JP3140240B2 - Ultrasonic motor drive circuit - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、超音波モータの駆動回
路、詳しくは、超音波モータの駆動状態をモニタして最
適駆動を行う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 a driving circuit for an ultrasonic motor, and more particularly, to a driving circuit for an ultrasonic motor which monitors the driving state of the ultrasonic motor and performs optimal driving.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、超音波モータの駆動回路は種々提
案されていて、たとえば、特開昭５９−２０４４７７号
公報には、超音波モータに配設されたモニタ電極からの
出力信号（モニタ信号）の電圧値が超音波モータの振動
体の共振周波数で最大となることを利用して、該モニタ
信号の電圧値をモニタし、この電圧値に基づいて該共振
周波数、または、同共振周波数よりもやや高周波の領域
で超音波モータを駆動する技術手段が開示されている。2. Description of the Related Art Conventionally, various driving circuits for ultrasonic motors have been proposed. For example, Japanese Unexamined Patent Publication No. Sho 59-204477 discloses an output signal (monitor signal) from a monitor electrode provided in an ultrasonic motor. The voltage value of the monitor signal is monitored by utilizing the fact that the voltage value of ()) becomes maximum at the resonance frequency of the vibrating body of the ultrasonic motor, and based on the voltage value, the resonance frequency or the resonance frequency is calculated. Technical means for driving an ultrasonic motor in a slightly high-frequency region are disclosed.

【０００３】また、特開昭６１−２５１４９０号公報に
は、上記モニタ信号の、駆動電圧に対する位相が共振周
波数付近で大きく変化することを利用して、該モニタ信
号の位相をモニタし、その位相にもとづいて共振周波
数、または、該共振周波数よりもやや高周波の領域で超
音波モータを駆動する技術手段が開示されている。Also, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-251490 discloses that the phase of the monitor signal is monitored by utilizing the fact that the phase of the monitor signal with respect to the drive voltage greatly changes near the resonance frequency. Technical means for driving an ultrasonic motor based on the resonance frequency or a region slightly higher than the resonance frequency is disclosed.

【０００４】一方、特開昭６２−９２７８１号公報に
は、超音波モータの駆動電極に印加されている駆動信号
の電圧と電流との位相差をモニタすることにより該超音
波モータの最適駆動周波数を決定する技術手段が開示さ
れている。On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-92781 discloses an optimum driving frequency of an ultrasonic motor by monitoring a phase difference between a voltage and a current of a driving signal applied to a driving electrode of the ultrasonic motor. Is disclosed.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記特開昭
５９−２０４４７７号公報および特開昭６１−２５１４
９０号公報に示される技術手段は、超音波モータに特別
にモニタ電極を配設する必要があり、製作上、手間がか
かると共にコストの増大を招くことになり好ましくな
い。However, Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 59-204477 and 61-2514 describe the above.
The technical means disclosed in Japanese Patent Publication No. 90 requires an extra arrangement of a monitor electrode in the ultrasonic motor, which is not preferable because it takes time and effort to manufacture and increases the cost.

【０００６】一方、上記特開昭６２−９２７８１号公報
に示された技術手段では、モニタ電極が不要となり、上
記特開昭５９−２０４４７７号公報および特開昭６１−
２５１４９０号公報に示される技術手段に係る問題点は
解消される。しかしながら、図９に示すように、超音波
モータに負荷がかかった場合（図中、負荷時）は、その
負荷によって位相差の変化の様子が無負荷時に対して大
幅に変化する。このため、該技術手段を撮影レンズで全
体を繰り出すような負荷変化の大きなレンズを有するカ
メラに適用すると、使用時の姿勢差等により大幅に負荷
が変化してしまい、最適駆動周波数の追尾が困難になる
という問題点があった。On the other hand, the technical means disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-92781 does not require a monitor electrode.
The problem relating to the technical means disclosed in JP-A-251490 is solved. However, as shown in FIG. 9, when a load is applied to the ultrasonic motor (in the figure, when a load is applied), the state of the change in the phase difference is significantly changed by the load compared to when no load is applied. For this reason, if the technical means is applied to a camera having a lens with a large load change such that the whole is extended by a photographing lens, the load changes significantly due to a difference in posture during use, and it is difficult to track the optimum drive frequency. There was a problem of becoming.

