[发明专利]一种用于自动点胶机的压电陶瓷喷射阀驱动电源

说明书

本发明一种用于自动点胶机的压电陶瓷喷射阀驱动电源，涉及驱动电源技术领域。本发明由直流电源模块(1)，驱动电压产生模块(2)，控制模块(3)以电信号方式连接组成。本发明一种用于自动点胶机的压电陶瓷喷射阀驱动电源，特别采用无模型自适应控制算法调节PWM占空比的方式，克服了现有的驱动电源采用开关控制充放电的方式产生驱动电压波形，只能调节驱动电压大小等技术问题。实现了按工艺要求，由操作人员设置，准确控制自动点胶机压电陶瓷喷射阀的一种上升时间、下降时间、驱动电压等均可调节的压电陶瓷喷射阀驱动电源，达到控制阀体撞击的速度，撞击时间、点胶时间、延迟时间等控制出胶的目的，为微电子封装技术提供新的技术装备。

技术领域

本发明涉及驱动电源技术领域，具体指一种用于自动点胶机的压电陶瓷喷射阀驱动电源。

背景技术

机器人点胶技术在微电子封装技术中起到非常关键的作用。采用压电陶瓷驱动的喷射式点胶阀实现自动点胶，相比于接触式、机械式点胶等方式具有明显的优点，是一种先进的自动点胶技术。在这种驱动方式中，压电陶瓷驱动电源的性能是影响点胶性能的关键因素。市场上现有的驱动电源大都采用开关控制充放电的方式产生驱动电压波形，充放电时间有电路的时间常数确定，只能调节驱动电压的大小，不能按用户工艺要求通过参数设置来改变，输出脉冲的高低电压值也不能控制，高电平值对应充满的状态，即为供电电压值，低电平值为放完的状态，即为零。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺失和不足，提出一种上升时间、下降时间、驱动电压等均可调节的压电陶瓷喷射阀驱动电源。

一种自动点胶机压电陶瓷喷射阀驱动电源的设计。高性能自动点胶机要求压电陶瓷喷射阀的撞击时间、点胶时间、延迟时间等都可以按工艺要求由操作人员设置。

为达到这个设计要求方案，由直流电源模块，驱动电压产生模块，控制模块以电信号方式连接组成。

所述直流电源模块，输出两路电压，一路作为控制模块的供电电源(12V)，另一路作为电压驱动模块的主供电电源(0-120V可调)。

所述驱动电压产生模块的主供电电源由整流单元和DC/DC单元组成，其中DC/DC单元的控制信号由控制模块DA输出的0-5V的电压控制。主供电电源输出通过取样电阻进入控制模块，用于监控主供电电源的输出，一方面用于显示，一方面用于短路保护。

所述驱动电压产生模块，接收控制模块的控制信号产生相应的驱动信号给压电陶瓷喷射阀。压电陶瓷喷射阀中的压电陶瓷片可以近似等效为电容，电容值在6.7uF左右。通过改变充放电控制脉冲的占空比实现充放电速度和高低电平电压值的大小。

所述控制模块由STM32作为处理器，实现驱动电源控制、故障保护、参数设置、存储显示功能。驱动控制为核心功能，本发明采用闭环控制实现输出波形的上升时间、下降时间和高低电平值的控制。闭环控制的给定信号由用户设定的上升时间t₂、高电平时间t₃、下降时间t₄、低电平时间t₁对应的波形计算得到，反馈信号通过输出端取样电阻得到。

通过控制模块中的STM32中运行的控制软件，由用户通过键盘操作设定实现期望输出波形的上升时间、下降时间、高电平值、低电平值、高电平时间和低电平时间。

所述控制软件中采用无模型自适应控制算法调节PWM占空比的方式实现。所述PWM以控制充放电速度的方式实现上升时间和下降时间的控制，通过输出电压检测作为反馈，再由无模型自适应控制算法控制充放电时间和高低电平的电压值。

故障保护功能主要设计为两种情况的保护，一是陶瓷片短路保护功能，通过输出检测电源模块监测电压降来实现短路保护；二是主控制器温度超限保护功能，通过安放在散热器上的温度传感器测量散热器温度，当温度超过限定值(120度)时，输出控制信号关闭前端电源。