专利名称：压电陶瓷的驱动电源的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及压电陶瓷和电致伸缩陶瓷的驱动电源。
背景技术：
由于压电陶瓷在电学上等效为电容，压电陶瓷的静态及动态特性直接影响着压电陶瓷的使用性能。目前，压电陶瓷的驱动有以下几种方式，其一是采用集成高压运算放大器来实现，尽管此种放大器输出的电压范围较宽，但它存在价格昂贵，对集成高压运算放大器的供电电源要求很高，通常需要高稳定的高压电源，而且它还有存在频率响应低、稳定性差、温漂较大的缺点。其二是采用脉宽调制原理制作驱动电源，它是通过调节占空比来调节输出电压，这就导致了静态波纹和稳定性较差。其三是采用场效应管放大，利用二极管的单向导电性作压电陶瓷的充放电的电源，但其充放电电路是通过二极管的截止或导通来实现的，由于二极管存在导通电压，故其响应时间长、且分辨率低、稳定性差。
实用新型内容本实用新型的目的是研制一种压电陶瓷驱动电源，本实用新型具有价格低、频率响应高、温漂小、稳定性好的特点。本实用新型包含计算机及其EPP接口电路1、微处理器2、数模转换电路3，它还包含高压运算放大电路4、恒流源电路6。计算机及其EPP接口电路1的输出端接微处理器2的输入端，微处理器2的输出端接数模转换器3的输入端，数模转换器3的输出端接高压运算放大电路4的输入端，高压运算放大电路4的两个输出端接压电陶瓷y的两端。高压运算放大电路4由电平转换电路4-1、信号放大电路4-2、充放电电路4-3组成。电平转换电路4-1由低压集成运算放大器IC1、晶体三极管T2、电阻R10、R9、R11、直流电源+Vcc、-Vcc、-Hv组成。R10的一端接数模转换电路3的输出端，R10的另一端接IC1的反相输入端和R11的一端，R11的另一端接压电陶瓷y的一端。IC1的同相输入端接地，IC1的正电源端接+Vcc，IC1的负电源端接-Vcc，IC1的输出端接T2的基极，T2的发射极接地，T2的集电极经过R9接电源-Hv。信号放大电路4-2由晶体三极管T1、MOS管M3、三个电阻R6～R8组成。R6的一端接T1的集电极，T1的基极接R6的另一端和R7的一端，R7的另一端接T1的发射极和M3的源极，M3的栅极接T2的集电极，M3的漏极接R8的一端，R8的另一端接-Hv。充放电电路4-3由MOS管M1、M2、五个电阻R1～R5组成，M1的源极接电源+Hv，M1的栅极接R4的一端，R4的另一端接T1的集电极，M1的漏极接R1的一端，R1的另一端接R2的一端和取样电阻R3的一端，R3的另一端接压电陶瓷y的一端，y的另一端接地。R2的另一端接M2的源极，M2的栅极接R5的一端，R5的另一端接M3的源极和T1的发射极，M2的漏极接-Hv。恒流源电路6由电阻R12、R13、MOS管M4组成，M4的源极接+Hv和R12的一端，R12的另一端接R13的一端和M4的栅极，R13的另一端接地，M4的漏极接T1的集电极。本实用新型具有频率响应高、稳定性好、温漂小、成本低的优点。
图1是本实用新型的整体电路结构示意图，图2是具体实施方式
的电路结构示意图。
具体实施方式
一本实施方式由计算机及其EPP接口电路1、微处理器2、数模转换电路3、高压运算放大电路4、过流保护电路5、恒流源电路6组成。计算机及其EPP接口电路1的输出端接微处理器2的输入端，微处理器2的输出端接数模转换器3的输入端，数模转换器3的输出端接高压运算放大电路4的输入端，高压运算放大电路4的两个输出端接压电陶瓷y的两端。高压运算放大电路4由电平转换电路4-1、信号放大电路4-2、充放电电路4-3组成。电平转换电路4-1由低压集成运算放大器IC1、晶体三极管T2、电阻R10、R9、R11、直流电源+Vcc、-Vcc、-Hv组成。R10的一端接数模转换电路3的输出端，R10的另一端接IC1的反相输入端1脚和R11的一端，R11的另一端接压电陶瓷y的一端。IC1的同相输入端2脚接地，IC1的正电源端3脚接+Vcc，IC1的负电源端4脚接-Vcc，IC1的输出端5脚接T2的基极，T2的发射极接地，T2的集电极经过R9接电源-Hv，信号放大电路4-2由晶体三极管T1、MOS管M3、三个电阻R6～R8组成。R6的一端接T1的集电极，T1的基极接R6的另一端和R7的一端，R7的另一端接T1的发射极和M3的源极，M3的栅极接T2的集电极，M3的漏极接R8的一端，R8的另一端接-Hv。充放电电路4-3由MOS管M1、M2、五个电阻R1～R5组成，M1的源极接+Hv，M1的栅极接R4的一端，R4的另一端接T1的集电极，M1的漏极接R1的一端，R1的另一端接R2的一端和取样电阻R3的一端，R3的另一端接压电陶瓷y的一端，y的另一端接地。R2的另一端接M2的源极，M2的栅极接R5的一端，R5的另一端接M3的源极和T1的发射极，M2的漏极接-Hv。