[发明专利]一种压电作动器的高频高效驱动控制器

说明书

本发明提供一种压电作动器的高频高效驱动控制器，包括：功率驱动模块，用于产生线性驱动信号，以驱动压电作动器动作；电流检测模块，用于获取功率驱动模块的输出电流；振动检测模块，用于获取待减振机械结构的振动状态信号；数字控制模块，用于基于功率驱动模块的输出电流和振动状态信号，获取控制信号；其中，功率驱动模块包括线性功率放大器；线性功率放大器的输入信号为控制信号，输出产生线性驱动信号。本发明通过获取功率驱动模块的输出电流和待减振机械结构的振动状态信号，进而生成控制信号，并基于控制信号，利用线性功率放大器输出线性驱动信号，保证驱动控制器具有较高的输出线性度。

技术领域

本发明涉及压电作动器的驱动电路，尤其涉及一种压电作动器的高频高效驱动控制器。

背景技术

以压电陶瓷为核心的压电作动器因具有精度高、响应速度快、不受电磁干扰等优势得到广泛使用，其中一项重要应用是对机械结构进行减振抑振，即压电作动器根据机械结构振动状态输出幅值相同、相位相反的位移，抵消机械结构的振动。

根据压电作动器机械结构的不同，可将压电作动器分成直动式作动器、超声波式作动器、尺蠖式作动器和惯性式作动器，其基本原理都是逆压电效应，即压电陶瓷的输出位移随输入电压变化。由压电作动器的运行原理可知，压电作动器驱动电源的性能直接决定压电作动器输出性能，进而影响减振效果。

现有的驱动拓扑主要分为电荷式和电压式两种。传统的电荷式驱动器本质上是电流串联负反馈电路，电荷式驱动器存在电荷泄露问题，导致作动器定位不稳定，在高频输出时不稳定现象更为明显；电压式驱动器分为线性驱动电路和开关型驱动电路，不存在电荷泄露问题，线性驱动电路输出线性度高，但是发热严重，体积和重量较大，开关型驱动电路损耗小，但是开关动作不可避免地引入纹波，影响输出精度。使用宽禁带功率器件可以有效提升开关速度，减小开关损耗，但是没有从原理上消除开关动作带来的谐波，而且随着开关频率的提升，会带来较为严重的电磁干扰，对控制系统中的检测电路、调理电路、信号转换电路等造成不利影响。

发明内容

为了解决上述技术问题的至少一个，本发明提供一种压电作动器的高频高效驱动控制器。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明的实施例提供了一种压电作动器的高频高效驱动控制器，包括：

功率驱动模块，用于产生线性驱动信号，以驱动压电作动器动作；

电流检测模块，用于获取所述功率驱动模块的输出电流；

振动检测模块，用于获取待减振机械结构的振动状态信号；

数字控制模块，用于基于所述功率驱动模块的输出电流和所述振动状态信号，产生控制信号；

其中，所述功率驱动模块包括线性功率放大器；所述线性功率放大器的输入信号为所述控制信号，输出产生所述线性驱动信号。

作为可选的实施方式，所述驱动控制器，还包括：

实时跟随供电模块，用于向所述功率驱动模块提供供电电压，所述供电电压根据所述功率驱动模块的需求实时改变。

作为可选的实施方式，所述数字控制模块包括：

模数转换电路，用于接收所述功率驱动模块的输出电流和所述振动状态信号，并将所述功率驱动模块的输出电流和所述振动状态信号转换为数字信号；

数字控制电路，与所述模数转换电路的输出端相连，用于接收所述数字信号，并基于所述数字信号生成所述功率驱动模块所需的输入电压值；

数模转换电路，与所述数字控制电路的输出端相连，用于接收所述输入电压值，并将所述输入电压值转换为模拟信号；所述数模转换电路的输出端与所述功率驱动模块的输入端相连。

作为可选的实施方式，所述驱动控制器，还包括：