【０００７】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであり、特別なモニタ電極を配設することなく、か
つ、広い負荷範囲にわたって最適駆動周波数を追尾可能
な超音波モータの駆動回路を提供することを目的とす
る。The present invention has been made in view of such a problem, and provides a drive circuit for an ultrasonic motor capable of tracking an optimum drive frequency over a wide load range without providing a special monitor electrode. The purpose is to do.

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明による超音波モータの駆動回路は、コイルに流れ
る電流をスイッチング素子によりスイッチングする際に
発生する誘導起電力に基づいて交流信号を発生し、該交
流信号を超音波モータの電気ー機械エネルギー変換素子
の電極端子に印加することにより、超音波モータを駆動
する超音波モータの駆動回路において、上記電極端子の
発生電圧値を検出する電圧検出手段と、上記電圧検出手
段により検出された電圧値と予め定められた電圧値とを
比較する電圧比較手段と、上記電圧比較手段の出力値に
基づいてスイッチング素子によるスイッチング周波数を
制御する制御手段とを具備したことを特徴とする。According to the present invention, there is provided a driving circuit for an ultrasonic motor, comprising:
When switching the current flowing through the switching element
An AC signal is generated based on the induced electromotive force, and the AC signal is generated.
Electro-mechanical energy conversion element of ultrasonic motor for flow signal
Drive the ultrasonic motor by applying to the electrode terminals of
In the drive circuit of the ultrasonic motor ,
Voltage detecting means for detecting the generated voltage value, the voltage detection hand
The voltage value detected by the stage and a predetermined voltage value
The voltage comparing means to be compared and the output value of the voltage comparing means
Based on the switching frequency of the switching element
Characterized by comprising a control means for controlling.

【０００９】[0009]

【作 用】上記構成において、超音波モータの電気ー機
械エネルギー変換素子の電極端子の発生電圧値を電圧検
出手段により検出し、この検出電圧値と予め定められた
電圧値とを電圧比較手段で比較し、この電圧比較手段の
出力値に基づいてスイッチング素子によるスイッチング
周波数を制御手段によって制御する。[Operation] In the above configuration, the electric motor of the ultrasonic motor is used.
Out 械 by the generated voltage value of the electrode terminals of the energy conversion element to the voltage detection unit Riken, predetermined and the detected voltage value
The voltage value is compared with the voltage value by the voltage comparing means.
Switching by switching element based on output value
The frequency is controlled by the control means .

【００１０】[0010]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は、本発明の第１実施例を示した超音波モー
タ駆動回路の電気回路図であり、図２は該回路上の各点
における波形である。この第１実施例の超音波モータ駆
動回路は、２つの電極５Ａ，５Ｂを有する公知の超音波
モータ５に所定の２相交流信号を印加し、さらに該交流
信号をモニタして該超音波モータ５の駆動制御を行うも
のである。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an electric circuit diagram of an ultrasonic motor driving circuit showing a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows waveforms at respective points on the circuit. The ultrasonic motor drive circuit according to the first embodiment applies a predetermined two-phase AC signal to a known ultrasonic motor 5 having two electrodes 5A and 5B, and monitors the AC signal to monitor the ultrasonic motor. 5 is performed.

