[发明专利]压电陶瓷驱动电路

说明书

本发明公开了压电陶瓷驱动电路，包括堆叠式可调直流电源电路、可调脉冲信号电路和门控电路；堆叠式可调直流电源电路用于放大直流输出电压，可调脉冲信号电路用于提供可调驱动信号，门控电路通过控制高压激励脉冲的开关驱动压电陶瓷环，堆叠式可调直流电源电路、可调脉冲信号电路和门控电路共同作用于压电陶瓷环。本发明一种压电陶瓷驱动电路，具有结构简单、成本低廉的特点。

技术领域

本发明属于电路控制技术领域，具体涉及压电陶瓷驱动电路。

背景技术

压电陶瓷作为一种重要的力、电、光敏感功能材料，已经在传感器、微位移器等电子上得到了广泛应用。特别是压电陶瓷的逆压电效应，将压电陶瓷材料置于外电场中，压电体在发生极化的同时产生相应的应力应变现象进行工作，可应用于各种微型机械电子系统中的液体冷却系统或其他微量液体输送装置。目前，压电陶瓷驱动电源主要为电荷驱动型，电荷驱动型电源采用电流源代替电压源，需要设计专门的电荷放大器，且其低频特性差，存在零点漂移缺陷。因此有必要设计一种结构简单、成本低廉的电压型驱动电路以驱动压电陶瓷正常工作。

发明内容

本发明的目的是提供一种压电陶瓷驱动电路，具有结构简单、成本低廉的特点。

本发明所采用的技术方案是压电陶瓷驱动电路，包括堆叠式可调直流电源电路、可调脉冲信号电路和门控电路；堆叠式可调直流电源电路用于放大直流输出电压，可调脉冲信号电路用于提供可调驱动信号，门控电路通过控制高压激励脉冲的开关驱动压电陶瓷环，堆叠式可调直流电源电路、可调脉冲信号电路和门控电路共同作用于压电陶瓷环。

本发明的特点还在于：

堆叠式可调直流电源电路包括至少5个串联的相同电路，每个电路包括变压单元、整流单元、稳压单元和电压放大单元；市电与变压单元输入端相连，变压单元输出端与整流单元输入端相连，用于对市电220V变压后将交流电流转换为直流电流；整流单元输出端与稳压单元输入端相连，用于稳定输出电压；稳压单元输出端与电压放大单元输入端相连，通过堆叠结构电路放大输出电压；

可调脉冲信号电路包括脉冲产生单元和调控单元；脉冲产生单元输入端与外接电源相连，用于产生脉冲信号，脉冲产生单元输出端与调控单元输入端相连，用于提供可调驱动信号；电压放大单元输出端与门控电路相连，门控电路与调控单元输出端相连。

变压单元的变压器输出端分别与整流单元的桥式整流器两个交流输入端相连，桥式整流器的输出端负极与电容C1负极、电容C2、电阻R2、电容C3负极、电容C4负极相连。

整流单元的桥式整流器的直流输出端经滤波后与稳压单元输入端相连，滤波元件由电阻R1和电容C1并联组成，稳压单元的稳压元件U1的输入端连接有电容C2，稳压元件U1的输出端与电阻R3、二极管D1正极、二极管D3负极、电容C4、可调脉冲信号电路的电阻R18和三极管Q2的发射极相连，稳压单元的调节端ADJ与电阻R2、电阻R3、电容C3正极、二极管D3正极相连。

5个电路的电容C4、电容C8、电容C15、电容C20和电容C25依次串联，电容C25的负极与二极管D14的正极相连后接地。

脉冲产生单元包括与调控电路相连的脉冲元件U3，调控电阻R5和引脚RST分别连接引脚VCC，调控电阻R5的另一端分别与电阻R6和引脚DIS相连，电阻R6的另一端分别与电容C10的一端、引脚THR和引脚TRI相连，电容C10的另一端分别与电容C11的一端和引脚GND相连，电容C11的另一端与引脚CON相连，脉冲产生单元输出端与电阻R7的一端、电容C9的一端相连，二极管D7的正极与电阻R7的另一端相连，电容C9的另一端与电阻R10的另一端相连。