[实用新型]压电喷射点胶设备的驱动控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及属于电气控制领域的一种驱动控制设备，更确切地说，本实用新型涉及一种压电喷射点胶设备的驱动控制装置。

背景技术

压电驱动喷射技术是一种新型快速成型微滴喷射工艺，具有响应快、精度高、灵活性好等特点，在生物制造、微结构制造、功能梯度材料制备等多个领域具有广泛的应用前景。而压电喷射点胶作为压电驱动喷射技术的一项具体应用，具有高效、精确、非接触式的特点，在微电子封装等领域得到广泛应用。

对于压电喷射点胶设备而言，驱动信号若采用矩形波，喷出胶点容易发散，并且梯形波是压摆率(每单位时间的电压变化量)较大的波形，存在对压电元件实际动作不作贡献的高次谐波，增加了能耗且在一定程度上影响元件的性能和使用寿命。而驱动信号为压摆率较小的梯形波时，胶点液滴易汇聚、更集中，降低点胶设备能耗，并在一定程度上缓解了压电元件的迟滞效应。

对于压电元件来说，其本身具有以下性质：对其施加正电压压电元件会伸长，解除该电压会恢复，但仍会产生残留应变。若在解除电压的状态下暂时放置压电元件(放置时间约为1秒),则该残留应变会消失，但是如果在保留残留应变的状态下再次施加正电压时，压电元件的伸长量会减少残留应变的量，因此不能充分发挥压电元件的能力。该性质在对压电元件施加负电压使其收缩的情况下也是相同的。

对此，公布号为JP2006231928A，公布日为2006.09.07，专利名称为“液体吐出ヘッド方法及び液体吐出装置(液体喷射驱动方法和驱动装置)”的日本专利提出了如下方案：不只解除施加到压电元件的正电压，而且还接着施加负电压来迅速消除残留应变。该方案取得了较好的效果。

目前人们己经发明了一些驱动压电元件的方法，大致可概括为以下几类:

1.场效应管组成的H半桥驱动电路。这类方法的优点是电路简单，其缺点在于使用了开关元件，驱动信号为梯形波，含有较多对元件动作无贡献的频率分量，能源利用效率低，并且在点胶性能等方面存在不足。

2.场效应管组成的H全桥的驱动电路。这类方法的优点是可获得供电电压两倍的驱动能力，缺点同H半桥驱动电路。

3.改进的H桥驱动电路。冈口健二朗以此驱动电路申请了中国专利,专利公布号为CN 103988327 A，公开日为2014.08.13，专利名称为“压电元件用驱动电源”。该驱动电路通过利用LPF(低通滤波器)降低了信号的压摆率，进而使输出驱动信号成为台阶状的波形，一定程度上弥补了单纯使用H桥驱动电路的缺点。但是高次谐波分量抑制效果并不十分理想，且电路参数调整复杂，缺乏灵活性。

4.使用补偿器的驱动电路。大岛敦以此驱动电路申请了中国专利，专利公布号为CN 102862388 A，公开日为2013.01.09，专利名称为“压电元件驱动电路以及流体喷射装置”。该驱动电路主要针对残留应变问题，通过线圈和压电元件形成谐振电路和对驱动信号施加相位超前补偿并使其负反馈来抑制谐振波峰，并通过调整波峰的抑制程度来稍许产生反向电压。该方法在避免电路大型化的情况下一定程度上解决了残留应变问题。缺点是反向电压的控制和调整较复杂，并且需要额外的三角波发生电路，增加了电路复杂程度。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的因为高次谐波分量大而产生的能源利用效率低、参数调整复杂和残留应变问题，提供了一种压电喷射点胶设备的驱动控制装置。

为解决上述技术问题，本实用新型是采用如下技术方案实现的：所述的压电喷射点胶设备的驱动控制装置包括电源部分、控制部分、继电器部分及驱动部分；

所述的电源部分包括降压稳压电源与直流稳压电源；

所述的降压稳压电源包括市电220V转直流24V的转换电路、24V转5V的转换电路与5V转3.3V的转换电路；

市电220V转直流24V的转换电路中的24V输出端和继电器部分的型号为730-2TR的继电器P80的0号引脚、驱动部分的前端放大电路中的型号为LTC6090的前端运算放大器OP1的7号引脚即正电源端电线连接；

24V转5V的转换电路中的5V输出端和控制部分中的型号为ILI9320的液晶显示屏的接口电路中的28号引脚、继电器部分的型号为ULN2003的达林顿管阵列P8的9号引脚电线连接；

5V转3.3V的转换电路中的3.3V输出端和控制部分中的单片机芯片U4的19号引脚即VDD、指示灯电路中的电阻R60、液晶显示屏的接口电路中的24号引脚电线连接；