高性能逆變器驅動芯片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域的振動能轉換為機械能的電動機，它應用壓電元件產生的振動來驅動移動體移動。根據超聲電機的運動機理，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驅動壓電振子，即可使電機的轉子產生旋轉運動。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、不受電磁影響等優點，已在透鏡精密定位、相機鏡頭自動聚焦系統、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域得到較為廣泛應用。

超聲電機雖然結構簡單，但其壓電元件需要高頻激勵。目前的驅動電源主要有三大類：一類是利用開關電源技術，由逆變來實現電壓升壓、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；另一類利用諧振升壓產生驅動型號，這種方式雖然電路簡單，體積小，但是電感參數選取比較困難；還有一類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(DDS)，并以模擬放大電路為基礎來實現，激勵信號達到理論分析的要求，實現控制算法簡便靈活，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電源結構緊湊、可電池供電、簡單易行的領域。而BCS1608則均可滿足以上要求，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電源。

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

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

6結束語

BCS1608由于其高度集成，外圍電路簡單，且簡化了系統設計過程，因而十分適合用于對結構要求苛刻的場合。實驗結果表明：BCS1608具有很高的性能，可廣泛應用于各種超聲電機的驅動電源中。