【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电容性负载驱动，更具体地，涉及一种用于驱动电容性负载的驱动级电路和驱动电路。
技术介绍
1、压电元件是一种能够将机械能和电能互相转换的功能性陶瓷材料，由于它具有压电特性，因此被广泛应用于各类电子器件中。例如，压电换能器可以看做是由夹在两个电极之间的压电材料形成的压电元件构建成的一个大电容器，在所施加的电场的影响下，压电材料既可以充当电极之间的电介质，又能充电致动器，因此压电换能器越来越被视为换能器(例如扬声器和谐振致动器)的可行替代品。由于压电换能器具有超薄、超轻、耐用和易安装等优势，所以被广泛应用在诸如移动电话、笔记本电脑和平板电脑等的设备中提供音频和/或触觉输出。
2、由于薄膜压电换能器的电容特性，这些压电换能器为放大器带来了高电容负载(capacitive load)。然而，传统的驱动电路(如ab类、d类、g类、h类放大器)都在假设负载(由非常细的电线制成的线圈)主要是电阻性且稍微带有电感性的前提下发展，因此在驱动如压电换能器之类的高电容负载时这些放大器效率很低。此外，由于负载的电容特性，电流与驱动电压的相位大约差90°(90°out of phase)。这样一来，压电换能器在充电阶段实际上并没有消耗太多功率，在充电阶段压电换能器所汲取的大部分能量都被存储在负载的电容(capacitance)。然而，在放电阶段，当换能器两端的跨压降低时，传统的ab类、d类、g类、h类放大器仅会将能量从负载的电容中释放至接地(ground)或者释放到负电源供应端而造成浪费。
3、图1示出了现有技术的一种
4、图2示出了现有技术的另一种用于驱动容性负载的电路示意图。如图2所示，现有技术的电路200通过在功率转换电路210的两端添加储能电容c1和c2来改善驱动信号的连续性，但是对于某些应用仍然需要更为有力的方式来改善驱动信号。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，本申请的目的在于提供一种用于驱动电容性负载的驱动级电路和驱动电路，可以在驱动过程中将电容性负载中的能量回收到电源以实现能量的再利用，并且在能量回收过程中通过负反馈控制来提高信号质量，在提高能量利用效率的同时兼顾电路的整体性能。
2、根据本专利技术的一方面，提供了一种用于驱动电容性负载的驱动级电路，包括：输出节点，用于与所述电容性负载连接；推挽放大模块，包括串联连接于第一电压端和所述输出节点之间的具有第一导电类型的第一晶体管和具有第二导电类型的第二晶体管，所述第二晶体管用于在一工作周期的第一工作区间将能量从所述第一电压端传输到所述电容性负载，所述第一晶体管用于在所述工作周期的第二工作区间中的第一阶段将能量从所述电容性负载传输到所述第一电压端；以及反馈放大器，具有与所述输出节点连接的反相输入端、用于接收一输入信号的正相输入端以及第一输出端，所述第一输出端用于输出施加到所述第一晶体管和所述第二晶体管的控制端的第一控制信号，其中，所述反馈放大器用于以所述输入信号为参考反馈控制所述第一晶体管和所述第二晶体管，以使得提供给所述电容性负载的输出信号的波形与所述输入信号的波形相对应。
3、可选地，所述推挽放大模块还包括：连接于所述输出节点与地之间的具有所述第一导电类型的第三晶体管，所述第三晶体管用于在所述第二工作区间中的第二阶段将能量从所述电容性负载传输到地，其中，所述反馈放大器还具有第二输出端，所述第二输出端用于输出施加到所述第三晶体管的控制端的第二控制信号，且所述第一控制信号与所述第二控制信号为彼此互补的信号。
4、可选地，所述电容性负载包括压电致动器或者声换能器，其中，所述第一电压端还包括储能元件，其中，所述储能元件为储能电容。
5、可选地，所述驱动级电路还包括：连接于所述反馈放大器的第一输出端与所述第一晶体管和所述第二晶体管的控制端之间的缓冲器；以及电压选择模块，用于选择第一电压和所述输出信号中的电压更大者为所述缓冲器进行供电，其中，所述电压选择模块包括：第一二极管，所述第一二极管的阳极与所述第一电压端连接，所述第一二极管的阴极与所述缓冲器的供电端连接；以及第二二极管，所述第二二极管的阳极与所述输出节点连接，所述第二二极管的阴极与所述缓冲器的供电端连接。
