[發明專利]一種基于SoC的大力矩超聲電機驅動系統

有效

• 申請號: 201710861487.6
• 申請日: 2017-09-21
• 公開（公告）號: CN107623460B
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 劉川;馬國軍;彭文
• 申請（專利權）人: 四川航天機電工程研究所
• 主分類號: H02N2/00
• 分類號: H02N2/00
• 代理公司: 成都華風專利事務所(普通合伙) 51223
• 代理人: 徐豐;張巨箭

本發明提供一種基于SoC的大力矩超聲電機驅動系統，包括SoC控制器、第一驅動模塊、第二驅動模塊、第一變壓器、第二變壓器、超聲電機、穩態電壓反饋電路，SoC控制器的輸出端連接第一驅動模塊和第二驅動模塊的輸入端，第一驅動模塊的輸出端連接第一變壓器的輸入端，第二驅動模塊的輸出端連接第二變壓器的輸入端，第一變壓器和第二變壓器的輸出端連接至超聲電機的三個輸入端，穩態電壓反饋電路的輸入端連接超聲電機，穩態電壓反饋電路的輸出端分別連接至第一變壓器和第二變壓器，從而能夠使得超聲電機啟動順暢，運轉平穩。

技術領域

本發明涉及超聲電機控制技術領域，尤其涉及一種基于SoC的大力矩超聲電機驅動系統。

背景技術

超聲電機是一種利用壓電陶瓷的彈性振動和摩擦轉動的新型電機，與傳統電機相比，超聲電機具有低轉速、力矩質量比大、響應速度快、停電自鎖、無電磁干擾等特點。

目前已有的超聲電機驅動通常采用MOS管直接驅動超聲電機，并且為兩相驅動。

現有的專利技術《基于嵌入式系統級芯片超聲電機驅動控制器》(ZL200710134453.3)，利用芯片的模塊直接產生四路方波信號推動管完成直流逆變，具有根據電機運行狀態自動調頻、調相和調壓功能。

另一件，現有專利技術《一種基于嵌入式芯片的超聲電機驅動控制器》(CN202364153U)，利用脈沖信號，實現對超聲電機的控制。

上述兩件專利中，無法實現穩定啟動超聲電機的技術問題。

發明內容

本發明提供一種基于SoC的大力矩超聲電機驅動系統，解決了現有技術中無法實現穩定啟動超聲電機的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是：提供一種基于SoC的大力矩超聲電機驅動系統，包括SoC控制器、第一驅動模塊、第二驅動模塊、第一變壓器、第二變壓器、超聲電機、穩態電壓反饋電路，其中，SoC控制器的輸出端連接第一驅動模塊和第二驅動模塊的輸入端，第一驅動模塊的輸出端連接第一變壓器的輸入端，第二驅動模塊的輸出端連接第二變壓器的輸入端，第一變壓器和第二變壓器的輸出端連接至超聲電機的三個輸入端，穩態電壓反饋電路的輸入端連接超聲電機，穩態電壓反饋電路的輸出端分別連接至第一變壓器和第二變壓器；

所述穩態電壓反饋電路在檢測到所述超聲電機處于未運動狀態，且表現為低阻抗時，控制升高所述第一變壓器和第二變壓器的輸入電壓，當所述穩態電壓反饋電路在檢測到所述超聲電機處于運動狀態，且表現為高阻抗時，控制降低所述第一變壓器和第二變壓器的輸入電壓。

進一步地，所述穩態電壓反饋電路具體包括順次連接的分壓電路、振流二極管、半波振流電路、電壓跟隨器、限流電阻、開關電源電路。

進一步地，還包括使能模塊，分別連接SoC控制器、第一驅動模塊、第二驅動模塊，所述使能模塊用于根據SoC控制器上電時，控制關閉第一驅動模塊和第二驅動模塊，所述使能模塊根據SoC控制器啟動完成，輸出四路方波時，開啟第一驅動模塊和第二驅動模塊。

進一步地，還包括溫度采集電路，所述溫度采集電路采集端連接超聲電機，溫度采集電路輸出端連接SoC控制器；

所述溫度采集電路根據采集到的溫度值，發送至SoC控制器，由SoC控制器根據超聲電機的頻率-溫度曲線，確定在不同溫度下所需的驅動頻率。

進一步地，所述溫度采集電路在采集端和輸出端之間連接有恒流源電路，所述采集端用于連接超聲電機上的熱電偶，所述輸出端用于輸出電壓值。

進一步地，所述恒流源電路包括恒流源芯片和防止溫度漂移的組件。

進一步地，所述SoC控制器具體包括電源模塊、溫度AD模塊、四路方波發生器，所述四路方波發生器用于輸出兩對方波，其中一對方波輸入第一驅動模塊，另一對方波輸入第二驅動模塊，每對方波相位相差180°。