[发明专利]一种防上电冲击的高压压电陶瓷控制器

说明书

技术领域

本发明涉及一种防上电冲击的高压压电陶瓷控制器，属于运动控制领域。

背景技术

压电陶瓷微位移致动器，以其运动分辨率高、驱动力大等特点，在纳米测量、精密机床领域应用广泛。高压压电陶瓷控制器就是用于控制压电陶瓷微位移致动器的控制装置。

传统高压压电陶瓷控制器的组成如图2所示，包括通讯接口、中央处理器、数模转换器、高压放大器、高压输出端。中央处理器通过通讯接口接收控制指令，控制数模转换器输出相应的控制信号，该控制信号通过高压放大器放大后经高压输出电路输出到压电陶瓷致动器，从而控制致动器运动。

传统高压压电陶瓷控制器上电过程中，由于中央处理器尚未初始化，不可避免的会在数模转换器输出端存在高电平脉冲，造成高压放大器输出高压脉冲，该脉冲会对压电陶瓷致动器造成冲击，使致动器猛烈跳动，这不仅会影响压电陶瓷致动器的寿命，而且会对被驱动对象产生冲击，影响整个系统精度。

发明内容

本发明的目的是为了解决传统高压压电陶瓷控制器的内部电路存在上电冲击风险，会降低压电陶瓷致动器寿命的缺点，而提供一种防上电冲击的高压压电陶瓷控制器。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的一种防上电冲击的高压压电陶瓷控制器，包括通讯接口、中央处理器、数模转换器、高压放大器、高压输出端，还包括防上电冲击电路；

防上电冲击电路由一个电磁继电器构成；

电磁继电器的控制线圈与中央处理器连接；电磁继电器的常闭触点连接电源地；电磁继电器的常开触点连接高压放大器的输出；电磁继电器的静触点连接高压输出端。

通讯接口与中央处理器连接；

中央处理器与数模转换器连接；

数模转换器的输出连接至高压放大器。

工作原理

防上电冲击的高压压电陶瓷控制器在上电初始化过程中不可避免的存在着各种干扰和误动作信号，使高压放大器产生高压脉冲；

上电过程中的干扰和误动作信号持续时间短、能量较小，不足以使防上电冲击电路中的电磁继电器动作，可以保证上电过程中电磁继电器处于打开状态；因此上电过程中高压输出端被连接至电源地，而高压放大器产生的高压脉冲无法传输到高压输出端。

当上电初始化过程完成后，各功能部件均进入已知状态，中央处理器驱动电磁继电器控制线圈，电磁继电器闭合，使高压放大器与高压输出端连接，则防上电冲击的高压压电陶瓷控制器恢复成传统的高压压电陶瓷控制器。

有益效果

本发明由于在高压压电陶瓷控制器中引入防上电冲击电路，克服了控制器系统在上电过程中由于系统未初始化而造成的上电冲击，即可以保护被驱动的压电陶瓷致动器，也提高了整个执行机构的安全性和可靠性。

附图说明

图1是一种防上电冲击高压压电陶瓷控制器组成示意图；

图2是传统高压压电陶瓷控制器组成示意图；

其中，1-通讯接口、2-中央处理器、3-数模转换器、4-高压放大器、5-防上电冲击电路、6-高压输出端。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的内容作进一步说明。

实施例

本发明的一种防上电冲击的高压压电陶瓷控制器，如图1所示，包括通讯接口、中央处理器、数模转换器、高压放大器、高压输出端，还包括防上电冲击电路；

通讯接口采用MAX232接口芯片；

中央处理器采用STC12C5610单片机芯片；

数模转换器采用16位D/A转换器DAC8831；

高压放大器采用0-200V输出高压模块DW-P201；

防上电冲击电路采用5V驱动，耐压220V的电磁继电器G6K-2F-Y；

高压输出端采用BNC插座；

通讯接口电路、中央处理器、数模转换器、高压放大器依次连接；防上电冲击电路中的电磁继电器控制线圈连接至中央处理器，常闭触点连接电源地；常开触点连接高压放大器的输出；静触点连接高压输出端。

工作过程

高压压电陶瓷控制器上电初始化过程中，电磁继电器不动作，高压放大器产生的高压脉冲信号不会传输到高压输出端。

上电初始化完成后，各功能部件均进入已知状态，中央处理器向电磁继电器的控制线圈发出控制信号，驱动电磁继电器闭合，将高压放大器连接至高压输出端，则高压输出端的输出电压完全在中央处理器的控制之下。