極性切換電路制造技術

本發明專利技術關于一種極性切換電路，包含第一至第二限流電阻、第一至第六晶體管開關及第一至第二濾波電路，第一及第二限流電阻連接直流高電壓，第一、第二、第四及第五晶體管開關分別由第一及第二脈沖寬度調變信號控制，第三及第六晶體管開關的控制端分別與第一及第四晶體管開關連接，第一濾波電路與第二、第三晶體管開關及壓電致動器的一接點連接，第二濾波電路與第五、第六晶體管開關及壓電致動器另一接點連接，當第一及第二脈沖寬度調變信號交錯進行高/低電位切換時，促使輸出交流電壓能產生平滑交流波形的交流電壓輸入至壓電致動器的各接點。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術是關于一種極性切換電路，尤其涉及一種可輸出平滑交流波形的輸出交流電壓來驅動壓電致動器的極性切換電路。
技術介紹
隨著科技的進步，各類3C產品已被視為推動市場成長的重要力量。無庸置疑的，這樣的發展趨勢仍將持續下去，而且隨著微電子技術的進步，3C產品不但功能日趨復雜，其尺寸亦漸趨于小型化，且可攜性也隨之大幅提高，使用者因此可以方便輕松以3C產品處理各項事務。近來，亦已發展出所謂的壓電致動器來應用于3C產品中，壓電致動器具有電壓低、不受噪聲干擾、體積小、反應快、發熱少、精密度佳、轉換效率高和控制容易等多方面的優點。壓電致動器通常需要一個交流電壓來對其作用而驅使壓電致動器進行周期性高速運動，因此實際上壓電致動器需要一驅動系統來驅動，該驅動系統將所連接的直流電壓進行轉換，以輸出交流電壓來驅動致動器。請參閱圖1，其為已知用來驅動壓電致動器的驅動系統的的電路方塊圖。如圖I所示，已知驅動系統I系用以將直流輸入電壓轉換，進而產生輸出交流電壓Vtjl及\2來驅動壓電致動器9 (如圖2A所示)，且包含一升壓電路10、一電壓倍增電路11及一極性切換電路12。其中升壓電路10系連接直流輸入電壓VD。，并利用內部開關元件的切換運作以及內部電感、電容與二極管等元件的儲能與濾波而將直流輸入電壓\c升壓成一暫態電壓VT。電壓倍增電路11則連接暫態電壓VT，并將其倍增至例如4倍的一直流高電壓VB。極性切換電路12則將直流高電壓Vb轉換成輸出交流電壓Vtjl及V02,以驅動壓電致動器9。清參閱圖2A、2B及圖3，并配合圖1，其中圖2A為圖I所示的極性切換電路的內部電路結構圖，圖2B為圖2A所示的數字信號fsw為低電位時的電路運作示意圖，圖3為圖2A或2B的電壓時序波形圖。如圖所示，極性切換電路12主要連接直流高電壓Vb、輸入直流低電壓Vin及數字信號fsw，并轉換成輸出交流電壓Vtjl及V02,以驅動壓電致動器9反復作動，其中，極性切換電路12可由第一限流電阻R21、第二限流電阻R22、第三限流電阻R23、第一晶體管開關Q21、第二晶體管開關Q22、第三晶體管開關Q23、第四晶體管開關Q24、第五晶體管開關Q25、第六晶體管開關Q26及第七晶體管開關Q27所組成。借此當數字控制信號fsw為高電位(High)并傳送至第一及第六晶體管開關Q21、Q26的控制端時，與接地端G連接的第一及第六晶體管開關Q21、Q26便導通，由于第一限流電阻R21系與第一晶體管開關Q21連接，因此第一限流電阻R21所在的支路便連接至接地端G，此時第二及第四晶體管開關Q22、Q24會因為本身的控制端與第一限流電阻R21所在的支路連接而對應截止，使第二限流電阻R22所在的支路因直流高電壓Vb而處于高電位，因此其控制端與第二限流電阻R22所在的支路連接的第三晶體管開關Q23便導通，同時，第七晶體管開關Q27的控制端亦連接到高電位的數字控制信號fsw，故第七晶體管開關Q27導通，因第三限流電阻R23系與第七晶體管開關Q27連接，故第三限流電阻R23所在的支路便連接至接地端G，又第五晶體管開關Q25的控制端系與第三限流電阻R23所在的支路連接，造成第五晶體管開關Q25截止，所以電流將沿箭頭方向進行，如圖2A所示。當數字信號fsw為低電位(Low)時,如圖2B所示,則所有晶體管開關動作與圖2A相反，使電流行進方向如圖2B所示的箭頭方向，如此一來，極性切換電路12所輸出的輸出交流電壓Vtjl及Vtj2于壓電致動器9上會形成交流方波，亦即圖3所示的輸出交流電壓Vtjl與輸出交流電壓\2相減值的波形。當極性切換電路12所輸出的輸出交流電壓Vtjl及\2于壓電致動器9上形成交流方波時，由于其電壓快速上升及快速下降，故對壓電致動器9進行快速充電，雖然快速充電可以使得壓電致動器9快速達到振幅的頂端，但同時卻也增加電力的耗損。此外，由于極性切換電路12系以交流方波對壓電致動器9進行快速充電，因此壓電致動器9上會具有以自然共振頻率產生振動的情況發生，此自然振動會導致較大的噪音問題。因此如何發展一種可改善上述已知技術缺失的極性切換電路，實為目前迫切需要解決的課題。
技術實現思路
