[發明專利]一種壓電陶瓷驅動裝置及驅動方法

有效

• 申請號: 201710767107.2
• 申請日: 2017-08-30
• 公開（公告）號: CN107508489B
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發明（設計）人: 于晉龍;湯軻;王菊;馬闖
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H02N2/00
• 分類號: H02N2/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李麗萍

1.一種壓電陶瓷驅動裝置，其特征在于：包括一個低壓放大電路和四個反向高壓放大電路，四個反向高壓放大電路分別記作第一反向高壓放大電路、第二反向高壓放大電路、第三反向高壓放大電路和第四反向高壓放大電路；

所述低壓放大電路包括電阻R1、電阻R2和運算放大器U5，所述電阻R1的一端連接至輸入信號，所述電阻R2的一端和所述運算放大器U5的2腳并聯至所述電阻R1的另一端，所述運算放大器U5的7腳接+12V的電源，所述運算放大器U5的4腳接-12V的電源，所述運算放大器U5的3腳接地，所述運算放大器U5的8腳分別連接至所述電阻R2的另一端、所述第一反向高壓放大電路的輸入端和所述第二反向高壓放大電路的輸入端；

所述第一反向高壓放大電路包括電阻R3、電阻R5和運算放大器U1，所述電阻R3的一端為所述第一反向高壓放大電路的輸入端，所述電阻R3的另一端分別與所述運算放大器U1的11腳和所述電阻R5的一端相連，所述電阻R5的另一端與所述運算放大器U1的7腳相連后作為所述第一反向高壓放大電路的輸出端；所述運算放大器U1的10腳接+1000V高壓電源，所述運算放大器U1的4腳接-1000V高壓電源；

所述第二反向高壓放大電路包括電阻R9、電阻R7和運算放大器U2，所述電阻R9的一端為所述第二反向高壓放大電路的輸入端，所述電阻R9的另一端分別與所述運算放大器U2的11腳和所述電阻R7的一端相連，所述電阻R7的另一端與所述運算放大器U2的7腳相連后作為所述第二反向高壓放大電路的輸出端；所述運算放大器U2的10腳接+1000V高壓電源，所述運算放大器U2的4腳接-1000V高壓電源；

所述第三反向高壓放大電路包括電阻R4、電阻R6和運算放大器U3，所述電阻R4的一端為所述第三反向高壓放大電路的輸入端，所述電阻R4的另一端分別與所述運算放大器U3的11腳和所述電阻R6的一端相連，所述電阻R6的另一端與所述運算放大器U3的7腳相連后作為所述第三反向高壓放大電路的輸出端；所述運算放大器U3的10腳接+1000V高壓電源，所述運算放大器U3的4腳接-1000V高壓電源；

所述第四反向高壓放大電路包括電阻R10、電阻R8和運算放大器U4，所述電阻R10的一端為所述第四反向高壓放大電路的輸入端，所述電阻R10的另一端分別與所述運算放大器U4的11腳和所述電阻R8的一端相連，所述電阻R8的另一端與所述運算放大器U4的7腳相連后作為所述第四反向高壓放大電路的輸出端；所述運算放大器U4的10腳接+1000V高壓電源，所述運算放大器U4的4腳接-1000V高壓電源；

所述第一反向高壓放大電路的輸出端和所述第二反向高壓放大電路的輸出端并聯后連接至所述第三反向高壓放大電路的輸入端、所述第四反向高壓放大電路的輸入端和壓電陶瓷的正極，所述第三反向高壓放大電路的輸出端和所述第四反向高壓放大電路的輸出端并聯至所述壓電陶瓷的負極。

2.根據權利要求1所述壓電陶瓷驅動裝置，其特征在于，所述運算放大器U1、所述運算放大器U2、所述運算放大器U3和所述運算放大器U4均為型號是PA99的集成運算放大器。

3.根據權利要求1所述壓電陶瓷驅動裝置，其特征在于，所述運算放大器U5為型號是OP07的運算放大器。

4.根據權利要求1所述壓電陶瓷驅動裝置，其特征在于，各電阻的阻值如下：

R1＝100Ω，R2＝1kΩ，R3＝25kΩ，R4＝25kΩ，R5＝500kΩ，R6＝25kΩ，R7＝500kΩ，R8＝25kΩ，R9＝25kΩ，R10＝25kΩ。

5.一種利用如權利要求1至4任一所述壓電陶瓷驅動裝置的方法，其特征在于，輸入信號流入所述低壓放大電路的輸入端，經過所述低壓放大電路10倍放大后流出，分別流入第一反向高壓放大電路的輸入端和第二反向高壓放大電路的輸入端，在所述第一反向高壓放大電路和第二反向高壓放大電路的內部進行20倍反向高壓放大后分別流出至所述壓電陶瓷的正極和所述第三反向高壓放大電路和第四反向高壓放大電路的輸入端，信號在所述第三反向高壓放大電路和第四反向高壓放大電路的內部進行1倍反向高壓放大后流出至壓電陶瓷的負極，從而在壓電陶瓷兩側形成400倍的放大信號。