致动器驱动系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种致动器驱动系统，包括：泵致动器；多个阀致动器；专用半桥驱动电路，用于所述泵致动器和多个阀致动器中的每一个；以及公共半桥驱动电路，用于全部的所述泵致动器和多个阀致动器，其中，用于全部的所述泵致动器和多个阀致动器的所述公共半桥驱动电路进行操作，以便与用于所述泵致动器和多个阀致动器中的每一个的所述专用半桥驱动电路合作以驱动所述泵致动器和多个阀致动器中的一个。由于系统在任何给定时间只需要操作致动器或阀致动器中的一个，所以H桥驱动电路的一部分可以在三个致动器之间被共享，从而允许使用四个半桥驱动电路。

【技术实现步骤摘要】

本技术一般地涉及驱动用于要求外加电压差的电化学泵或其它致动器系统的操作的驱动电路。具体地，本技术涉及一种基于H桥电路的驱动电路，其中，H桥电路的一部分在致动器之间被共享并由微控制器控制，从而减少了电路元件的所需数目。
技术介绍
常规致动器响应于外加电位进行操作以执行诸如阀操作或泵操作之类的某些机械操作。可以用外加电压及在前向和反向方向上通过致动器的驱动电流来改变致动器的状态。此类双向电流流动是正常操作所必需的。如图1A中所示，一个此类致动器可以是响应于外加电位而操作的电化学泵致动器。如图1A中所示，电化学泵式致动器可以包括在其中包含至少三个室的外壳，其中，第一和第二室包含泵送流体，并且第三室包含将被从第三室的出口泵送的物质。在操作中，使用外加电压+V来使泵送流体通过室一和二之间的选择性薄膜从室一移动至室二，从而通过室二和三之间的膨胀式隔膜的膨胀而在室三上施加压力。然后如图1A中的箭头所指示的那样迫使或泵送室三的内含物从室三通过出口。然后使用外加电位的反向-V来使泵送流体从室二到室一移动反向，从而通过膨胀式隔膜的反向移动而在室三中产生降低的压力。内含物然后被抽到室三中并重复该过程。在美国专利号7,718,047；美国专利号8,187,441；以及美国专利号8,343,324中可以找到示例性电化学泵的更多细节，所有该专利的全部内容被通过引用结合到本文中。此类泵送操作需要许多阀，并且此类阀的操作必须与泵送操作一致。例如，可以提供进口阀以允许来自源的内含物进入室三。然后可以将进口阀闭合并将出口阀打开且对泵进行致动以允许泵送的内含物从室三到达目的地。然后可以将出口阀闭合并将进口阀打开且将泵去激活以允许来自源的内含物进入室三。然后将进口阀闭合并再次地将出口阀打开且对泵进行致动以允许泵送的内含物从室三到达目的地。可以根据需要重复该操作以使用电化学泵致动器来泵送内含物。可以用外加电压及在前向和反向方向上通过致动器的驱动电流来改变阀和泵的状态。用于这样做的一个此类方法是使用标准H桥驱动电路。如图1B中所示，标准的H桥驱动电路可以由两个半桥组成，并用来控制单个被驱动设备D。此类电路允许施加电压Vin在任一方向上跨被驱动设备D。术语“H桥”来源于此类电路的图形表示，其通常包括四个开关。当开关S1和S4被闭合且开关S2和S3打开时，可以跨驱动负载D施加正电压。通过打开S1和S4并闭合开关S2和S3，使得电压反向跨设备负载D。可以将此类常规H桥驱动电路构造为集成电路，或者由分立部件构成。然而，在某些应用中，系统的总体设计是非常受空间和成本约束的，并且减少部件的总体数目的任何机会都是有帮助的。因此，需要提供使得以与常规H桥驱动电路相关联但减少驱动电路的所需空间和成本的方式执行的驱动电路。
技术实现思路
