一种压电喷射阀压电陶瓷双环路驱动电路的制作方法

本技术涉及压电喷射阀压电陶瓷，特别涉及一种压电喷射阀压电陶瓷双环路驱动电路。

背景技术：

1、压电喷射阀是通过控制压电陶瓷的伸缩形变驱动弹簧结构件动作，从而实现对各种胶水喷射。压电陶瓷的形变受控于加在陶瓷两端的电压，电压不同形变位移也不同。通常的做法是通过控制陶瓷两端的电压来驱动陶瓷，使用高压运放陶瓷驱动，由于高压运放较昂贵，进而导致电路成本增加。本方案通过在电压驱动中添加电流控制环路实现电流电压双控制环路的方式驱动压电陶瓷。

2、压电陶瓷呈容性，通过恒流给压电陶瓷两端充放电来改变压电陶瓷电压。由于压电逆效应是压电陶瓷发生形变从而驱动胶水喷射的机械结构。本方案的是基于电流控制的压电陶瓷驱动方案，可以很好的驱动压电陶瓷。

技术实现思路

1、本实用新型提供一种压电喷射阀压电陶瓷双环路驱动电路，通过电流和电压双控制环路是来驱动压电陶瓷，从而实现对压电陶瓷两端的电压快速控制，由于逆压电效应使陶瓷形变位移快速变化，控制压电阀进行高速的喷射胶水。

2、为了实现上述目的，本实用新型提供一种压电喷射阀压电陶瓷双环路驱动电路，包括：主控电路、充电开关电路、电压采样电路、电流采样电路、恒流充电控制电路一、恒流充电控制电路二；

3、所述主控电路对应端分别与电压采样电路、充电开关电路、电流采样电路、恒流充电控制电路一、恒流充电控制电路二对应端电性连接；

4、所述充电开关电路对应端还分别与电压采样电路、电流采样电路、恒流充电控制电路一、恒流充电控制电路二对应端电性连接；所述恒流充电控制电路一、电流采样电路、恒流充电控制电路二并联设置；

5、所述充电开关电路包括场效应管q1、场效应管q2、场效应管q3；所述压电陶瓷充电时，场效应管q1闭合、场效应管q2断开、场效应管q3工作在线性区控制q3的充电速度；所述压电陶瓷放电时，场效应管q1断开、场效应管q2工作在线性区控制场效应管q2的放电速度、场效应管q3闭合。

6、优选的，所述主控电路设为mcu。

7、优选的，所述电压采样电路包括电阻r8、电阻r9、运算放大器ua2；所述运算放大器ua2的正极分别与电阻r8、电阻r9一端电性连接，所述运算放大器ua2的输出端分别与运算放大器ua2的负极、mcu对应端电性连接；所述电阻r8另一端、电阻r9另一端分别与充电开关电路对应端电性连接。

8、优选的，所述充电开关电路还包括三极管q4、电池、电阻r12、电阻r13、电阻rs1、振晶y1；所述电池的正极分别与电阻r12一端、场效应管q1的源极、电阻r8另一端电性连接，电池的负极分别与电流采样电路对应端、电阻rs1一端、电阻r9另一端电性连接且接地；所述电阻r12另一端分别与场效应管q1的栅极、电阻r13一端电性连接；所述电阻r13另一端经三极管q4接地，所述三极管q4的对应端还与mcu对应端电性连接；所述场效应管q1的漏极分别与场效应管q2的漏极、振晶y1一端电性连接；所述场效应管q2的栅极与恒流充电控制电路一对应端电性连接，场效应管q2的源极分别与场效应管q3的漏极、振晶y1另一端电性连接，所述场效应管q3的栅极与恒流充电控制电路二对应端电性连接，所述场效应管q3的源极分别与电流采样电路、电阻rs1另一端电性连接。

9、优选的，所述电流采样电路包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、运算放大器u3a；所述运算放大器u3a的正极分别与电阻r3、电阻r1一端电性连接，所述运算放大器u3a的负极分别与电阻r4、电阻r2一端电性连接；所述电阻r3另一端接地，所述电阻r1另一端与场效应管q3的源极电性连接；所述电阻r4另一端分别与运算放大器u3a的输出端、恒流充电控制电路一对应端、恒流充电控制电路二对应端、mcu对应端电性连接，所述电阻r2另一端与电池负极电性连接。

