[发明专利]用于步进式驱动装置的控制系统

说明书

本发明涉及用于步进式驱动装置的控制系统。根据一实施例，提供一种用于步进式驱动装置的控制系统，所述步进式驱动装置包括用于进行驱动的压电陶瓷模组，所述控制系统包括：充电电路，通过第一开关连接到所述压电陶瓷模组以对其进行充电；放电电路，通过第二开关连接到所述压电陶瓷模组以对其进行放电；以及开关控制单元，连接到第一和第二开关，配置为控制第一和第二开关的导通和截止，以在充电和放电之间进行切换。本发明的控制系统能够改善压电陶瓷模块的驱动效率，实现快速稳定的驱动控制，因此能应用于各类包括压电陶瓷模组的步进式驱动装置中。

技术领域

本发明总体上涉及驱动设备领域，更特别地，涉及一种用于步进式驱动装置的控制系统，其能够通过两个单独的通道对步进式驱动装置中的压电陶瓷模块进行充电和放电，从而大大提高驱动效率。

背景技术

常见的步进式驱动装置包括步进电机、压电陶瓷驱动装置等，其中压电陶瓷驱动装置利用压电陶瓷的形变来实现驱动，具有步长小、精度高等特点，因此常用于需要精密步进驱动的应用中，并且能够应用于低温、磁场或真空等特殊环境中。

同属于本申请人的2017年12月28日提交的题为“步进式驱动装置和包括该驱动装置的应变施加装置”的中国实用新型专利申请201721879297.9中公开了一种包括压电陶瓷模块的步进式驱动装置，其能够实现在正反方向上的特定步长连续驱动，具有精度高、驱动距离大等优点。在这样的系统中，需要对压电陶瓷模块进行连续的充放电，以实现连续移动。充电过程可以缓慢进行，以使得压电陶瓷模块缓慢形变，带动动子一起移动；放电过程则需要快速进行，以使得压电陶瓷模块快速恢复至原形或者甚至反向形变，而动子基本不会回撤。这样，即可实现沿一方向的连续移动。

在常规的控制电路中，用同一电源和电路路径对压电陶瓷模块进行充放电操作。当进行快速放电操作时，需要电路承受较大的放电电流，而受到电路的最大承载电流的影响，难以以期望的速度进行放电操作，导致放电效率低下。当压电陶瓷模块的电容较大时，这个问题变得更为严重，驱动效率大大降低。

因此，仍需要一种控制系统，其能够改善包括压电陶瓷模块的步进式驱动装置的驱动效率。

发明内容

本发明的一个方面在于提供一种用于包括压电陶瓷模块的步进式驱动装置的控制系统，其能够改善压电陶瓷模块的驱动效率，实现快速稳定的驱动控制。

根据一示例性实施例，提供一种用于步进式驱动装置的控制系统，所述步进式驱动装置包括用于进行驱动的压电陶瓷模组，所述控制系统包括：充电电路，通过第一开关连接到所述压电陶瓷模组以对其进行充电；放电电路，通过第二开关连接到所述压电陶瓷模组以对其进行放电；以及开关控制单元，连接到所述第一开关和所述第二开关，所述开关控制单元配置为控制所述第一开关和所述第二开关的导通和截止，以在充电和放电之间进行切换。

在一些示例中，所述开关控制单元配置为：使所述第一开关导通并且使所述第二开关截止，以使所述充电电路对所述压电陶瓷模组进行充电；以及使所述第一开关截止并且使所述第二开关导通，以使所述放电电路对所述压电陶瓷模组进行放电。

在一些示例中，所述充电电路包括充电电源，其通过所述第一开关连接到所述压电陶瓷模组，所述放电电路包括放电电源，其通过所述第二开关连接到所述压电陶瓷模组。

在一些示例中，所述充电电源包括模拟信号发生器，其生成模拟充电信号以对所述压电陶瓷模组进行充电。

在一些示例中，所述放电电源包括地或者恒压源。

在一些示例中，所述模拟充电信号是锯齿波信号。

在一些示例中，所述锯齿波信号包括低电平保持区间、上升沿、高电平保持区间、以及下降沿，所述上升沿的斜率小于所述下降沿的斜率。