压电致动器驱动电路制造技术

本发明专利技术涉及一种压电致动器驱动电路。该压电致动器驱动电路包括：脉冲发生器，产生具有恒定周期的第一电压脉冲；第一激励级，接收脉冲发生器的第一电压脉冲，并缓冲该第一电压脉冲以便输出；第二激励级，将在第一激励级中缓冲并输出的第一电压脉冲转换为第一电流脉冲以便输出；驱动电压保持部分，连接至脉冲发生器和第二激励级，以便输出用于保持等幅驱动电压脉冲的第二电流脉冲；以及压电致动器，连接至第二激励级和驱动电压保持部分，以便通过第一和第二电流脉冲进行充电和放电，并且被等幅驱动电压脉冲驱动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及压电致动器驱动电路，更具体地，涉及一种压电致动器驱动电路，该电路不仅能够防止由制造压电致动器时的加工偏差或温度变化所导致的信号失真，而且能够通过附加将电流脉冲传送至压电致动器的驱动电压保持部分来保持驱动电压，以防止压电致动器工作不正常或停止工作。
技术介绍
目前移动电话市场每年以超过20％的速度快速增长。最近，需要开发一种除具有传送话音功能之外还附加有各种功能的移动电话。因此，附加了诸如照相机、PDA、MP3播放器、媒体播放器等的功能，相当于全部移动电话的40％的移动电话支持照相机功能。目前，移动电话主要采用35万像素照相机，但是越来越多的移动电话在其上装有百万像素的照相机。最近，随着5百万和7百万像素照相机的相继上市，移动电话的照相机模块的功能也在提高。尤其，当预期(移动电话的照相机)直接和数码相机竞争，就要求其具有自动对焦功能和自动光学变焦功能。为了满足这种需求，迫切需要实现具有低耗电量并且尺寸较小的镜头驱动致动器和驱动器LSI。最近，诸如使用压电元件的镜头驱动方法的技术引起了人们的关注。与使用电动机的传统驱动方法相比，在使用压电元件的驱动方法中，根本不产生噪音和振动，而且耗电量可以显著降至1/3。为了驱动这种压电元件，需要设定精确的共振频率，保持等幅的驱动电压。然而，通常，压电元件的负载电容高达数百pF，而且加工偏差也很大，这会导致信号失真和致动器工作不正常。图1为示出根据现有技术的压电致动器驱动电路100的电路图。如图1所示，传统的压电致动器电路100包括脉冲发生器101，产生具有恒定周期的脉冲电压VPULSE；第一激励级102，接收脉冲发生器101的电压脉冲VPULSE，并缓冲该电压脉冲VPULSE以便输出；第二激励级103，将在第一激励级102中缓冲并输出的电压脉冲VPULSE转换成电流脉冲以便输出；压电致动器104，连接到第二激励级103上以便通过第二激励级103充电和放电(charged anddischarged)，并由等幅驱动电压脉冲VACT驱动。这里，第一激励级102由缓冲反相器组成，用来缓冲由脉冲发生器101产生的电压脉冲VPULSE。第二激励级103包括第一电流源103a，其发送(或传送)电流脉冲以使压电致动器104充电；第一开关元件103b，接收脉冲发生器101的电压脉冲VPULSE，并连接到电源电压VDD和第一电流源103a；第二电流源103c，其发送电流脉冲以使压电致动器104放电；以及第二开关元件103d，接收脉冲发生器101的电压脉冲VPULSE，并连接到接地电压和第二电流源103c。这里，第一开关元件103b为PMOS晶体管，第二开关元件103d为NMOS晶体管。第一和第二开关元件103b和103d根据由脉冲发生器101施加的电压脉冲VPULSE而接通或断开，以产生用于驱动压电致动器的电流脉冲。压电致动器104可以通过电阻、电感线圈、电容器元件来模拟。压电致动器104包括感应级，由串联连接的电感线圈104a、第一电容器104b和电阻104c组成；以及第二电容器，其与感应级并联连接以便共振，并且通过第二激励级103产生的电流脉冲来充电和放电，以保持等幅驱动电压脉冲VACT。图1所示的传统压电致动器驱动电路100的操作如下。首先，如果脉冲发生器101产生具有压电致动器共振频率的电压脉冲VPULSE，则通过第一激励级102缓冲所产生的电压脉冲VPULSE从而将其传送至第二激励级103。当脉冲发生器101产生的电压脉冲VPULSE较低时，接通第二激励级103的第一开关元件103b，以将电流信号传送至压电致动器104。然后，使压电致动器104的第二电容器104d充电，以提高能够驱动压电致动器104的电压VACT。