10、优选的，所述恒流充电控制电路一包括电阻r10、电阻r14、三极管q5、二极管d1、误差放大电路一；所述三极管q5第一端分别与二极管d1一端、场效应管q2的栅极、电阻r10一端电性连接，三极管q5第二端分别与电阻r14一端、误差放大电路一对应端电性连接，所述三极管q5第三端接地；所述二极管d1另一端与mcu对应端电性连接，所述电阻r10另一端与电阻r14另一端电性连接；所述误差放大电路一的对应端还与mcu对应端电性连接。

11、优选的，所述误差放大电路一包括电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r11、电容c1、电容c2、运算放大器u3b；所述运算放大器u3b的正极经电阻r5与mcu对应端电性连接，运算放大器u3b的负极分别与电阻r6、电阻r7、电容c2一端电性连接，运算放大器u3b的输出端分别与电容c1一端、电容c2另一端、电阻r11一端电性连接，所述电阻r11另一端与三极管q5第二端电性连接；所述电容c1另一端与电阻r7另一端电性连接；所述电阻r6另一端与电阻r4另一端电性连接。

12、优选的，所述恒流充电控制电路二包括电阻r15、电阻r16、三极管q6、二极管d2、误差放大电路二；所述三极管q6第一端分别与二极管d2一端、场效应管q3的栅极、电阻r15一端电性连接，三极管q6第二端分别与电阻r16一端、误差放大电路二对应端电性连接，所述三极管q6第三端接地；所述二极管d2另一端与mcu对应端电性连接，所述电阻r15另一端与电阻r16另一端电性连接；所述误差放大电路二的对应端还与mcu对应端电性连接。

13、优选的，所述误差放大电路二包括电阻r17、电阻r19、电阻r20、电阻r18、电容c3、电容c4、运算放大器u2b；所述运算放大器u2b的正极经电阻r17与mcu对应端电性连接，运算放大器u2b的负极分别与电阻r19、电阻r20、电容c4一端电性连接，运算放大器u2b的输出端分别与电容c3一端、电容c4另一端、电阻r18一端电性连接，所述电阻r18另一端与三极管q6第二端电性连接；所述电容c3另一端与电阻r20另一端电性连接；所述电阻r19另一端与电阻r4另一端、电性连接。

14、采用本实用新型的技术方案，具有以下有益效果：通过电流和电压双环路控制陶瓷的充电和放电，使陶瓷的充电和放电的变化率趋于恒定，相较传统的高压运放陶瓷驱动，本电路不需要使用昂贵的高压运放，降低电路成本；通过电流和电压双控制环路是来驱动压电陶瓷，实现对压电陶瓷两端的电压快速控制，由于逆压电效应使陶瓷形变位移快速变化，控制压电阀进行高速的喷射胶水。

技术特征：

1.一种压电喷射阀压电陶瓷双环路驱动电路，其特征在于，包括：主控电路、充电开关电路、电压采样电路、电流采样电路、恒流充电控制电路一、恒流充电控制电路二；

2.根据权利要求1所述的压电喷射阀压电陶瓷双环路驱动电路，其特征在于，所述主控电路设为mcu。

3.根据权利要求2所述的压电喷射阀压电陶瓷双环路驱动电路，其特征在于，所述电压采样电路包括电阻r8、电阻r9、运算放大器ua2；所述运算放大器ua2的正极分别与电阻r8、电阻r9一端电性连接，所述运算放大器ua2的输出端分别与运算放大器ua2的负极、mcu对应端电性连接；所述电阻r8另一端、电阻r9另一端分别与充电开关电路对应端电性连接。

4.根据权利要求3所述的压电喷射阀压电陶瓷双环路驱动电路，其特征在于，所述充电开关电路还包括三极管q4、电池、电阻r12、电阻r13、电阻rs1、振晶y1；所述电池的正极分别与电阻r12一端、场效应管q1的源极、电阻r8另一端电性连接，电池的负极分别与电流采样电路对应端、电阻rs1一端、电阻r9另一端电性连接且接地；所述电阻r12另一端分别与场效应管q1的栅极、电阻r13一端电性连接；所述电阻r13另一端经三极管q4接地，所述三极管q4的对应端还与mcu对应端电性连接；所述场效应管q1的漏极分别与场效应管q2的漏极、振晶y1一端电性连接；所述场效应管q2的栅极与恒流充电控制电路一对应端电性连接，场效应管q2的源极分别与场效应管q3的漏极、振晶y1另一端电性连接，所述场效应管q3的栅极与恒流充电控制电路二对应端电性连接，所述场效应管q3的源极分别与电流采样电路、电阻rs1另一端电性连接。

