提供了一种用于高频振荡源（Ｐ１）的驱动电路，该驱动电路包括：信号生成装置（１），用于以驱动频率生成低压方波脉冲序列（Ｓ２）；升压装置（２），包括用于生成反向ＥＭＦ的升压电感器（Ｌ１），该升压装置（２）被安排为响应于低压方波脉冲序列（Ｓ２），产生高压脉冲序列（Ｓ３）；以及滤波器装置（３），用于产生具有驱动频率的预定谐波的驱动信号（Ｓ４），该驱动信号（Ｓ４）被用于驱动该高频振荡源（Ｐ１）。该驱动电路尤其适于压电晶体使用。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于高频振荡(agitation)源的驱动电路。具体地，本专利技术涉 及用于压电晶体的驱动电路。
技术介绍
压电晶体在本领域公知，并且用于许多目的。压电马达、变压器以及线 性驱动器是常见的。压电晶体的重要使用是雾化(nebulisation)。存在许多情 况，其中要求物质的精细薄雾而不应用加热。这样的一个示例为医用雾化器 (nebuliser),其中药物成分被压电晶体雾化以便由病人吸入。雾化器的另一 使用是在喷水领域，如花园浇水部件。为了有效地喷射喷剂，要求高压、高 频驱动源。典型地，用于雾化的压电晶体以其共振频率被驱动。该频率在各 压电晶体之间变化，然而其通常在1.6- 1.7MHz范围内。用于压电晶体的驱动电路在本领域所公知。生成这种高频信号的筒单方 法是通过使用晶体管电路。然而，如果这样做，则需要高压放大器或变压器 来生成驱动压电晶体所需的峰峰电压。典型地，这些电压在100 - 150V的范 围内。变压器是用于该目的的最常用的组件。然而，它们通常是体积大的并 且昂贵的。对于将使用市电电源的电子设备的另外的要求是必须符合电磁兼容性标 准(EMC)。这些标准定义电子设备从市电AC电源汲取的电流中的谐波含量 的可接受水平、以及电压失真的可接收水平。高压方波信号可以包含对于压 电晶体的有效驱动以及对于符合谐波含量的要求的标准不可接收的谐波含量 水平。解决该问题的常用方法是将信号通过低通滤波器。如果低通滤波器被 调整到压电晶体的基本驱动频率，则高阶谐波可以被滤除，只留下基频来驱 动压电晶体。通常，低通滤波器也用于给出电压增益。然而，为了以共振驱 动压电晶体，要求相对高的品质因子。为了利用低通滤波器(如LC电路) 来实现此目的，LC电路所在的系统的电容需要是常数。然而，配线和压电晶 体自身的电容可能随温度、使用年限、条件和使用变化。因此，这通常使得LC电路不适于以精确的共振频率驱动压电晶体。
技术实现思路
本专利技术提供一种用于高频振荡源的驱动电路，该驱动电路包括信号生 成装置，用于以驱动频率生成低压方波脉冲序列；升压装置，包括用于生成 反向EMF的升压电感器，该升压装置被安排为响应于低压方波脉冲序列，产 生高压方波脉沖序列；以及滤波器装置，用于产生具有驱动频率的预定谐波 的驱动信号，该驱动信号被用于驱动该高频振荡源。使用来自电感器的反向优选地，高频振荡源为压电晶体。有利地，滤波器装置包括低通滤波器，其包括与高频振荡源串联的电感 器、以及与高频振荡源并联的电容器。本专利技术提供一种简单并且划算的电路，其能够生成高压、高频、干净的 正弦波信号来驱动压电晶体。本专利技术尤其适于驱动用于干手器的雾化器。附图说明现在将参照附图描述本专利技术的实施例，在附图中 图1是根据本专利技术的驱动电路的电路图2是显示到升压级的输入信号S2和来自升压级的高压输出信号S3的图3是显示滤波器级的截止频率的图4a是显示输入滤波器级的高压输出S3和从滤波器级输出的输出波形 S4的图4b是显示作为提供给压电晶体的实际输出波形S4的示波器跟踪； 图5显示图示波形S4的谐波分量的输出波形S4的快速傅立叶变换；以及图6显示并入由图1的驱动电路驱动的雾化器的干手器。具体实施例方式图1显示根据本专利技术的驱动电路。该驱动电路由DC电源(未示出)供 电。该DC电源源于由市电电源供电的AC/DC转换器。该驱动电路包括3级信号生成级l、升压级2和滤波器级3。第一级为信号生成级l。信号生成级 1包括微处理器单元MPl,用于生成比方说在1660 KHz的同步信号。该微处 理器单元MP1以低压(例如3.3 V)供电。该微处理器单元MP1包括锁相环， 用于将该同步信号倍增到要求的驱动频率。