[实用新型]压电陶瓷泵驱动电源

说明书

技术领域：本实用新型属于压电陶瓷驱动电源方面。

背景技术：目前，压电陶瓷驱动电源可以分为电压控制型和电荷控制型，其中电压控制型驱动电源主要有2种形式：一种是基于直流变换器原理的开关式驱动电源，它的功率损耗小，效率高，体积小，但电源输出波纹较大，频响范围也较窄；另一种是直流放大式电源，其特点是频响范围较宽。电荷控制型驱动电源采用电荷控制，它可以改善压电陶瓷的迟滞和蠕变，但其充电电流小，响应时间长。

压电陶瓷泵属于微型泵，常用于低扬程微流量的工况中，压电泵具有稳定的工作特性，而且泵流量可以由驱动电源控制。这些特点特别适合在燃料电池中应用，压电驱动电源要求体积小、质量轻、功耗低，由低压12V供电，泵流量调节方便。

发明内容：

本实用新型提供一种用于压电陶瓷泵的电压控制驱动电源，通过改变电压频率实现了压电陶瓷泵流量的精确控制。

压电陶瓷泵属于微型泵，常用于低扬程微流量的工况中，压电泵具有稳定的工作特性，而且泵流量可以由驱动电源控制。这些特点特别适合在燃料电池中应用，压电驱动电源要求体积小、质量轻、功耗低，由低压12V供电，泵流量调节方便。

压电陶瓷泵驱动电源由5V稳压电路，升压电路，方波发生电路，互补触发电路和全桥逆变电路组成；其中12V电源分别输入5V稳压电路和升压电路，5V稳压电路输入电压到方波发生电路和互补触发电路，升压电路输入电压到全桥逆变电路，方波发生电路输入信号到互补触发电路，互补触发电路输入信号到全桥逆变电路。

驱动电源电路共有五部分组成，其中5V稳压电路输入电压为12V直流电压，输出电压为5V稳定直流电压，作为方波发生电路及互补触发电路的供电电源，升压电路将12V电路升到180V以上，供给全桥逆变电路，工作过程为：方波发生电路产生频率范围在60-120HZ的方波，工作频率由电阻的调节改变方波工作频率即可控制泵流量。

互补触发电路将单路方波变为相位互补的双路方波。

全桥逆变电路将升压电路提供的180V直流电压逆变为交流电压，方波幅值为80Vpp，频变范围为60-120HZ，全桥逆变电路输出接在压电陶瓷泵即可。

12V电源是全部电路的电源，直接供给稳压电路和升压电路。方波发生电路和互补触发电路采用稳压电路的电源，全桥逆变电路由升压电路供电，方波发生电路决定逆变触发电路的频率，互补触发电路驱动全桥逆变电路的工作。

整体电路结构紧凑，仅在4.3*2.5CM面积上做成，功耗为2W。

5V稳压电路结构如下：IC2的Vout端接5V电源和电容C6，电容C6另一端接公共端，IC2接地端与公共端连接，IC2的Vin端接12V电源和电容C4，电容C4另一端接公共端；

升压电路结构如下：集成电路IC1的管脚5连接电容C3，电容C3另一端连接公共端，集成电路IC1的管脚3连接电容C2，电容C2另一端连接公共端，IC1的管脚7、8和1分别连接于电感器L1和并联电阻R1和R2，IC1的管脚6连接12V电源，并联电阻R1、R2及电容C1连接12V电源，IC1的管脚2通过电阻R5连接电阻R7和Mos管Q1的栅极，电阻R7的另一端连接公共端，Mos管Q1的源极连接公共端，Mos管Q1的漏极分别连接电传感器L1和二极管D1的阳极，二极管D1阴极输出180V电压，并联电阻R3、R4一端连接180V电源和电容C5，电容C5另一端接公共端，并联电阻R3、R4的另一端分别连接电阻R6，电阻R6和并联电阻R3，R4的中点和IC1的管脚5连接。

方波发生电路结构如下：IC3管脚8和4分别连接5V电源、电阻R8和电容C7，IC3的管脚1连接公共端，IC4的管脚3连接互补触发电路，IC3的管脚2和管脚6连接C8和R14的中点，IC3的管脚5连接电容C9，电容C9另一端接公共端，IC3的管脚7连接电阻R8和可变电阻PR1，电阻R14另一端连接可变电阻PR1。

互补触发电路结构如下：集成电路IC4输出端和IC5输入端连接，IC5输出端连接全桥逆变电路的Mos管Q5的栅极，集成电路IC4和IC5中点与Mos管Q4的栅极连接。