JPH11191978A - Ultrasonic motor drive circuit - Google Patents
Ultrasonic motor drive circuitInfo
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- JPH11191978A JPH11191978A JP9358913A JP35891397A JPH11191978A JP H11191978 A JPH11191978 A JP H11191978A JP 9358913 A JP9358913 A JP 9358913A JP 35891397 A JP35891397 A JP 35891397A JP H11191978 A JPH11191978 A JP H11191978A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、超音波モータを駆
動するための超音波モータの駆動回路に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic motor driving circuit for driving an ultrasonic motor.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来より、超音波振動を駆動力とする超
音波モータが知られている。超音波モータの一種である
進行波型の超音波モータでは、円環状の弾性体に圧電体
が貼付されてステータが形成されており、このステータ
には駆動軸に取り付けられたロータが加圧接触されてい
る。2. Description of the Related Art Conventionally, an ultrasonic motor using ultrasonic vibration as a driving force has been known. In a traveling-wave type ultrasonic motor, which is a type of ultrasonic motor, a stator is formed by attaching a piezoelectric body to an annular elastic body, and a rotor attached to a drive shaft is brought into pressure contact with the stator. Have been.
【0003】超音波モータの駆動回路は、前記圧電体
に、所定周波数で位相が90°異なる2相の駆動信号
(sin波及びcos波)を供給する。この2相の駆動
信号によって発生する圧電体の機械振動により、弾性体
に、振動の腹及び節が弾性体に沿って円環状に移動する
超音波振動(進行波)が励起される。この進行波によ
り、前記弾性体に加圧接触されたロータ及び駆動軸が回
転される。A drive circuit for an ultrasonic motor supplies two-phase drive signals (sine wave and cosine wave) having a predetermined frequency and a phase difference of 90 ° to the piezoelectric body. Ultrasonic vibration (traveling wave) in which antinodes and nodes of vibration move in an annular shape along the elastic body is excited in the elastic body by the mechanical vibration of the piezoelectric body generated by the two-phase drive signals. The traveling wave rotates the rotor and the drive shaft that are in pressure contact with the elastic body.
【0004】前記超音波モータは、例えば自動車のステ
アリング装置の所謂チルト機構や、テレスコピック機構
等に用いられた場合には、超音波モータの駆動回路と超
音波モータは、図4に示す如く、共に車両のボディに接
地される。このため、駆動回路、超音波モータ、車両ボ
ディでループを形成してしまい、駆動回路からの電流が
超音波モータを通って車両のボディに流れて駆動回路へ
戻ってしまうので、ラジオのスピーカーからノイズを発
生してしまう。When the ultrasonic motor is used, for example, in a so-called tilt mechanism or a telescopic mechanism of a steering device of an automobile, a driving circuit of the ultrasonic motor and the ultrasonic motor are used together as shown in FIG. Grounded to the body of the vehicle. For this reason, a loop is formed by the drive circuit, the ultrasonic motor, and the vehicle body, and the current from the drive circuit flows through the ultrasonic motor to the vehicle body and returns to the drive circuit. Generates noise.
【0005】このラジオのスピーカーから発生するノイ
ズを低減するために、図4に示すように、超音波モータ
を車両側に固定する際に、超音波モータをフロートして
電気的に絶縁状態にして固定し、駆動回路からの電流が
超音波モータを通って車両のボディに流れて駆動回路に
戻るのを防ぐことにより、ラジオのスピーカーから発生
するラジオノイズを低減する技術がある。In order to reduce the noise generated from the speaker of the radio, as shown in FIG. 4, when the ultrasonic motor is fixed to the vehicle side, the ultrasonic motor is floated to be electrically insulated. There is a technique for reducing radio noise generated from a speaker of a radio by fixing the current from a drive circuit to prevent the current from a drive circuit from flowing to a body of a vehicle through an ultrasonic motor and returning to the drive circuit.
【0006】超音波モータには電圧発生回路から駆動電
圧が供給されており、この電圧発生回路としては従来よ
り種々の構成がある。一例として、トランスの1次側コ
イルを流れる電流をオンオフすることによってトランス
の2次側コイルに誘導される交流電圧を全波整流して平
滑し、直流電圧を得る構成の電圧発生回路(所謂スイッ
チング電源)は一般に広く知られている。The ultrasonic motor is supplied with a drive voltage from a voltage generating circuit, and the voltage generating circuit has various configurations. As an example, a voltage generating circuit (so-called switching) configured to obtain a DC voltage by full-wave rectifying and smoothing an AC voltage induced in a secondary coil of the transformer by turning on and off a current flowing through a primary coil of the transformer. Power supply) is generally widely known.
