[實用新型]一種用于驅動噴墨打印機噴頭的全數字功率放大器

有效

• 申請號: 201820266944.7
• 申請日: 2018-02-24
• 公開（公告）號: CN208006483U
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發明（設計）人: 江澤民;韓京華
• 申請（專利權）人: 北京博源恒芯科技股份有限公司
• 主分類號: B41J2/16
• 分類號: B41J2/16;H03K7/08;H03F3/213
• 代理公司: 北京細軟智谷知識產權代理有限責任公司 11471
• 代理人: 張丹

1.一種用于驅動噴墨打印機噴頭的全數字功率放大器，其特征在于，與一上位機通信連接，包括：主控制器、放大電路、平滑濾波電路和模數轉換器ADC，

其中，所述主控制器的型號為Zynq Z-7010 SoC，包括處理模塊ARM/PS和可編程邏輯模塊FPGA/PL，其中，所述可編程邏輯模塊FPGA/PL內設有至少一個數字脈寬調節器，所述數字脈寬調節器輸出的帶寬調制信號依次經過所述放大電路和平滑濾波電路處理后，輸出噴頭電壓驅動信號VCOM；

所述處理模塊ARM/PS與所述上位機相連，用于接收所述上位機發送的噴頭驅動參考信號WCOM并將所述噴頭驅動參考信號WCOM作為參考信號V_REF輸送給所述數字脈寬調節器；所述模數轉換器ADC，輸入端與所述平滑濾波電路相連，輸出端與所述數字脈寬調節器相連，用于采集所述平滑濾波電路輸出的噴頭電壓驅動信號VCOM作為反饋信號輸出給所述數字脈寬調節器。

2.根據權利要求1所述的用于驅動噴墨打印機噴頭的全數字功率放大器，其特征在于，所述FPGA/PL內設有四個數字脈寬調節器DPWM_i，任一所述數字脈寬調節器DPWM_i的輸出端連接有一個處理電路，任一所述處理電路設有所述放大電路、平滑濾波電路和模數轉換器ADC；其中，i＝1、2、3、4，DPWM_i表示第i個數字脈寬調節器。

3.根據權利要求2所述的用于驅動噴墨打印機噴頭的全數字功率放大器，其特征在于，所述處理模塊ARM/PS通過USB3.0總線與所述上位機相連，通過AXI_HP總線分別與四個數字脈寬調節器DPWM_i相連。

4.根據權利要求2所述的用于驅動噴墨打印機噴頭的全數字功率放大器，其特征在于，任一所述處理電路的放大電路包括柵極驅動模塊及與所述柵極驅動模塊連接的上下橋臂放大電路，其中，所述上下橋臂放大電路的上橋臂設有N溝道功率MOSFET Q1，下橋臂設有N溝道功率MOSFET Q2。

5.根據權利要求4所述的用于驅動噴墨打印機噴頭的全數字功率放大器，其特征在于，所述數字脈寬調節器包括：數字比較器、滑膜控制器、DPWM調制器和死區控制模塊，其中，

所述數字比較器，第一輸入端與所述處理模塊ARM/PS相連，第二輸入端與所述模數轉換器ADC的輸出端相連，輸出端與所述滑膜控制器相連；所述DPWM調制器，連接在所述滑膜控制模塊的輸出端；所述死區控制模塊，連接在所述DPWM調制器的輸出端，用于控制所述MOSFET Q1和MOSFET Q2的開關和導通的延時時間。

6.根據權利要求5所述的用于驅動噴墨打印機噴頭的全數字功率放大器，其特征在于，所述DPWM調制器包括：二階Σ-Δ調制器、高頻同步計數器和延遲器，其中，

所述二階Σ-Δ調制器，輸入端與所述滑膜控制器相連，輸出端與所述高頻同步計數器相連；所述高頻同步計數器輸出端與所述延遲器相連；所述延遲器用于輸出調制后的PWM信號。

7.根據權利要求6所述的用于驅動噴墨打印機噴頭的全數字功率放大器，其特征在于，所述高頻同步計數器的時鐘信號由所述主控制器的鎖相環PLL產生的0°相位延遲信號CLK0提供；所述高頻同步計數器包括：比較模塊、三位同步計數器、三位占空比比較器、三位計數滿比較器和與邏輯運算單元，

其中，所述三位占空比比較器，其一端與所述三位同步計數器的輸出端連接，另一端與所述比較模塊的輸出端連接；所述比較模塊的輸入端與所述二階Σ-Δ調制器的輸出端連接；

所述三位計數滿比較器，其一端與所述三位同步計數器的輸出端連接，另一端與一常數模塊連接，所述常數模塊中預存有設定值；所述三位計數滿比較器用于在所述時鐘計數值等于設定值時，向所述三位同步計數器輸出高電平，以使所述三位同步計數器置零；

所述與邏輯運算單元，用于對所述三位占空比比較器的輸出信號、三位計數滿比較器的輸出信號及上一狀態的PWM輸出信號進行邏輯與運算，以輸出當前狀態的PWM輸出信號。