[發明專利]自感知型外加電壓源式同步開關阻尼電路無效

申請號：	201310075340.6	申請日：	2013-03-08
公開（公告）號：	CN103199830A	公開（公告）日：	2013-07-10
發明（設計）人：	包斌;唐煒;黨瑞	申請（專利權）人：	西北工業大學
主分類號：	H03K17/28	分類號：	H03K17/28
代理公司：	西北工業大學專利中心 61204	代理人：	王鮮凱
地址：	710072 ***	國省代碼：	陜西;61
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摘要：
搜索關鍵詞：	感知外加電壓同步開關阻尼電路
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【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種同步開關阻尼電路，特別是涉及一種自感知型外加電壓源式同步開關阻尼電路。

背景技術

參照圖1～2。文獻“E.Lefeuvre,A.Badel,L.Petit,C.Richard,D.Guyomar.Semi-passive?piezoelectric?structural?damping?by?synchronized?switching?on?voltage?sources,Journal?of?Intelligent?Material?Systems?and?Structures.2006，17:653–660.”中公開了一種外加電壓源的半主動同步開關阻尼振動抑制電路。該電路包括電感L、電阻R、開關SW1、開關SW2、兩個電壓源Vsw。黏貼有壓電陶瓷片的結構為壓電智能結構，壓電陶瓷片的兩極接該外加電壓源的半主動同步開關阻尼振動抑制電路。這種振動抑制電路的工作原理如下：在壓電智能結構上用于抑振的壓電陶瓷片兩極串聯電感L、開關SW1、開關SW2和兩個電壓源Vsw，位于壓電智能結構上的位移傳感器測得的結構位移信號通過有源硬件判斷處理。當壓電智能結構的振動位移達到最大時，判斷處理位移信號的硬件控制開關SW1閉合，使得壓電陶瓷片與電壓源Vsw構成放電回路，經過半個放電周期，壓電陶瓷片上的電壓將與開關SW1閉合前反向，這時再斷開開關SW1；當振動位移達到最小時，硬件控制開關SW2閉合，同樣經過半個放電周期后再斷開開關SW2。從圖2中可以看到開關SW1,SW2動作時壓電陶瓷片上的電壓和壓電智能結構的振動位移變化關系。這樣不僅使壓電陶瓷片產生的力與結構速度始終保持方向相反，還增大了壓電陶瓷片上電壓的幅值，從而提高了機電轉換效率，起到了振動阻尼效果。

發明內容

為了克服現有外加電壓源式半主動同步開關阻尼振動抑制電路需借助位移傳感器和有源硬件來判斷結構的位移極值時刻和控制開關閉合的不足，本發明提供一種自感知型外加電壓源式同步開關阻尼電路。該電路包括極小值判斷器、極大值判斷器、極小值開關、極大值開關和電壓源Vsw。極小值判斷器、極大值判斷器自動實現電壓極大值和電壓極小值的判斷，極大值開關、極小值開關自動實現開關的開閉。不需要外接嵌入式有源硬件進行極值判斷，而且不需要位移傳感器。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種自感知型外加電壓源式同步開關阻尼電路，包括兩個電壓源Vsw，其特點是還包括極小值判斷器、極大值判斷器、極小值開關、極大值開關和電流源ieq。電阻R2、二極管D3、三極管Q3和電容C2組成極小值判斷器；電阻R1、二極管D1、三極管Q2和電容C1組成極大值判斷器；三極管Q4作為極小值開關使用；三極管Q1作為極大值開關使用；電流源ieq、電容C0和內阻R0并聯等效代替壓電陶瓷片。

所述三極管Q1和三極管Q3是NPN晶體管。

所述三極管Q2和三極管Q4是PNP晶體管。

所述電阻R1和電阻R2的電阻值相同。

所述電容C1和電容C2的電容值相同。

所述電容R3和電容R4的電阻值相同。

所述電阻值R1和電容值C1參照不等式選取。

本發明的有益效果是：由于電路中極小值判斷器、極大值判斷器自動實現電壓極大值和電壓極小值的判斷，極大值開關、極小值開關自動實現開關的開閉。不需要外接嵌入式有源硬件進行極值判斷，而且不需要位移傳感器。

下面結合附圖和實施例對本發明作詳細說明。

附圖說明

圖1是背景技術外加電壓源的半主動同步開關阻尼振動抑制電路的電路圖。

圖2是圖1所示電路工作時壓電陶瓷片上的電壓和結構振動位移變化的波形圖。

圖3是本發明自感知型外加電壓源式同步開關阻尼振動抑制電路的電路圖。