超声电机驱动电源整流斩波电路设计

USM工作原理是利用压电晶体的逆压电效应，把超声频段的电信号加到压电晶体构成的定子上，使定子表面产生一定轨迹的微幅机械振动，通过与转子间的摩擦作用来驱动转子宏观的运动。其驱动电源整流斩波电路一般需要输出一定范围内大小可调的直流电压；再经过谐振逆变最后输出峰-峰值在200V~450V、频率为40kHz的正弦交流电压。如图1所示，主要由整流滤波模块、斩波模块和谐振逆变模块组成，这里主要对整流和斩波模块进行分析设计。其工作过程是：首先220V/50Hz交流市电经过不可控整流模块和低通滤波电路得到大约310V左右的不可控直流电压^[1]；然后不可控直流电压经过PWM信号控制的斩波调压模块，得到一定范围内大小可调的直流电压；最后可调直流电压经过两个负载型全桥逆变器作用，可得到两路高频正弦交流电压。控制方式上具体过程是通过PWM信号对斩波调压电路中开关管的控制来调整正弦交流电压输出幅值，从而实现对USM的速度控制^[2]。下面分别对整流滤波模块和斩波模块进行设计。









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