4倍の周波数を有するパル
ス信号φORGを生成並びに出力する発振回路1と、該
発振回路1から出力された上記パルス信号φORGを4
相のパルス信号φ1〜φ4に分周して出力するパルス変
換回路2と、該パルス変換回路2から出力される上記パ
ルス信号φ1〜φ4にそれぞれ対応してスイッチング動
作を行うスイッチングトランジスタQ1〜Q4と、1次
側の中間タップにDC電源10のプラス電圧が供給さ
れ、上記スイッチングトランジスタQ1およびQ2のス
イッチング動作によって1次側がオンし、これに伴い2
次側にA相の交流信号VAを出力するトランスT1と、
同じく上記スイッチングトランジスタQ3およびQ4の
スイッチング動作によって1次側がオンし、2次側にB
相の交流信号VBを出力するトランスT2と、上記トラ
ンスT1出力の一端(A相側)に接続され、上記交流信
号VAを所定のディジタル信号に変換する波形整形回路
4と、該波形整形回路4のディジタル出力信号と上記パ
ルス変換回路2からのパルス信号φ2とを入力し、該2
つの信号の位相を比較してこの結果、すなわち、該2つ
の信号の位相の位相差を上記発振回路1に送出する位相
比較器3とで主要部が構成されている。That is, the driving circuit includes the ultrasonic motor 5
An oscillation circuit 1 for generating and outputting a pulse signal φORG having a frequency approximately four times that of an AC drive signal applied to the oscillating circuit 1;
A pulse conversion circuit 2 that divides and outputs the phase pulse signals φ1 to φ4, and switching transistors Q1 to Q4 that perform switching operations corresponding to the pulse signals φ1 to φ4 output from the pulse conversion circuit 2, respectively. The positive voltage of the DC power supply 10 is supplied to the intermediate tap on the primary side, and the primary side is turned on by the switching operation of the switching transistors Q1 and Q2.
A transformer T1 for outputting an A-phase AC signal VA to the next side;
Similarly, the primary side is turned on by the switching operation of the switching transistors Q3 and Q4, and B
A transformer T2 for outputting a phase AC signal VB, a waveform shaping circuit 4 connected to one end (A phase side) of the output of the transformer T1 and converting the AC signal VA into a predetermined digital signal; And the pulse signal φ2 from the pulse conversion circuit 2
The main part is constituted by comparing the phases of the two signals with each other, that is, the phase comparator 3 for sending the phase difference between the phases of the two signals to the oscillation circuit 1.
【0014】上記超音波モータ5は、圧電素子を備えた
公知の進行波型超音波モータであり、上述したように2
つの電極5A,5Bを備えている。すなわち、該電極5
A,5Bには、互いに位相が約90°ずれた上記2相
(A相,B相)の交流信号VA,VBが印加されるよう
になっており、この2相の交流信号によって回転駆動が
なされるようになっている。The ultrasonic motor 5 is a known traveling wave type ultrasonic motor having a piezoelectric element.
It has two electrodes 5A and 5B. That is, the electrode 5
The two-phase (A-phase and B-phase) AC signals VA and VB whose phases are shifted from each other by about 90 ° are applied to A and 5B, and the two-phase AC signals drive rotation. Is to be done.
【0015】上記発振回路1は、予め設定された最適周
波数と、上記位相比較器3からの出力、すなわち、波形
整形回路4のディジタル出力信号と上記パルス信号φ2
との位相差とを比較して、この結果より出力する発振周
波数を制御するようになっている。The oscillating circuit 1 includes a preset optimum frequency and an output from the phase comparator 3, that is, a digital output signal of the waveform shaping circuit 4 and the pulse signal φ2.
The oscillation frequency to be output is controlled based on the result of the comparison.