微处理器单元MP1的输出连接到 一对互补推^统式金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET) TR1和TR2。 MOSFET TR1为低功率p沟道MOSFET而MOSFET TR2为低功率n沟道 MOSFET。该对MOSFET TR1和TR2提供推挽式输出驱动。要求MOSFET TR1和TR2的推挽式安排来汇合(sink)并收集(source )栅极电荷以及最小 化开关损失。来自推挽式MOSFET TRl和TR2的输出连接到功率MOSFET TR3的栅极。MOSFETTR3由5 V电源线(powerrail)供电。功率MOSFET TR3的源极和漏极形成升压级2的部分，并且用作升压级2中的开关。升压级2包括电感器L1、功率MOSFETTR3的源才及/漏极和电容器Cl。 电容器Cl跨接功率MOSFETTR3的源极/漏极并联。这些组件连接在电源的 24V和接地电源线之间。电感器L1具有15 iaH的电感，而电容器C1具有1 nF的电容。跨接电感器L1的是滤波器级3。该滤波器级3包括低通滤波器。该低通 滤波器包括与升压级2串联的电感器L2以及与升压级2并联的电容器C2。 选择电感器L2的电感和电容器C2的电容使得低通滤波器的共振频率近似等 于压电晶体的驱动频率。电容器C2具有2.2 nF的电容，而电感器L2具有4.7 pH的电感。图3显示滤波器级的衰减特性。选择这些值以便提供大约1.6 MHz 的3dB截止(rolloff)频率。换种方式来说，滤波器级3的共振频率根据关 系/ =1/2冗7^以压电晶体的驱动频率为中心，其中L是电感器L2的电感， 而C是电容器C2的电容。跨接滤波器级3的输出的是压电晶体Pl。在操作中，微处理器生成1660KHz的同步信号。锁相环将同步信号乘以 1024以生成接近1.7 MHz的驱动信号Sl。来自微处理器单元MP1的驱动信 号Sl然后提供给互补推挽式晶体管驱动器。推挽式驱动器的MOSFET TRl 和TR2生成提供给功率MOSFET TR3的方波信号S2。依赖于方波信号S2是高或低，方波信号S2切换功率MOSFETTR3导通 或截止。当方波信号S2为高时，功率MOSFETTR3导通，功率MOSFETTR3 的源极/漏极导通并且形成24 V电线和接地之间的电路。当这个发生时，电 感器L1开始充电。当方波信号S2返回为低状态时，功率MOSFETTR3截止。这在升压级2中生成大的电流变化率。在功率MOSFETTR3的导通阶段期间， 在电感器L1中建立的磁场试图抵抗电流的变化。这在电感器L1中生成大的 反向(back)EMF,其产生高压输出信号S3。在图2中示出了高压输出信号 S3。高压输出信号S3包括一系列对应由电感器L1生成的反向EMF的尖峰。 尖峰的上升沿的时序对应于方波信号S2的下降沿的时序。高压输出信号S3 具有与方波信号S2相同的占空比。高压输出信号S3的峰值幅度在卯V的范 围内。高压输出信号S3的峰值幅度受电容器Cl限制。电容器C1将由电感 器L1释放的能量在较长的时间段展开，减少了生成的最大峰值电压。这是保 护功率MOSFET TR3不受损坏所要求的。高压输出信号S3具有高的电压和等于驱动频率的倒数的脉沖周期。然 而，它不是干净的信号。这意味着高压输出信号S3包括除了基频外的许多不 同频率。任何波形或脉冲序列可以表示为不同谐波频率的正弦波形的叠加。 该高压输出信号S3包括大量不想要的谐波频率。这些谐波频率是不期望的， 因为它们可能影响压电晶体的操作并且本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于高频振荡源的驱动电路，该驱动电路包括：信号生成装置，用于以驱动频率生成低压方波脉冲序列；升压装置，包括用于生成反向ＥＭＦ的升压电感器，该升压装置被安排为响应于低压方波脉冲序列，产生高压脉冲序列；以及滤波器装置，用于产生具有驱动频率的预定谐波的驱动信号，该驱动信号被用于驱动该高频振荡源。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬J考西尔，
申请(专利权)人：戴森技术有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]
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