本技术的目的是基本上解决上述及其它问题，并提供用于要求外加电压差的电化学泵或其它致动器系统的操作的高级、改进以及新型驱动电路。本技术的另一目的是提供用于要求外加电压差的电化学泵或其它致动器系统的操作的驱动电路，其要求较少部件以进行操作，从而减少功率消耗和总体部件以实现故障缓解和成本降低。本技术的另一目的是提供用于要求外加电压差的电化学泵或其它致动器系统的操作的驱动电路，其要求减少的部件以进行操作，从而减少用于操作的所需空间。这些及其它目的基本上是通过提供用于外加电压差的电化学泵或其它致动器系统的操作的驱动电路实现的，其中在任何给定时间仅一个致动器需要操作。由于在任何给定时间仅一个致动器需要操作，所以可以提供基于H桥驱动电路的驱动电路并由微控制器来控制，其中，电路的一部分在致动器之间被共享，从而减少了电路元件的所需数目。根据本技术的一个方面，提供一种致动器驱动系统，包括：泵致动器；多个阀致动器；专用半桥驱动电路，用于所述泵致动器和多个阀致动器中的每一个；以及公共半桥驱动电路，用于全部的所述泵致动器和多个阀致动器，其中，用于全部的所述泵致动器和多个阀致动器的所述公共半桥电路进行操作，以便与用于所述泵致动器和多个阀致动器中的每一个的所述专用半桥驱动电路合作以驱动所述泵致动器和多个阀致动器中的一个。在一个实施例中，所述致动器驱动系统还包括公共电流感测电路，用于全部的所述泵致动器和多个阀致动器，其中，所述公共电流感测电路感测所述泵致动器和阀致动器中的被驱动的一个的电流。在一个实施例中，所述公共电流感测电路被电耦合在所述专用半桥驱动电路中的每一个与系统接地之间；以及所述公共电流感测电路被电耦合在所述公共半桥驱动电路与所述系统接地之间。在一个实施例中，所述泵致动器被电耦合在第一专用半桥驱动电路与所述公共半桥驱动电路之间。在一个实施例中，所述第一专用半桥驱动电路和所述公共半桥驱动电路被配置成将电压源和系统接地选择性地切换到所述泵致动器。在一个实施例中，所述多个阀致动器中的一个被电耦合在第二专用半桥驱动电路与所述公共半桥驱动电路之间。在一个实施例中，所述第二专用半桥驱动电路和所述公共半桥驱动电路被配置成将电压源和系统接地选择性地切换到所述阀致动器。在一个实施例中，所述多个阀致动器中的一个被电耦合在第三专用半桥驱动电路与所述公共半桥驱动电路之间。在一个实施例中，所述第三专用半桥驱动电路和所述公共半桥驱动电路被配置成将电压源和系统接地选择性地切换到所述阀致动器。在一个实施例中，每个所述半桥驱动电路包括p沟道场效应晶体管(PFET)和n沟道场效应晶体管(NFET)。在一个实施例中，每个所述半桥驱动电路包括第一和第二n沟道场效应晶体管(NFET)。在一个实施例中，所述泵致动器包括电化学泵式致动器。在一个实施例中，所述致动器驱动系统还包括微控制器，被电耦合到所述电流感测电路和每个所述半桥驱动电路以选择性地控制所述半桥驱动电路以便驱动所述泵致动器和阀致动器中的一个，以及所述微控制器被配置成响应于电流感测电路输出来确定由所述泵致动器传递的体积。根据本技术的另一个方面，提供一种致动器驱动系统，包括：多个致动器；用于每个所述致动器的专用半桥驱动电路；以及用于所有所述致动器的公共半桥驱动电路，其中，用于所有所述致动器的所述公共半桥驱动电路进行操作以与用于每个所述致动器的所述专用半桥驱动电路合作来驱动所述致动器中的一个。在一个实施例中，所述的致动器驱动系统还包括用于所有所述致动器的公共电流感测电路，其中，所述公共电流感测电路感测被驱动致动器的电流。