极性切换电路制造技术

本发明专利技术关于一种极性切换电路，包含第一至第四电晶体开关及第一至第四滤波电路，第一及第四电晶体开关由第一脉冲宽度调变讯号控制，第二及第三电晶体开关由第二脉冲宽度调变讯号控制，第二及第四电晶体开关连接直流高电压且分别连接第一及第三电晶体开关，第一滤波电路与第一及第二电晶体开关、压电致动器的接点连接，第二滤波电路与第三及第四电晶体开关、压电致动器的另一接点连接，其中当第一以及第二脉冲宽度调变讯号交错地进行高准位及低准位的切换时，促使输出交流电压能产生平滑交流波形的交流电压输入至压电致动器的各接点。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术关于一种极性切换电路，包含第一至第四电晶体开关及第一至第四滤波电路，第一及第四电晶体开关由第一脉冲宽度调变讯号控制，第二及第三电晶体开关由第二脉冲宽度调变讯号控制，第二及第四电晶体开关连接直流高电压且分别连接第一及第三电晶体开关，第一滤波电路与第一及第二电晶体开关、压电致动器的接点连接，第二滤波电路与第三及第四电晶体开关、压电致动器的另一接点连接，其中当第一以及第二脉冲宽度调变讯号交错地进行高准位及低准位的切换时，促使输出交流电压能产生平滑交流波形的交流电压输入至压电致动器的各接点。【专利说明】极性切换电路
本专利技术关于一种极性切换电路，尤指一种可输出平滑交流波形的输出交流电压来驱动压电致动器的极性切换电路。
技术介绍
随着科技的进步，各类3C产品已被视为推动市场成长的重要力量。无庸置疑的，这样的发展趋势仍将持续下去，而且随着微电子技术的进步，3C产品不但功能日趋复杂，其尺寸亦渐趋于小型化，且可携性也随之大幅提高，使用者因此可以方便轻松以3C产品处理各项事务。近来，亦已发展出压电致动器来应用于3C产品中，压电致动器具有电压低、不受杂讯干扰、体积小、反应快、发热少、精密度佳、转换效率高和控制容易等多方面的优点。 压电致动器通常需要一个交流电压来对其作用而驱使压电致动器进行周期性高速运动，因此实际上压电致动器需要一驱动系统来驱动，该驱动系统将所连接的直流电压进行转换，以输出交流电压来驱动致动器。请参阅图1，其为已知用来驱动压电致动器的驱动系统的的电路方块图。如图1所示，已知驱动系统I用以将直流输入电压VDC转换，进而产生输出交流电压Vol及Vo2来驱动压电致动器9 (如图2A所示)，且包含一升压电路10、一电压倍增电路11及一极性切换电路12。其中升压电路10连接直流输入电压VDC，并利用内部开关元件的切换运作以及内部电感、电容与二极体等元件的储能与滤波而将直流输入电压VDC升压成一暂态电压VT。电压倍增电路11则连接暂态电压VT，并将其倍增至例如4倍的一直流高电压VB。极性切换电路12则将直流高电压VB转换成输出交流电压Vol及Vo2，以驱动压电致动器9。 请参阅图2A、2B及图3，并配合图1，其中图2A为图1所示的极性切换电路的内部电路结构图，图2B为图2A所示的数位讯号fsw为低准位时的电路运作示意图，图3为图2A或图2B的电压时序波形图。如图所示，已知极性切换电路12主要连接直流高电压VB、输入直流低电压Vin及数位讯号fsw，并转换成输出交流电压Vol及Vo2，以驱动压电致动器9反复作动，其中，极性切换电路12可由第一限流电阻R21、第二限流电阻R22、第三限流电阻R23、第一电晶体开关Q21、第_■电晶体开关Q22、第二电晶体开关Q23、第四电晶体开关Q24、第五电晶体开关Q25、第六电晶体开关Q26及第七电晶体开关Q27所组成。 藉此当数位控制讯号fsw为高准位(High)并传送至第一及第六电晶体开关Q21、Q26的控制端时，与接地端G连接的第一及第六电晶体开关Q21、Q26便导通，由于第一限流电阻R21与第一电晶体开关Q21连接，因此第一限流电阻R21所在的支路便连接至接地端G，此时第二及第四电晶体开关Q22、Q24会因为本身的控制端与第一限流电阻R21所在的支路连接而对应截止，使第二限流电阻R22所在的支路因直流高电压VB而处于高准位，因此其控制端与第二限流电阻R22所在的支路连接的第三电晶体开关Q23便导通，同时，第七电晶体开关Q27的控制端亦连接到高准位的数位控制讯号fsw，故第七电晶体开关Q27导通，因第三限流电阻R23与第七电晶体开关Q27连接，故第三限流电阻R23所在的支路便连接至接地端G，又第五电晶体开关Q25的控制端与第三限流电阻R23所在的支路连接，造成第五电晶体开关Q25截止，所以电流将沿箭头方向进行，如图2A所示。 