【００１１】すなわち、上記駆動回路は、超音波モータ
５に印加する交流駆動信号の約４倍の周波数（４ｆ）を
有するパルス信号φorg を生成並びに出力する発振回路
１と、該発振回路１から出力された上記パルス信号φor
g を４相のパルス信号φ１〜φ４に分周して出力するパ
ルス変換回路２と、該パルス変換回路２から出力される
上記パルス信号φ１〜φ４にそれぞれ対応してスイッチ
ング動作を行うスイッチングトランジスタＱ１〜Ｑ４
と、１次側の中間タップにＤＣ電源３のプラス電圧が供
給され、上記スイッチングトランジスタＱ１およびＱ２
のスイッチング動作によって１次側がオンし、これに伴
い２次側にＡ相の交流信号ＶA を出力するトランスＴ１
と、同じく上記スイッチングトランジスタＱ３およびＱ
４のスイッチング動作によって１次側がオンし、２次側
にＢ相の交流信号ＶB を出力するトランスＴ２とで主要
部の一部が構成されている。That is, the drive circuit generates and outputs a pulse signal φorg having a frequency (4f) that is about four times the frequency of the AC drive signal applied to the ultrasonic motor 5, and an output from the oscillation circuit 1. Pulse signal φor
g is divided into four-phase pulse signals φ1 to φ4 for output, and a switching transistor Q1 for performing a switching operation corresponding to the pulse signals φ1 to φ4 output from the pulse conversion circuit 2, respectively. ~ Q4
The positive voltage of the DC power supply 3 is supplied to the intermediate tap on the primary side, and the switching transistors Q1 and Q2
The primary side is turned on by the switching operation of the transformer T1. The transformer T1 outputs the A-phase AC signal VA to the secondary side.
And the switching transistors Q3 and Q3
A primary part is turned on by the switching operation 4 and a transformer T2 that outputs a B-phase AC signal VB to the secondary side forms a part of a main part.

【００１２】また、上記トランスＴ１出力の一端（Ａ相
側）に接続され、上記Ａ相の交流信号ＶA （図２（Ａ）
参照）を分圧して減衰させる、抵抗Ｒ１およびＲ２から
なる分圧回路９と、この減衰した交流信号（図２（Ｂ）
参照）を整流するクランプダイオードＤ１およびＤ２か
らなる整流回路１０と、この整流された信号（図２
（Ｃ）参照）を積分して平滑する抵抗Ｒ３およびコンデ
ンサＣ１からなる積分回路１１と、上記Ａ相の交流信号
ＶA を上記分圧，整流，平滑して得られたアナログの直
流電圧Ｖ1 （図２（Ｄ）参照）を入力してデジタルの直
流電圧Ｖ2 に変換し、出力するＡ／Ｄ変換器４と、この
Ａ／Ｄ変換されたデジタルの直流電圧Ｖ2 に対して実験
的に求められた上記発振回路１の最適周波数に対するデ
ジタル電圧Ｖ2optを設定しておくリファレンサ６と、同
リファレンサ６からのデジタル電圧Ｖ2optと上記Ａ／Ｄ
変換器４からのデジタル電圧Ｖ2 とを入力し、該電圧Ｖ
2 を上記電圧Ｖ2optと比較して、その電位差ΔＶを出力
する比較器７と、同比較器７からの電位差ΔＶを入力し
て、上記発振回路１の周波数を最適な値にするために、
該電位差ΔＶから換算して求められた、該周波数の変位
方向と変位量を含んだズレ周波数値Δｆを上記発振回路
１に送出して発振周波数を制御するＶ−ｆ換算器８とで
主要部の残りの一部が構成されている。The A-phase AC signal VA (FIG. 2A) is connected to one end (A-phase side) of the output of the transformer T1.
A voltage dividing circuit 9 composed of resistors R1 and R2 for dividing and attenuating the divided AC signal (see FIG. 2B).
A rectifier circuit 10 comprising clamp diodes D1 and D2 for rectifying the rectified signal (see FIG. 2).
(C), an integrating circuit 11 composed of a resistor R3 and a capacitor C1 for integrating and smoothing, and an analog DC voltage V1 obtained by dividing, rectifying and smoothing the A-phase AC signal VA (see FIG. 2 (D), which is input and converted into a digital DC voltage V2, and is output. The A / D converter 4 and the A / D converted digital DC voltage V2 are experimentally obtained. A reference 6 for setting a digital voltage V2opt for the optimum frequency of the oscillation circuit 1, a digital voltage V2opt from the reference 6 and the A / D
The digital voltage V2 from the converter 4 is input and the voltage V2
2 is compared with the voltage V2opt, and a comparator 7 that outputs the potential difference ΔV and a potential difference ΔV from the comparator 7 are input to set the frequency of the oscillation circuit 1 to an optimal value.
A V-f converter 8 for controlling the oscillation frequency by transmitting a shift frequency value Δf including the displacement direction and the displacement amount of the frequency, which is obtained by conversion from the potential difference ΔV, to the oscillation circuit 1. The rest is composed of:

