專利名稱：壓電陶瓷泵驅動電源的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于壓電陶瓷驅動電源方面。
技術背景目前，壓電陶瓷驅動電源可以分為電壓控制型和電荷控制型，其中電壓控制 型驅動電源主要有2種形式 一種是基于直流變換器原理的開關式驅動電源，它的功率損耗 小，效率高，體積小，但電源輸出波紋較大，頻響范圍也較窄；另一種是直流放大式電源， 其特點是頻響范圍較寬。電荷控制型驅動電源采用電荷控制，它可以改善壓電陶瓷的遲滯和 蠕變，但其充電電流小，響應時間長。
壓電陶瓷泵屬于微型泵，常用于低揚程微流量的工況中，壓電泵具有穩定的工作特性， 而且泵流量可以由驅動電源控制。這些特點特別適合在燃料電池中應用，壓電驅動電源要求 體積小、質量輕、功耗低，由低壓12V供電，泵流量調節方便。
發明內容
本實用新型提供一種用于壓電陶瓷泵的電壓控制驅動電源，通過改變電壓頻率實現了壓 電陶瓷泵流量的精確控制。
壓電陶瓷泵屬于微型泵，常用于低揚程微流量的工況中，壓電泵具有穩定的工作特性， 而且泵流量可以由驅動電源控制。這些特點特別適合在燃料電池中應用，壓電驅動電源要求 體積小、質量輕、功耗低，由低壓12V供電，泵流量調節方便。
壓電陶瓷泵驅動電源由5V穩壓電路，升壓電路，方波發生電路，互補觸發電路和全橋逆 變電路組成；其中12V電源分別輸入5V穩壓電路和升壓電路，5V穩壓電路輸入電壓到方波發 生電路和互補觸發電路，升壓電路輸入電壓到全橋逆變電路，方波發生電路輸入信號到互補 觸發電路，互補觸發電路輸入信號到全橋逆變電路。
驅動電源電路共有五部分組成，其中5V穩壓電路輸入電壓為12V直流電壓，輸出電壓為 5V穩定直流電壓，作為方波發生電路及互補觸發電路的供電電源，升壓電路將12V電路升到 180V以上，供給全橋逆變電路，工作過程為方波發生電路產生頻率范圍在60-120HZ的方波 ，工作頻率由電阻的調節改變方波工作頻率即可控制泵流量。
互補觸發電路將單路方波變為相位互補的雙路方波。
全橋逆變電路將升壓電路提供的180V直流電壓逆變為交流電壓，方波幅值為80Vpp，頻 變范圍為60-12OHZ ，全橋逆變電路輸出接在壓電陶瓷泵即可。12V電源是全部電路的電源，直接供給穩壓電路和升壓電路。方波發生電路和互補觸發 電路采用穩壓電路的電源，全橋逆變電路由升壓電路供電，方波發生電路決定逆變觸發電路 的頻率，互補觸發電路驅動全橋逆變電路的工作。
整體電路結構緊湊，僅在4. 3*2. 5CM面積上做成，功耗為2W。
5V穩壓電路結構如下IC2的Vout端接5V電源和電容C6，電容C6另一端接公共端，IC2接 地端與公共端連接，IC2的Vin端接12V電源和電容C4，電容C4另一端接公共端；
升壓電路結構如下集成電路IC1的管腳5連接電容C3，電容C3另一端連接公共端，集成 電路IC1的管腳3連接電容C2，電容C2另一端連接公共端，IC1的管腳7、 8和1分別連接于電感 器L1和并聯電阻R1和R2， IC1的管腳6連接12V電源，并聯電阻R1、 R2及電容C1連接12V電源， ICl的管腳2通過電阻R5連接電阻R7和Mos管Ql的柵極，電阻R7的另一端連接公共端，Mos管Ql 的源極連接公共端，Mos管Ql的漏極分別連接電傳感器L1和二極管D1的陽極，二極管D1陰極 輸出180V電壓，并聯電阻R3、 R4—端連接180V電源和電容C5，電容C5另一端接公共端，并聯 電阻R3、 R4的另一端分別連接電阻R6，電阻R6和并聯電阻R3， R4的中點和IC1的管腳5連接。
