[发明专利]压电驱动电路和压电驱动方法

说明书

依据本发明的实施例揭露了一种压电驱动电路和压电驱动方法，本发明的压电驱动电路利用两级功率级电路和放电电路对压电负载进行充放电，从而使得所述供电电压信号在一工作周期的第一工作区间与参考电压的第一区间相对应，在所述工作周期的第二工作区间与所述参考电压的第二区间相对应。所述压电驱动电路的控制原理为根据参考电压控制所述功率级电路和放电电路的工作状态，进而使得所述供电电压信号为所述参考电压。本发明的压电驱动电路中的开关管较少，有利于电路的集成化，并且降低了系统能量损耗和功耗，并且，相比仅使用一级功率级电路的技术方案，本发明使用两级功率级电路的技术方案大幅降低了高压管的面积，提高了电路的功率密度。

技术领域

本发明涉及电力电子领域，更具体的说，涉及一种压电驱动电路和压电驱动方法。

背景技术

压电陶瓷作为压电负载或压电致动器的一种，用途日益广泛。现有技术用于驱动压电陶瓷的压电驱动电路如图1所示，所述压电驱动电路包括boost电路1和全桥逆变电路2，所述boost电路1对输入电压V_DD进行电压转换，所述全桥逆变电路2将boost电路输出的直流电转换为交流电输出，所述全桥逆变电路2的输出交流电对压电陶瓷C_load进行驱动。

现有技术的压电驱动电路用于驱动一个压电陶瓷时使用的开关管较多，用于驱动多个压电压电陶瓷时，每一个压电陶瓷均耦接一个全桥逆变电路2，从而使用的开关管更多，不利于电路集成化。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种利于集成化的压电驱动电路和压电驱动方法，以解决现有技术中开关管较多造成不利于电路集成化的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种压电驱动电路，用于驱动压电负载，包括：储能电容、第一功率级电路、第二功率级电路和放电电路；所述第一功率级电路用于将输入电压转化为第一电压，并将第一电压存储在所述储能电容中；所述第二功率级电路用以在一工作周期的第一工作区间接收第一电压以对所述压电负载进行充电，以使得提供给压电负载的供电电压信号与参考电压的第一区间相对应；所述放电电路用以在所述工作周期的第二工作区间对所述压电负载进行放电，以使得所述供电电压信号与所述参考电压的第二区间相对应。

优选地，所述第一功率级电路被配置为具有升压功能的功率级电路。

优选地，所述第一区间为参考电压从第一阈值增大到最大值的区间，所述第二区间为参考电压在该周期内的下降部分，其中，所述第一阈值为参考电压的最小值或所述第二功率级电路输出电压的最小值。

优选地，在一工作周期的第一工作区间，控制所述放电电路关断，并控制所述第二功率级电路的工作状态，以使所述供电电压信号与参考电压的第一区间相对应。

优选地，所述第二功率级电路为具有升压功能的功率级电路。

优选地，所述第一区间为参考电压从最小值增大到最大值的区间，所述第二区间为参考电压在该周期内的下降部分。

优选地，所述压电驱动电路还包括开关电路，耦接在所述储能电容和所述第二功率级电路之间，所述开关电路用于在一工作周期的第三工作区间接收第一电压以对所述压电负载进行充电，以使得所述供电电压信号与参考电压的第三区间相对应。

优选地，控制所述放电电路关断，并控制所述开关电路和所述第二功率级电路的工作状态，以使在一工作周期的第三工作区间和所述第一工作区间所述供电电压信号分别与参考电压的第三区间和第一区间相对应。

优选地，在所述第三工作区间，控制所述开关电路工作在线性调节模式以对所述压电负载进行充电，以使得所述供电电压信号与参考电压的第三区间相对应。

优选地，在所述第一工作区间，控制所述开关电路工作在完全导通状态，并控制所述第二功率级电路的工作状态，以使得所述供电电压信号与参考电压的第一区间相对应。