[實用新型]壓電噴射點膠設備的驅動控制裝置

有效

• 申請號: 201520240097.3
• 申請日: 2015-04-20
• 公開（公告）號: CN204515446U
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 姜良旭;李新波;付云博;劉慶財;劉國君;吳越;劉建芳;楊志剛;石要武
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 齊安全;胡景陽

技術領域

本實用新型涉及屬于電氣控制領域的一種驅動控制設備，更確切地說，本實用新型涉及一種壓電噴射點膠設備的驅動控制裝置。

背景技術

壓電驅動噴射技術是一種新型快速成型微滴噴射工藝，具有響應快、精度高、靈活性好等特點，在生物制造、微結構制造、功能梯度材料制備等多個領域具有廣泛的應用前景。而壓電噴射點膠作為壓電驅動噴射技術的一項具體應用，具有高效、精確、非接觸式的特點，在微電子封裝等領域得到廣泛應用。

對于壓電噴射點膠設備而言，驅動信號若采用矩形波，噴出膠點容易發散，并且梯形波是壓擺率(每單位時間的電壓變化量)較大的波形，存在對壓電元件實際動作不作貢獻的高次諧波，增加了能耗且在一定程度上影響元件的性能和使用壽命。而驅動信號為壓擺率較小的梯形波時，膠點液滴易匯聚、更集中，降低點膠設備能耗，并在一定程度上緩解了壓電元件的遲滯效應。

對于壓電元件來說，其本身具有以下性質：對其施加正電壓壓電元件會伸長，解除該電壓會恢復，但仍會產生殘留應變。若在解除電壓的狀態下暫時放置壓電元件(放置時間約為1秒),則該殘留應變會消失，但是如果在保留殘留應變的狀態下再次施加正電壓時，壓電元件的伸長量會減少殘留應變的量，因此不能充分發揮壓電元件的能力。該性質在對壓電元件施加負電壓使其收縮的情況下也是相同的。

對此，公布號為JP2006231928A，公布日為2006.09.07，專利名稱為“液體吐出ヘッド方法及び液體吐出裝置(液體噴射驅動方法和驅動裝置)”的日本專利提出了如下方案：不只解除施加到壓電元件的正電壓，而且還接著施加負電壓來迅速消除殘留應變。該方案取得了較好的效果。

目前人們己經發明了一些驅動壓電元件的方法，大致可概括為以下幾類:

1.場效應管組成的H半橋驅動電路。這類方法的優點是電路簡單，其缺點在于使用了開關元件，驅動信號為梯形波，含有較多對元件動作無貢獻的頻率分量，能源利用效率低，并且在點膠性能等方面存在不足。

2.場效應管組成的H全橋的驅動電路。這類方法的優點是可獲得供電電壓兩倍的驅動能力，缺點同H半橋驅動電路。

3.改進的H橋驅動電路。岡口健二朗以此驅動電路申請了中國專利,專利公布號為CN?103988327?A，公開日為2014.08.13，專利名稱為“壓電元件用驅動電源”。該驅動電路通過利用LPF(低通濾波器)降低了信號的壓擺率，進而使輸出驅動信號成為臺階狀的波形，一定程度上彌補了單純使用H橋驅動電路的缺點。但是高次諧波分量抑制效果并不十分理想，且電路參數調整復雜，缺乏靈活性。

4.使用補償器的驅動電路。大島敦以此驅動電路申請了中國專利，專利公布號為CN?102862388?A，公開日為2013.01.09，專利名稱為“壓電元件驅動電路以及流體噴射裝置”。該驅動電路主要針對殘留應變問題，通過線圈和壓電元件形成諧振電路和對驅動信號施加相位超前補償并使其負反饋來抑制諧振波峰，并通過調整波峰的抑制程度來稍許產生反向電壓。該方法在避免電路大型化的情況下一定程度上解決了殘留應變問題。缺點是反向電壓的控制和調整較復雜，并且需要額外的三角波發生電路，增加了電路復雜程度。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是克服了現有技術存在的因為高次諧波分量大而產生的能源利用效率低、參數調整復雜和殘留應變問題，提供了一種壓電噴射點膠設備的驅動控制裝置。

為解決上述技術問題，本實用新型是采用如下技術方案實現的：所述的壓電噴射點膠設備的驅動控制裝置包括電源部分、控制部分、繼電器部分及驅動部分；

所述的電源部分包括降壓穩壓電源與直流穩壓電源；

所述的降壓穩壓電源包括市電220V轉直流24V的轉換電路、24V轉5V的轉換電路與5V轉3.3V的轉換電路；

市電220V轉直流24V的轉換電路中的24V輸出端和繼電器部分的型號為730-2TR的繼電器P80的0號引腳、驅動部分的前端放大電路中的型號為LTC6090的前端運算放大器OP1的7號引腳即正電源端電線連接；

24V轉5V的轉換電路中的5V輸出端和控制部分中的型號為ILI9320的液晶顯示屏的接口電路中的28號引腳、繼電器部分的型號為ULN2003的達林頓管陣列P8的9號引腳電線連接；

5V轉3.3V的轉換電路中的3.3V輸出端和控制部分中的單片機芯片U4的19號引腳即VDD、指示燈電路中的電阻R60、液晶顯示屏的接口電路中的24號引腳電線連接；