【0007】上記のような構成の電圧発生回路の一例を
図5に示す。図5の電圧発生回路130では、トランス
120の1次側コイル120Aの中点が、電源線118
を介してコンデンサ116の一端および図示しない電源
(図ではVccで示す)に接続されており、コンデンサ1
16の他端は接地されている。1次側コイル120Aの
両端はMOSFET110、112を介して接地されて
いる。FIG. 5 shows an example of the voltage generating circuit having the above configuration. In the voltage generating circuit 130 of FIG. 5, the middle point of the primary coil 120A of the transformer 120 is connected to the power supply line 118.
Is connected to one end of a capacitor 116 and a power supply (not shown) (shown by Vcc in the figure).
The other end of 16 is grounded. Both ends of the primary coil 120A are grounded via MOSFETs 110 and 112.
【0008】デューティー制御回路114からのスイッ
チング信号によってMOSFET110、112を所定
のタイミングでオンオフすると、トランス120の2次
側コイル120Bに交流電圧が誘起される。この交流電
圧をダイオード122、124で全波整流し、コイル1
26、コンデンサ128によって平滑化して直流電圧を
得る。When the MOSFETs 110 and 112 are turned on and off at a predetermined timing by a switching signal from the duty control circuit 114, an AC voltage is induced in the secondary coil 120B of the transformer 120. This AC voltage is full-wave rectified by diodes 122 and 124, and the coil 1
26, DC voltage is obtained by smoothing with a capacitor 128.
【0009】上記のように、デューティー制御回路11
4からのスイッチング信号によってMOSFET11
0、112をオンオフすることで直流電圧が供給されて
超音波モータが駆動される。As described above, the duty control circuit 11
4 by the switching signal from the MOSFET 11
By turning on and off 0 and 112, a DC voltage is supplied to drive the ultrasonic motor.
【0010】ところが、一般にMOSFET110(ま
たは112)は、図6の(a)に示すようにキャパシタ
ンス容量を有しているので、実際には図6の(b)に示
すようにトランスの1次側コイル120Aと、コンデン
サ116と、MOSFET110の有するキャパシタン
スとを直列に接続した等価回路で表され、所謂LC共振
回路となる。However, since the MOSFET 110 (or 112) generally has a capacitance as shown in FIG. 6A, the MOSFET 110 (or 112) actually has a primary side of the transformer as shown in FIG. It is represented by an equivalent circuit in which the coil 120A, the capacitor 116, and the capacitance of the MOSFET 110 are connected in series, and becomes a so-called LC resonance circuit.
【0011】このため、MOSFET110(または1
12)をオンした時に、図8の(a)に示すようにMO
SFET110(または112)のドレイン電圧が歪ん
で高周波で発振してしまう。この高周波での発振により
駆動回路からの放射ノイズや、駆動回路と超音波モータ
を接続するワイヤーからワイヤー伝導ノイズを発生し、
ラジオのスピーカーからノイズが発生してしまう。この
高周波での発振により発生する放射ノイズやワイヤー伝
導ノイズを低減するためには、駆動回路をシールド化し
たり、全ワイヤーにフィルタを入れる等の方法がある
が、コストがかかるという欠点がある。For this reason, the MOSFET 110 (or 1
12), the MO is turned on as shown in FIG.
The drain voltage of the SFET 110 (or 112) is distorted and oscillates at a high frequency. This high-frequency oscillation generates radiation noise from the drive circuit and wire conduction noise from the wire connecting the drive circuit and the ultrasonic motor,
Noise is generated from the radio speakers. In order to reduce the radiation noise and the wire conduction noise generated by the oscillation at the high frequency, there are methods such as shielding the drive circuit or putting a filter in all the wires, but there is a disadvantage that the cost is high.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事実を
考慮し、簡単な構成で、かつ高周波での発振を抑制して
ラジオノイズを低減することができる超音波モータの駆
動回路を得ることが目的である。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and has as its object to obtain a drive circuit for an ultrasonic motor which has a simple structure and can suppress radio frequency oscillation to reduce radio noise. Is the purpose.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に記載
の発明は、トランスの1次側コイルにスイッチング素子
を接続し、前記スイッチング素子をオンオフすることで
前記トランスの2次側コイルへ交流電圧を誘起し、前記
交流電圧を整流、平滑化して超音波モータを駆動するた
めの直流電圧を得る電気的に絶縁して被固定部材に固定
された超音波モータの駆動回路において、前記スイッチ
ング素子をオンした時に発生する高周波での発振を抑制
するための発振抑制手段を有することを特徴とする。According to the first aspect of the present invention, a switching element is connected to a primary coil of a transformer, and the switching element is turned on and off to connect to a secondary coil of the transformer. An AC voltage is induced, and the AC voltage is rectified and smoothed to obtain a DC voltage for driving the ultrasonic motor. It is characterized by having oscillation suppression means for suppressing high-frequency oscillation generated when the element is turned on.
