[发明专利]用于压电马达的节能驱动电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种压电单元驱动设备和一种用于驱动压电单元的方法，其中提供了两个压电单元驱动电压，所述驱动电压相对于彼此有不同相位。本发明还涉及一种包括压电单元驱动设备的移动设备。

背景技术

压电致动器(actuator)在成像系统中用来调节缩放的位置和聚焦透镜系统。压电致动器也在其它系统中用来移动小型物体。操作所述压电致动器需要提供适当驱动电压的驱动设备。通过使用在耦合到激活电压时会偏转、扩张或者收缩的一个或多个压电单元来实施压电致动器。

与压电单元的驱动有关的能量消耗在移动系统中尤其成问题。在移动系统中，可用电源通常是具有有限容量的电池。压电单元包括基本意义上的内部电容，因此它在耦合到驱动电压时存储一定数量的能量。为了提高移动设备的能量效率，恢复在压电单元中存储的电容能量是有利的。

移动设备的另一方面在于可用电源供应的电压通常低于压电单元的最优驱动电压。通常使用升压(step-up)装置生成高于电源供应电压的驱动电压。

美国专利第6,563,251号公开了一种用于具有电容式马达相位的致动器的驱动设备，所述驱动设备包括电压源组、每次将一个所述电压源连接到所述电容式马达相位的切换装置和支持所述电压源或者本身就是所述电压源的电容电压升压器件。

D.Campolo等人在2003年3月第50卷第3期的IEEE Transactionson ultrasonics，ferroelectics，and frequency control(超声、铁电和频率控制IEEE学报)中的撰文“Efficient Charge Recovery Method for DrivingPiezoelectric Actuators with Quasi-Square Waves”揭示了一种用于两个压电单元的驱动电路，所述驱动电路包括设置用以将电荷从第一压电单元传送到第二压电单元的电感单元。借助于所述电感单元部分地恢复和再利用在压电单元中存储的能量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于驱动压电单元的节能设备和方法。本发明的又一目的在于提供一种包括节能压电单元驱动设备的移动设备。

为达到这些目的，根据本发明的设备和方法的特征主要在于将在独立权利要求的特征部分中所记载的内容。在附属权利要求中记载与本发明有关的更多细节。

根据本发明的设备和方法被用来提供用于驱动至少两个压电单元的至少两个驱动电压，所述驱动电压相对于彼此有不同相位。根据本发明的设备和方法的特征主要在于，电感单元用来在所述至少两个压电单元之间传送能量，以及所述电感单元也用来提供充分超过可用电源供应电压的电压。换而言之，根据本发明的压电驱动设备包括使用所述电感单元来实施的电感升压装置。

根据本发明，能够以良好的能量效率和使用较低的电压电源供应来操作压电单元。可以将所需电感单元的数目减至最小。因而同样减少了空间要求。保护组件免于遭受源自于电感单元的电磁干扰也变得更容易。

通过下文给出的描述和例子以及通过附图，本发明的实施例及其益处对于本领域技术人员而言将变得更明显。

附图说明

在以下例子中将参照附图更为具体地描述本发明的实施例，在附图中：

图1a-1d示出了基于两个独立可偏转的压电单元的压电致动器的不同工作阶段，

图2示出了根据本发明的压电单元驱动设备的图，

图3示出了根据本发明的压电单元驱动设备的图，在该图中表示了电感升压装置，

图4通过例子示出了根据图2的压电单元驱动设备的时序图，以及

图5通过例子示出了在根据图2的压电单元驱动设备的输出处的所得电压波形，

图6示出了根据本发明的压电单元驱动设备的图，在该图中表示了在压电单元驱动设备的输出之间耦合电感单元的切换装置，以及

图7示出了包括根据本发明的压电单元驱动设备的移动设备。

具体实施方式