具有波形产生功能的双极性压电陶瓷驱动电源制造技术

本发明专利技术公开一种用于驱动双极性压电陶瓷的电源装置－－具有波形产生功能的双极性压电陶瓷驱动电源。它由单片机（１）、可变电压输出电路（２）、波形产生电路（４）、可变电流输出电路（５）、波形处理和信号缓冲电路（６）、计数器（７）、模拟开关（８）和升压输出电路（９）组成，（１）的输出端连接（２）的受控端、（４）的波形选择端口（Ｃ）、（５）的受控端、（８）的受控端，（２）的两个输出端分别连接（４）的占空比调整端口（Ｂ）和（４）的频率调整端口（Ａ），（４）的电流输入端口（Ｅ）连接（５）的输出端，（４）的波形输出端口（Ｄ）连接（６）的输入端，（６）的两个输出端分别连接（８）的两个输入端，（８）的输出端连接（９）的输入端，（６）的另一个输出端连接（７）的输入端，（７）的输出端连接（１）的输入端。本发明专利技术中的（４）可以产生多种波形，能实现调频、调幅和调节占空比。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于驱动双极性压电陶瓷的电源装置。
技术介绍
现有压电陶瓷驱动电源种类不多，而且就其实质而言，大多是针对容性负载的精确高压驱动放大器。由于驱动电源本身不具备产生波形功能，因此用户在使用中，必须配备额外信号源(例如信号发生器等)，导致用户接线复杂、成本高、实时调整困难等诸多不便。如果采用软件编程以数字方式产生诸如三角波、正弦波等波形，由于程序本身功能和计算机预留的硬件限制，很难获得高精度波形，而且频率也受到限制。另外，从用户角度讲，有相当一部分用户是用压电陶瓷驱动电源来做各种试验的，在驱动精度能保证的前提下，他们更关心的是调整方便，甚至能实现不同驱动信号之间的定时切换。现有的压电陶瓷驱动电源难以实现上述功能，故在推广时受到很大的限制。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种调节方便、控制灵活并且发生的是模拟波形的双极性压电陶瓷驱动电源。本专利技术通过下述方案实现一种具有波形产生功能的双极性压电陶瓷驱动电源，它由单片机1、可变电压输出电路2、波形产生电路4、可变电流输出电路5、波形处理和信号缓冲电路6、计数器7、模拟开关8和升压输出电路9组成，单片机1的输出端I连接可变电压输出电路2的受控端，单片机1的输出端III连接波形产生电路4的波形选择端口C，单片机1的输出端IV连接可变电流输出电路5的受控端，单片机1的输出端V连接模拟开关8的受控端，可变电压输出电路2的两个输出端分别连接波形产生电路4的占空比调整端口B和波形产生电路4的频率调整端口A，波形产生电路4的电流输入端口E连接可变电流输出电路5的输出端，波形产生电路4的波形输出端口D连接波形处理和信号缓冲电路6的输入端，波形处理和信号缓冲电路6的两个输出端分别连接模拟开关8的两个输入端，模拟开关8的输出端连接升压输出电路9的输入端，波形处理和信号缓冲电路6的另一个输出端连接计数器7的输入端，计数器7的输出端连接单片机1的输入端。本专利技术中的波形产生电路4采用了产生波形的芯片MAX038，通过对该芯片的正确使用，并且结合精密运算放大器LM324和数字电位器MAX5455，可以产生多种波形，并且能实现调频、调幅和调节占空比。信号发生芯片MAX038能产生模拟的三角波、方波、正弦波等等，频率从0.1Hz到20MHz可调，这些模拟信号从根本上克服了通过数字合成方式难以解决的分辨率问题，提高了对压电陶瓷控制的精度。所有波形的选择都通过单片机进行数字指令的调节，因此用户通过外设的计算机就能很方便地对本专利技术的驱动电源进行调节。发出的波形信号都被计数器7记数并传送入单片机1进行控制，不用增加任何设备就可以控制输出波形的个数和时间，这样极大的减少了一般的驱动电源给用户带来的不便。本专利技术具有设计合理、工作可靠和具有较大推广值的优点。附图说明图1是本专利技术的结构示意图，图2是本专利技术实施方式一的结构示意图，图3是本专利技术实施方式二的结构示意图。具体实施例方式具体实施方式一下面结合图1具体说明本实施方式。本实施方式由单片机1、可变电压输出电路2、波形产生电路4、可变电流输出电路5、波形处理和信号缓冲电路6、计数器7、模拟开关8和升压输出电路9组成，单片机1的输出端I连接可变电压输出电路2的受控端，单片机1的输出端III连接波形产生电路4的波形选择端口C，单片机1的输出端IV连接可变电流输出电路5的受控端，单片机1的输出端V连接模拟开关8的受控端，可变电压输出电路2的两个输出端分别连接波形产生电路4的占空比调整端口B和波形产生电路4的频率调整端口A，波形产生电路4的电流输入端口E连接可变电流输出电路5的输出端，波形产生电路4的波形输出端口D连接波形处理和信号缓冲电路6的输入端，波形处理和信号缓冲电路6的两个输出端分别连接模拟开关8的两个输入端，模拟开关8的输出端连接升压输出电路9的输入端，波形处理和信号缓冲电路6的另一个输出端连接计数器7的输入端，计数器7的输出端连接单片机1的输入端。