【0014】本発明の請求項2に記載の発明は、前記発
振抑制手段が、前記スイッチング素子に直列に接続さ
れ、高周波成分を通過させないようにするフィルタ素子
であることを特徴とする。The invention according to claim 2 of the present invention is characterized in that the oscillation suppressing means is a filter element which is connected in series to the switching element and prevents high frequency components from passing therethrough.
【0015】請求項1および2に記載の発明によれば、
スイッチング素子にフィルタ素子を直列に接続する。こ
のため、スイッチング素子をオンした時に発生する高周
波をフィルタ素子によって通過するのを防ぐことがで
き、高周波での発振を抑えてラジオノイズを低減するこ
とができる。According to the first and second aspects of the present invention,
A filter element is connected in series to the switching element. For this reason, it is possible to prevent the high frequency generated when the switching element is turned on from being passed by the filter element, and to suppress the high frequency oscillation and reduce the radio noise.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明に係
る実施の形態を詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【0017】図2には本実施の形態に係る進行波型の超
音波モータ10が示されている。超音波モータ10は銅
合金等から構成される円環状の弾性体12を備え、この
弾性体12に圧電体14が貼付されてステータ28が形
成されている。FIG. 2 shows a traveling wave type ultrasonic motor 10 according to the present embodiment. The ultrasonic motor 10 includes an annular elastic body 12 made of a copper alloy or the like, and a piezoelectric body 14 is attached to the elastic body 12 to form a stator 28.
【0018】圧電体14は電気信号を機械信号に変換す
る圧電材料から成り、多数の電極により円環状に分割、
配列されて構成されている。一方、駆動軸16に取り付
けられたロータ18は、アルミ合金等から成るロータリ
ング20に円環状のスライダ22が接着されて形成され
ており、スプリング24によってスライダ22が前記弾
性体12に加圧接触されている。このスライダ22とし
ては、安定した摩擦力、摩擦係数を得るために、例えば
エンジニアリングプラスチック等が用いられ、これによ
り高効率でロータ18を駆動することができる。The piezoelectric body 14 is made of a piezoelectric material that converts an electric signal into a mechanical signal, and is divided into an annular shape by a large number of electrodes.
It is arranged and configured. On the other hand, the rotor 18 attached to the drive shaft 16 is formed by bonding an annular slider 22 to a rotor ring 20 made of an aluminum alloy or the like, and the slider 22 is brought into pressure contact with the elastic body 12 by a spring 24. Have been. As the slider 22, for example, engineering plastic or the like is used in order to obtain a stable frictional force and a stable friction coefficient, so that the rotor 18 can be driven with high efficiency.
【0019】また、弾性体12には圧電素子26(図3
参照)が貼付されている。図3に示すように、圧電素子
26は一端が接地されており、他端が駆動回路30のバ
ンドパスフィルタ40の入力端に接続されている。The elastic body 12 has a piezoelectric element 26 (FIG. 3).
Reference) is affixed. As shown in FIG. 3, one end of the piezoelectric element 26 is grounded, and the other end is connected to the input end of the bandpass filter 40 of the drive circuit 30.
【0020】圧電素子26は弾性体12の振動を検出
し、該振動に応じた振幅、周期の交流信号(フィードバ
ック信号)を出力する。バンドパスフィルタ40の出力
端はマイクロコンピュータ32の一方の入力端に接続さ
れている。バンドパスフィルタ40は圧電素子26から
出力されるフィードバック信号を検波してマイクロコン
ピュータ32に出力する。The piezoelectric element 26 detects the vibration of the elastic body 12 and outputs an AC signal (feedback signal) having an amplitude and a cycle corresponding to the vibration. An output terminal of the band-pass filter 40 is connected to one input terminal of the microcomputer 32. The bandpass filter 40 detects a feedback signal output from the piezoelectric element 26 and outputs the detected signal to the microcomputer 32.
【0021】また、超音波モータ10には回転センサ4
6が取り付けられており、回転センサ46の出力端はマ
イクロコンピュータ32の他方の入力端に接続されてい
る。The ultrasonic motor 10 has a rotation sensor 4
The output terminal of the rotation sensor 46 is connected to the other input terminal of the microcomputer 32.