本專利技術的主要目的為提供一種極性切換電路，俾解決已知極性切換電路系輸出交流方波來驅動壓電致動器，導致具有電力損耗大，以及壓電致動器在作動時會產生噪音等缺失。為達到上述目的，本專利技術的較佳實施態樣為一種極性切換電路，是將直流高電壓轉換為輸出交流電壓，以驅動壓電致動器，包含第一限流電阻，連接直流高電壓；第二限流電阻，連接直流高電壓；第一晶體管開關，具有連接第一脈沖寬度調變信號的控制端、與第一限流電阻連接而連接直流高電壓的電流輸入端，以及與接地端連接的電流輸出端；第二晶體管開關，具有連接第一脈沖寬度調變信號的控制端、電流輸入端，以及與接地端連接的電流輸出端；第三晶體管開關，具有與第一晶體管開關的電流輸入端及第一限流電阻連接的控制端、連接直流高電壓的電流輸入端，以及與第二晶體管開關的電流輸入端連接的電流輸出端；第四晶體管開關，具有連接第二脈沖寬度調變信號的控制端、與第二限流電阻連接而連接直流高電壓的電流輸入端，以及與接地端連接的電流輸出端；第五晶體管開關，具有連接第二脈沖寬度凋變信號的控制端、電流輸入端，以及與接地端連接的電流輸出端；第六晶體管開關，具有與第四晶體管開關的電流輸入端及第二限流電阻連接的控制端、連接直流高電壓的電流輸入端，以及與第五晶體管開關的電流輸入端連接的電流輸出端；第一濾波電路，系與第二晶體管開關的電流輸入端、第三晶體管開關的電流輸出端、壓電致動器接點及接地端連接；以及第二濾波電路，與第五晶體管開關的電流輸入端、第六晶體管開關的電流輸出端、壓電致動器另一接點及接地端連接；其中當第一脈沖寬度調變信號以及第二脈沖寬度調變信號分別交錯地進行高電位及低電位的切換時，促使輸出交流電壓經由第一濾波電路與第二濾波電路濾波后予以形成平滑交流波形至壓電致動器的各接點。為達到上述目的，本專利技術的較佳實施態樣另提供一種極性切換電路，系將直流高電壓轉換為輸出交流電壓，以驅動壓電致動器，包含輸入第一脈沖寬度凋變信號；輸入第二脈沖寬度調變信號；第一濾波電路，系接收由直流高電壓轉換為脈波電壓，且與壓電致動器接點連接；以及第二濾波電路，系接收由直流高電壓轉換為另一脈波電壓，且與壓電致動器另一接點連接；其中當第一脈沖寬度凋變信號以及第二脈沖寬度調變信號分別交錯地進行高電位及低電位的切換時，促使輸出交流電壓經由第一濾波電路與第二濾波電路濾波后予以形成平滑交流波形至壓電致動器的各接點。附圖說明為讓本專利技術的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，以下結合附圖對本專利技術的具體實施方式作詳細說明，其中圖I為已知用來驅動壓電致動器的驅動系統的電路方塊圖。圖2A為圖I所示的極性切換電路的內部電路結構圖。圖2B為圖2A所示的數字信號fsw為低電位時的電路運作示意圖。圖3為圖2A或2B的電壓時序波形圖。圖4A為本專利技術較佳實施例的極性切換電路的內部電路結構圖。圖4B為圖4A所示的第一脈沖寬度調變信號PWMl為低電位，而第二脈沖寬度凋變信號PWM2系處于高電位及低電位切換狀態時的電路運作不意圖。圖5A-5C為圖4A及4B的電壓時序圖。圖6為圖4A所示的第一濾本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種極性切換電路，是將一直流高電壓轉換為一輸出交流電壓，以驅動一壓電致動器，該極性切換電路包含：一第一限流電阻，連接該直流高電壓；一第二限流電阻，連接該直流高電壓；一第晶體管開關，具有連接一第一脈沖寬度調變信號的一控制端、與該第一限流電阻連接而連接該直流高電壓的一電流輸入端，以及與一接地端連接的一電流輸出端；一第二晶體管開關，具有連接該第一脈沖寬度凋變信號的一控制端、一電流輸入端，以及與該接地端連接的一電流輸出端；一第三晶體管開關，具有與該第一晶體管開關的該電流輸入端及該第一限流電阻連接的一控制端、連接該直流高電壓的一電流輸入端，以及與該第二晶體管開關的該電流輸入端連接的一電流輸出端；一第四晶體管開關，具有連接一第二脈沖寬度調變信號的一控制端、與該第二限流電阻連接而連接該直流高電壓的一電流輸入端，以及與該接地端連接的一電流輸出端；一第五晶體管開關，具有連接該第二脈沖寬度凋變信號的一控制端、一電流輸入端，以及與該接地端連接的一電流輸出端；一第六晶體管開關，具有與該第四晶體管開關的該電流輸入端及該第二限流電阻連接的一控制端、連接該直流高電壓的一電流輸入端，以及與該第五晶體管開關的該電流輸入端連接的一電流輸出端；一第一濾波電路，與該第二晶體管開關的該電流輸入端、該第三晶體管開關的該電流輸出端、該壓電致動器的一接點及該接地端連接；以及一第二濾波電路，與該第五晶體管開關的該電流輸入端、該第六晶體管開關的該電流輸出端、該壓電致動器的另一接點及該接地端連接；其中當該第一脈沖寬度調變信號以及該第二脈沖寬度調變信號分別交錯地進行高電位及低電位的切換時，促使該輸出交流電壓經由該第一濾波電路與該第二濾波電路濾波后予以形成平滑交流波形至該壓電致動器的各接點。...

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：陳世昌，
申請(專利權)人：研能科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：