專(zhuān)利名稱(chēng)：壓電泵驅(qū)動(dòng)電路和使用該驅(qū)動(dòng)電路的冷卻系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在用于冷卻電子元件的熱發(fā)生體的冷卻設(shè)備中使用的壓電泵驅(qū)動(dòng)電路，還涉及一種使用該驅(qū)動(dòng)電路的冷卻系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
例如，在筆記本電腦中使用用于高速處理的處理器，并且需要冷卻設(shè)備來(lái)減少由處理器產(chǎn)生的熱量所引起的溫度升高。在現(xiàn)有技術(shù)領(lǐng)域中采用的這樣一種冷卻方法是水冷法，使用JP-A-2001-355574中描述的一種壓電泵。當(dāng)使用壓電泵時(shí)，需要大約100V電壓左右的交流電作為驅(qū)動(dòng)電壓，以便在使壓電泵中使用的壓電材料發(fā)生形變時(shí)產(chǎn)生較大的位移。此外，由于根據(jù)壓電泵的位移而工作的閥門(mén)的響應(yīng)，驅(qū)動(dòng)頻率在幾十到幾百Hz的低頻。使用采用壓電泵的冷卻設(shè)備的電子儀器的電源具有較低的電壓，例如+5V。因此需要轉(zhuǎn)換電路，作為壓電泵的壓電元件驅(qū)動(dòng)電路，用以從低電壓電源產(chǎn)生在較高電壓上具有較低頻率的電能。通常，低頻變壓器用作上述轉(zhuǎn)換電路，但是使用低頻變壓器增加了設(shè)備的尺寸并且必需較大的封裝空間，因此當(dāng)用于要求緊湊薄巧形式的移動(dòng)設(shè)備中時(shí)產(chǎn)生了問(wèn)題。作為該問(wèn)題的一種解決方案，JP-A-2002-339872公開(kāi)了一種驅(qū)動(dòng)壓電泵的驅(qū)動(dòng)方法。圖1是示出了 JP-A-2002-339872所提供的電路配置的示意框圖，圖2是更加詳細(xì)地示出了該電路配置的框圖，圖3是示出了該電路工作時(shí)每個(gè)部分波形的波形圖。下面參考圖1，對(duì)JP-A-2002-339872中提出的電路進(jìn)行解釋。在圖1中，振蕩器 111產(chǎn)生具有規(guī)定頻率的第一時(shí)鐘信號(hào)和第二時(shí)鐘信號(hào)。第一時(shí)鐘信號(hào)的頻率與驅(qū)動(dòng)壓電泵的壓電元件101的驅(qū)動(dòng)頻率相匹配，第二時(shí)鐘信號(hào)是考慮放大器102的放大效率而設(shè)置的比第一時(shí)鐘信號(hào)頻率更高的載波信號(hào)。在該電路中，第一時(shí)鐘信號(hào)的頻率被設(shè)定為50Hz， 第二時(shí)鐘信號(hào)的頻率被設(shè)置為14kHz。調(diào)制器112使用與壓電元件101的驅(qū)動(dòng)信號(hào)相匹配的第一時(shí)鐘信號(hào)，對(duì)第二時(shí)鐘信號(hào)組成的載波進(jìn)行AM調(diào)制，來(lái)產(chǎn)生調(diào)制波信號(hào)。該調(diào)制波信號(hào)作為輸入被提供給放大器 102，用以實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大。經(jīng)放大的調(diào)制波信號(hào)作為輸入被提供給解調(diào)器113，從而與第一時(shí)鐘信號(hào)具有相同頻率的被放大的調(diào)制信號(hào)(泵驅(qū)動(dòng)信號(hào))被提取出來(lái)，并被施加到壓電元件101的電極上。根據(jù)上述配置，放大器102放大比第一時(shí)鐘信號(hào)頻率更高的第二時(shí)鐘信號(hào)。