6、可选地，所述反馈放大器用于在所述第一工作区间控制所述第一晶体管和所述第三晶体管截止，并控制所述第二晶体管的状态，以使得所述输出信号与所述输入信号的第一区间相对应，以及在所述第二工作区间控制所述第二晶体管截止，并控制所述第一晶体管或所述第三晶体管的状态，以使得所述输出信号与所述输入信号的第二区间相对应。
7、可选地，所述第一区间为所述输入信号从最小值增大到最大值的区间，所述第二区间为所述输入信号在该周期内的下降部分。
8、可选地，所述第二工作区间的第一阶段为第一电压小于所述输出信号的电压减去第二阈值的阶段，所述第二阶段为所述第一电压大于所述输出信号的电压减去所述第二阈值的阶段，其中，所述第二阈值为晶体管的体二极管压降。
9、可选地，所述输入信号的波形为电压数值不小于零的正弦波，其中，所述第一导电类型为n型，所述第二导电类型为p型。
10、根据本专利技术的另一方面，提供一种用于驱动电容性负载的驱动电路，包括：功率转换电路，用于接收一电压源提供的电源电压，并将所述电源电压转换成第一电压，所述电压源具有能量存储能力；以及上述的驱动级电路，用于接收所述第一电压，并以输入信号为参考产生提供给所述电容性负载的输出信号，所述输出信号与所述输入信号的波形相对应。
11、可选地，所述功率转换电路可以双向操作，所述功率转换电路包括双开关降压-升压转换器、开关抽头电感器降压-升压转换器或者开关反激式降压-升压转换器。
12、综上所述，本专利技术提供的用于驱动电容性负载的驱动级电路包括推挽放大模块和反馈放大器，推挽放大模块包括串本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于驱动电容性负载的驱动级电路，包括：
2.根据权利要求1所述的驱动级电路，其中，所述推挽放大模块还包括：
3.根据权利要求1所述的驱动级电路，其中，所述电容性负载包括压电致动器或者声换能器，
4.根据权利要求1所述的驱动级电路，其中，还包括：
5.根据权利要求2所述的驱动级电路，其中，所述反馈放大器用于在所述第一工作区间控制所述第一晶体管和所述第三晶体管截止，并控制所述第二晶体管的状态，以使得所述输出信号与所述输入信号的第一区间相对应，以及
6.根据权利要求5所述的驱动级电路，其中，所述第一区间为所述输入信号从最小值增大到最大值的区间，所述第二区间为所述输入信号在该周期内的下降部分。
7.根据权利要求2所述的驱动级电路，其中，所述第二工作区间的第一阶段为第一电压小于所述输出信号的电压减去第二阈值的阶段，所述第二阶段为所述第一电压大于所述输出信号的电压减去所述第二阈值的阶段，其中，所述第二阈值为晶体管的体二极管压降。
8.根据权利要求1至7任一项所述的驱动级电路，其中，所述输入信号的波形为
9.一种用于驱动电容性负载的驱动电路，包括：
10.根据权利要求9所述的驱动电路，其中，所述功率转换电路可以双向操作，
...【技术特征摘要】
1.一种用于驱动电容性负载的驱动级电路，包括：
2.根据权利要求1所述的驱动级电路，其中，所述推挽放大模块还包括：
3.根据权利要求1所述的驱动级电路，其中，所述电容性负载包括压电致动器或者声换能器，
4.根据权利要求1所述的驱动级电路，其中，还包括：
5.根据权利要求2所述的驱动级电路，其中，所述反馈放大器用于在所述第一工作区间控制所述第一晶体管和所述第三晶体管截止，并控制所述第二晶体管的状态，以使得所述输出信号与所述输入信号的第一区间相对应，以及
6.根据权利要求5所述的驱动级电路，其中，所述第一区间为所述输入信...
【专利技术属性】
技术研发人员：谭磊，
申请(专利权)人：圣邦微电子北京股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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