具体实施方式二下面结合图2具体说明本实施方式。波形产生电路4由芯片U5、电容C1、电容C2和电阻R1组成，芯片U5的脚3和脚4分别连接单片机1的两个输出端，通过单片机1输出的控制信号来选择芯片U5的输出波形，芯片U5的脚1连接电容C1的一端、电阻R1的一端和电源+VA，电容C1的另一端连接芯片U5的脚7，芯片U5的脚5和脚11之间串联有电容C2，芯片U5的脚20连接电源-VA。芯片U5选用型号是MAX038，单片机1选用型号是MSP430。可变电流输出电路5由数字电位器U2组成，数字电位器U2的脚1、脚2、脚3、脚12、脚13和脚14分别连接在单片机1的输出端，以获得片选、中断和调压信号，数字电位器U2的脚4和脚10连接电源+VA，数字电位器U2的脚8连接电源-VA，数字电位器U2的脚5连接电阻R1的另一端，数字电位器U2的脚7连接芯片U5的脚10，以向芯片U5传送信号从而确定芯片U5的输出波形的基准频率。数字电位器U2的型号是MAX5455，因其是数字电位器，调节方便。可变电压输出电路2由数字电位器U1组成，数字电位器U1的脚1、脚2、脚3、脚12、脚13和脚14分别连接在单片机1的输出端，以获得片选、中断和调压信号，数字电位器U1的脚6连接芯片U5的脚8，以向芯片U5传送输出波形频率微调信号，数字电位器U1的脚9连接芯片U5的脚7，以向芯片U5传送输出波形占空比的调整信号。数字电位器U1的型号是MAX5455。波形产生电路4能输出几十到到几十千赫兹的频率输出，并且在基准频率确定后能有正负百分之七十的微调整，调整分辨力可达到千分之五(由数字电位器的精度决定)。波形处理和信号缓冲电路6由五个集成运算放大器(U6A、U6B、U6C、U6D和U9)、十个电阻(R2、R3、R4、R5、R6、R8、R9、R27、R28和R30)、电位器R29、电位器R31和数字电位器U3组成，集成运算放大器U6A的同相输入端连接芯片U5的脚19，从而接收芯片U5输出的波形信号，集成运算放大器U6A的输出端连接其反相输入端和电阻R27的一端，电阻R27的另一端连接集成运算放大器U6B的反相输入端、电阻R28的一端和电位器R29的一端，集成运算放大器U6B的同相输入端通过电阻R3接地，集成运算放大器U6B的输出端连接电位器R29的另一端和其滑动端以及集成运算放大器U9的同相输入端，集成运算放大器U9的反相输入端连接集成运算放大器U9的输出端，电阻R28的另一端连接电位器R31的滑动端，电位器R31的一固定端接地，电位器R31的另一固定端通过电阻R30连接电源+VA，数字电位器U3的脚6连接集成运算放大器U9的输出端，数字电位器U3的脚4接电源+VA，数字电位器U3的脚7、脚8和脚11接地，数字电位器U3的脚1、脚2、脚3、脚12、脚13、脚14分别连接在单片机1的输出端上，以获得片选、中断和调压信号，数字电位器U3的型号是MAX5455，数字电位器U3的脚5连接电阻R5的一端，电阻R5的另一端连接电阻R6的一端和集成运算放大器U6C的反相输入端，集成运算放大器U6C的同相输入端连接电阻R4的一端，电阻R4的另一端接地，集成运算放大器U6C的输出端连接电阻R6的另一端和电阻R8的一端，电阻R8的另一端连接集成运算放大本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有波形产生功能的双极性压电陶瓷驱动电源，其特征是它由单片机（１）、可变电压输出电路（２）、波形产生电路（４）、可变电流输出电路（５）、波形处理和信号缓冲电路（６）、计数器（７）、模拟开关（８）和升压输出电路（９）组成，单片机（１）的输出端（Ⅰ）连接可变电压输出电路（２）的受控端，单片机（１）的输出端（Ⅲ）连接波形产生电路（４）的波形选择端口（Ｃ），单片机（１）的输出端（Ⅳ）连接可变电流输出电路（５）的受控端，单片机（１）的输出端（Ⅴ）连接模拟开关（８）的受控端，可变电压输出电路（２）的两个输出端分别连接波形产生电路（４）的占空比调整端口（Ｂ）和波形产生电路（４）的频率调整端口（Ａ），波形产生电路（４）的电流输入端口（Ｅ）连接可变电流输出电路（５）的输出端，波形产生电路（４）的波形输出端口（Ｄ）连接波形处理和信号缓冲电路（６）的输入端，波形处理和信号缓冲电路（６）的两个输出端分别连接模拟开关（８）的两个输入端，模拟开关（８）的输出端连接升压输出电路（９）的输入端，波形处理和信号缓冲电路（６）的另一个输出端连接计数器（７）的输入端，计数器（７）的输出端连接单片机（１）的输入端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙立宁，李满天，秦磊，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]