[发明专利]极性切换电路

说明书

技术领域

本发明是关于一种极性切换电路，尤其涉及一种可输出平滑交流波形的输出交流电压来驱动压电致动器的极性切换电路。

背景技术

随着科技的进步，各类3C产品已被视为推动市场成长的重要力量。无庸置疑的，这样的发展趋势仍将持续下去，而且随着微电子技术的进步，3C产品不但功能日趋复杂，其尺寸亦渐趋于小型化，且可携性也随之大幅提高，使用者因此可以方便轻松以3C产品处理各项事务。近来，亦已发展出所谓的压电致动器来应用于3C产品中，压电致动器具有电压低、不受噪声干扰、体积小、反应快、发热少、精密度佳、转换效率高和控制容易等多方面的优点。

压电致动器通常需要一个交流电压来对其作用而驱使压电致动器进行周期性高速运动，因此实际上压电致动器需要一驱动系统来驱动，该驱动系统将所连接的直流电压进行转换，以输出交流电压来驱动致动器。请参阅图1，其为已知用来驱动压电致动器的驱动系统的的电路方块图。如图1所示，已知驱动系统1系用以将直流输入电压V_DC转换，进而产生输出交流电压V_o1及V_o2来驱动压电致动器9(如图2A所示)，且包含一升压电路10、一电压倍增电路11及一极性切换电路12。其中升压电路10系连接直流输入电压V_DC，并利用内部开关元件的切换运作以及内部电感、电容与二极管等元件的储能与滤波而将直流输入电压V_DC升压成一暂态电压V_T。电压倍增电路11则连接暂态电压V_T，并将其倍增至例如4倍的一直流高电压V_B。极性切换电路12则将直流高电压V_B转换成输出交流电压V_o1及V_o2，以驱动压电致动器9。

清参阅图2A、2B及图3，并配合图1，其中图2A为图1所示的极性切换电路的内部电路结构图，图2B为图2A所示的数字信号f_sw为低电位时的电路运作示意图，图3为图2A或2B的电压时序波形图。如图所示，极性切换电路12主要连接直流高电压V_B、输入直流低电压V_in及数字信号f_sw，并转换成输出交流电压V_o1及V_o2，以驱动压电致动器9反复作动，其中，极性切换电路12可由第一限流电阻R21、第二限流电阻R22、第三限流电阻R23、第一晶体管开关Q21、第二晶体管开关Q22、第三晶体管开关Q23、第四晶体管开关Q24、第五晶体管开关Q25、第六晶体管开关Q26及第七晶体管开关Q27所组成。

借此当数字控制信号f_sw为高电位(High)并传送至第一及第六晶体管开关Q21、Q26的控制端时，与接地端G连接的第一及第六晶体管开关Q21、Q26便导通，由于第一限流电阻R21系与第一晶体管开关Q21连接，因此第一限流电阻R21所在的支路便连接至接地端G，此时第二及第四晶体管开关Q22、Q24会因为本身的控制端与第一限流电阻R21所在的支路连接而对应截止，使第二限流电阻R22所在的支路因直流高电压V_B而处于高电位，因此其控制端与第二限流电阻R22所在的支路连接的第三晶体管开关Q23便导通，同时，第七晶体管开关Q27的控制端亦连接到高电位的数字控制信号f_sw，故第七晶体管开关Q27导通，因第三限流电阻R23系与第七晶体管开关Q27连接，故第三限流电阻R23所在的支路便连接至接地端G，又第五晶体管开关Q25的控制端系与第三限流电阻R23所在的支路连接，造成第五晶体管开关Q25截止，所以电流将沿箭头方向进行，如图2A所示。

当数字信号f_sw为低电位(Low)时，如图2B所示，则所有晶体管开关动作与图2A相反，使电流行进方向如图2B所示的箭头方向，如此一来，极性切换电路12所输出的输出交流电压V_o1及V_o2于压电致动器9上会形成交流方波，亦即图3所示的输出交流电压V_o1与输出交流电压V_o2相减值的波形。