方波發生電路結構如下IC3管腳8和4分別連接5V電源、電阻R8和電容C7， IC3的管腳1 連接公共端，IC4的管腳3連接互補觸發電路，IC3的管腳2和管腳6連接C8和R14的中點，IC3 的管腳5連接電容C9，電容C9另一端接公共端，IC3的管腳7連接電阻R8和可變電阻PR1，電阻 R14另一端連接可變電阻PR1 。
互補觸發電路結構如下集成電路IC4輸出端和IC5輸入端連接，IC5輸出端連接全橋逆 變電路的Mos管Q5的柵極，集成電路IC4和IC5中點與Mos管Q4的柵極連接。
全橋逆變電路結構如下Mos管Q2的源極分別連接180V電源和電阻R9， Q2的柵極分別連 接R9和R12， Q2的漏極連接輸出端口P1、 Q4源極和電阻R11; Mos管Q3源極分別連接電阻R10和 180V電源，Q3柵極分別連接R10和R11。 Mos管Q4的柵極和漏極連接電阻R16。 Mos管Q5的源極 連接電阻R13和Q3的漏極，電阻R13的另一端連接輸出端口Pl; Mos管Q5的柵極和漏極連接電 阻R15，輸出端口P1連接壓電陶瓷泵。Mos管Q5和Q4的漏極連接公共端。
IC1為升壓控制電路，MC34063。
IC2為7805三端穩壓器，
IC4、 IC5為非門(反向器)
IC3為NE555時基電路。
有益效果從改變方波電路中的可變電阻出發，改變電壓頻率實現了壓電陶瓷泵的流量 控制。
圖1為驅動電源整體電路結構示意圖2為驅動電源詳細電路連接結構示意A1為5V穩壓電路結構示意A2為升壓電路結構示意A3為方波發生電路結構示意A4為互補觸發電路結構示意A5為全橋逆變電路結構示意圖。
具體實施方式
實施例l:結合圖1和2
5V穩壓電路結構如下IC2的Vout端接5V電源和電容C6，電容C6另一端接公共端，IC2 接地端與公共端連接，IC2的Vin端接12V電源和電容C4，電容C4另一端接公共端；
升壓電路結構如下集成電路IC1的管腳5連接電容C3，電容C3另一端連接公共端，集成 電路IC1的管腳3連接電容C2，電容C2另一端連接公共端，IC1的管腳7、 8和1分別連接于電感 器L1和并聯電阻R1和R2， IC1的管腳6連接12V電源，并聯電阻R1、 R2及電容C1連接12V電源， ICl的管腳2通過電阻R5連接電阻R7和Mos管Ql的柵極，電阻R7的另一端連接公共端，Mos管Ql 的源極連接公共端，Mos管Ql的漏極分別連接電傳感器L1和二極管D1的陽極，二極管D1陰極 輸出180V電壓，并聯電阻R3、 R4—端連接180V電源和電容C5，電容C5另一端接公共端，并聯 電阻R3、 R4的另一端分別連接電阻R6，電阻R6和并聯電阻R3， R4的中點和IC1的管腳5連接。
方波發生電路結構如下IC3管腳8和4分別連接5V電源、電阻R8和電容C7， IC3的管腳1 連接公共端，IC4的管腳3連接互補觸發電路，IC3的管腳2和管腳6連接C8和R14的中點，IC3 的管腳5連接電容C9，電容C9另一端接公共端，IC3的管腳7連接電阻R8和可變電阻PR1，電阻 R14另一端連接可變電阻PR1 。
互補觸發電路結構如下集成電路IC4輸出端和IC5輸入端連接，IC5輸出端連接全橋逆 變電路的Mos管Q5的柵極，集成電路IC4和IC5中點與Mos管Q4的柵極連接。
全橋逆變電路結構如下Mos管Q2的源極分別連接180V電源和電阻R9， Q2的柵極分別連 接R9和R12， Q2的漏極連接輸出端口P1、 Q4源極和電阻R11; Mos管Q3源極分別連接電阻R10和 180V電源，Q3柵極分別連接R10和R11。 Mos管Q4的柵極和漏極連接電阻R16。 Mos管Q5的源極 連接電阻R13和Q3的漏極，電阻R13的另一端連接輸出端口Pl; Mos管Q5的柵極和漏極連接電 阻R15，輸出端口P1連接壓電陶瓷泵。Mos管Q5和Q4的漏極連接公共端。IC1為升壓控制電路，MC34063。 IC2為7805三端穩壓器， IC4、 IC5為非門(反向器) IC3為NE555時基電路。
