[發明專利]壓電式微型幫浦及其驅動電路

有效

• 申請號: 200710130687.0
• 申請日: 2007-07-13
• 公開（公告）號: CN101345493A
• 公開（公告）日: 2009-01-14
• 發明（設計）人: 孟憲鎧;謝淑品;林建華;許由忠;林泰軒
• 申請（專利權）人: 微邦科技股份有限公司
• 主分類號: H02N2/00
• 分類號: H02N2/00;H02N2/06;H01L41/09;H01L41/083;F02M51/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 逯長明

技術領域

本發明涉及一種驅動電路，且特別是應用于壓電致動組件的驅動電路，以及具有此驅動電路的壓電式(Piezoelectric)微型幫浦。?

背景技術

圖1E是一傳統壓電致動組件的驅動電路，其是揭露自日本專利JP2004282988A。圖1E所示的驅動電路僅能夠對壓電致動組件(11)的單側電極進行充放電，因此壓電致動組件(11)的振動幅度將只達到一半的程度。圖1F是另一傳統壓電致動組件的驅動電路，其是揭露自美國專利US20070046143A1。在圖1E及圖1F中，驅動信號來源是由壓電致動組件(11)、(13)的電極所產生，其目的在于使得壓電材料能夠以本身的自然共振頻率產生振動，但此種驅動方式將使得由該電路所產生的壓電材料驅動頻率無法被隨意改變。?

圖1G是傳統壓電致動組件的驅動電路中所使用的時序頻率產生芯片(15)。時序頻率產生芯片(15)用以作為驅動周期的產生單元，當時序頻率產生芯片(15)輸出某一頻率的驅動信號時，必須外接其它的被動組件，例如電阻、電容等，如此除了增加電路配置空間外，當電阻或電容因為外界條件如溫度等因素而產生電阻值或電容值的變化時，亦將嚴重影響到輸出頻率的驅動信號的準確性。再者，當電路配置完成后，若需變化驅動信號的輸出頻率時，則必須將周邊的被動組件一并調整或更換，如此將使得電路變動彈性受到極大限制，而且無法對壓電致動組件實施間歇驅動的功能。?

圖1A至圖1D是公知技術用以驅動壓電致動組件的交替驅動電壓V2的各種波形圖，其依序為：正弦波波形、三角波波形、方波波形以及類方波波形。于圖1A中，我們先定義半波前緣(10)為對壓電致動組件進行充電的波形，而半波后緣(12)則為對壓電致動組件進行放電的波形，而且半波前緣(10)和半?波后緣(12)二者形成一個『半波』。?

圖1A的正弦波及圖1B的三角波，兩者皆屬于模擬驅動波形，與圖1C的方波及圖1D的類方波驅動波形相較，圖1A及圖1B的電路設計較為復雜且需要較多的配置組件，故所需的配置空間亦較大，是此電路設計的缺點所在。?

圖1C的方波及圖1D的類方波是屬于數字驅動波形，其設計電路具有配置簡易及快速放電等優點。觀察圖1C及圖1D的半波前緣得知，其電路將對壓電致動組件進行快速充電，雖然快速充電可以使得壓電致動組件快速達到振幅的頂端，但同時也增加電力的耗損。此外，由于對壓電致動組件進行快速充電，所以當壓電致動組件在達到其振幅頂端后，且在壓電致動組件朝反方向作動之前，壓電致動組件將以自然共振頻率產生振動，直到壓電致動組件被放電并朝反方向作動為止，而此自然振動也會產生較大的噪音問題。?

再者，觀察圖1D得知，其交替驅動電壓的波形具有充電快及放電慢等特性，除了電力耗損較多外，圖1D的半波后緣以一斜率逐漸下降，代表壓電致動組件無法快速進行放電，如此將延遲進入下一個充放電行程所需的時間，進而影響壓電致動組件的作動反應時間。?

發明內容

本發明的目的，是為改善公知技術的缺點，而提供一種可減少電力耗損且縮短壓電致動組件的作動反應時間以及降低噪音的驅動電路。?

本發明的另一目的在于，提供一種壓電式微型幫浦，其具有能夠以控制壓電致動器的作動頻率來達到控制流體流量的驅動電路。?

為達成本發明上述目的，本發明提供一種驅動電路，應用于一壓電致動組件，包括：一驅動周期產生單元以及一開關電路單元和一升壓電路單元，其中該驅動周期產生單元，包含：一驅動指引信號以及一可程序化微控制器，其中該可程序化微控制器，接收該驅動指引信號，以及用于響應該驅動指引信號，而產生對應于該驅動指引信號的一可程序化的驅動周期信號。該開關電路單元，連接該驅動周期產生單元、該壓電致動組件與該升壓電路單元，?以及接收該驅動周期信號，而產生對應于該驅動周期信號的一交替驅動電壓，其中該交替驅動電壓的半波前緣其波形呈拋物曲線波形，且該交替驅動電壓的半波后緣其波形接近呈垂直線波形，以及該交替驅動電壓連接該壓電致動組件；該升壓電路單元，連接該開關電路單元，以及用于提升輸入于該升壓電路單元的一輸入電壓的電壓。?