【0016】図2は、本第1実施例の超音波モータ駆動
回路における波形整形回路4を示した電気回路図であ
り、図3は、(a)波形整形回路4の入力信号である交
流信号VAの信号波形、(b)該波形整形回路4におけ
る電圧低減R1,R2による減衰波形、(c)該波形整
形回路4におけるクランプダイオードD1,D2により
電圧範囲が制限された波形、(d)波形整形回路4の出
力信号である交流信号VAの整形波形、(e)上記波形
整形回路4の各信号に対応する上記パルス信号φ2の波
形をそれぞれ示した線図である。なお、図3の各図に示
す波形のうち、波線にて示す波形は、実線にて示される
波形状態に対して超音波モータに所定の負荷が生じた際
の波形を示し、一点鎖線にて示す波形は、超音波モータ
にさらに負荷が生じた際の波形を示している。FIG. 2 is an electric circuit diagram showing the waveform shaping circuit 4 in the ultrasonic motor driving circuit of the first embodiment. FIG. 3A shows an AC signal which is an input signal of the waveform shaping circuit 4. VA signal waveform, (b) Attenuation waveform due to voltage reduction R1 and R2 in waveform shaping circuit 4, (c) Waveform whose voltage range is limited by clamp diodes D1 and D2 in waveform shaping circuit 4, (d) waveform FIG. 7 is a diagram showing a shaped waveform of an AC signal VA which is an output signal of the shaping circuit 4 and (e) a waveform of the pulse signal φ2 corresponding to each signal of the waveform shaping circuit 4, respectively. In addition, among the waveforms shown in the respective diagrams of FIG. 3, the waveform shown by a dashed line indicates a waveform when a predetermined load is applied to the ultrasonic motor with respect to the waveform state shown by a solid line, and The waveforms shown show waveforms when a further load is applied to the ultrasonic motor.
【0017】上記波形整形回路4は、図2に示すように
電圧低減用の抵抗R1,R2、クランプダイオードD
1,D2およびヒステリシスを有したインバータIV1
とで構成されている。上記電圧低減用抵抗R1の入力端
は上記トランスT1の出力端に接続しており、これによ
り該トランスT1にて生成・出力される上記交流信号V
Aは超音波モータ5に入力されると共に該波形整形回路
4にも入力されるようになっている。The waveform shaping circuit 4 includes resistors R1 and R2 for voltage reduction and a clamp diode D as shown in FIG.
, D2 and inverter IV1 with hysteresis
It is composed of The input terminal of the voltage reducing resistor R1 is connected to the output terminal of the transformer T1, whereby the AC signal V generated and output by the transformer T1 is connected.
A is input to the ultrasonic motor 5 and also to the waveform shaping circuit 4.
【0018】上記波形整形回路4に入力された交流信号
VA(図3(a)参照)は、まず、電圧低減用抵抗R
1,R2によって電圧が低減され(図3(b)参照)、
この後、クランプダイオードD1,D2によって整流さ
れ、該ダイオードの値による所定電圧範囲に制限される
(図3(c)参照)。さらにインバータIV1が有する
所定のスレッショルドレベルにてディジタル信号に整形
されて整形波形として(図3(d)参照)、位相比較器
3に入力されるようになっている。The AC signal VA (see FIG. 3A) input to the waveform shaping circuit 4 firstly receives a voltage reducing resistor R
1, the voltage is reduced by R2 (see FIG. 3B),
Thereafter, the voltage is rectified by the clamp diodes D1 and D2, and is limited to a predetermined voltage range by the value of the diodes (see FIG. 3C). Further, the digital signal is shaped into a digital signal at a predetermined threshold level of the inverter IV1 (see FIG. 3D), and is input to the phase comparator 3.
【0019】ところで、超音波モータにかなり大きな負
荷が加わった場合、該超音波モータを駆動する交流信号
は図6に示すように波形が変化する。図6に示すように
トランスT1,T2に印加するスイッチング信号の立ち
上がりと該超音波モータに印加する交流信号との位相差
をΔφとすると、大負荷時と無負荷時とでは、図中、変
化分Δφ’ほど異なってしまい、正確な最適駆動周波数
の追尾が容易ではなくなることが考えされる。When a considerably large load is applied to the ultrasonic motor, the waveform of an AC signal for driving the ultrasonic motor changes as shown in FIG. Assuming that the phase difference between the rise of the switching signal applied to the transformers T1 and T2 and the AC signal applied to the ultrasonic motor is Δφ as shown in FIG. It is conceivable that the difference becomes as small as Δφ ′, which makes it difficult to accurately track the optimum driving frequency.