当数位讯号fsw为低准位(Low)时，如图2B所示，则所有电晶体开关动作与图2A相反，使电流行进方向如图2B所示的箭头方向，如此一来，极性切换电路12所输出的输出交流电压Vol及Vo2于压电致动器9上会形成交流方波，亦即图3所示的输出交流电压Vol与输出交流电压Vo2相减值的波形。 当已知极性切换电路12所输出的输出交流电压Vol及Vo2于压电致动器9上形成交流方波时，由于其电压快速上升及快速下降，故对压电致动器9进行快速充电，虽然快速充电可以使得压电致动器9快速达到振幅的顶端，但同时却也增加电力的耗损。此外，由于已知极性切换电路12以交流方波对压电致动器9进行快速充电，因此压电致动器9上会具有以自然共振频率产生振动的情况发生，此自然振动会导致较大的噪音问题。更甚者，由于已知极性切换电路12需使用较多的电晶体开关来构成，亦即图2A所示的7个电晶体开关，不但导致已知极性切换电路12的生产成本提高，也增加极性切换电路12因多个电晶体开关在进行导通或截止切换所产生的开关损耗。 因此如何发展一种可改善上述已知技术缺失的极性切换电路，实为目前迫切需要解决的课题。
技术实现思路
本专利技术的主要目的为提供一种极性切换电路，以解决习知极性切换电路系输出交流方波来驱动压电致动器，导致具有电力损耗大，且压电致动器在作动时会产生噪音，此夕卜，因已知极性切换电路需要较多的电晶体开关来构成，导致习知极性切换电路的生产成本提闻、开关损耗亦较大等缺失。 为达上述目的，本专利技术的一较广义实施态样为提供一种极性切换电路，将直流高电压转换为输出交流电压，以驱动压电致动器，包含:第一开关电路，接收第一脉冲宽度调变讯号及第二脉冲宽度调变讯号，其中第一脉冲宽度调变讯号与第二脉冲宽度调变讯号互为反相导通，且第一开关电路的一端与接地端连接，另一端连接直流高电压；第二开关电路，接收第一脉冲宽度调变讯号及第二脉冲宽度调变讯号，其中第一脉冲宽度调变讯号与第二脉冲宽度调变讯号互为反相导通，且第二开关电路的一端与接地端连接，另一端连接直流高电压；第一滤波电路，与第一开关电路、压电致动器的接点及接地端连接；以及第二滤波电路，与第二开关电路、压电致动器的另一接点及接地端连接；其中当第一脉冲宽度调变讯号以及第二脉冲宽度调变讯号交错地进行高准位及低准位的切换时，促使输出交流电压能产生平滑交流波形的交流电压输入至压电致动器的各接点。 【专利附图】【附图说明】 图1为已知用来驱动压电致动器的驱动系统的电路方块图。 图2A为图1所示的极性切换电路的内部电路结构图。 图2B为图2A所示的数位讯号fsw为低准位时的电路运作示意图。 图3为图2A或图2B的电压时序波形图。 图4A为本专利技术较佳实施例的极性切换电路的内部电路结构图。 图4B为图4A所示的第一脉冲宽度调变讯号PWMl为低准位，而第二脉冲宽度调变讯号PWM2处于高准位及低准位切换状态时的电路运作示意图。 图5A-图5C为图4A及图4B的电压时序图。 图6为图4A所示的第一滤波电路及第二滤波电路的一变化例。 图7A-图7B为图4A及图4B所示的极性切换电路的一变化例。 图8为图4A所示的压电致动器应用于一机构本体的实施方面示意图。 【符号说明】 1:驱动系统 10:升压电路 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种极性切换电路，将一直流高电压转换为一输出交流电压，以驱动一压电致动器，包含：一第一开关电路，接收一第一脉冲宽度调变讯号及一第二脉冲宽度调变讯号，其中该第一脉冲宽度调变讯号与该第二脉冲宽度调变讯号互为反相导通，且该第一开关电路的一端与一接地端连接，另一端连接该直流高电压；一第二开关电路，接收该第一脉冲宽度调变讯号及该第二脉冲宽度调变讯号，其中该第一脉冲宽度调变讯号与该第二脉冲宽度调变讯号互为反相导通，且该第二开关电路的一端与该接地端连接，另一端连接该直流高电压；一第一滤波电路，与该第一开关电路、该压电致动器的一接点及该接地端连接；以及一第二滤波电路，与该第二开关电路、该压电致动器的另一接点及该接地端连接；其中当该第一脉冲宽度调变讯号以及该第二脉冲宽度调变讯号交错地进行高准位及低准位的切换时，促使该输出交流电压能产生平滑交流波形的交流电压输入至该压电致动器的各接点。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈世昌，
申请(专利权)人：研能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71