适用于超声电机驱动器的双H桥电路设计
电子技术应用
肖培磊,黄烨琳,马文超,张昊璞,解亚龙
中国电子科技集团公司第五十八研究所
摘要: 超声电机作为新型电机,其电机驱动器的设计至关重要。基于0.18 μm高压CMOS工艺设计了一款适用于超声电机驱动器的双H桥集成电路,本集成电路包含两个相同的独立裸芯,搭配简单的外围电路能够实现两路不同相位电压的输出。同时,内部集成了逻辑控制模块可兼容TTL、CMOS两种输入电平,集成自适应死区控制可避免同一桥臂直通。最后,通过验证板实测可满足100 kHz的两路不同相位电压的输出,可完成对超声电机的有效驱动。
中图分类号:TN402 文献标志码:A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.245450
中文引用格式: 肖培磊,黄烨琳,马文超,等. 适用于超声电机驱动器的双H桥电路设计[J]. 电子技术应用,2025,51(1):40-45.
英文引用格式: Xiao Peilei,Huang Yelin,Ma Wenchao,et al. Design of a dual H-bridge integrated circuit for ultrasonic motor driver[J]. Application of Electronic Technique,2025,51(1):40-45.
中文引用格式: 肖培磊,黄烨琳,马文超,等. 适用于超声电机驱动器的双H桥电路设计[J]. 电子技术应用,2025,51(1):40-45.
英文引用格式: Xiao Peilei,Huang Yelin,Ma Wenchao,et al. Design of a dual H-bridge integrated circuit for ultrasonic motor driver[J]. Application of Electronic Technique,2025,51(1):40-45.
Design of a dual H-bridge integrated circuit for ultrasonic motor driver
Xiao Peilei,Huang Yelin,Ma Wenchao,Zhang Haopu,Xie Yalong
No.58th Research Institute of China Electronics Technology Group Corporation
Abstract: Ultrasonic motor as a new type of motor,the design of motor driver is very important.Based on 0.18 μm HV CMOS process,this article designed a dual H-bridge integrated circuit suitable for ultrasonic motor driver.The integrated circuit contains two identical independent die.Paired with simple peripheral circuits,it can produce two independent different-phase voltage outputs.In addition,the internal integrated logic control module is compatible with both TTL and CMOS input levels.The integrated adaptive dead-time control module avoids simultaneous conduction of both arms of the bridge.Finally,through demo board test virification,it can output two different-phase voltage at 100 kHz.It can be seen that this circuit can effectively drive an ultrasonic motor.
Key words : ultrasonic motor;dual H-bridge;motor driver;logic control module;dead-time control module
引言
超声电机(Ultrasonic Motor)作为近年来研发的一种新型电机,凭借其微型化、精度高、响应快、断电自锁及无电磁干扰等优良特性愈来愈多地被应用于深海潜航、太空探索等科研、军工领域[1]。超声电机工作原理不同于传统电磁电机,其以压电材料作为驱动单元,通过逆压电效应将施加在驱动电极上的电信号转化为自身的形变振动,附加以一定的机械结构可将这种形变振动转换为直线运动或环形转动[2]。
在超声电机的应用中,驱动器扮演着非常重要的角色。目前常用的超声电机驱动器仍然基于分立器件搭建,其集成度与可靠性均较低,因此进一步制约了超声电机小型化、高集成度化应用的发展。本文基于高压CMOS工艺,设计了一款适用于超声电机驱动器的双H桥集成电路,通过使用该电路可有效减少超声电机驱动器的元器件数量,降低驱动系统设计的复杂性。
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作者信息:
肖培磊,黄烨琳,马文超,张昊璞,解亚龙
(中国电子科技集团公司第五十八研究所,江苏 无锡 214035)
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