【0020】これに対して、本第1実施例では、図3に
示すように、負荷変動による交流信号VAの波形変化の
度合いが上記インバータIV1の所定スレッショルドレ
ベルにおいて最も小さくなるように、電圧低減用抵抗R
1,R2の値を設定してがい交流信号VAの電圧値を制
御している。これにより、波形整形回路4の出力である
交流信号VAの整形波形(図3(d)参照)と上記パル
ス信号φ2(図3(e)参照)との位相差Δφは、負荷
による該交流信号VAの波形変化による影響をかなりの
広範囲において受けないようになっている。On the other hand, in the first embodiment, as shown in FIG. 3, the voltage is reduced so that the degree of the change in the waveform of the AC signal VA due to the load change becomes the smallest at the predetermined threshold level of the inverter IV1. Resistance R
The voltage value of the AC signal VA is controlled by setting the values of R1 and R2. Thus, the phase difference Δφ between the waveform of the AC signal VA output from the waveform shaping circuit 4 (see FIG. 3D) and the pulse signal φ2 (see FIG. 3E) is determined by the load of the AC signal VA. It is not affected by the VA waveform change over a fairly wide range.
【0021】次に、本第1実施例の動作について説明す
る。Next, the operation of the first embodiment will be described.
【0022】図4は、本第1実施例の超音波モータ駆動
回路における交流信号VAと上記パルス変換回路2から
の1出力信号であるパルス信号φ2との位相差と、該交
流信号VAの駆動周波数との関係を示した線図である。FIG. 4 shows the phase difference between the AC signal VA in the ultrasonic motor drive circuit of the first embodiment and the pulse signal φ2 which is one output signal from the pulse conversion circuit 2, and the drive of the AC signal VA. FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship with a frequency.
【0023】この図4に示すように、A相の交流信号V
Aとパルス信号φ2との位相差をΔφとすると、該位相
差Δφを所定値に保つように駆動周波数を上下させて調
整すれば、最適駆動周波数の追尾が可能となる。なお、
図中、位相差Δφは、パルス信号φ2−交流信号VAで
示されている。As shown in FIG. 4, the A-phase AC signal V
Assuming that the phase difference between A and the pulse signal φ2 is Δφ, if the drive frequency is adjusted by raising and lowering the phase difference Δφ so as to maintain a predetermined value, it is possible to track the optimal drive frequency. In addition,
In the figure, the phase difference Δφ is indicated by a pulse signal φ2−AC signal VA.
【0024】具体的には、発振回路1において、予想さ
れる最適駆動周波数よりやや高めの44KHzより発振
を開始し、上記位相比較器3からの出力に基づいて上記
位相差Δφを監視しながら徐々に該駆動周波数を下げ
る。そして、該位相差Δφが予め設定された最適駆動周
波数に対応する位相差、たとえば、−145゜になるよ
うに調整する。すなわち、該位相差Δφが−145°よ
りも大きくなれば駆動周波数を上げ、小さくなれば同駆
動周波数を下げるように制御する。なお、上記位相差−
145°付近では、その位相差特性は負荷時と無負荷時
との差異がないようになっている。More specifically, the oscillation circuit 1 starts oscillating at 44 KHz, which is slightly higher than the expected optimum driving frequency, and gradually monitors the phase difference Δφ based on the output from the phase comparator 3 while gradually monitoring the phase difference Δφ. Then, the driving frequency is lowered. Then, the phase difference Δφ is adjusted so as to be a phase difference corresponding to a preset optimum driving frequency, for example, -145 °. That is, if the phase difference Δφ is larger than −145 °, the drive frequency is increased, and if the phase difference Δφ is smaller, the drive frequency is decreased. In addition, the above-mentioned phase difference−
In the vicinity of 145 °, the phase difference characteristic is such that there is no difference between the loaded state and the unloaded state.
【0025】このような動作により、モニタ電極がな
く、負荷変動が大である超音波モータの最適駆動周波数
の追尾が可能となる。With such an operation, it is possible to track the optimum driving frequency of the ultrasonic motor having no monitor electrode and having a large load variation.
【0026】また、本第1実施例によれば上述した波形
整形回路を安価な部品で構成することができ、上記電圧
低減抵抗R1を大きくとればA相の交流信号VAのパワ
ーロスもほとんど発生しない。Further, according to the first embodiment, the above-mentioned waveform shaping circuit can be composed of inexpensive components, and if the voltage reducing resistor R1 is increased, power loss of the A-phase AC signal VA hardly occurs. .
