一種簡化的電容性負載驅動電路的製作方法

2024-02-13 22:56:15

專利名稱：一種簡化的電容性負載驅動電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種簡化的電容性負載驅動電路。
背景技術：
圖2a與圖2b所示為一種現有技術的電容性負載的驅動電路。此電容 性負載包括一共用電極與兩分立電極。圖中電容Cl兩端分別代表所述共用 電極和兩分立電極中的一個電極，電容C2兩端分別代表所述共用電極和兩 分立電極中的另一個電極。電容C1兩端通過四個三極體S1' S4'連接到 電源V1的兩端，電容C2兩端通過四個三極體S5' 、8'連接到電源V2兩 端。三極體S1， S8'分別受P麗信號控制，每次選擇兩電源中的一個供 電。當電源V1被選擇供電時，三極體S1， ， S4，與S2， ， S3，交替導通， 而三極體S5， S8，截止，電容性負載的共用電極與對應的分立電極形成 迴路；當電源V2被選擇供電時，三極體S5， ， S8，與S6， ， S7'交替導 通，而三極體S1'至S4'截止，電容性負載的共用電極與對應的另一分立 電極形成迴路。此電容性負載可以是用於可攜式電子裝置如攝像手機， 照相機或攝像機等的壓電馬達等。
然而，在上述現有技術中，需要用到兩個電源和八個三極體，電路復 雜，成本高。儘管電源V1和V2可合用一個電源，但仍然需要八個開關元 器件，成本高。而且， 一般攝像手機的內置電源的電壓較低，通常為3.3V 左右，而驅動手機鏡頭運動的壓電馬達所需的驅動電壓通常要求大於5V， 所以上述現有技術的驅動電路不能直接用作手機的鏡頭驅動電路。

發明內容
本發明解決現有的技術問題所採用的技術方案是..提供一種簡化的電容性負載驅動電路，包括電源，電容性負載，所述電容性負載包括一共用 電極與兩分立電極； 一連接於電源的一端與電容性負載的共用電極之間的 電感；三開關元件分別連接於電容性負載的三電極與電源的另一端之間， 每一開關元件具有一控制端； 一控制模組包括第一輸出端與其中一開關元 件的控制端相連，用於輸出P麗信號至所述其中一開關元件，所述其中一 開關元件與電容性負載的共用電極相連，第二及第三輸出端分別連接至其 他兩開關的控制端用於控制所述其他兩開關選擇性地導通，從而使得共用 電極可與對應的分立電極形成迴路。
本發明更進一步的改進是所述驅動電路還包括一 電容與所述電感並聯。
本發明更進一步的改進是所述電容性負載為超聲波振動體，所述共 用電極位於超聲波振動體的一側而兩分立電極位於超聲波振動體的另一 側，當所述其他兩開關選擇性地導通時，超聲波振動體在P麗信號的控制 下可選擇性地沿兩相反方向中的一方向運動。
本發明解決現有的技術問題所採用的技術方案是提供一種一種簡化 的電容性負載驅動電路，其包括電源；超聲波振動體，所述超聲波振動體 包括一共用電極與兩分立電極；所述電路還包括一連接於電源的一端與超 聲波振動體的共用電極之間的電感； 一開關元件連接於超聲波振動體的共 用電極與電源的另一端之間，所述開關元件具有一控制端用於接收PWM信 號； 一選擇開關電路連接於超聲波振動體的兩分立電極與電源的另一端之 間； 一控制模組連接至所述選擇開關電路，用於控制所述選擇開關電路選 擇性地連接兩分立電極至電源的另一端，從而使得超聲波振動體在P麗信 號的控制下可以選擇性地沿兩相反方向中的一方向運動。
本發明更進一步的改進是所述驅動電路還包括一電容與電感並聯。 本發明更進一步的改進是所述控制模組為微處理器，所述微處理器 中儲存有預先設定的控制程序，用於控制所述選擇開關電路根據預先設定選擇性地電連接兩分立電極至電源的另 一端。
本發明更進一步的改進是所述電源由一具有攝像頭的可攜式電子裝 置的電池提供，所述驅動電路用於驅動所述攝像頭。
相較於現有技術，本發明所舉的實施例具有的有益效果是採用較少 的開關元件，可省略直流轉換器，從而大大簡化電路，有效地提高電路的 穩定性並降低電路成本。而且，通過改變電感電容的參數可調節電容性負 載的驅動電壓值。