【００１３】上記超音波モータ５は、圧電素子を備えた
公知の進行波型超音波モータであり、上述したように２
つの電極５Ａ，５Ｂを備えている。すなわち、該電極５
Ａ，５Ｂには、互いに位相が約９０°ずれた上記２相
（Ａ相，Ｂ相）の交流信号ＶA，ＶB が印加されるよう
になっており、この２相の交流信号によって回転駆動が
なされるようになっている。The ultrasonic motor 5 is a known traveling wave type ultrasonic motor having a piezoelectric element.
It has two electrodes 5A and 5B. That is, the electrode 5
The two-phase (A-phase and B-phase) AC signals VA and VB whose phases are shifted from each other by about 90 ° are applied to A and 5B. Is to be done.

【００１４】次に、図３により、第１実施例の動作につ
いて説明する。図３に示す線図は横軸に周波数、縦軸に
上記Ａ／Ｄ変換器の出力電圧をとっている。ある時点に
おいて、上記Ａ／Ｄ変換器４出力からのデジタル電圧Ｖ
2 と最適周波数に対応して設定されたデジタル電圧値Ｖ
2optとを上記比較器７に入力して、その電位差ΔＶを出
力して、上記Ｖ−ｆ換算器８に入力する。該Ｖ−ｆ換算
器８はこの電位差ΔＶから特性曲線により最適周波数と
の差であるズレ周波数Δｆを換算して、上記発振回路１
に該ズレ周波数Δｆを出力し、最適周波数となるように
発振周波数を制御する。Next, the operation of the first embodiment will be described with reference to FIG. In the diagram shown in FIG. 3, the horizontal axis represents the frequency, and the vertical axis represents the output voltage of the A / D converter. At some point, the digital voltage V from the output of the A / D converter 4
2 and digital voltage value V set corresponding to the optimum frequency
2opt is input to the comparator 7 and the potential difference ΔV is output to the Vf converter 8. The Vf converter 8 converts the potential difference ΔV into a deviation frequency Δf, which is a difference from an optimum frequency, based on a characteristic curve, and obtains the oscillation circuit 1.
And outputs the deviation frequency Δf, and controls the oscillation frequency so as to be an optimum frequency.

【００１５】例えば具体的には、無負荷時の特性曲線に
ついて述べると、ある時点でのＡ相からのＡ／Ｄ変換器
のデジタル電圧Ｖ2 に対応する上記発振回路１の周波数
が４２ＫＨｚとすると、最適周波数が４２．５ＫＨｚの
ときの上記デジタル電圧Ｖ2optに対して、上記デジタル
電圧Ｖ2 との差は電位差ΔＶとなる。上記電圧Ｖ2optに
対する電位差ΔＶを、最適周波数である４２．５ＫＨｚ
に対応するズレ周波数Δｆに換算すると、該ズレ周波数
の差は０．５ＫＨｚとなり、上記発振回路１の発振周波
数を０．５ＫＨｚだけ高くするように制御すればよいこ
とになる。また、負荷時の最適周波数の制御も同様にし
て行える。このような動作により第１実施例では、モニ
タ電極がなく、負荷変動が大である超音波モータの最適
駆動周波数の追尾が可能となる。For example, specifically, as for the characteristic curve at the time of no load, if the frequency of the oscillation circuit 1 corresponding to the digital voltage V2 of the A / D converter from the A phase at a certain point in time is 42 KHz, The difference between the digital voltage V2opt when the optimum frequency is 42.5 KHz and the digital voltage V2 is a potential difference ΔV. The potential difference ΔV with respect to the voltage V2opt is set to 42.5 KHz which is the optimum frequency.
When converted to a shift frequency Δf corresponding to the above, the difference between the shift frequencies is 0.5 KHz, and it is sufficient to control the oscillation frequency of the oscillation circuit 1 to increase by 0.5 KHz. Also, the control of the optimum frequency at the time of load can be performed in the same manner. With such an operation, in the first embodiment, there is no monitor electrode, and it is possible to track the optimum driving frequency of the ultrasonic motor having a large load variation.

