压电换能器驱动频率计算方法、系统及驱动电路设计方法技术方案

本发明专利技术公开了一种压电换能器驱动频率计算方法，包括采集压电换能器质量和恒速度测试结果；根据恒速度测试结果，计算压电换能器不同频率下的有功功率；根据质量、恒速度测试结果和有功功率，计算压电换能器不同频率下的机械品质因数；将最高机械品质因数对应的频率作为压电换能器最优驱动频率。同时公开了相应的系统和压电换能器驱动电路设计方法。本发明专利技术计算不同频率下的机械品质因数，通过最高机械品质因数实现了最优驱动频率的获取；同时本发明专利技术在最优驱动频率的基础上，进行阻抗计算和匹配，改进现有驱动电路，可以使压电换能器在工作中降低损耗，减小温升，提高性能稳定性。

Calculation method, system and design method of driving circuit of piezoelectric transducer

【技术实现步骤摘要】
压电换能器驱动频率计算方法、系统及驱动电路设计方法
本专利技术涉及一种压电换能器驱动频率计算方法、系统及驱动电路设计方法，属于压电换能器

技术介绍
压电换能器是利用压电材料的压电效应，将高频电能转化为机械能的装置。常用的压电换能器结构(如Langevin换能器)被广泛应用于压电作动器(如超声波电机)的振子结构。为了实现最大振幅输出，压电换能器通常以共振频率作为其工作频率。然而，工作在共振频率下会导致压电换能器具有较大的能量损耗和温升，因此从降低损耗和提高工作稳定性的角度出发，共振频率并不是最理想的驱动频率。如何获取压电换能器的最优驱动频率是急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种压电换能器驱动频率计算方法、系统及驱动电路设计方法，解决了
技术介绍
中披露的问题。为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：压电换能器驱动频率计算方法，包括，采集压电换能器质量和恒速度测试结果；根据恒速度测试结果，计算压电换能器不同频率下的有功功率；根据质量、恒速度测试结果和有功功本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.压电换能器驱动频率计算方法，其特征在于：包括，/n采集压电换能器质量和恒速度测试结果；/n根据恒速度测试结果，计算压电换能器不同频率下的有功功率；/n根据质量、恒速度测试结果和有功功率，计算压电换能器不同频率下的机械品质因数；/n将最高机械品质因数对应的频率作为压电换能器最优驱动频率。/n

【技术特征摘要】
1.压电换能器驱动频率计算方法，其特征在于：包括，
采集压电换能器质量和恒速度测试结果；
根据恒速度测试结果，计算压电换能器不同频率下的有功功率；
根据质量、恒速度测试结果和有功功率，计算压电换能器不同频率下的机械品质因数；
将最高机械品质因数对应的频率作为压电换能器最优驱动频率。


2.根据权利要求1所述的压电换能器驱动频率计算方法，其特征在于：恒速度测试为，
保证压电换能器振动速度相同的情况下，测试压电换能器的电压-频率特性、电流-频率特性和导纳相位-频率特性。


3.根据权利要求1所述的压电换能器驱动频率计算方法，其特征在于：有功功率的计算公式为，



其中，P为压电换能器的有功功率，U和I分别为压电换能器的电压和电流，为压电换能器的导纳相位。


4.根据权利要求1所述的压电换能器驱动频率计算方法，其特征在于：机械品质因数的计算公式为，



其中，Qm为机械品质因数，f为测试压电换能器的频率，P为压电换能器的有功功率，m为压电换能器的质量，vrms为恒速度测试时压电换能器振动速度。


5.压电换能器驱动频率计算系统，其特征在于：包括，
采集模块：采集压电换能器质量和恒速度测试结果；
有功功率计算模块：根据恒速度测试结果，计算压电换能器不同频率下的有功功率；
机械品质因数计算模块：根据质量、恒速度测试结...

【专利技术属性】
技术研发人员：董晓霄，袁越，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32