[發明專利]一種壓電器件驅動電路

在審

• 申請號: 201210370354.6
• 申請日: 2012-09-28
• 公開（公告）號: CN103715986A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 黃臻
• 申請（專利權）人: 國民技術股份有限公司
• 主分類號: H03B5/32
• 分類號: H03B5/32
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 張全文

技術領域

本發明屬于壓電器件驅動領域，尤其涉及一種壓電器件驅動電路。

背景技術

在現有的線性驅動電路或數字開關驅動電路中，是直接從功率放大器或數字電路的輸出管腳驅動壓電器件（如壓電陶瓷蜂鳴片、壓電陶瓷超聲波換能器）。由于壓電器件的電容量大，基本上可等效于一純電容負載，若其驅動電壓為U，電容量為C及驅動頻率為f，則驅動電路在最佳工作條件下對壓電器件進行驅動所消耗的理論功率為U²Cf；但在實際情況下，驅動電路中的開關器件及其分布電阻會造成50%的功率損耗，所以壓電器件所得到的功率僅為0.5U²Cf（即充放電效率為50%），且減小開關器件的電阻也并不能降低其功率損耗。

針對上述壓電器件所得到的功率低的問題，現有技術通過采用電感器與壓電器件的電容諧振，由電感器與壓電器件進行電場能量與磁場能量的交換以達到高效率驅動壓電器件的目的；然而，現有技術在驅動電路的驅動頻率較低時，需要大電感量且高品質因數的電感器才能實現對壓電器件的驅動，這樣則會增大驅動電路的體積，增加驅動電路的成本，且電感器本身的功耗也較大，從而導致驅動電路的功耗也相應地增加。

發明內容

本發明的目的在于提供一種壓電器件驅動電路，旨在解決現有技術所存在的體積大、功耗大且成本高的問題。

本發明是這樣實現的，一種壓電器件驅動電路，與直流電源及壓電器件連接，所述直流電源的負極接地，所述壓電器件驅動電路還包括：

壓電器件充放電控制模塊、電能充放控制模塊及電容模塊；

所述壓電器件充放電控制模塊與所述壓電器件的第一端和第二端及所述直流電源的正極和負極相連接，所述壓電器件充放電控制模塊用于以開關控制模式控制所述直流電源對所述壓電器件進行充電或控制所述壓電器件對地進行放電；

所述電能充放控制模塊與所述壓電器件的第一端及所述電容模塊連接，所述電能充放控制模塊用于以開關控制模式控制所述電容模塊與所述壓電器件之間的電能充放操作；

所述電容模塊與所述電能充放控制模塊、所述壓電器件的第二端及所述直流電源的負極相連接，所述電容模塊用于根據所述電能充放控制模塊的開關控制與所述壓電器件進行電能充放操作；

所述壓電器件充放電控制模塊和所述電能充放控制模塊根據所述壓電器件的電容量、所述電容模塊的電容量及整個壓電器件驅動電路的內阻確定導通時間和斷開時間以對所述壓電器件和所述電容模塊進行充放電平衡控制。

在本發明中，通過對壓電器件充放電控制模塊和電能充放控制模塊的通斷進行組合控制以實現直流電源對壓電器件進行充電、壓電器件向電容模塊放電、電容模塊對壓電器件進行充電或壓電器件對地放電，達到了驅動壓電器件或回收壓電器件所釋放的電荷的目的，整個壓電器件驅動電路的功耗小、電路結構簡單且體積小，降低了電路成本，從而解決現有技術所存在的體積大、功耗大且成本高的問題。

附圖說明

圖1是本發明實施例所提供的壓電器件驅動電路的模塊結構圖；

圖2是本發明第一實施例所提供的壓電器件驅動電路的示例電路結構圖；

圖3是本發明第二實施例所提供的壓電器件驅動電路的示例電路結構圖；

圖4是本發明第三實施例所提供的壓電器件驅動電路的示例電路結構圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

在本發明實施例中，通過對壓電器件充放電控制模塊和電能充放控制模塊的通斷進行組合控制以實現直流電源對壓電器件進行充電、壓電器件向電容模塊放電、電容模塊對壓電器件進行充電或壓電器件對地放電，達到了驅動壓電器件或回收壓電器件所釋放的電荷的目的。

圖1示出了本發明實施例所提供的壓電器件驅動電路的模塊結構，為了便于說明，僅示出了與本發明相關的部分，詳述如下：

壓電器件驅動電路100與直流電源200及壓電器件300連接，直流電源200的負極接地，壓電器件驅動電路100還包括壓電器件充放電控制模塊101、電能充放控制模塊102及電容模塊103。

壓電器件充放電控制模塊101與壓電器件300的第一端和第二端及直流電源200的正極和負極相連接，壓電器件充放電控制模塊101用于以開關控制模式控制直流電源200對壓電器件300進行充電或控制壓電器件300對地進行放電；