[发明专利]一种开关线性混合式压电陶瓷驱动电路

权利要求书

1.一种开关线性混合式压电陶瓷驱动电路，其特征在于：包括混合式电源控制模块、开关式放大模块、线性功率放大模块、检测模块和供电电源；所述混合式电源控制模块主要用于产生开关式功率放大器和线性功率放大器模块的指令信号；所述开关式放大器模块用于将混合式电源控制模块的指令信号放大成功率信号，作为线性功率放大模块的动态供电电源；线性功率放大模块的输出作为压电陶瓷执行器的驱动电源；检测模块用于检测开关式功率放大模块和线性功率放大模块的输出电压；

连接关系为：系统输入与混合式电源控制模块的输入端相连，开关式功率放大模块的输出端、线性功率放大模块的输出端经过检测模块分别作为反馈与混合式电源控制模块的输入端相连；混合式电源控制模块的第一个输出端与开关式放大模块输入端相连，混合式电源控制模块的第二个输出端与线性功率放大模块输入端相连；开关式放大模块的输出端与线性功率放大模块的供电输入端相连；供电电源分别同混合式电源控制模块、开关式放大模块相连。

2.如权利要求1所述的一种开关线性混合式压电陶瓷驱动电路，其特征在于：所述的混合式电源控制模块包括信号调理电路、模数转换电路、处理器和数模转换电路；其中，信号调理电路的输入分两部分，一部分与系统输入信号相连，另一部分与检测模块的输出端相连，检测模块的输入端分别与开关式功率放大模块的输出端、线性功率放大模块的输出端相连，信号调理电路的输出端连接到模数转换器上，模数转换器的数据输出端连接到处理器数据输入端，处理器输出线性功率放大模块和开关式功率放大模块的指令信号所对应的数据，分别传送给两路数模转换器，两路数模转换器的输出端分别连接到线性功率放大模块和开关式功率放大模块的输入端；信号调理电路利用串联电阻分压电路和跟随电路实现，调整待采样电压达到模数转换电路所限制的输入范围之内，模数转换器用于将模拟的系统输入信号和检测模块输出信号转换成数字信号，随后由处理器读取并计算出输出电压值，随后，数模转换电路将数字量转换成模拟量输出；处理器中采用PID与相位超前补偿结合的复合控制方法，开关式功率放大模块输出的电压和线性功率放大模块输出的电压反馈回复合控制器，与系统输入做比较，同时系统输入经过相位超前补偿和PID算法的输出量进行叠加，再分别作为开关式功率放大模块和线性功率放大模块的指令信号，如此闭环控制开关式功率放大模块和线性功率放大模块的电压输出；或者处理器中采用迭代学习控制与相位超前补偿结合的复合控制方法，将开关式功率放大模块和线性功率放大模块的输出电压反馈回复合控制器，与系统输入做比较，同时系统输入经过相位超前补偿和迭代学习控制的输出量进行叠加，再分别作为开关式功率放大模块和线性功率放大模块的指令信号，如此闭环控制开关式功率放大模块和线性功率放大模块的电压输出；以提高开关式功率放大模块输出的响应速度和跟踪精度。

3.如权利要求1或2所述的一种开关线性混合式压电陶瓷驱动电路，其特征在于：所述的开关式放大模块包括PWM调制比较电路，推挽式放大电路、低通滤波电路和电压反馈；其中，PWM调制比较电路由运算放大器、比较器和R₂、C_F组成；PWM调制比较电路采用PWM调制技术，将系统输入信号(Vs)与一个参考三角波(V_T)比较，产生与系统输入相关的调制信号；推挽式放大电路由MOS管M₁、M₂组成，PWM调制比较电路输出的调制信号通过M₁、M₂交替开通进行功率放大；低通滤波电路由电感L₁和电容C₁组成，将功率放大信号中的模拟信号还原；R_F的作用是进行电压反馈。