【0027】さらに、上述したように、波形整形回路4
におけるスレッショルドレベルを負荷による波形変化の
少ない値とし、超音波モータの電気的特性の変化に起因
する上記位相差の変化を抽出することで、超音波モータ
を駆動する交流信号に波形変化が生じるほどの大きな負
荷変動が発生しても、該負荷変動の影響を受けず、より
正確な最適駆動周波数を追尾することが可能となってい
る。Further, as described above, the waveform shaping circuit 4
By setting the threshold level at which the waveform change due to the load is small, and extracting the change in the phase difference caused by the change in the electrical characteristics of the ultrasonic motor, the more the waveform change occurs in the AC signal driving the ultrasonic motor, Even if a large load change occurs, the optimum drive frequency can be more accurately tracked without being affected by the load change.
【0028】次に、本発明の第2実施例について説明す
る。Next, a second embodiment of the present invention will be described.
【0029】図5は、上記第2実施例の超音波モータ駆
動回路を示した電気回路図である。FIG. 5 is an electric circuit diagram showing an ultrasonic motor driving circuit according to the second embodiment.
【0030】この第2実施例の超音波モータ駆動回路
は、構成は上記第1実施例とほぼ同一であり、発振回路
1にメモリ6が付加されている点のみが異なっている。The ultrasonic motor drive circuit according to the second embodiment has substantially the same configuration as that of the first embodiment, except that the memory 6 is added to the oscillation circuit 1.
【0031】ところで、一般に、超音波モータは製作上
の寸法等のばらつきにより特性が微妙に変化する。この
ため、各超音波モータには固有の最適位相差、すなわ
ち、上述したようなA相の交流信号VAの整形波形とパ
ルス変換回路2からの出力パルス信号φ2との最適な位
相差Δφを有することになる。本第2実施例では、この
各超音波モータが固有の最適位相差を有することに着目
してなされたものであり、該最適位相差Δφをメモリ6
に記憶した上で、上記第1実施例と同様の周波数制御を
行うものである。In general, the characteristics of an ultrasonic motor slightly change due to variations in dimensions or the like in manufacturing. For this reason, each ultrasonic motor has a unique optimum phase difference, that is, an optimum phase difference Δφ between the shaped waveform of the A-phase AC signal VA and the output pulse signal φ2 from the pulse conversion circuit 2 as described above. Will be. The second embodiment focuses on the fact that each ultrasonic motor has a unique optimum phase difference, and stores the optimum phase difference Δφ in the memory 6.
After that, the same frequency control as in the first embodiment is performed.
【0032】本第2実施例によれば、各超音波モータの
製作上のばらつきを補正し、より正確に最適駆動周波数
の追尾が可能となる。According to the second embodiment, it is possible to correct variations in the manufacturing of the ultrasonic motors and more accurately track the optimum driving frequency.
【0033】なお、本第2実施例において、メモリ6内
に複数の位相差Δφを記憶させておき、電源電圧等に基
づいて該複数の位相差Δφを選択して用いることも可能
である。In the second embodiment, it is also possible to store a plurality of phase differences Δφ in the memory 6 and select and use the plurality of phase differences Δφ based on a power supply voltage or the like.
【0034】また、上記第1および第2実施例において
は、A相の交流信号VAと該交流信号VAの整形波形と
の位相差に基づいて最適駆動周波数制御を行っている
が、B相の交流信号VBとその整形波形もしくは両方の
相の交流信号とその整形波形との位相差を用いてもよ
い。In the first and second embodiments, the optimal drive frequency control is performed based on the phase difference between the A-phase AC signal VA and the shaped waveform of the AC signal VA. The phase difference between the AC signal VB and its shaped waveform or the AC signal of both phases and its shaped waveform may be used.
【0035】一方、上記第1および第2実施例におい
て、発振回路1はVCOやディジタル分周発振等の何れ
の発振手段を用いても構成でき、さらに、4倍の周波数
でなくとも位相ずらし回路等を用いれば上述したパルス
信号φ1〜φ4を生成することが可能である。さらに、
上記波形整形回路4はコンパレータ等を用いて構成して
もよいし、超音波モータ5は、進行波型以外でも周波数
等によってインピーダンスが変化するもので位相差Δφ
に変化を生じるものならば何れも利用することが可能で
ある。On the other hand, in the first and second embodiments, the oscillating circuit 1 can be constituted by using any oscillating means such as a VCO or a digital frequency division oscillating circuit. By using the above, it is possible to generate the pulse signals φ1 to φ4 described above. further,
The waveform shaping circuit 4 may be configured by using a comparator or the like, and the ultrasonic motor 5 is not limited to the traveling wave type, and the impedance changes depending on the frequency and the like.