5.根据权利要求4所述的压电喷射阀压电陶瓷双环路驱动电路，其特征在于，所述电流采样电路包括电阻r1、电阻r2、电阻r3、电阻r4、运算放大器u3a；所述运算放大器u3a的正极分别与电阻r3、电阻r1一端电性连接，所述运算放大器u3a的负极分别与电阻r4、电阻r2一端电性连接；所述电阻r3另一端接地，所述电阻r1另一端与场效应管q3的源极电性连接；所述电阻r4另一端分别与运算放大器u3a的输出端、恒流充电控制电路一对应端、恒流充电控制电路二对应端、mcu对应端电性连接，所述电阻r2另一端与电池负极电性连接。

6.根据权利要求5所述的压电喷射阀压电陶瓷双环路驱动电路，其特征在于，所述恒流充电控制电路一包括电阻r10、电阻r14、三极管q5、二极管d1、误差放大电路一；所述三极管q5第一端分别与二极管d1一端、场效应管q2的栅极、电阻r10一端电性连接，三极管q5第二端分别与电阻r14一端、误差放大电路一对应端电性连接，所述三极管q5第三端接地；所述二极管d1另一端与mcu对应端电性连接，所述电阻r10另一端与电阻r14另一端电性连接；所述误差放大电路一的对应端还与mcu对应端电性连接。

7.根据权利要求6所述的压电喷射阀压电陶瓷双环路驱动电路，其特征在于，所述误差放大电路一包括电阻r5、电阻r6、电阻r7、电阻r11、电容c1、电容c2、运算放大器u3b；所述运算放大器u3b的正极经电阻r5与mcu对应端电性连接，运算放大器u3b的负极分别与电阻r6、电阻r7、电容c2一端电性连接，运算放大器u3b的输出端分别与电容c1一端、电容c2另一端、电阻r11一端电性连接，所述电阻r11另一端与三极管q5第二端电性连接；所述电容c1另一端与电阻r7另一端电性连接；所述电阻r6另一端与电阻r4另一端电性连接。

8.根据权利要求7所述的压电喷射阀压电陶瓷双环路驱动电路，其特征在于，所述恒流充电控制电路二包括电阻r15、电阻r16、三极管q6、二极管d2、误差放大电路二；所述三极管q6第一端分别与二极管d2一端、场效应管q3的栅极、电阻r15一端电性连接，三极管q6第二端分别与电阻r16一端、误差放大电路二对应端电性连接，所述三极管q6第三端接地；所述二极管d2另一端与mcu对应端电性连接，所述电阻r15另一端与电阻r16另一端电性连接；所述误差放大电路二的对应端还与mcu对应端电性连接。

9.根据权利要求8所述的压电喷射阀压电陶瓷双环路驱动电路，其特征在于，所述误差放大电路二包括电阻r17、电阻r19、电阻r20、电阻r18、电容c3、电容c4、运算放大器u2b；所述运算放大器u2b的正极经电阻r17与mcu对应端电性连接，运算放大器u2b的负极分别与电阻r19、电阻r20、电容c4一端电性连接，运算放大器u2b的输出端分别与电容c3一端、电容c4另一端、电阻r18一端电性连接，所述电阻r18另一端与三极管q6第二端电性连接；所述电容c3另一端与电阻r20另一端电性连接；所述电阻r19另一端与电阻r4另一端、电性连接。

技术总结
本技术公开一种压电喷射阀压电陶瓷双环路驱动电路，包括：主控电路、充电开关电路、电压采样电路、电流采样电路、恒流充电控制电路一、恒流充电控制电路二；所述主控电路对应端分别与电压采样电路、充电开关电路、电流采样电路、恒流充电控制电路一、恒流充电控制电路二对应端电性连接；所述充电开关电路对应端还分别与电压采样电路、电流采样电路、恒流充电控制电路一、恒流充电控制电路二对应端电性连接；所述恒流充电控制电路一、电流采样电路、恒流充电控制电路二并联设置；本技术通过电流和电压双环路控制陶瓷的充电和放电，使陶瓷的充电和放电的变化率趋于恒定，不需要使用昂贵的高压运放，降低电路成本。

技术研发人员：樊旭,赖颖杰
受保护的技术使用者：深圳市轴心压电技术有限公司
技术研发日：20230303
技术公布日：2024/1/13