換句話說(shuō)，放大了第二時(shí)鐘信號(hào)，并實(shí)施了調(diào)制過(guò)程，來(lái)產(chǎn)生期望的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，而不是直接放大第一時(shí)鐘信號(hào)，并且由于沒(méi)有直接放大低頻信號(hào)，放大器102的復(fù)雜性、尺寸和成本的增加的問(wèn)題得以避免。特別地，JP-A-339872表明了通過(guò)使用高頻變壓器作為放大電路，可以實(shí)現(xiàn)更緊湊且更輕便的組件。下面參考圖2和圖3來(lái)解釋這種設(shè)備的工作細(xì)節(jié)。在圖2中，114是分頻器，115是非電路，116是第一與電路，117是第二與電路， 102a是第一放大器，102b是第二放大器，113a是第一解調(diào)器，113b是第二解調(diào)器。振蕩器111產(chǎn)生14kHz的第二時(shí)鐘信號(hào)。第二時(shí)鐘信號(hào)被分路，并且作為輸入被提供給分頻器114、第一與電路116和第二與電路117中的每一個(gè)。作為輸入被提供給分頻器114的信號(hào)被分頻至壓電元件101的驅(qū)動(dòng)頻率，來(lái)產(chǎn)生頻率為55Hz的第一時(shí)鐘信號(hào)。 第一時(shí)鐘信號(hào)被分路，一部分被直接作為輸入提供給第一與電路116，另一部分經(jīng)過(guò)非電路 115被作為輸入提供給第二與電路117。與電路116及117實(shí)現(xiàn)了 AM調(diào)制。兩個(gè)調(diào)制波信號(hào)作為輸入被分別提供給第一放大器10 和第二放大器102b，用以經(jīng)過(guò)放大，然后分別經(jīng)過(guò)第一解調(diào)器113a和第二解調(diào)器11 來(lái)驅(qū)動(dòng)壓電元件101。圖3示出了圖2中點(diǎn)A、B、C和D處的信號(hào)波形以及施加到壓電元件上的信號(hào)波形。 如圖3(A)所示，A點(diǎn)處的信號(hào)是第二時(shí)鐘信號(hào)，是在振蕩器111處產(chǎn)生的信號(hào)，并且是調(diào)制過(guò)程中的載波。點(diǎn)B處的信號(hào)是對(duì)第二時(shí)鐘信號(hào)分頻后得到的第一時(shí)鐘信號(hào)，并且是頻率與泵驅(qū)動(dòng)頻率相同的信號(hào)。該信號(hào)是調(diào)制過(guò)程中在調(diào)制前的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。此外，第二時(shí)鐘信號(hào)的反相信號(hào)被作為輸入提供給第二與電路117。如圖3(C)所示，點(diǎn)C處的信號(hào)是通過(guò)利用第二時(shí)鐘信號(hào)作為載波來(lái)調(diào)制第一時(shí)鐘信號(hào)而得到的調(diào)制波。如圖3(D)所示，點(diǎn)D處的信號(hào)是通過(guò)利用第二時(shí)鐘信號(hào)作為載波來(lái)調(diào)制第一時(shí)鐘信號(hào)的反相信號(hào)而得到的調(diào)制波。點(diǎn)E處的信號(hào)是由第一解調(diào)器113a解調(diào)調(diào)制波而得到的信號(hào)，點(diǎn)F處的信號(hào)是由第二解調(diào)器IHb解調(diào)調(diào)制波而得到的信號(hào)，它們的差動(dòng)信號(hào)被作為輸入提供給壓電元件 101，從而驅(qū)動(dòng)壓電元件101。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的問(wèn)題本發(fā)明要解決的第一問(wèn)題是從壓電泵產(chǎn)生較大振動(dòng)噪聲以及因此而產(chǎn)生的設(shè)備不能用于要求無(wú)噪聲的工作環(huán)境的問(wèn)題。