[发明专利]一种压电陶瓷促动器线性位移驱动电路及其实现方法

权利要求书

1.一种压电陶瓷促动器线性位移驱动实现方法，其特征在于，包括：

获取初始电压和方波驱动信号；

基于方波驱动信号驱动一对开关交替动作，以控制由压电陶瓷促动器构成的压电陶瓷等效电路以初始电压为基准进行充电和放电；

在充电和放电过程中所述压电陶瓷等效电路的端电压均随充放电时间呈线性变化，所述压电陶瓷等效电路充电和放电交替进行以实现对压电陶瓷促动器的线性位移驱动。

2.根据权利要求1所述的压电陶瓷促动器线性变化位移驱动实现方法，其特征在于，所述压电陶瓷等效电路为RC等效电路；获取初始电压和方波驱动信号的步骤包括：

根据压电陶瓷促动器的位移驱动周期，确定所述RC等效电路的充放电周期；

根据所述RC等效电路的充放电周期，确定方波驱动信号的占空比；

根据压电陶瓷促动器的位移行程，确定初始电压值；

根据初始电压值、充放电周期以及RC等效电路的物理特性获得RC等效电路的电容容量和等效电阻；

根据所述初始电压值、电容容量和等效电阻获得所述方波驱动信号的高电平值。

3.根据权利要求2所述的压电陶瓷促动器线性变化位移驱动实现方法，其特征在于，所述RC等效电路的充、放电周期相同，所述方波驱动信号的占空比为50%。

4.根据权利要求1~3任一项所述的压电陶瓷促动器线性变化位移驱动实现方法，其特征在于，一对开关包括充电开关和放电开关，所述基于方波驱动信号驱动一对开关交替动作，以控制压电陶瓷等效电路以初始电压为基准进行充电和放电的步骤包括：

在方波驱动信号的下降沿时，触发充电开关导通、放电开关断开，通过初始电压对压电陶瓷等效电路进行线性充电，压电陶瓷促动器被线性驱动；

在方波驱动信号的上升沿时，触发放电开关导通、充电开关断开，控制压电陶瓷等效电路对地进行线性放电，压电陶瓷促动器被线性归零；或

在方波信号的上升沿时，触发充电开关导通、放电开关断开，通过初始电压对压电陶瓷等效电路进行线性充电，压电陶瓷促动器被线性驱动；

在方波信号的下降沿时，触发放电开关导通、充电开关断开，控制压电陶瓷等效电路对地进行线性放电，压电陶瓷促动器被线性归零。

5.根据权利要求4所述的压电陶瓷促动器线性变化位移驱动实现方法，其特征在于，所述控制压电陶瓷等效电路以初始电压为基准进行充电和放电的步骤还包括：

在通过初始电压对压电陶瓷等效电路进行线性充电的过程中，接收检测电路输出的高电平反馈信号；

在控制压电陶瓷等效电路对地进行线性放电的过程中，接收检测电路输出的低电平反馈信号。

6.一种压电陶瓷促动器线性位移驱动电路，其特征在于，包括：

MCU（100），第一信号输出端输出占空比确定的方波驱动信号；第二信号输出端输出直流调压信号；

调压电路（600），输入端与MCU（100）的第二信号输出端连接，用于将接收的直流调压信号进行放大形成初始电压并为压电陶瓷等效电路（400）供电；

所述开关电路，包括充电开关（200）和放电开关（300）；充电开关（200）输入端与调压电路（600）输出端连接，用于接收初始电压，输出端与压电陶瓷等效电路（400）连接；放电开关（300）输入端与压电等效电路连接，输出端接地；充电开关（200）和放电开关（300）的控制端均与MCU（100）的第一信号输出端连接，基于方波驱动信号的变化生成联动开关控制信号，以实现充电开关（200）和放电开关（300）的交替动作；

所述压电陶瓷等效电路（400），由压电陶瓷促动器等效而成，包括压电陶瓷等效电容CO，信号端与充电开关（200）输出端及放电开关（300）输入端均连接，用于在充电开关（200）导通时对压电陶瓷等效电容CO进行线性充电，在放电开关（300）导通时对压电陶瓷等效电容CO进行线性放电。