【００１６】図４は、本発明の第２実施例を示した超音
波モータの駆動回路であり、上記第１実施例のＡ／Ｄ変
換器からＶ−ｆ換算器までの回路が、コンパレータ回路
に置き代わっていることのみが異なり、その他の回路構
成は上記第１実施例と略同様である。従って、その相違
点のみについて説明し、同じ回路構成部には同一の符号
を付し、その説明は省略する。FIG. 4 shows a driving circuit of an ultrasonic motor according to a second embodiment of the present invention. The circuit from the A / D converter to the Vf converter of the first embodiment is a comparator circuit. The other circuit configuration is substantially the same as that of the first embodiment. Therefore, only the differences will be described, the same circuit components will be denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【００１７】Ａ相の交流信号ＶA を、上記分圧回路９，
整流回路１０，積分回路１１により、減衰，整流，平滑
したアナログ直流電圧Ｖ1 と、リファレンサ６Ａから出
力される、予め設定された最適周波数に対応するアナロ
グ電圧Ｖ1optを、コンパレータ７Ａの正転入力端子およ
び反転入力端子にそれぞれ入力し、その２つの入力の大
小を比較して、その出力を発振回路１に入力する。ここ
で、上記最適周波数に対応するアナログ電圧設定値Ｖ1o
ptは、実験的に求められ、予め上記リファレンサ６Ａに
設定しておく。The A-phase AC signal VA is supplied to the voltage dividing circuit 9
The analog DC voltage V1 attenuated, rectified and smoothed by the rectifier circuit 10 and the integrating circuit 11, and the analog voltage V1opt corresponding to the preset optimum frequency output from the reference 6A are supplied to the non-inverting input terminal of the comparator 7A and The two inputs are input to the inverting input terminals, the two inputs are compared in magnitude, and the output is input to the oscillation circuit 1. Here, the analog voltage set value V1o corresponding to the above optimum frequency
pt is obtained experimentally and is set in the reference 6A in advance.

【００１８】上記発振回路１は、コンパレータ７Ａから
の入力がハイレベル（Ｈ）の時は発振周波数を下げるよ
うに動作し、ロウレベル（Ｌ）の時は発振周波数を上げ
るように動作して、周波数の制御を行う。以上の構成に
より第２実施例では、モニタ電極がなく、負荷変動が大
である超音波モータの最適駆動周波数の追尾が可能とな
る。The oscillation circuit 1 operates so as to lower the oscillation frequency when the input from the comparator 7A is at a high level (H), and to increase the oscillation frequency when the input is at a low level (L). Control. With the above-described configuration, in the second embodiment, there is no monitor electrode, and it is possible to track the optimum driving frequency of the ultrasonic motor having a large load variation.

【００１９】次に、図５は本発明の第３実施例の超音波
モータ駆動回路を示した電気回路図である。この第３実
施例の超音波モータ駆動回路は、リファレンサ６にメモ
リ１２が付加されている点のみが異なっており、その他
の回路構成は上記第１実施例と略同一であるので、その
相違点のみについて説明し、同じ回路構成部には同一の
符号を付し、その説明は省略する。FIG. 5 is an electric circuit diagram showing an ultrasonic motor driving circuit according to a third embodiment of the present invention. The ultrasonic motor driving circuit according to the third embodiment is different only in that a memory 12 is added to the referrer 6 and other circuit configurations are substantially the same as those in the first embodiment. Only the same components will be described, and the same circuit components will be denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