盡管壓電泵的驅(qū)動(dòng)波形的頻率比聲頻頻率要低， 因?yàn)轵?qū)動(dòng)波形包括在聲頻波段內(nèi)的諧波頻率成分，并且因?yàn)轵?qū)動(dòng)波形不是正弦波，所以產(chǎn)生振動(dòng)噪聲。諧波成分的振動(dòng)產(chǎn)生了不希望的噪聲。第二問(wèn)題是，在激勵(lì)電源時(shí)，由于來(lái)自壓電泵的壓力不足，不能啟動(dòng)液體循環(huán)。這個(gè)問(wèn)題的發(fā)生是因?yàn)殡娮友b備的溫度變化或液體通道中的壓力變化引起了例如液體中包含的氧的凝聚，并因此在冷卻劑的液體通道中產(chǎn)生了氣泡。這些氣泡殘留在壓電泵的泵室中，因此吸收了壓力并減少了從泵傳輸?shù)揭后w的壓力。第三問(wèn)題是，當(dāng)熱發(fā)生體(即，要冷卻的電子元件)沒(méi)有產(chǎn)生熱時(shí)，由壓電泵和驅(qū)動(dòng)電路的工作而產(chǎn)生的無(wú)意義的功率消耗?？紤]到現(xiàn)有技術(shù)中的上述問(wèn)題來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，本發(fā)明的目的是提供一種壓電泵驅(qū)動(dòng)方法，可以減少壓電泵的尺寸和重量。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種能夠減少噪聲的壓電泵的驅(qū)動(dòng)電路。 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種壓電泵的驅(qū)動(dòng)電路，能夠在激勵(lì)電源時(shí)可靠地開(kāi)始工作，因而實(shí)現(xiàn)了對(duì)可靠性的改進(jìn)。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)更低功率消耗的壓電泵的驅(qū)動(dòng)電路。解決問(wèn)題的手段本發(fā)明的壓電泵的驅(qū)動(dòng)電路包括正弦波振蕩裝置，用于產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)壓電泵的壓電元件的頻率的正弦波信號(hào)；電壓升壓裝置，用于將低電壓電源轉(zhuǎn)換到高電壓；放大裝置，由電壓升壓裝置所產(chǎn)生的高電壓驅(qū)動(dòng)，用于放大正弦波振蕩裝置所提供的信號(hào)，并用于通過(guò)高電壓正弦波來(lái)驅(qū)動(dòng)壓電元件。在這種情況下，放大裝置可以由以下組件構(gòu)成D類(lèi)放大器，在由電壓升壓裝置所產(chǎn)生的高電壓上被驅(qū)動(dòng)，并且使正弦波振蕩裝置所提供的信號(hào)經(jīng)過(guò)脈沖寬度調(diào)制，來(lái)實(shí)現(xiàn)放大；以及低通濾波器，用于解調(diào)D類(lèi)放大器的輸出信號(hào)。驅(qū)動(dòng)電路還可以包括第一控制裝置，用于在激勵(lì)正弦波振蕩裝置時(shí)實(shí)現(xiàn)可變頻率控制。驅(qū)動(dòng)電路還可以包括用于感測(cè)溫度的溫度感測(cè)裝置；用于根據(jù)溫度感測(cè)裝置感測(cè)到的溫度來(lái)調(diào)節(jié)正弦波振蕩裝置的信號(hào)幅度的第二控制裝置。根據(jù)本發(fā)明的冷卻系統(tǒng)包括根據(jù)上述驅(qū)動(dòng)電路之一的壓電泵驅(qū)動(dòng)電路；與熱發(fā)生體接觸的散熱器；用于向外輻射熱的輻射器；冷卻劑循環(huán)通道，被連接使得冷卻劑在散熱器和輻射器之間循環(huán)；以及壓電泵，由壓電泵驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)，用于使冷卻劑在冷卻劑循環(huán)通道中循環(huán)。