[发明专利]电容负载存在及类型检测系统

说明书

本发明揭示用于检测可耦合到功率驱动器的电容负载的存在及类型的系统及方法。所述系统包含检测电路，其用于响应于驱动电压而基于负载的测量特性确定所述负载的所述存在及类型。所述特性可为如由所述驱动器与所述负载之间的电流测量的负载电容。所述电路可包含用于产生电流相关电压的差分放大器、用于当所述电压超过相应阈值时产生脉冲的比较器、响应于所述比较器输出逻辑电平的寄存器及用于基于所述逻辑电平作出所述确定的微控制器。

技术领域

本发明大体上涉及电容负载，例如包含促动器的压电致动器，且特定地说，涉及一种用于检测连接到功率驱动器的电容负载的存在及类型的系统及方法。

背景技术

压电致动器通常用于要求物体的分辨率极高且移动可控的运动控制系统中。例如，此类装置通常用于光学测量系统中以执行平台、底座及其它组件的极精确且可控旋转移动。作为Newport Corporation的部分的New Focus^TM制造且营销通常用于各种光学应用中的称作Picomotor^TM的压电致动器。此后，压电致动器将称作Picomotor^TM。在使用中，Picomotor^TM可实现小到或小于0.6毫弧度(mrad)的旋转移动。Picomotor^TM的另一优点是：其能够在其断电且随后再次通电时保持其最后的位置。

通常，Picomotor^TM及类似压电致动器是用相对较高的电压源驱动。例如，一些压电致动器是用具有大约120伏特的峰值的驱动电压驱动。驱动电压致动压电材料且使所述材料以直线方向膨胀。转子或转轮是以摩擦力耦合到压电材料。例如，Picomotor^TM使用动态及静态摩擦的原理以使转子或转轮以指定方向旋转。通常呈现定义脉冲的形式的驱动电压波形通常经配置以使转子或转轮以所需顺时针或逆时针方向旋转。

例如，如果驱动电压波形具有相对较缓慢上升边沿及相对较快速下降边沿，那么转子或转轮将在上升边沿期间归因于显著的摩擦力而旋转，且在下降边沿期间归因于滑动而实质上不能旋转。相反地，如果驱动电压波形具有相对较快速上升边沿及相对较缓慢下降边沿，那么转子或转轮将在上升边沿期间归因于滑动而实质上不能旋转，且在下降边沿期间旋转。

通常，在此类运动控制系统中，将希望确定Picomotor^TM是否连接到驱动电压源或功率驱动器。出于许多原因，Picomotor^TM可例如由于错误布线或连接器断开而变为与功率驱动器断开。由于驱动这些类型的压电致动器涉及相对较高电压，错误布线及断开连接器可对用户具有固有危险。因此，此类运动控制系统将希望在Picomotor^TM未连接到功率驱动器时警告用户及/或执行某个其它安全操作。

此外，在此类运动控制系统中，将希望确定连接到功率驱动器的Picomotor^TM的类型。某些类型的Picomotor^TM具有某些限制，且应以特定方式操作。例如，第一类型或标准的Picomotor^TM可以远高于第二类型或微型Picomotor^TM的最大脉冲速率的脉冲速率驱动。如果施加于第二类型或微型Picomotor^TM的脉冲速率显著超过其最大脉冲速率，那么Picomotor^TM可发生不可逆的损坏。

因此，需要检测可耦合到功率驱动器的电容负载(例如压电致动器和Picomotor^TM)的存在及类型。

发明内容