【００２０】ところで、一般に、超音波モータは製作上
の寸法等のばらつきにより特性が微妙に変化する。この
ため、第３実施例は、各超音波モータが固有の最適周波
数を有することに着目してなされたものであり、その１
台ごとの最適な周波数に対するデジタル電圧Ｖ2optを上
記メモリ１２上に記憶しておき、そのメモリ１２に記憶
された電圧Ｖ2optを基にして、上記第１実施例と同様の
発振回路の周波数制御を行うものである。In general, the characteristics of an ultrasonic motor are slightly changed due to variations in dimensions and the like in manufacturing. Therefore, the third embodiment focuses on the fact that each ultrasonic motor has a unique optimum frequency.
The digital voltage V2opt corresponding to the optimum frequency for each unit is stored in the memory 12, and based on the voltage V2opt stored in the memory 12, the same frequency control of the oscillation circuit as in the first embodiment is performed. Things.

【００２１】このような構成により第３実施例によれ
ば、各超音波モータの製作上のばらつきを補正し、より
正確に最適駆動周波数の追尾が可能となる。According to the third embodiment having such a configuration, it is possible to correct variations in the manufacturing of each ultrasonic motor and to more accurately track the optimum driving frequency.

【００２２】なお、第３実施例において、メモリ内に複
数の最適周波数に対応するデジタル電圧Ｖ2optを記憶さ
せておき、電源電圧等に基づいて該複数の最適周波数に
対応する電圧Ｖ2optを選択して用いることも可能であ
る。In the third embodiment, a digital voltage V2opt corresponding to a plurality of optimum frequencies is stored in a memory, and a voltage V2opt corresponding to the plurality of optimum frequencies is selected based on a power supply voltage or the like. It is also possible to use.

【００２３】また、図６は本発明の第４実施例の超音波
モータ駆動回路を示した電気回路図である。この第４実
施例の超音波モータ駆動回路は、上記第３実施例と同様
に、リファレンサ６Ａにメモリ１２Ａが付加されている
点のみが異なっており、その他の構成は上記第２実施例
と略同一である。従って、その相違点のみについて説明
し、同じ回路構成部には同一の符号を付し、その説明は
省略する。FIG. 6 is an electric circuit diagram showing an ultrasonic motor driving circuit according to a fourth embodiment of the present invention. The ultrasonic motor drive circuit according to the fourth embodiment differs from the third embodiment only in that a memory 12A is added to a referrer 6A, and other configurations are substantially the same as those in the second embodiment. Are identical. Therefore, only the differences will be described, the same circuit components will be denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【００２４】超音波モータが製作上の寸法等のばらつき
により特性が微妙に変化するため、第４実施例では、各
超音波モータが固有の最適周波数を有することに着目し
てなされ、その１台ごとの最適な周波数に対応するアナ
ログ電圧Ｖ1optを上記メモリに記憶しておき、その該メ
モリに記憶された電圧Ｖ1optを基にして、上記第２実施
例と同様の発振回路の周波数制御を行うものである。以
上の構成により第４実施例では、各超音波モータの製作
上のばらつきを補正し、より正確に最適駆動周波数の追
尾が可能となる。Since the characteristics of the ultrasonic motors are delicately changed due to variations in manufacturing dimensions and the like, the fourth embodiment focuses on the fact that each ultrasonic motor has a unique optimum frequency. The analog voltage V1opt corresponding to the optimum frequency for each memory is stored in the memory, and based on the voltage V1opt stored in the memory, the same frequency control of the oscillation circuit as in the second embodiment is performed. It is. With the above-described configuration, in the fourth embodiment, it is possible to correct variations in the manufacturing of each ultrasonic motor and more accurately track the optimum driving frequency.

【００２５】なお、上記第１〜第４実施例において、超
音波モータの電極に印加する交流信号のモニタをＡ相の
みで行っているが、Ｂ相のみ、もしくはＡ相およびＢ相
の両方をモニタしてもよい。In the first to fourth embodiments, the monitoring of the AC signal applied to the electrode of the ultrasonic motor is performed only in the A phase, but only the B phase, or both the A phase and the B phase are monitored. It may be monitored.