圖1為依照本發明一實施例的一種簡化的電容性負載驅動電路框圖； 圖2a和2b為現有技術的一種現有技術的電容性負載驅動電路圖。
具體實施方式
以下結合

和具體實施方式
作進一步說明。
圖1所示為依照本發明一實施例的一種簡化的電容性負載驅動電路。
所述電容性負載M可以是用於帶攝像頭的可攜式電子裝置中的超聲波振動
體，如攝像手機、照相機或攝像機中用於鏡頭驅動的壓電馬達，其通常包 括位於壓電馬達一側的共用電極，及位於壓電馬達另一側的兩分立電極， 當共用電極與其中一分立電極連通時，壓電馬達可沿一方向運動，當共用 電極與另一分立電極連通時，壓電馬達可沿另一相反方向運動。
所述驅動電路包括電源Vcc，電感L，控制模組K,及三開關元件S1、 S2、 S3。
所述電源Vcc可以由所述可攜式電子裝置中的電池提供。
所述電感L 一端連接到電源Vcc的一端，另一端連接到電容性負載M
的共用電極。
所述控制模組K包括三輸出端P1， P2， P3。所述三開關元件可以是三極體，絕緣柵雙極電晶體(IGBTs)，場效應 電晶體(MOSFETs)或門極可關斷開關晶閘管(GTOs)等。下面以三極體為例進 行說明。
第一三極體Sl的基極連接到所述控制模組K的第一輸出端Pl，發射 極連接到電源V的另一端，集電極連接到電感L與電容性負載M的共用電 極的聯接點。
第二三極體S2的基極連接到所述控制模組K的第二輸出端P2，發射 極連接到所述電源Vcc的另一端，集電極連接到電容性負載M兩分立電極 之一。
第三三極體S3的基極連接到所述控制模組K的第三輸出端P3，發射 極連接到所述電源Vcc的另一端，集電極連接到電容性負載M兩分立電極 之另一。
本發明所舉實施例中的控制模組K可以是微處理器(MCU)，所述微處 理器的第一輸出端Pl用於輸出P麗信號，用來控制第一三極體Sl周期性 地導通與截止；所述微處理器中儲存有預先設定的控制程序，用於控制第 二三極體S2與第三三極體S3根據預先設定選擇性地導通。假設第二三極 管S2導通而第三三極體S3截止，當第一三極體Sl導通時，電流從電源 Vcc的一端流向電感L並經過三極體S1回到電源Vcc的另一端；當第一三 極管S1截止時，電流從電感L沿Ia方向流向電容性負載M的共用電極， 並通過其中一分立電極及第二三極體S2流向電源Vcc的另一端，此時加在 電容性負載M共用電極端的電壓等於電源Vcc的電壓加上電感L的自感電 壓；當第一三極體S1再一次導通時，電流再次從電源Vcc的一端流向電感 L並經過三極體Sl回到電源Vcc的另一端，同時還有一路電流從電容性負 載M的共用電極沿Ib方向流向第一三極體Sl。這樣，電容性負載M在P麗 信號的控制下可以沿一方向運動；同理，當第二三極體S2截止而第三三極 管S3導通時，電容性負載M在P麗信號的控制下可以沿另一相反方向運動。本發明所舉實施例中的控制模組K可以包括一 P麗信號產生器，用於 產生和輸出P麗信號至第一三極體S1的基極。
本發明所舉實施例中的第二三極體S2與第三三極體S3共同組成一選 擇開關電路，用於控制電容性負載M的兩分立電極選擇性地連通至電源Vcc 的另一端。當然，所述選擇開關電路還可以是其他形式。
作為本發明的另一種實施方式，電感L的兩端可以並聯電容C，用來 調整施加於電容性負載M共用電極的電壓值。而且， 一旦電容性負載M斷 路，電容C與電感L可以共同組成一個LC迴路以避免在第一三極體Sl開 或關時第一三極體S1的集電極上產生尖峰信號，損壞第一三極體S1。
作為本發明的再一種實施方式，並聯在電感L兩端的電容C可以串聯 一二極體及電阻，二極體的陰極與電源Vcc的一端直接或間接相連，二極 管的陽極直接或間接連接至電感L與電容性負載M的共用電極的聯接點。
以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說 明，不能認定本發明的具體實施只局限於這些說明。對於本發明所屬技術 領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若 幹簡單推演或替換，都應當視為屬於本發明的保護範圍。
權利要求
1.一種簡化的電容性負載驅動電路，包括電源，電容性負載，所述電容性負載包括一共用電極與兩分立電極；其特徵在於所述驅動電路還包括一連接於電源的一端與電容性負載共用電極之間的電感；三開關元件分別連接於電容性負載的三電極與電源的另一端之間，每一開關元件具有一控制端；一控制模組包括第一輸出端與其中一開關元件的控制端相連，用於輸出PWM信號至所述其中一開關元件，所述其中一開關元件與電容性負載的共用電極相連，所述控制模組還包括第二及第三輸出端分別連接至其他兩開關的控制端，用於控制所述其他兩開關選擇性地導通，從而使得電容性負載的共用電極與對應的分立電極形成迴路。