【0022】回転センサ46は、マグネット(図示省
略)とホール素子(図示省略)等で構成され、マグネッ
ト表面の磁束の変化をホール素子で検出し、ロータ18
が回転すると、マイクロコンピュータ32へロータ18
の回転速度に応じた周期のパルス信号を出力する。The rotation sensor 46 includes a magnet (not shown) and a Hall element (not shown), and detects a change in magnetic flux on the surface of the magnet with the Hall element.
Rotates, the microcomputer 18 sends the rotor 18
And outputs a pulse signal having a cycle corresponding to the rotation speed.
【0023】マイクロコンピュータ32の一方の出力端
には発振回路34が接続されており、他方の出力端には
スイッチング制御回路36の一方の入力端に接続されて
いる。発振回路34の出力端は、スイッチング制御回路
36の他方の入力端に接続されている。発振回路34は
マイクロコンピュータ32からの信号に応じた発振周波
数で発振する。The microcomputer 32 has one output terminal connected to the oscillation circuit 34 and the other output terminal connected to one input terminal of the switching control circuit 36. The output terminal of the oscillation circuit 34 is connected to the other input terminal of the switching control circuit 36. The oscillation circuit 34 oscillates at an oscillation frequency according to a signal from the microcomputer 32.
【0024】スイッチング制御回路36の一方の出力端
は、駆動信号発生回路48のA相増幅回路42の一方の
入力端に接続されており、他方の出力端は駆動信号発生
回路48のB相増幅回路44の一方の入力端に接続され
ている。スイッチング制御回路36は発振回路34から
発振された発振周波数に応じて駆動パルスをスイッチン
グしながらA相増幅回路42、B相増幅回路44へ出力
する。One output terminal of the switching control circuit 36 is connected to one input terminal of the A-phase amplification circuit 42 of the drive signal generation circuit 48, and the other output terminal is connected to the B-phase amplification circuit of the drive signal generation circuit 48. It is connected to one input terminal of the circuit 44. The switching control circuit 36 outputs the driving pulse to the A-phase amplifier circuit 42 and the B-phase amplifier circuit 44 while switching the drive pulse according to the oscillation frequency oscillated from the oscillation circuit 34.
【0025】また、A相増幅回路42の他方の入力端と
B相増幅回路44の他方の入力端は電圧発生回路38の
出力端に接続されており、前記電圧発生回路38より電
力が供給される。電圧発生回路38の回路構成を図1に
示す。The other input terminal of the A-phase amplifier circuit 42 and the other input terminal of the B-phase amplifier circuit 44 are connected to the output terminal of a voltage generator 38, and power is supplied from the voltage generator 38. You. FIG. 1 shows a circuit configuration of the voltage generating circuit 38.
【0026】図1に示す電圧発生回路38はトランス6
0を備えており、トランス60の1次側コイル60Aの
中点には電源線74を介してコンデンサ72の一端およ
び図示しない電源(図ではVccで表す)に接続されて
おり、コンデンサ72の他端は接地されている。The voltage generating circuit 38 shown in FIG.
0 is connected to one end of a capacitor 72 and a power source (not shown in the drawing, indicated by Vcc) via a power supply line 74 at the middle point of the primary coil 60A of the transformer 60. The end is grounded.
【0027】トランス60の1次側コイル60Aの一端
は、フィルタ素子としてのフェライトビーズ54の一端
が接続されており、他端はフェライトビーズ56の一端
が接続されている。なお、フェライトビーズ54、56
は高周波、例えば10MHz以上の周波数成分を通過さ
せないものを使用するものとする。フェライトビーズ5
4の他端はスイッチング素子としてのMOSFET50
のドレインに接続されている。MOSFET50のゲー
トはデューティー制御回路58の一方の出力端に接続さ
れており、MOSFET50のソースは接地されてい
る。One end of a primary coil 60A of the transformer 60 is connected to one end of a ferrite bead 54 as a filter element, and the other end is connected to one end of a ferrite bead 56. The ferrite beads 54, 56
Is used that does not pass high frequency, for example, a frequency component of 10 MHz or more. Ferrite beads 5
4 has a MOSFET 50 as a switching element.
Connected to the drain of The gate of the MOSFET 50 is connected to one output terminal of the duty control circuit 58, and the source of the MOSFET 50 is grounded.
【0028】フェライトビーズ56の他端はスイッチン
グ素子としてのMOSFET52のドレインに接続され
ている。MOSFET52のゲートはデューティー制御
回路58の他方の出力端に接続されており、MOSFE
T52のソースは接地されている。The other end of the ferrite bead 56 is connected to the drain of the MOSFET 52 as a switching element. The gate of the MOSFET 52 is connected to the other output terminal of the duty control circuit 58,
The source of T52 is grounded.