恒流源电路6由电阻R12、R13、MOS管M4组成，M4的源极接+Hv和R12的一端，R12的另一端接R13的一端和M4的栅极，R13的另一端接地，M4的漏极接T1的集电极。过流保护电路5由晶体三极管T3、T4组成，T3的集电极接T1的集电极，T3的基极接取样电阻R3的一端和T4的基极，T3的发射极接T4的发射极和R3与y的连接点，T4的集电极接T1的发射极和M3的源极。IC1选用OP-07型号，+Vcc＝+12V，Vcc＝-12V，+Hv＝+50V，Hv-50V，恒流源电路6为15mA，选择高压运算放大电路4的放大倍数为10时，本实用新型可实现输出电压-40～+140V，输出电压分辨率为180V/16383，静态纹波＜3mv，供给电容值为2μF的压电陶瓷时，峰峰值为10V的正弦被；频率响应为32KHz。
具体实施方式
二本实施方式与实施方式一的不同点是又增加一数字输入键盘7，数字输入键盘7的输出端接微处理器2的输入端。其它组成和连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三本实施方式与实施方式一的不同点是又增加了模拟信号输入器8和数字模拟信号切换开关9，模拟信号输入器8的输出端接数字模拟信号切换开关9的输入端，数字模拟信号切换开关9的控制端接数模转换器3的输出端，数字模拟信号切换开关9的输出端接高压运算放大电路4的输入端。其它组成和连接关系与具体实施方式
一、二相同。
权利要求1.压电陶瓷的驱动电源，它包含计算机及其EPP接口电路(1)、微处理器(2)、数模转换电路(3)，它还包含高压运算放大电路(4)、恒流源电路(6)，计算机及其EPP接口电路(1)的输出端接微处理器(2)的输入端，微处理器(2)的输出端接数模转换器(3)的输入端，数模转换器(3)的输出端接高压运算放大电路(4)的输入端，高压运算放大电路(4)的两个输出端接压电陶瓷y的两端，其特征在于高压运算放大电路(4)由电平转换电路(4-1)、信号放大电路(4-2)、充放电电路(4-3)组成；电平转换电路(4-1)由低压集成运算放大器IC1、晶体三极管T2、电阻R10、R9、R11、直流电源+Vcc、-Vcc、-Hv组成；R10的一端接数模转换电路(3)的输出端，R10的另一端接IC1的反相输入端和R11的一端，R11的另一端接压电陶瓷y的一端；IC1的同相输入端接地，IC1的正电源端接+Vcc，IC1的负电源端接-Vcc，IC1的输出端接T2的基极，T2的发射极接地，T2的集电极经过R9接电源-Hv；信号放大电路(4-2)由晶体三极管T1、MOS管M3、三个电阻R6～R8组成；R6的一端接T1的集电极，T1的基极接R6的另一端和R7的一端，R7的另一端接T1的发射极和M3的源极，M3的栅极接T2的集电极，M3的漏极接R8的一端，R8的另一端接-Hv；充放电电路(4-3)由MOS管M1、M2、五个电阻R1～R5组成，M1的源极接电源+Hv，M1的栅极接R4的一端，R4的另一端接T1的集电极，M1的漏极接R1的一端，R1的另一端接R2的一端和取样电阻R3的一端，R3的另一端接压电陶瓷y的一端，y的另一端接地；R2的另一端接M2的源极，M2的栅极接R5的一端，R5的另一端接M3的源极和T1的发射极，M2的漏极接-Hv；恒流源电路(6)由电阻R12、R13、MOS管M4组成，M4的源极接+Hv和R12的一端，R12的另一端接R13的一端和M4的栅极，R13的另一端接地，M4的漏极接T1的集电极。
2.根据权利要求1所述的压电陶瓷的驱动电源，其特征在于它还包含过流保护电路(5)，过流保护电路(5)由晶体三极管T3、T4组成，T3的集电极接T1的集电极，T3的基极接取样电阻R3的一端和T4的基极，T3的发射极接T4的发射极和R3与y的连接点，T4的集电极接T1的发射极和M3的源极。
3.根据权利要求1、2所述的压电陶瓷的驱动电源，其特征在于它又增加一数字输入键盘(7)，数字输入键盘(7)的输出端接微处理器(2)的输入端。
4.根据权利要求1、2所述的压电陶瓷的驱动电源，其特征在于它又增加了模拟信号输入器(8)和数字模拟信号切换开关(9)，模拟信号输入器(8)的输出端接数字模拟信号切换开关(9)的输入端，数字模拟信号切换开关(9)的控制端接数模转换器(3)的输出端，数字模拟信号切换开关(9)的输出端接高压运算放大电路(4)的输入端。
专利摘要压电陶瓷的驱动电源，本实用新型涉及压电陶瓷的驱动电源。它包含计算机及其EPP接口电路(1)、微处理器(2)、数模转换电路(3)，它还包含高压运算放大电路(4)、恒流源电路(6)，(1)的输出端接(2)的输入端，(2)的输出端接(3)的输入端，(3)的输出端接(4)的输入端。电平转换电路(4－1)的IC
文档编号H02N2/00GK2586289SQ0228126
公开日2003年11月12日 申请日期2002年11月18日 优先权日2002年11月18日
发明者曲东升, 孙立宁, 于天翔, 秦昌 申请人:哈尔滨工业大学博实精密测控有限责任公司