[发明专利]基于双PWM功率驱动拓扑结构的单相调压调速控制方法

说明书

本发明公开一种基于双PWM功率驱动拓扑结构的单相调压调速控制方法，其特征在于令PWM_A_G01（或PWM_B_G01）的PWM驱动信号的脉冲宽度（占空比）为固定值，仅调节改变PWM_B_G01（或PWM_A_G01）的PWM驱动信号的脉冲宽度（占空比）从最小值到最大值变化，实现超声电机调节转速的控制方法；本发明能够超声电机的速度调节范围宽、转速调节线性、低速调节特性好且效率高，优于调频调速。

技术领域

本发明涉及一种超声电机控制方法，尤其是一种超声电机功率驱动电源技术，具体地说是一种基于双PWM功率驱动拓扑结构的单相调压调速控制方法。

背景技术

与传统电机相比，超声电机具有低转速、力矩/质量比大、响应速度快、断电自锁、纳米级分辨率、无电磁干扰等特点。

超声电机需要由超声电机驱动控制器提供两路正交相位的超声频率来驱动工作。例如：发明专利 “一种超声电机双PWM功率驱动拓扑结构（申请日2012年11月13日，申请号 201210451717.9）”所公开了一种超声电机的输出级，采用的是恒流供电PWM_POWER和功率耦合PWM_DRIVE两个PWM组件的双PWM功率驱动拓扑结构，其优点是将输出电压的调节与输出频率的调节，实现了相互不影响的正交调节。超声电机驱动控制器是分别驱动两路双PWM功率拓扑结构的PWM_A和PWM_B组件，实现对两路输出信号电压的幅值调节控制。输出信号的幅值是由同步调节改变两路PWM_A_G01和PWM_B_G01的PWM驱动信号脉冲的宽度（占空比），称为调压调速。该方法超声电机转速调节线性，受到超声电机最低驱动阈值电压的限制，使得调速范围变较窄，而较少被采用。另一方面超声电机调频调速因其调速范围宽，被广泛采用。但又因其转速调节非线性，给超声电机的速度控制带来较大的困难。在超声电机转速较低时，其驱动信号频率又因远离电机谐振频率点，造成低速特性差而且效率较低。

发明内容

所要解决的技术问题：

为了解决调压调速方法中调速范围小，而调频调速方法中，转速调节非线性的问题，，本发明提出一种速度调节范围宽且转速线性调节的单相调压调速方法。

技术方案：

为了实现以上功能，本发明提供了一种基于双PWM功率驱动拓扑结构的单相调压调速控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

首先，设置两路双PWM功率拓扑结构组件PWM_A、PWM_B；

其次，令PWM_A组件中的第一功率管QA1的栅极驱动信号为PWM_A_G01，PWM_A组件中的第二功率管QA2接受来自栅极PWM_A_G02的PWM驱动信号的控制；令PWM_B组件中的第一功率管QB1的栅极驱动信号为PWM_B_G01，PWM_B组件中的第二功率管QB2接受来自栅极PWM_B_G02的PWM驱动信号的控制；

第三，令PWM_A_G01的PWM驱动信号的脉冲宽度或者占空比为固定值，仅调节改变PWM_B_G01的PWM驱动信号的脉冲宽度或者占空比，使其从最小值到最大值变化；PWM_A_G01的PWM驱动信号脉冲宽度的宽窄或者占空比的大小，控制了双PWM功率拓扑结构的PWM_A_OUT输出信号电压的幅值高低；

或者令PWM_B_G01的PWM驱动信号的脉冲宽度或者占空比为固定值，仅调节改变PWM_A_G01的PWM驱动信号的脉冲宽度或者占空比，使其从最小值到最大值变化；PWM_B_G01的PWM信号脉冲宽度的宽窄或者占空比的大小，控制双PWM功率拓扑结构的PWM_B_OUT输出信号电压的幅值高低。

PWM_A_G01与PWM_B_G01的PWM驱动信号频率是相同的。

所述驱动信号PWM_A_G01和PWM_A_G02是一对互补的栅极驱动信号；所述PWM_B_G01和PWM_B_G02是一对互补的栅极驱动信号。