【0029】トランス60の2次側コイル60Bの一端
は整流素子としてのダイオード62のアノードが接続さ
れており、他端は整流素子としてのダイオード64のア
ノードが接続されている。また、トランス60の2次側
コイル60Bの中点は接地されている。One end of the secondary coil 60B of the transformer 60 is connected to the anode of a diode 62 as a rectifying element, and the other end is connected to the anode of a diode 64 as a rectifying element. The middle point of the secondary coil 60B of the transformer 60 is grounded.
【0030】ダイオード62、64のカソードはインダ
クタンス素子としてのコイル66の一端に接続されてい
る。コイル66の他端はコンデンサ68の一端が接続さ
れており、コンデンサ68の他端は接地されている。さ
らに、コイル66の他端はA相増幅回路42、B相増幅
回路44の一方の入力端に接続されており、前記入力端
に直流電圧が供給される。The cathodes of the diodes 62 and 64 are connected to one end of a coil 66 as an inductance element. The other end of the coil 66 is connected to one end of a capacitor 68, and the other end of the capacitor 68 is grounded. Further, the other end of the coil 66 is connected to one of the input terminals of the A-phase amplifier circuit 42 and the B-phase amplifier circuit 44, and a DC voltage is supplied to the input terminals.
【0031】A相増幅回路42は超音波モータ10の圧
電体14Aに接続されており、圧電体14Aに正弦波信
号(sin波)を供給する。B相増幅回路44は超音波
モータ10の圧電体14Bに接続されており、圧電体1
4BにA相増幅回路42が供給する正弦波信号と90°
位相が異なる正弦波信号(cos波)を供給する。圧電
体14A、14Bの他端は接地されている。この圧電体
14A、14Bによって超音波モータ10の圧電体14
が構成される。The A-phase amplification circuit 42 is connected to the piezoelectric body 14A of the ultrasonic motor 10, and supplies a sine wave signal (sine wave) to the piezoelectric body 14A. The B-phase amplifier circuit 44 is connected to the piezoelectric body 14B of the ultrasonic motor 10,
4B and the sine wave signal supplied by the A-phase
Sine wave signals (cos waves) having different phases are supplied. The other ends of the piezoelectric bodies 14A and 14B are grounded. The piezoelectric members 14A and 14B of the ultrasonic motor 10
Is configured.
【0032】A相増幅回路42、B相増幅回路44の回
路構成は図9に示すような構成となっている。A相増幅
回路42はトランス100を備えており、トランス10
0の1次側コイル100Aの中点には、電源線84の分
岐された方の一端が接続されており、電源線84の他端
は前述の電圧発生回路38の出力端に接続されている。The circuit configuration of the A-phase amplifier circuit 42 and the B-phase amplifier circuit 44 is as shown in FIG. The A-phase amplifier circuit 42 includes a transformer 100, and the transformer 10
One end of the branch of the power supply line 84 is connected to the middle point of the primary coil 100A of 0, and the other end of the power supply line 84 is connected to the output end of the voltage generation circuit 38 described above. .
【0033】トランス100の1次側コイル100Aの
一端はスイッチング素子としてのMOSFET90のド
レインに接続されており、他端はMOSFET92のド
レインに接続されている。MOSFET90、92のソ
ースは接地されている。また、トランス100の2次側
コイル100Bの両端は圧電体14Aに接続されてい
る。One end of the primary coil 100 A of the transformer 100 is connected to the drain of the MOSFET 90 as a switching element, and the other end is connected to the drain of the MOSFET 92. The sources of the MOSFETs 90 and 92 are grounded. Both ends of the secondary coil 100B of the transformer 100 are connected to the piezoelectric body 14A.
【0034】B相増幅回路44はトランス102を備え
ており、トランス102の1次側コイル102Aの中点
には電源線84の分岐された方の他端が接続されてい
る。The B-phase amplifying circuit 44 includes a transformer 102, and the other end of the power supply line 84 is connected to the middle point of the primary coil 102A of the transformer 102.
【0035】トランス102の1次側コイル102Aの
一端はスイッチング素子としてのMOSFET94のド
レインに接続されており、他端はMOSFET96のド
レインに接続されている。MOSFET94、96のソ
ースは接地されている。また、トランス102の2次側
コイル102Bの両端は圧電体14Bに接続されてい
る。One end of the primary coil 102 A of the transformer 102 is connected to the drain of a MOSFET 94 as a switching element, and the other end is connected to the drain of a MOSFET 96. The sources of the MOSFETs 94 and 96 are grounded. Both ends of the secondary coil 102B of the transformer 102 are connected to the piezoelectric body 14B.