在如上所述配置的本發(fā)明中，本發(fā)明的目的是通過(guò)以下步驟而實(shí)現(xiàn)的利用正弦波來(lái)驅(qū)動(dòng)壓電泵的壓電元件，在激勵(lì)時(shí)調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)頻率，以及當(dāng)不需要冷卻時(shí)調(diào)節(jié)電壓升壓轉(zhuǎn)換器的輸出電壓和正弦波形振蕩器的幅度。在本發(fā)明中，壓電泵的壓電元件以來(lái)自正弦波振蕩裝置的正弦波信號(hào)作為輸入， 并由放大裝置所放大的正弦波驅(qū)動(dòng)，因此，不會(huì)產(chǎn)生不希望的噪聲。此外，直接放大正弦波振蕩裝置產(chǎn)生的正弦波意味著直接驅(qū)動(dòng)壓電元件，而不需要在放大裝置輸出端用于解調(diào)的特殊濾波器，因此，減少了組件的數(shù)量，并實(shí)現(xiàn)了更加緊湊的配置。此外，放大裝置的電源在通過(guò)使用電壓升壓裝置將低電壓電源轉(zhuǎn)換為高電壓而獲得的電壓上驅(qū)動(dòng)放大裝置，因此，壓電泵的壓電元件可以由從電子設(shè)備的低電壓電源中產(chǎn)生的高電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)，使得能夠增加壓電元件位移量且增加泵的流速。正弦波振蕩裝置根據(jù)來(lái)自用于在激勵(lì)電源時(shí)控制頻率的第一控制裝置的信號(hào)，來(lái)掃描頻率，用以從泵室排出殘留在壓電泵泵室的氣泡，因此，可以平穩(wěn)地啟動(dòng)液體的循環(huán)。由第二控制裝置根據(jù)溫度感測(cè)裝置所感測(cè)的要冷卻的電子元件的溫度水平，來(lái)調(diào)節(jié)電壓升壓裝置的輸出電壓，因此可以減少不必要的功率消耗。最后，放大裝置包括D類(lèi)放大器和用于在放大后解調(diào)信號(hào)的低通濾波器，因此，可以由具有低功率損耗的正弦波來(lái)驅(qū)動(dòng)放大裝置。發(fā)明的效果作為本發(fā)明的第一個(gè)效果，壓電泵的驅(qū)動(dòng)波形是正弦波，因此，壓電泵可以隨著冷卻設(shè)備實(shí)現(xiàn)無(wú)噪聲的工作，不會(huì)從壓電泵中產(chǎn)生不希望的振動(dòng)噪聲。作為第二個(gè)效果，當(dāng)在泵的泵室中存在氣泡時(shí)，在激勵(lì)時(shí)排出了這些氣泡，因此， 可以解決由于壓力不足造成的不能開(kāi)始液體循環(huán)的問(wèn)題，并且實(shí)現(xiàn)可靠的工作。作為第三個(gè)效果，當(dāng)熱發(fā)生體沒(méi)有發(fā)熱時(shí)，可以降低壓電泵的壓電元件的驅(qū)動(dòng)電壓，因此減少了驅(qū)動(dòng)電路的無(wú)意義的功率消耗，并抑制了熱的生成。


圖1是示出了現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)例配置的框圖。
圖2是示出了現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)例配置的框圖。
圖3是示出了現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)例工作的波形圖。
圖4是示出了本發(fā)明實(shí)施例的配置的框圖。
圖5是示出了本發(fā)明實(shí)施例的配置的框圖。
圖6是示出了本發(fā)明實(shí)施例的工作的波形圖。
圖7是示出了本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)例的波形圖。
圖8是示出了本發(fā)明實(shí)施例的配置的框圖；以及