Can be used as long as it causes a change.
【0036】[0036]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、特
にモニタ電極を具備しない安価な超音波モータであって
も最適駆動周波数を追尾でき、大きな負荷変動に対する
影響も小さい超音波モータ駆動回路を提供できる。As described above, according to the present invention, the optimum driving frequency can be tracked even with an inexpensive ultrasonic motor having no monitor electrode, and the ultrasonic motor driving circuit is less affected by a large load change. Can be provided.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】本発明の第1実施例を示す超音波モータ駆動回
路の電気回路図である。FIG. 1 is an electric circuit diagram of an ultrasonic motor drive circuit showing a first embodiment of the present invention.
【図2】上記第1実施例の超音波モータ駆動回路におけ
る波形整形回路の構成を示す電気回路図である。FIG. 2 is an electric circuit diagram showing a configuration of a waveform shaping circuit in the ultrasonic motor drive circuit of the first embodiment.
【図3】上記第1実施例の超音波モータ駆動回路におい
て、交流信号VA,該交流信号VAの整形波形およびパ
ルス変換回路からの出力パルス信号等の関係を示したタ
イミングチャートである。FIG. 3 is a timing chart showing a relationship among an AC signal VA, a shaped waveform of the AC signal VA, an output pulse signal from a pulse conversion circuit, and the like in the ultrasonic motor driving circuit of the first embodiment.
【図4】上記第1実施例の超音波モータ駆動回路におい
て、交流信号VAの整形波形とパルス変換回路からの1
出力パルス信号との位相差をΔφとしたとき、該位相差
Δφと駆動周波数との関係を示した線図である。FIG. 4 shows the waveform of the AC signal VA and the waveform of the pulse signal from the pulse conversion circuit in the ultrasonic motor drive circuit of the first embodiment.
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between a phase difference Δφ and a driving frequency when a phase difference from an output pulse signal is Δφ.
【図5】本発明の第2実施例を示す超音波モータ駆動回
路の電気回路図である。FIG. 5 is an electric circuit diagram of an ultrasonic motor drive circuit showing a second embodiment of the present invention.
【図6】従来の超音波モータにおいて、大きな負荷が生
じた際の該超音波モータに印加する交流信号波形の一例
を示した線図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of an AC signal waveform applied to a conventional ultrasonic motor when a large load is applied to the ultrasonic motor.
【図7】従来の超音波モータにおいて、負荷時と無負荷
時とにおける駆動信号の電流−電圧位相差と、駆動周波
数との関係の一例を示した線図である。FIG. 7 is a diagram showing an example of a relationship between a drive frequency and a current-voltage phase difference of a drive signal between a loaded state and a non-loaded state in a conventional ultrasonic motor.
1…発振回路 2…パルス変換回路 3…位相比較器 4…波形整形回路 5…超音波モータ 10…DC電源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Oscillation circuit 2 ... Pulse conversion circuit 3 ... Phase comparator 4 ... Waveform shaping circuit 5 ... Ultrasonic motor 10 ... DC power supply
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02N 2/16 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H02N 2/16
Claims (1)
る誘導起電力に基づいて交流信号を発生し、該交流信号
を超音波モータの電気−機械エネルギー変換素子に印加
することにより、該超音波モータを駆動する、超音波モ
ータ駆動回路において、 上記誘導性素子をスイッチングするスイッチング信号
と、上記交流信号を零でない所定のしきい値で波形整形
した信号との位相差を検出する位相差検出手段と、 この位相差検出手段の出力に基づき上記交流信号の周波
数を制御する周波数制御手段と、 を具備したことを特徴とする超音波モータ駆動回路。An AC signal is generated based on an induced electromotive force generated when an inductive element is switched, and the AC signal is applied to an electro-mechanical energy conversion element of an ultrasonic motor to thereby generate the ultrasonic wave. An ultrasonic motor driving circuit for driving a motor, wherein a phase difference detecting means for detecting a phase difference between a switching signal for switching the inductive element and a signal obtained by shaping the waveform of the AC signal with a predetermined non-zero threshold value. And a frequency control means for controlling the frequency of the AC signal based on the output of the phase difference detection means.
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JP05035731A JP3105684B2 (en) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | Ultrasonic motor drive circuit |
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-
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