【0036】MOSFET90、92、94、96のゲ
ートは各々スイッチング制御回路36に接続されてお
り、MOSFET90、92、94、96の各々はスイ
ッチング制御回路36から入力されるスイッチング信号
A1 、A2 、B1 、B2 に応じてオンオフされる。The gates of the MOSFETs 90, 92, 94, and 96 are connected to the switching control circuit 36, respectively, and the MOSFETs 90, 92, 94, and 96 each have switching signals A 1 , A 2 , It is turned on and off according to B 1 and B 2 .
【0037】次に、本発明の実施の形態における作用に
ついて、図面を参照しながら詳細に説明する。Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【0038】超音波モータ10を駆動する場合、マイク
ロコンピュータ32より駆動周波数信号が発振回路34
へ出力される。発振回路34はマイクロコンピュータ3
2より指定された駆動周波数で発振を開始する。When driving the ultrasonic motor 10, a driving frequency signal is supplied from the microcomputer 32 to the oscillation circuit 34.
Output to The oscillation circuit 34 is a microcomputer 3
2. Oscillation starts at the drive frequency specified by 2.
【0039】電圧発生回路38では、電源Vccからト
ランス60の1次側コイル60Aに電圧が供給され、デ
ューティー制御回路58から所定のタイミングでMOS
FET50、52のゲートへスイッチング信号が入力さ
れて、トランス60の1次側コイル60Aへの電流がオ
ンオフされる。そして、トランス60の2次側コイル6
0Bへ交流電圧が誘起され、この交流電圧をダイオード
62、64で全波整流し、トランス66、コンデンサ6
8で平滑化して直流電圧をA相増幅回路42、B相増幅
回路44へ供給する。In the voltage generating circuit 38, a voltage is supplied from the power supply Vcc to the primary side coil 60A of the transformer 60, and the voltage is supplied from the duty control circuit 58 to the MOS transistor at a predetermined timing.
A switching signal is input to the gates of the FETs 50 and 52, and the current to the primary coil 60A of the transformer 60 is turned on and off. The secondary coil 6 of the transformer 60
0B is induced in the AC voltage, the AC voltage is full-wave rectified by diodes 62 and 64, and a transformer 66 and a capacitor 6
The DC voltage is smoothed at 8 and supplied to the A-phase amplifier circuit 42 and the B-phase amplifier circuit 44.
【0040】このとき、前述したように、MOSFET
50のキャパシタンス、トランス60の1次側コイル6
0A、コンデンサ72で共振回路を形成し、高周波(1
0MHz程度)で発振してしまい、ラジオノイズを発生
してしまうが、本形態では、フェライトビーズ54(ま
たは56)が10MHz以上の周波数成分を通過させな
いため発振が抑えられ、ラジオノイズを発生することが
ない。At this time, as described above, the MOSFET
50 capacitance, primary coil 6 of transformer 60
0A, a resonant circuit is formed by the capacitor 72, and a high frequency (1
Oscillation occurs at about 0 MHz) and radio noise is generated. However, in the present embodiment, the ferrite beads 54 (or 56) do not pass a frequency component of 10 MHz or more, so that oscillation is suppressed and radio noise is generated. There is no.
【0041】スイッチング制御回路36では、A相増幅
回路42、B相増幅回路44のMOSFET90、9
2、94、96をオンオフさせるスイッチング信号
A1 、A2、B1 、B2 を出力する。In the switching control circuit 36, the MOSFETs 90 and 9 of the A-phase amplification circuit 42 and the B-phase amplification circuit 44
It outputs switching signals A 1 , A 2 , B 1 , and B 2 for turning on, off, and 2 , 2 , 94, 96, respectively.
【0042】このスイッチング信号は、図10に示すよ
うに、MOSFET90、92、94、96のいずれか
1つを所定のデューティー比でオンオフさせ、かつそれ
以外のMOSFETをオフ状態にすると共に、オンオフ
させるMOSFETを、駆動開始時の駆動信号の周波数
fs の周期の1/4の周期毎に、MOSFET90、9
4、92、96の順に切り替える信号である。これによ
り、トランス100、102の2次側コイル100B、
102Bには各々周波数が駆動開始時の周波数fs で、
かつ位相が90°異なる交流の駆動信号が誘起される。As shown in FIG. 10, this switching signal turns on or off one of the MOSFETs 90, 92, 94, and 96 at a predetermined duty ratio, and turns off and on the other MOSFETs. The MOSFETs 90, 9 are turned on every 1/4 of the cycle of the frequency fs of the drive signal at the start of driving.