【００２６】また、Ａ相の交流電圧を平滑化するのに積
分回路を用いているが、図７に示すように、ピークホー
ルド回路１３を用いてもよい。このピークホールド回路
１３は、増幅用オペアンプ１４の正転入力端子にピーク
ホールドする電圧ＶINを入力し、反転入力端子の入力抵
抗Ｒ４と負帰還抵抗Ｒ５で決定されるゲインにより、上
記電圧ＶINが増幅されて、出力端子から出力される。こ
の出力によりコンデンサＣ２が充電され、該出力のピー
ク値が該コンデンサＣ２にホールドされる。ここで、ダ
イオードＤ３は、上記コンデンサＣ２に充電されていた
電荷が該オペアンプ１４の出力端子から放電しないよう
に、出力端子にシリーズに出力方向に向けて挿入されて
上記電荷の逆流を防止している。また、負帰還抵抗Ｒ５
からの放電の影響を少なくするために、該抵抗Ｒ５は高
抵抗とする。そして、上記入力された電圧ＶINをピーク
ホールドした電圧ＶOUT が出力される。図８は、前記図
１の積分回路１１の代わりに該ピークホールド回路１３
を用いた超音波モータの駆動回路である。Further, although using an integrating circuit to smooth the alternating voltage of the phase A, as shown in FIG. 7, it may be used a peak hold circuit 13. The peak hold circuit 13 inputs the voltage VIN to be peak-held to the non-inverting input terminal of the operational amplifier 14 for amplification, and amplifies the voltage VIN by a gain determined by the input resistance R4 and the negative feedback resistance R5 of the inverting input terminal. And output from the output terminal. This output charges the capacitor C2, and the peak value of the output is held by the capacitor C2. Here, the diode D3 is inserted into the output terminal of the operational amplifier 14 in a series in the output direction so as to prevent the electric charge charged in the capacitor C2 from discharging from the output terminal of the operational amplifier 14, thereby preventing the electric charge from flowing backward. ing. Further, the negative feedback resistor R5
In order to reduce the influence of the discharge from the resistor R5, the resistor R5 is set to a high resistance. Then, a voltage VOUT obtained by peak-holding the input voltage VIN is output. FIG. 8 shows the peak hold circuit 13 instead of the integration circuit 11 of FIG.
Is a drive circuit of an ultrasonic motor using the above.

【００２７】更に、発振回路１はＶＣＯやディジタル分
周発振等の何れの発振手段を用いても構成でき、４倍の
周波数でなくとも位相ずらし回路等を用いれば上述した
パルス信号φ１〜φ４を生成することが可能である。超
音波モータ５は、進行波型以外でも周波数等によってイ
ンピーダンスが変化するもので超音波モータを駆動する
交流信号の最大振幅に変化を生じるものならば何れも利
用することが可能である。Further, the oscillation circuit 1 can be constituted by using any oscillation means such as a VCO or a digital frequency division oscillation. If the phase shift circuit or the like is used even if the frequency is not quadrupled, the above-mentioned pulse signals φ1 to φ4 can be converted. Can be generated. As the ultrasonic motor 5, any type other than the traveling wave type can be used as long as the impedance changes depending on the frequency or the like and a change occurs in the maximum amplitude of the AC signal for driving the ultrasonic motor.

【００２８】[0028]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、特
にモニタ電極を具備しない安価な超音波モータであって
も最適駆動周波数を追尾でき、負荷変動の影響も小さい
超音波モータ駆動回路を提供できる。As described above, according to the present invention, an ultrasonic motor drive circuit which can track the optimum drive frequency even with an inexpensive ultrasonic motor having no monitor electrode, and is less affected by load fluctuations. Can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の第１実施例を示す超音波モータ駆動回
路の電気回路図である。FIG. 1 is an electric circuit diagram of an ultrasonic motor drive circuit showing a first embodiment of the present invention.

【図２】上記第１実施例の超音波モータ駆動回路のＡ相
の交流信号波形、およびその減衰，整流，平滑した各波
形を示す線図である。FIG. 2 is a diagram showing an A-phase AC signal waveform of the ultrasonic motor drive circuit of the first embodiment, and respective waveforms obtained by attenuating, rectifying, and smoothing the signal.