2. 根據權利要求1所述的一種簡化的電容性負載驅動電路，其特徵 在於所述驅動電路還包括一電容與所述電感並聯。
3. 根據權利要求2所述的一種簡化的電容性負載驅動電路，其特徵 在於所述驅動電路還包括一二極體與所述電容串聯。
4. 根據權利要求1至3任一項所述的一種簡化的電容性負載驅動電 路，其特徵在於所述電容性負載為超聲波振動體，所述共用電極位於超 聲波振動體的一側而兩分立電極位於超聲波振動體的另一側，當所述控制 模組控制所述其他兩開關選擇性地導通時，超聲波振動體在P麗信號的控 制下可相應地沿兩相反方向中的一方向運動。
5. 根據權利要求4所述的一種簡化的電容性負載驅動電路，其特徵 在於所述控制模組為微處理器，所述微處理器中儲存有預先設定的控制 程序，用於控制所述其他兩開關根據預先的設定選擇性地導通。
6. 根據權利要求4所述的一種簡化的電容性負載驅動電路，其特徵 在於所述控制模組包括一 PWM信號產生器用於產生和輸出所述PWM信號至所述其中一開關元件的控制端。
7. 根據權利要求4所述的一種簡化的電容性負載驅動電路，其特徵在於所述開關元件為三極體，絕緣柵雙極電晶體(IGBTs)，場效應電晶體 (M0SFETs)，或門極可關斷開關晶閘管(GT0s)。
8. 根據權利要求7所述的一種簡化的電容性負載驅動電路，其特徵 在於所述開關元件為三極體，三極體的基極用作控制端與控制模組的對 應輸出端連接，發射極與所述電源的另一端連接，集電極與電容性負載的 對應電極連接。
9. 一種簡化的電容性負載驅動電路，包括電源，超聲波振動體，所 述超聲波振動體包括一共用電極與兩分立電極；其特徵在於所述驅動電 路還包括一連接於電源的一端與超聲波振動體的共用電極之間的電感；一 開關元件連接於超聲波振動體的共用電極與電源的另一端之間，所述開關 元件具有一控制端用於接收PWM信號； 一選擇開關電路連接於超聲波振動 體的兩分立電極與電源的另一端之間； 一控制模組連接至所述選擇開關電 路，用於控制所述選擇開關電路選擇性地連通兩分立電極至所述電源的另 一端，從而使得超聲波振動體在P麗信號的控制下可選擇性地沿兩相反方 向中的一方向運動。
10. 根據權利要求9所述的一種簡化的電容性負載驅動電路，其特徵 在於所述驅動電路還包括一電容與電感並聯。
11. 根據權利要求10所述的一種簡化的電容性負載驅動電路，其特 徵在於所述驅動電路還包括一二極體與所述電容串聯。
12. 根據權利要求9所述的一種簡化的電容性負載驅動電路，其特徵在於所述控制模組為微處理器，所述微處理器中儲存有預先設定的控制 程序，用於控制所述選擇開關電路根據預先設定選擇性地電連通兩分立電 極至所述電源的另一端。
13. 根據權利要求9所述的一種簡化的電容性負載驅動電路，其特徵 在於所述控制模組包括一 P麗信號產生器用於產生和輸出所述PWM信號至所述開關元件的控制端。
14. 根據權利要求9所述的一種簡化的電容性負載驅動電路，其特徵 在於所述選擇開關電路包括兩個開關元件分別連接於電容性負載的兩分 立電極與電源的另一端之間。
15. 根據權利要求9至14任一項所述的一種簡化的電容性負載驅動 電路，其特徵在於所述電源由一帶攝像頭的可攜式電子裝置的電池提供， 所述驅動電路用於驅動所述攝像頭。
16. 根據權利要求15所述的一種簡化的電容性負載驅動電路，其特 徵在於所述可攜式電子裝置為攝像手機，照相機或攝像機。
全文摘要
本發明提供一種簡化的電容性負載驅動電路，包括電源；電容性負載，所述電容性負載包括一共用電極與兩分立電極；一連接於電源的一端與電容性負載共用電極之間的電感；一開關元件連接於電容性負載的共用電極與電源的另一端之間，所述開關元件具有一控制端用於接收PWM信號；一選擇開關電路連接於電容性負載的兩分立電極與電源的另一端之間；一控制模組連接至所述選擇開關電路，用於控制所述選擇開關電路選擇性地連通兩分立電極至電源的另一端，從而使得共用電極與對應的分立電極形成迴路。
文檔編號H02N2/00GK101610041SQ200810067858
公開日2009年12月23日 申請日期2008年6月16日 優先權日2008年6月16日
發明者孫持平, 蔣海波, 儉 韓 申請人:德昌電機(深圳)有限公司