The signal is switched in the order of 4, 92, 96. Thereby, the secondary coil 100B of the transformers 100 and 102,
In 102B, each frequency is the frequency fs at the start of driving,
In addition, an AC drive signal having a phase difference of 90 ° is induced.
【0043】この駆動信号が圧電体14A、14Bに供
給されることにより、超音波モータ10の弾性体12に
進行波が励起され、駆動軸16およびロータ18が回転
される。また、弾性体12の振動は圧電素子26によっ
て電気信号に変換され、フィードバック信号としてバン
ドパスフィルタを40を介してマイクロコンピュータ3
2に入力される。さらに、超音波モータ10に取り付け
られた回転センサ46から、ロータ18の回転速度に応
じた回転パルス信号がマイクロコンピュータ32に入力
される。When this driving signal is supplied to the piezoelectric bodies 14A and 14B, a traveling wave is excited in the elastic body 12 of the ultrasonic motor 10, and the driving shaft 16 and the rotor 18 are rotated. Further, the vibration of the elastic body 12 is converted into an electric signal by the piezoelectric element 26, and as a feedback signal through the band-pass filter 40 through the microcomputer 3.
2 is input. Further, a rotation pulse signal corresponding to the rotation speed of the rotor 18 is input to the microcomputer 32 from a rotation sensor 46 attached to the ultrasonic motor 10.
【0044】マイクロコンピュータ32では、前記フィ
ードバック信号、回転パルス信号をモニタしながら、駆
動信号の周波数が超音波モータ10の最適駆動周波数に
徐々に近づいて一致し、さらに最適駆動周波数を追従す
るように、オンオフさせるMOSFET90、92、9
4、96を切り替えるタイミングを変更して駆動信号の
周波数を制御する。In the microcomputer 32, while monitoring the feedback signal and the rotation pulse signal, the frequency of the drive signal gradually approaches and matches the optimum drive frequency of the ultrasonic motor 10, and further follows the optimum drive frequency. MOSFETs 90, 92, 9 to be turned on and off
The frequency of the drive signal is controlled by changing the switching timing between 4, 96.
【0045】上記のように、電圧発生回路38のトラン
ス60の1次側コイル60AとMOSFET50、52
との間にフェライトビーズ54、56を設けることでM
OSFET50、52をオンしたときに発生する高周波
での発振を抑えることができ、ラジオノイズを低減する
ことができる。As described above, the primary side coil 60A of the transformer 60 of the voltage generating circuit 38 and the MOSFETs 50 and 52
By providing ferrite beads 54 and 56 between
Oscillation at a high frequency generated when the OSFETs 50 and 52 are turned on can be suppressed, and radio noise can be reduced.
【0046】また、本発明と、前述の超音波モータを取
り付けて固定する際にフロートさせ、超音波モータを電
気的に絶縁状態にして固定してラジオノイズを低減させ
る技術と併用することにより、総合的にラジオノイズを
低減することができる。Further, by using the present invention together with the above-mentioned technique of mounting the ultrasonic motor and fixing the ultrasonic motor in a floating state, and fixing the ultrasonic motor in an electrically insulated state to reduce radio noise, Radio noise can be reduced comprehensively.
【0047】なお、本形態では電圧発生回路38に本発
明を適用しているが、A相増幅回路42、B相増幅回路
44も前述したようにスイッチング素子としてのMOS
FETやトランス等を含んで構成されることから、本発
明をA相増幅回路42、B相増幅回路44に適用しても
よい。In the present embodiment, the present invention is applied to the voltage generating circuit 38. However, the A-phase amplifier circuit 42 and the B-phase amplifier circuit 44 also use the MOS as a switching element as described above.
The present invention may be applied to the A-phase amplifying circuit 42 and the B-phase amplifying circuit 44 because the configuration includes the FET and the transformer.
【図1】本発明に係る超音波モータの駆動回路における
電圧発生回路を示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing a voltage generation circuit in a drive circuit of an ultrasonic motor according to the present invention.
【図2】超音波モータの概略構成を示す一部断面斜視図
である。FIG. 2 is a partially sectional perspective view showing a schematic configuration of an ultrasonic motor.
【図3】超音波モータの駆動回路の概略構成を示すブロ
ック図である。FIG. 3 is a block diagram illustrating a schematic configuration of a drive circuit of the ultrasonic motor.
