高性能逆變器驅動(dòng)芯片BCS1608及其應用

5 BCS1608在超聲電機中的應用

超聲電機是一種可將壓電振子在超聲領(lǐng)域的振動(dòng)能轉換為機械能的電動(dòng)機，它應用壓電元件產(chǎn)生的振動(dòng)來(lái)驅動(dòng)移動(dòng)體移動(dòng)。根據超聲電機的運動(dòng)機理，由兩相頻率幅值相等且具有一定相位差的高頻交變電壓信號來(lái)驅動(dòng)壓電振子，即可使電機的轉子產(chǎn)生旋轉運動(dòng)。超聲電機因其低速轉矩大、體積小、重量輕、功率密度大、響應速度快、微位移、不受電磁影響等優(yōu)點(diǎn)，已在透鏡精密定位、相機鏡頭自動(dòng)聚焦系統、隧道掃描顯微鏡、壓電夾具體、機器人、計算機和醫療設備等領(lǐng)域得到較為廣泛應用。

超聲電機雖然結構簡(jiǎn)單，但其壓電元件需要高頻激勵。目前的驅動(dòng)電源主要有三大類(lèi)：一類(lèi)是利用開(kāi)關(guān)電源技術(shù)，由逆變來(lái)實(shí)現電壓升壓、能量傳遞、阻抗匹配和電源隔離，這種方法在國內的行波型超聲電機驅動(dòng)中使用比較廣泛，但變壓器必須與不同型號的超聲電機匹配；另一類(lèi)利用諧振升壓產(chǎn)生驅動(dòng)型號，這種方式雖然電路簡(jiǎn)單，體積小，但是電感參數選取比較困難；還有一類(lèi)是采用正弦波型號直接放大輸入超聲電機，這種方法采用數字直接合成技術(shù)(DDS)，并以模擬放大電路為基礎來(lái)實(shí)現，激勵信號達到理論分析的要求，實(shí)現控制算法簡(jiǎn)便靈活，但電路復雜，成本較高。第三是微型超聲電機，該方式主要應用在要求其驅動(dòng)電源結構緊湊、可電池供電、簡(jiǎn)單易行的領(lǐng)域。而BCS1608則均可滿(mǎn)足以上要求，由于其輸出電壓兩相／三相可選，因此可作為不同型號微型超聲電機的驅動(dòng)電源。

本文同時(shí)選用博立碼杰公司生產(chǎn)的、用于手機攝像頭AF功能的、BM730-A1型號的超聲電機，驅動(dòng)電源由一塊3.7 V鋰電池、一片單片機和一片BCS1608及附加被動(dòng)元件組成。其中超聲電機既可采用兩相驅動(dòng)，也可采用三相驅動(dòng)；驅動(dòng)電壓幅值要求為22 V+2 V，頻率為16.78 kHz。圖8為BCS1608輸出線(xiàn)電壓波形，其中當BCS1608為兩相輸出時(shí)，圖8(a)表示超聲電機正轉，圖8(b)表示超聲電機反轉；而當BCS1608為三相輸出時(shí)，圖8(c)表示超聲電機正轉，圖8(d)表示超聲電機反轉。

實(shí)驗證明，BCS1608可以很好地驅動(dòng)超聲電機，且輸出波形失真小，效率高，可作為微型超聲電機驅動(dòng)電源的首選。

6結束語(yǔ)

BCS1608由于其高度集成，外圍電路簡(jiǎn)單，且簡(jiǎn)化了系統設計過(guò)程，因而十分適合用于對結構要求苛刻的場(chǎng)合。實(shí)驗結果表明：BCS1608具有很高的性能，可廣泛應用于各種超聲電機的驅動(dòng)電源中。