[发明专利]一种用于压电堆驱动的双向电路拓扑结构

说明书

本发明公开一种用于压电堆驱动的双向电路拓扑结构，包括反激式变压器T1、开关管Q3、开关管Q4、电容C3和压电堆P3，反激式变压器T1的原边线圈的一端连接电压输入端Vin2，原边线圈的另一端经过开关管Q3接地；反激式变压器T1的副边线圈的一端连接压电堆P3和电容C3，副边线圈的另一端经过开关管Q4接地。本发明具备电压隔离的特点，抗干扰能力强，安全性高，前端电源出现异常时，对负载伤害小；控制简单，对开关管的性能要求低。具备能量回收的特点，可有效提高其有功功率。

技术领域

本发明属于驱动电源技术领域，具体涉及一种用于压电堆驱动的双向电路拓扑结构。

背景技术

阶段常用的压电堆驱动电路结构是升压+半桥结构，如图1所示，首先该电路结构存在两个控制环节，DC/DC升压环节与半桥控制环节，闭环控制繁琐。其次半桥控制电路的一个开关管并不处于低端，对开关管的驱动控制较为复杂，整体存在一定局限性。

发明内容

发明目的：针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种减少控制环节、并具备能量回收与电压隔离特性的用于压电堆驱动的双向电路拓扑结构。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明将一个反激式变压器与两个开关管结合，组成一个具备隔离与波形合成的驱动电路，在反激式变压器的副边对地并联一个电容，使其具备升压特性。由于反激式变压器具备储能电感的作用，在控制电压下降的环节中，通过控制开关管的开闭合，可实现能量回收功能，提高电路的整体有功功率。

具体的，本申请的用于压电堆驱动的双向电路拓扑结构，包括反激式变压器T1、开关管Q3、开关管Q4、电容C3和压电堆P3，反激式变压器T1的原边线圈的一端连接电压输入端Vin2，原边线圈的另一端经过开关管Q3接地；反激式变压器T1的副边线圈的一端连接压电堆P3和电容C3，副边线圈的另一端经过开关管Q4接地。

作为优选，在开关管Q3上并联有二极管D3。

作为优选，在开关管Q4上并联有二极管D4。

作为优选，开关管Q3和开关管Q4均为NMOS晶体管。

作为优选，反激式变压器T1的副边线圈的一端对地并联电容C3。

作为优选，开关管Q3的源极接地，漏极与反激式变压器T1的原边线圈连接。

作为优选，开关管Q4的源极接地，漏极与反激式变压器T1的副边线圈连接。

作为优选，二极管D3为续流二极管。

作为优选，二极管D4为续流二极管。

有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)本发明元器件少，控制简单。

(2)本发明具备电压隔离的特点，抗干扰能力强，安全性高，前端电源出现异常时，对负载伤害小。

(3)本发明的两个开关管都处于低端，控制简单，对开关管的耐压及过电流性能要求低。

(4)本发明具备能量回收的特点，压电堆属于容性负载，其无功输出较高，具备能量回收特性的电路可有效提高10％有功功率。

附图说明

图1是现有的压电堆驱动电路结构电路原理图；

图2是用于压电堆驱动的双向电路拓扑结构电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图进一步阐明本发明。