權利要求權利要求1一種壓電陶瓷泵驅動電源，其特征在于壓電陶瓷泵驅動電源由5V穩壓電路，升壓電路，方波發生電路，互補觸發電路和全橋逆變電路組成；5V穩壓電路連接方波發生電路和互補觸發電路，升壓電路連接全橋逆變電路，方波發生電路連接互補觸發電路，互補觸發電路連接全橋逆變電路，方波發生電路中電阻(PR1)為可變電阻。權利要求2如權利要求1所述一種壓電陶瓷泵驅動電源，其特征在于5V穩壓電路結構如下集成電路(IC2)的Vout端接5V電源和電容(C6)，電容(C6)另一端接公共端，(IC2)接地端與公共端連接，(IC2)的Vin端接12V電源和電容(C4)，電容(C4)另一端接公共端 權利要求3如權利要求1所述一種壓電陶瓷泵驅動電源，其特征在于升壓電路結構如下集成電路(IC1)的管腳(5)連接電容(C3)，電容(C3)另一端連接公共端，集成電路(IC1)的管腳(3)連接電容(C2)，電容(C2)另一端連接公共端，(IC1)的管腳(7)、(8)和(1)分別連接于電感器(L1)和并聯電阻(R1)和(R2)，(IC1)的管腳(6)連接12V電源，并聯電阻(R1)、(R2)及電容(C1)連接12V電源，(IC1)的管腳(2)通過電阻(R5)連接電阻(R7)和Mos管(Q1)的柵極，電阻(R7)的另一端連接公共端，Mos管(Q1)的源極連接公共端，Mos管(Q1)的漏極分別連接電傳感器(L1)和二極管(D1)的陽極，并聯電阻(R3)、(R4)一端連接180V電源和電容(C5)，電容(C5)另一端接公共端，并聯電阻(R3)、(R4)的另一端分別連接電阻(R6)，電阻(R6)和并聯電阻(R3)，(R4)的中點和(IC1)的管腳(5)連接。權利要求4如權利要求1所述一種壓電陶瓷泵驅動電源，其特征在于方波發生電路結構如下集成電路(IC3)管腳(8)和(4)分別連接5V電源、電阻(R8)和電容(C7)，(IC3)的管腳(1)連接公共端，(IC4)的管腳(3)連接互補觸發電路，(IC3)的管腳(2)和管腳(6)連接(C8)和(R14)的中點，(IC3)的管腳(5)連接電容(C9)，電容(C9)另一端接公共端，(IC3)的管腳(7)接電阻(R8)和電阻(PR1)，電阻(R14)一端接電阻(PR1)。權利要求5如權利要求1所述一種壓電陶瓷泵驅動電源，其特征在于互補觸發電路結構如下集成電路(IC4)輸出端和集成電路(IC5)輸入端連接，(IC5)輸出端連接全橋逆變電路的Mos管(Q5)的柵極，集成電路(IC4)和(IC5)中點與Mos管(Q4)的柵極連接。權利要求6如權利要求1所述一種壓電陶瓷泵驅動電源，其特征在于全橋逆變電路結構如下Mos管(Q2)的源極分別連接180V電源和電阻(R9)，(Q2)的柵極分別連接(R9)和(R12)，(Q2)的漏極連接輸出端口(P1)、(Q4)源極和電阻(R11)；Mos管(Q3)源極分別連接電阻(R10)和180V電源，(Q3)柵極分別連接(R10)和(R11)；Mos管(Q4)的柵極和漏極連接電阻(R16)；Mos管(Q5)的源極連接電阻(R13)和(Q3)的漏極，電阻(R13)的另一端連接輸出端口(P1)；Mos管(Q5)的柵極和漏極連接電阻(R15)，輸出端口(P1)連接壓電陶瓷泵；Mos管(Q5)和(Q4)的漏極連接公共端。