【図３】上記第１実施例の超音波モータ駆動回路におい
て、負荷時と無負荷時とにおけるＡ／Ｄ変換器の出力電
圧値と、駆動周波数との関係を示した線図である。FIG. 3 is a diagram showing a relationship between an output voltage value of an A / D converter and a driving frequency under a load and under no load in the ultrasonic motor drive circuit according to the first embodiment.

【図４】本発明の第２実施例を示す超音波モータ駆動回
路の電気回路図である。FIG. 4 is an electric circuit diagram of an ultrasonic motor drive circuit showing a second embodiment of the present invention.

【図５】本発明の第３実施例を示す超音波モータ駆動回
路の電気回路図である。FIG. 5 is an electric circuit diagram of an ultrasonic motor drive circuit showing a third embodiment of the present invention.

【図６】本発明の第４実施例を示す超音波モータ駆動回
路の電気回路図である。FIG. 6 is an electric circuit diagram of an ultrasonic motor driving circuit showing a fourth embodiment of the present invention.

【図７】上記第１実施例〜第４実施例に使用している積
分回路の代わりに用いられるピークホールド回路を示す
電気回路図である。FIG. 7 is an electric circuit diagram showing a peak hold circuit used in place of the integration circuit used in the first to fourth embodiments.

【図８】上記第１実施例に使用している積分回路の代わ
りに、上記図７のピークホールド回路を用いた超音波モ
ータ駆動回路の電気回路図である。8 is an electric circuit diagram of an ultrasonic motor drive circuit using the peak hold circuit of FIG. 7 instead of the integration circuit used in the first embodiment.

【図９】従来の超音波モータにおいて、負荷時と無負荷
時とにおける駆動信号の電流−電圧位相差と、駆動周波
数との関係を示した線図である。FIG. 9 is a diagram showing a relationship between a drive frequency and a current-voltage phase difference of a drive signal between a loaded state and a non-loaded state in a conventional ultrasonic motor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

４ ‥‥‥Ａ／Ｄ変換器（電圧検出手段） ５ ‥‥‥超音波モータ ８ ‥‥‥Ｖ−ｆ換算器（周波数制御手段） 4 A / D converter (voltage detecting means) 5 Ultrasonic motor 8 Vf converter (frequency controlling means)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−145976（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−112379（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−112378（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−273876（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−216482（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−222477（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−150076（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02N 2/16 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-3-145976 (JP, A) JP-A-3-112379 (JP, A) JP-A-3-112378 (JP, A) JP-A-3-112378 273876 (JP, A) JP-A-59-216482 (JP, A) JP-A-4-222477 (JP, A) JP-A-3-150076 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. ⁷ , DB name) H02N 2/16

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 コイルに流れる電流をスイッチング素子
によりスイッチングする際に発生する誘導起電力に基づ
いて交流信号を発生し、該交流信号を超音波モータの電
気ー機械エネルギー変換素子の電極端子に印加すること
により、超音波モータを駆動する、超音波モータの駆動
回路において、上記電極端子の発生電圧値 を検出する電圧検出手段と、上記電圧検出手段により検出された電圧値と、予め定め
られた電圧値とを比較する電圧比較手段と 、上記電圧比較手段の出力値に基づいてスイッチング素子
によるスイッチング周波数を制御する制御手段と 、 を具備したことを特徴とする超音波モータの駆動回路。A current flowing through a coil is switched by a switching element.
Based on the induced electromotive force generated when switching
To generate an AC signal, and the AC signal is
Applying to the electrode terminal of the gas-mechanical energy conversion element
Accordingly, driving the ultrasonic motor, the drive circuit of the ultrasonic motor, a voltage detecting means for detecting a generated voltage value of the electrode terminals, and the voltage value detected by the voltage detecting means, predetermined
Voltage comparing means for comparing the obtained voltage value, and a switching element based on an output value of the voltage comparing means.
And control means for controlling a switching frequency according to the following .