[發明專利]一種壓電陶瓷促動器線性位移驅動電路及其實現方法

在審

• 申請號: 202110762489.6
• 申請日: 2021-07-06
• 公開（公告）號: CN113489095A
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 蘇泊榕;鐘建勝;王俊楊;王曜
• 申請（專利權）人: 一念傳感科技（深圳）有限公司
• 主分類號: H02J7/00
• 分類號: H02J7/00;H02M3/156;H02N2/02;H02N2/06
• 代理公司: 北京維正專利代理有限公司 11508
• 代理人: 吳珊

1.一種壓電陶瓷促動器線性位移驅動實現方法，其特征在于，包括：

獲取初始電壓和方波驅動信號；

基于方波驅動信號驅動一對開關交替動作，以控制由壓電陶瓷促動器構成的壓電陶瓷等效電路以初始電壓為基準進行充電和放電；

在充電和放電過程中所述壓電陶瓷等效電路的端電壓均隨充放電時間呈線性變化，所述壓電陶瓷等效電路充電和放電交替進行以實現對壓電陶瓷促動器的線性位移驅動。

2.根據權利要求1所述的壓電陶瓷促動器線性變化位移驅動實現方法，其特征在于，所述壓電陶瓷等效電路為RC等效電路；獲取初始電壓和方波驅動信號的步驟包括：

根據壓電陶瓷促動器的位移驅動周期，確定所述RC等效電路的充放電周期；

根據所述RC等效電路的充放電周期，確定方波驅動信號的占空比；

根據壓電陶瓷促動器的位移行程，確定初始電壓值；

根據初始電壓值、充放電周期以及RC等效電路的物理特性獲得RC等效電路的電容容量和等效電阻；

根據所述初始電壓值、電容容量和等效電阻獲得所述方波驅動信號的高電平值。

3.根據權利要求2所述的壓電陶瓷促動器線性變化位移驅動實現方法，其特征在于，所述RC等效電路的充、放電周期相同，所述方波驅動信號的占空比為50%。

4.根據權利要求1~3任一項所述的壓電陶瓷促動器線性變化位移驅動實現方法，其特征在于，一對開關包括充電開關和放電開關，所述基于方波驅動信號驅動一對開關交替動作，以控制壓電陶瓷等效電路以初始電壓為基準進行充電和放電的步驟包括：

在方波驅動信號的下降沿時，觸發充電開關導通、放電開關斷開，通過初始電壓對壓電陶瓷等效電路進行線性充電，壓電陶瓷促動器被線性驅動；

在方波驅動信號的上升沿時，觸發放電開關導通、充電開關斷開，控制壓電陶瓷等效電路對地進行線性放電，壓電陶瓷促動器被線性歸零；或

在方波信號的上升沿時，觸發充電開關導通、放電開關斷開，通過初始電壓對壓電陶瓷等效電路進行線性充電，壓電陶瓷促動器被線性驅動；

在方波信號的下降沿時，觸發放電開關導通、充電開關斷開，控制壓電陶瓷等效電路對地進行線性放電，壓電陶瓷促動器被線性歸零。

5.根據權利要求4所述的壓電陶瓷促動器線性變化位移驅動實現方法，其特征在于，所述控制壓電陶瓷等效電路以初始電壓為基準進行充電和放電的步驟還包括：

在通過初始電壓對壓電陶瓷等效電路進行線性充電的過程中，接收檢測電路輸出的高電平反饋信號；

在控制壓電陶瓷等效電路對地進行線性放電的過程中，接收檢測電路輸出的低電平反饋信號。

6.一種壓電陶瓷促動器線性位移驅動電路，其特征在于，包括：

MCU（100），第一信號輸出端輸出占空比確定的方波驅動信號；第二信號輸出端輸出直流調壓信號；

調壓電路（600），輸入端與MCU（100）的第二信號輸出端連接，用于將接收的直流調壓信號進行放大形成初始電壓并為壓電陶瓷等效電路（400）供電；

所述開關電路，包括充電開關（200）和放電開關（300）；充電開關（200）輸入端與調壓電路（600）輸出端連接，用于接收初始電壓，輸出端與壓電陶瓷等效電路（400）連接；放電開關（300）輸入端與壓電等效電路連接，輸出端接地；充電開關（200）和放電開關（300）的控制端均與MCU（100）的第一信號輸出端連接，基于方波驅動信號的變化生成聯動開關控制信號，以實現充電開關（200）和放電開關（300）的交替動作；

所述壓電陶瓷等效電路（400），由壓電陶瓷促動器等效而成，包括壓電陶瓷等效電容CO，信號端與充電開關（200）輸出端及放電開關（300）輸入端均連接，用于在充電開關（200）導通時對壓電陶瓷等效電容CO進行線性充電，在放電開關（300）導通時對壓電陶瓷等效電容CO進行線性放電。