[發明專利]作為三形體構成的壓電陶瓷彎曲轉換器的電子控制裝置

有效

• 申請號: 200780026101.4
• 申請日: 2007-08-11
• 公開（公告）號: CN101501877A
• 公開（公告）日: 2009-08-05
• 發明（設計）人: H·沃特爾
• 申請（專利權）人: 費斯托股份有限兩合公司
• 主分類號: H01L41/04
• 分類號: H01L41/04;H01L41/09
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 趙 辛

技術領域

本發明涉及一種作為三形體構成的壓電陶瓷彎曲轉換器的電子 控制裝置，該彎曲轉換器由兩塊壓電陶瓷板組成，其間布置一層無源 中間層。

背景技術

按熟知的方式對這種三形體在一個方向內進行機械彎曲時，在第 一塊壓電陶瓷板上連接一個電壓源，并把一個電壓源接到另一塊壓電 陶瓷板上進行另一個方向的機械彎曲。但也可通過合適的轉換裝置把 電壓源的電壓或者施加到一塊壓電陶瓷板上或者施加到另一塊壓電 陶瓷板上，在所有情況中，對應的另一塊壓電陶瓷板是無源的。

發明內容

本發明的目的在于在機械彎曲過程中兩塊壓電陶瓷板都接通，而 不增加電壓源的數。

根據本發明，這個目的是通過一種按本發明的控制裝置來實現 的。由兩塊在其間布置一層無源中間層的壓電陶瓷板組成的作為三形 體構成的壓電陶瓷彎曲轉換器的電子控制裝置帶有由第一電阻支路 和第二電阻支路組成的、由第一電壓源加電壓的第一分壓器和由第三 電阻支路和所述第二電阻支路組成的第二分壓器，其中所述第一分壓 器的第一電阻支路連接第一壓電陶瓷板和中間層，所述第二分壓器的 第三電阻支路連接第二壓電陶瓷板和中間層。

通過兩個分壓器以有利的方式只用一個電壓源來實現三形體的 雙極性控制，在這種控制下，兩個陶瓷都是有源的。這樣，在一個壓 電陶瓷板內產生拉應力，并在另一塊壓電陶瓷板內通過其反極性而可 同時產生壓應力，所以受拉應力作用的壓電陶瓷受力較小，一方面是 因為必須施加較小的電壓，另一方面則是另一塊壓電陶瓷板支持了彎 曲過程。盡管如此，但對一個方向內的彎曲過程只需要一個電壓源。

所以用于每塊壓電陶瓷板都受力較小，這就提高了使用壽命并產 生很小的磨損現象。

通過以下列出的諸多措施可使按本發明的電子控制裝置得到進 一步的改進。

兩個分壓器的兩個第一電阻支路最好分別具有一個二極管和一 個電阻元件的串聯電路。也可按有利的方式用一只齊納二極管代替電 阻元件，齊納二極管對過電壓構成附加的防護。其中二極管和齊納二 極管分別是反極性連接的。這兩個第一電阻支路的兩個二極管的陰極 直接地或間接地即例如通過一個電阻相互連接，以便獲得要求的反向 電壓。

還可把另一個電阻元件連接到第一電阻支路和壓電陶瓷板之間 來進行電壓或電流限制。

為了能在兩個方向內進行彎曲運動，第二分壓器可與第二電壓源 連接，其中兩個電壓源可交替接通來產生兩個反向的彎曲運動。另一 種辦法是，也可例如用一個轉換開關來把第一電壓源轉接到第一或第 二分壓器，這樣，即使在兩個方向進行彎曲運動時也只需要一個唯一 的電壓源。

三形體以特殊的方式適用作為閥門的閥開關元件。其中所需的電 子元件適合布置在閥門的柔性導體上，而且這種柔性導體通常總是存 在的。

附圖說明

本發明的兩個實施例示于附圖中并在下面予以詳細說明。附圖表 示：

圖1第一實施例的電路圖；

圖2說明動作方式的電壓圖；

圖3本發明第二實施例的電路圖；

圖4說明圖3實施例的動作方式的電壓圖。

具體實施方式

在圖1中示意示出的、作為三形體10構成的壓電陶瓷彎曲轉換 器按熟知的方式由兩塊在其間布置一層中間層13的壓電陶瓷板11、 12組成。其中，中間層13的襯底材料一般與壓電陶瓷板11、12粘接 或按其他方式固定其上。按照壓電陶瓷板11、12和中間層13的數目， 三形體10有三個電接頭14～16。

第一電壓源17有兩個電阻支路18、19，其中第一電阻支路18由 一個電阻元件20與一個二極管21串聯組成，第二電阻支路19則由 一個電阻元件22組成。分壓器17的其他熟知的方案原則上也是可用 的。

電阻支路18、19之間的分壓器17的抽頭通過電接頭16與無源 中間層13連接。第一電阻支路18的另一連接端則通過另一電阻元件 23和電接頭14與第一壓電陶瓷板11連接。