2.如權利要求l所述一種壓電陶瓷泵驅動電源，其特征在于5V穩壓電 路結構如下集成電路(IC2)的Vout端接5V電源和電容(C6)，電容(C6)另一端接公共端， (IC2)接地端與公共端連接，(IC2)的Vin端接12V電源和電容(C4)，電容(C4)另一端接公共端
3.如權利要求l所述一種壓電陶瓷泵驅動電源，其特征在于升壓電路 結構如下集成電路(IC1)的管腳(5)連接電容(C3)，電容(C3)另一端連接公共端，集成電 路(IC1)的管腳(3)連接電容(C2)，電容(C2)另一端連接公共端，(IC1)的管腳(7) 、 (8) 和(1)分別連接于電感器(Ll)和并聯電阻(Rl)和(R2) ， (IC1)的管腳(6)連接12V電源，并聯電 阻(Rl) 、 (R2)及電容(Cl)連接12V電源，(IC1)的管腳(2)通過電阻(R5)連接電阻(R7)和Mos管 (Ql)的柵極，電阻(R7)的另一端連接公共端，Mos管(Ql)的源極連接公共端，Mos管(Ql)的漏 極分別連接電傳感器(L1)和二極管(D1)的陽極，并聯電阻(R3) 、 (R4)—端連接180V電源和電 容(C5)，電容(C5)另一端接公共端，并聯電阻(R3)、 (R4)的另一端分別連接電阻(R6)，電阻 (R6)和并聯電阻(R3) ， (R4)的中點和(IC1)的管腳(5)連接。
4.如權利要求l所述一種壓電陶瓷泵驅動電源，其特征在于方波發生 電路結構如下集成電路(IC3)管腳(8)和(4)分別連接5V電源、電阻(R8)和電容(C7)， (IC3)的管腳(1)連接公共端，(IC4)的管腳(3)連接互補觸發電路，(IC3)的管腳(2)和管腳 (6)連接(C8)和(R14)的中點，(IC3)的管腳(5)連接電容(C9)，電容(C9)另一端接公共端， (IC3)的管腳(7)接電阻(R8)和電阻(PR1)，電阻(R14) —端接電阻(PR1)。
5.如權利要求l所述一種壓電陶瓷泵驅動電源，其特征在于互補觸發電 路結構如下集成電路(IC4)輸出端和集成電路(IC5)輸入端連接，(IC5)輸出端連接全橋逆變電路的Mos管(Q5)的柵極，集成電路(IC4)和(IC5)中點與Mos管(Q4)的柵極連接
6. 如權利要求l所述一種壓電陶瓷泵驅動電源，其特征在于全橋逆變 電路結構如下Mos管(Q2)的源極分別連接180V電源和電阻(R9) ， (Q2)的柵極分別連 接(R9)和(R12) ， (Q2)的漏極連接輸出端口 (Pl) 、 (Q4)源極和電阻(R11) ; Mos 管(Q3)源極分別連接電阻(R10)和180V電源，(Q3)柵極分別連接(R10)和(R11); Mos管(Q4)的柵極和漏極連接電阻(R16) ; Mos管(Q5)的源極連接電阻(R13)和(Q3) 的漏極，電阻(R13)的另一端連接輸出端口 (Pl) ; Mos管(Q5)的柵極和漏極連接電阻( R15)，輸出端口 (Pl)連接壓電陶瓷泵；Mos管(Q5)和(Q4)的漏極連接公共端。
專利摘要本實用新型公開了一種壓電陶瓷泵驅動電源，本實用新型壓電陶瓷泵驅動電源由5V穩壓電路，升壓電路，方波發生電路，互補觸發電路和全橋逆變電路組成；其中12V電源分別輸入5V穩壓電路和升壓電路，5V穩壓電路輸入電壓到方波發生電路和互補觸發電路，升壓電路輸入電壓到全橋逆變電路，方波發生電路輸入信號到互補觸發電路，互補觸發電路輸入信號到全橋逆變電路。本實用新型從改變方波電路中的可變電阻出發，改變電壓頻率實現了壓電陶瓷泵的流量控制。
文檔編號H02M7/5387GK201238270SQ20082030081
公開日2009年5月13日 申請日期2008年5月21日 優先權日2008年5月21日
發明者侯曉峰, 生 李, 鋼 肖 申請人:漢能科技有限公司