在一个实施例中，所述公共电流感测电路被电耦合在每个所述专用半桥驱动电路与系统接地之间；以及所述公共电流感测电路被电耦合在所述公共半桥驱动电路与所述系统接地之间。在一个实施例中，所述多个致动器中的每一个被电耦合在单个专用半桥驱动电路与所述公共半桥驱动电路之间，以及其中，所述多个专用半桥驱动电路中的每一个被电耦合到所述多个致动器中的单个致动器。在一个实施例中，所述第一专用半桥驱动电路和所述公共半桥驱动电路被配置成将电压源和系统接地选择性地切换到所述致动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种致动器驱动系统，包括：泵致动器；多个阀致动器；专用半桥驱动电路，用于所述泵致动器和多个阀致动器中的每一个；以及公共半桥驱动电路，用于全部的所述泵致动器和多个阀致动器，其中，用于全部的所述泵致动器和多个阀致动器的所述公共半桥驱动电路进行操作，以便与用于所述泵致动器和多个阀致动器中的每一个的所述专用半桥驱动电路合作以驱动所述泵致动器和多个阀致动器中的一个。

【技术特征摘要】
2014.09.26 US 14/499,0721.一种致动器驱动系统，包括：
泵致动器；
多个阀致动器；
专用半桥驱动电路，用于所述泵致动器和多个阀致动器中的每一
个；以及
公共半桥驱动电路，用于全部的所述泵致动器和多个阀致动器，
其中，用于全部的所述泵致动器和多个阀致动器的所述公共半桥
驱动电路进行操作，以便与用于所述泵致动器和多个阀致动器中的每
一个的所述专用半桥驱动电路合作以驱动所述泵致动器和多个阀致动
器中的一个。
2.如权利要求1所述的致动器驱动系统，还包括：
公共电流感测电路，用于全部的所述泵致动器和多个阀致动器，
其中，所述公共电流感测电路感测所述泵致动器和阀致动器中的
被驱动的一个的电流。
3.如权利要求2所述的致动器驱动系统，其中：
所述公共电流感测电路被电耦合在所述专用半桥驱动电路中的
每一个与系统接地之间；以及
所述公共电流感测电路被电耦合在所述公共半桥驱动电路与所
述系统接地之间。
4.如权利要求1所述的致动器驱动系统，其中，所述泵致动器被
电耦合在第一专用半桥驱动电路与所述公共半桥驱动电路之间。
5.如权利要求4所述的致动器驱动系统，其中：
所述第一专用半桥驱动电路和所述公共半桥驱动电路被配置成

\t将电压源和系统接地选择性地切换到所述泵致动器。
6.如权利要求1所述的致动器驱动系统，其中，所述多个阀致动
器中的一个被电耦合在第二专用半桥驱动电路与所述公共半桥驱动电
路之间。
7.如权利要求6所述的致动器驱动系统，其中：
所述第二专用半桥驱动电路和所述公共半桥驱动电路被配置成
将电压源和系统接地选择性地切换到所述阀致动器。
8.如权利要求1所述的致动器驱动系统，其中，所述多个阀致动
器中的一个被电耦合在第三专用半桥驱动电路与所述公共半桥驱动电
路之间。
9.如权利要求8所述的致动器驱动系统，其中：
所述第三专用半桥驱动电路和所述公共半桥驱动电路被配置成
将电压源和系统接地选择性地切换到所述阀致动器。
10.如权利要求1所述的致动器驱动系统，其中，每个所述半桥
驱动电路包括p沟道场效应晶体管(PFET)和n沟道场效应晶体管
(NFET)。
11.如权利要求1所述的致动器驱动系统，其中，每个所述半桥
驱动电路包...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·里昂泽克，D·杜菲，R·克罗托，P·塞朗特，
申请(专利权)人：贝克顿·迪金森公司，
类型：新型
国别省市：美国;US