【図4】超音波モータと超音波モータの駆動回路におい
て発生するループ電流を説明するための説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining a loop current generated in an ultrasonic motor and a drive circuit of the ultrasonic motor.
【図5】従来の超音波モータの駆動回路における電圧発
生回路を示す回路図である。FIG. 5 is a circuit diagram showing a voltage generation circuit in a conventional ultrasonic motor drive circuit.
【図6】(a)は従来における実際の電圧発生回路の一
部を説明するための回路図である。(b)は、(a)に
示した回路の等価回路図である。FIG. 6A is a circuit diagram for explaining a part of a conventional actual voltage generating circuit. (B) is an equivalent circuit diagram of the circuit shown in (a).
【図7】(a)は本発明における実際の電圧発生回路の
一部を説明するための回路図である。(b)は、(a)
に示した回路の等価回路図である。FIG. 7A is a circuit diagram illustrating a part of an actual voltage generating circuit according to the present invention. (B) is (a)
3 is an equivalent circuit diagram of the circuit shown in FIG.
【図8】(a)は従来のMOSFETのドレイン電圧の
波形図である。(b)は本発明におけるMOSFETの
ドレイン電圧の波形図である。FIG. 8A is a waveform diagram of a drain voltage of a conventional MOSFET. (B) is a waveform diagram of the drain voltage of the MOSFET according to the present invention.
【図9】駆動信号発生回路の例を示す回路図である。FIG. 9 is a circuit diagram illustrating an example of a drive signal generation circuit.
【図10】スイッチング制御回路から出力されるスイッ
チング信号と、トランスで誘起される駆動信号を示す線
図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a switching signal output from a switching control circuit and a drive signal induced by a transformer.
10 超音波モータ 30 駆動回路 32 マイクロコンピュータ 34 発振回路 36 スイッチング制御回路 38 電圧発生回路 42 A相増幅回路 44 B相増幅回路 50、52 MOSFET(スイッチング素子) 54、56 フェライトビーズ(発振抑制手段) 58 デューティー制御回路 60 トランス 62、64 ダイオード 66 コイル 68 コンデンサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Ultrasonic motor 30 Drive circuit 32 Microcomputer 34 Oscillation circuit 36 Switching control circuit 38 Voltage generation circuit 42 A-phase amplifier circuit 44 B-phase amplifier circuit 50, 52 MOSFET (switching element) 54, 56 Ferrite bead (oscillation suppression means) 58 Duty control circuit 60 Transformer 62, 64 Diode 66 Coil 68 Capacitor
Claims (2)
素子を接続し、前記スイッチング素子をオンオフするこ
とで前記トランスの2次側コイルへ交流電圧を誘起し、
前記交流電圧を整流、平滑化して超音波モータを駆動す
るための直流電圧を得る電気的に絶縁して被固定部材に
固定された超音波モータの駆動回路において、 前記スイッチング素子をオンした時に発生する高周波で
の発振を抑制するための発振抑制手段を有することを特
徴とする超音波モータの駆動回路。1. A switching element is connected to a primary coil of a transformer, and an AC voltage is induced in a secondary coil of the transformer by turning on and off the switching element.
A drive circuit for an ultrasonic motor that is electrically insulated and fixed to a fixed member, rectifies and smoothes the AC voltage to obtain a DC voltage for driving the ultrasonic motor, generated when the switching element is turned on. A driving circuit for an ultrasonic motor, comprising: an oscillation suppressing means for suppressing oscillation at a high frequency.
素子に直列に接続され、高周波成分を通過させないよう
にするフィルタ素子であることを特徴とする請求項1記
載の超音波モータの駆動回路。2. The drive circuit for an ultrasonic motor according to claim 1, wherein said oscillation suppressing means is a filter element connected in series to said switching element to prevent a high-frequency component from passing therethrough.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9358913A JPH11191978A (en) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | Ultrasonic motor drive circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9358913A JPH11191978A (en) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | Ultrasonic motor drive circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11191978A true JPH11191978A (en) | 1999-07-13 |
Family
ID=18461766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9358913A Pending JPH11191978A (en) | 1997-12-26 | 1997-12-26 | Ultrasonic motor drive circuit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11191978A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6278220B1 (en) | 1999-06-25 | 2001-08-21 | Asmo Co., Ltd. | Ultrasonic motor drive apparatus having surge and oscillation suppressing member |
-
1997
- 1997-12-26 JP JP9358913A patent/JPH11191978A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6278220B1 (en) | 1999-06-25 | 2001-08-21 | Asmo Co., Ltd. | Ultrasonic motor drive apparatus having surge and oscillation suppressing member |
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