1mm柱状压电超声波电动机的驱动电路设计与实现OA
Design and implementation of the driving circuit for a 1 mm cylindrical piezoelectric ultrasonic motor
驱动电路性能对微型压电超声波电机的稳定和高精度运行至关重要.针对1 mm微型柱状压电超声波电机的低压驱动和高速运转要求,设计了一款基于数字信号处理器(digital signal processor,DSP)28335芯片的逆变升压-推挽式驱动电路,该电路以DSP 28335芯片为核心产生4路脉冲宽度调制(pulse width modulation,PWM)波,并驱动4个MOSFET开关管两两交替导通,通过变压器进行逆变升压和功率放大,再经过LC匹配电路后得到两相幅值相同、相位相差90°的正弦波,以驱动1 mm超声波电动机旋转.针对驱动电路的硬件和软件设计流程进行了详细分析和参数设计,仿真和实验结果表明,该驱动电路输出电压可调范围为0~100 V,频率可调范围为15~50 kHz.压电超声波电机空载转速随电压的增大呈线性增大关系,在驱动频率和电压分别为22 kHz和50 V的作用下,转速达到480 r/min,满足1 mm柱状压电超声波电机的驱动要求.
The performance of the driving circuit is critical for the stable and high-precision operation of micro piezoelectric ultrasonic motors.To meet the low-voltage drive and high-speed operation requirements of a 1 mm micro cylindrical piezoelectric ultrasonic motor,a transformer-inverter booster push-pull driving circuit based on the digital signal processing(DSP)28335 chip is proposed.The DSP 28335 generates four pulse-width modulation(PWM)signals,which alternately drive four MOSFET switches.The inverter boosts and amplifies the voltage through a transformer,and an LC matching circuit filters the output to produce sinusoidal waves with equal amplitude and 90° phase difference,driving the motor.Detailed hardware and software design analyses are presented.Simulation and experiment results show that the output voltage is adjustable from 0 V to 100 V and the frequency from 15 kHz to 50 kHz.The no-load speed of the motor increases linearly with excitation voltage,reaching 480 r/min at 22 kHz and 50 V,satisfying the driving requirements of the 1mm cylindrical piezoelectric ultrasonic motor.
李康康;汪御飞;张海彬;陈渊博;王光庆
浙江工商大学 信息与电子工程学院,杭州 310018||浙江工商大学 萨塞克斯人工智能学院,杭州 310018浙江工商大学 信息与电子工程学院,杭州 310018||浙江工商大学 萨塞克斯人工智能学院,杭州 310018浙江工商大学 信息与电子工程学院,杭州 310018||浙江工商大学 萨塞克斯人工智能学院,杭州 310018浙江工商大学 信息与电子工程学院,杭州 310018||浙江工商大学 萨塞克斯人工智能学院,杭州 310018浙江工商大学 信息与电子工程学院,杭州 310018||浙江工商大学 萨塞克斯人工智能学院,杭州 310018
信息技术与安全科学
微型超声波电动机压电陶瓷驱动电路高频低压DSP
micro ultrasonic motorpiezoelectric ceramicsdriving circuithigh frequency and low voltageDSP
《重庆大学学报》 2026 (5)
30-42,13
浙江省教育厅一般科研项目资助(Y202352692).Supported by Scientific Research Fund of Zhejiang Provincial Education Department(Y202352692).
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