相反，当脉冲发生器101产生的电压脉冲VPULSE较高时，接通第二激励级103的第二开关元件103d，以将电流信号传送至压电致动器104。然后，使压电致动器104的第二电容器104d放电，以降低能够驱动压电致动器104的电压VACT。然而，在传统压电致动器驱动电路中，在传统照相机模块中使用的压电元件的批量生产时的电阻、电感线圈和电容器有较大的偏差，由温度产生的变化也很大。因此，负载阻抗(或具体地，负载电容)容易发生变化。图2为示出传统压电致动器驱动电路的输出信号波形的简图。如图2所示，当由于加工偏差或温度变化负载电容改变时，压电致动器的共振频率也改变。因此，通过在初始设定的共振频率下产生的电流信号不能获得用户期望的信号波形。由于加工偏差或温度变化，在初始设定的共振频率下产生的电流量变得不足，驱动电压VACT降低(至7.5V)，如图2所示。因此，压电致动器不能被驱动，或不能正常工作。
技术实现思路
本专利技术的优点在于本专利技术提供了一种压电致动器驱动电路，其不仅能够防止由在制造压电致动器时的加工偏差或温度变化所导致的信号失真，而且能够通过附加将电流脉冲传送至压电致动器的驱动电压保持部分来保持驱动电压(或激励电压)，以防止压电致动器工作不正常或停止工作。本专利技术总的专利技术构思的其他方面和优点将在下面的说明中部分地阐述，并且部分地通过这些说明而显而易见，或通过总的专利技术构思的实施而被理解。根据本专利技术的一个方面，压电致动器驱动电路包括脉冲发生器，产生具有恒定周期的第一电压脉冲；第一激励级，接收脉冲发生器的第一电压脉冲，并缓冲该第一电压脉冲以便输出；第二激励级，将在第一激励级中缓冲并输出的第一电压脉冲转换为第一电流脉冲以便输出；驱动电压保持部分，该部件连接到脉冲发生器和第二激励级，以便输出用于保持等幅的驱动电压脉冲的第二电流脉冲；以及压电致动器，其连接到第二激励级和驱动电压保持部分，从而被第一和第二电流脉冲充电和放电，并被等幅的驱动电压脉冲驱动。第一激励级为缓冲反相器。第二激励级包括第一电流源，其发送第一电流脉冲以使压电致动器充电；第一开关元件，该开关元件接收脉冲发生器的第一电压脉冲，并连接到电源电压和第一电流源；第二电流源，其发送第一电流脉冲以使压电致动器放电；以及第二开关元件，其接收脉冲发生器的第一电压脉冲，并连接到接地电压和第二电流源。第一开关元件为PMOS晶体管，第二开关元件为NMOS晶体管。PMOS晶体管的栅极接收脉冲发生器的第一电压脉冲，其源极接收电源电压，其漏极连接至第一电流源。NMOS晶体管的栅极接收脉冲发生器的第一电压脉冲，其源极连接至接地电压，其漏极连接至第二电流源。当脉冲发生器的第一电压脉冲较低时，接通PMOS晶体管以使压电致动器充电。当脉冲发生器的第一电压脉冲较高时，接通PMOS晶体管以使压电致动器放电。驱动电压保持部分包括控制信号发生器，其连接至脉冲发生器，并且输出与脉冲发生器的第一电压脉冲同步的第二和第三电压脉冲；第三开关元件，其接收控制信号发生器的第二电压脉冲，并连接到电源电压；以及第四开关元件，其接收控制信号发生器的第三电压脉冲，并连接到接地电压和第三开关元件。第三开关元件为PMOS晶体管，第四开关元件为NMOS晶体管。PMOS晶体管的栅极接收控制信号发生器的第二电压脉冲，其源极接收电源电压，其漏极连接至第四开关元件。NMOS晶体管的栅极接收控制信号发生器的第三电压脉冲，其源极连接到接地电压，其漏极连接到第三开关元件。当不能保持驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压电致动器驱动电路，包括：脉冲发生器，产生具有恒定周期的第一电压脉冲；第一激励级，接收所述脉冲发生器的第一电压脉冲，并缓冲所述第一电压脉冲以便输出；第二激励级，将由所述第一激励级缓冲并输出的第一电压脉冲转换为第一电流脉冲以便输出；驱动电压保持部分，连接至所述脉冲发生器和所述第二激励级，以便输出用于保持等幅的驱动电压脉冲的第二电流脉冲；压电致动器，连接至所述第二激励级和所述驱动电压保持部分，以便通过所述第一和第二电流脉冲进行充电和放电，并且被等幅的驱动电压脉冲驱动。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：闵丙雲，河昌佑，
申请(专利权)人：三星电机株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]