圖9是示出了本發(fā)明實(shí)施例的工作的波形圖。
參考數(shù)字解釋
1壓電元件
2放大器
2a第一解調(diào)器
2b第二解調(diào)器
3正弦波振蕩器
4電源
5電壓升壓轉(zhuǎn)換器
6溫度傳感器
7電壓檢測(cè)電路
8第一控制電路
9第二控制電路
11振蕩器
12調(diào)制器
13解調(diào)器
13a第一解調(diào)器
13b第二解調(diào)器
14分頻器
15非電路
16第一與電路
17第二與電路
20D類(lèi)放大器
21解調(diào)器
6
22開(kāi)關(guān)單元
22a第--開(kāi)關(guān)
22b第二二開(kāi)關(guān)
22c第三Ξ開(kāi)關(guān)
22d第四開(kāi)關(guān)
23低通濾波器
23a第--電感器
23b第--電容器
23c第二二電感器
23d第二二電容器
24a第--反相電路
24b第二二反相電路
具體實(shí)施例方式
接下來(lái)參考附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的細(xì)節(jié)進(jìn)行解釋。圖4給出了根據(jù)本發(fā)明的壓電泵驅(qū)動(dòng)電路的第一實(shí)施例配置的示意框圖，圖5是更詳細(xì)的框圖。如圖4所示，本實(shí)施例由壓電元件1、放大器2、正弦波振蕩器3、電源4、電壓升壓轉(zhuǎn)換器5、溫度傳感器6、電壓檢測(cè)電路7、第一控制電路8和第二控制電路9組成。驅(qū)動(dòng)壓電泵(未示出)的壓電元件1由放大器2驅(qū)動(dòng)，其中，放大器2取正弦波振蕩器3中產(chǎn)生的正弦波信號(hào)作為輸入。此外，在利用電壓升壓轉(zhuǎn)換器5從低電壓電源4轉(zhuǎn)換到高電壓所獲得的電壓上驅(qū)動(dòng)放大器2。結(jié)果，壓電元件1由高電壓正弦波電壓驅(qū)動(dòng)。根據(jù)來(lái)自?xún)蓚€(gè)控制電路的信號(hào)來(lái)控制正弦波振蕩器3的頻率或幅度。第一控制電路8利用電壓檢測(cè)電路7來(lái)檢測(cè)電源4的輸入，并在激勵(lì)時(shí)調(diào)節(jié)正弦波振蕩器3的頻率。第二控制電路9既根據(jù)來(lái)自感測(cè)熱發(fā)生體溫度的溫度傳感器6的信號(hào)，來(lái)調(diào)節(jié)正弦波振蕩器3 的幅度，又根據(jù)熱發(fā)生體的溫度，通過(guò)調(diào)節(jié)電壓升壓轉(zhuǎn)換器5的輸出電壓，來(lái)調(diào)節(jié)壓電元件 1的驅(qū)動(dòng)電壓。圖5示出了使用高電壓放大器作為放大器2的本發(fā)明第一實(shí)施例的壓電泵驅(qū)動(dòng)電路的框圖，下面參考圖5對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的細(xì)節(jié)進(jìn)行描述。盡管基本配置和圖4 一樣，然而放大器2需要正和負(fù)高電壓，并因此電壓升壓轉(zhuǎn)換器5被配置為能夠進(jìn)行正和負(fù)電壓輸出。從正弦波振蕩器3作為輸出提供的信號(hào)被施加到放大器2，并且幅度被放大為與放大器2的電源電壓一致的高正弦波電壓。正弦波電壓被施加到壓電元件1的電極兩端， 用以驅(qū)動(dòng)壓電元件1。在這種情況下，放大器2的電源是由電壓升壓轉(zhuǎn)換器5從通常用于電子裝備的例如5V或12V的低電壓電源4產(chǎn)生的高電壓。例如，為了在100V的交流電上驅(qū)動(dòng)壓電元件1，由在電源升壓轉(zhuǎn)換器5中被轉(zhuǎn)換到^OV(士 140V)直流電的士 140V來(lái)驅(qū)動(dòng)放大器2。在激勵(lì)時(shí)，電源4的輸入被電壓檢測(cè)電路7感測(cè)到并被報(bào)告給第一控制電路8。利用該通知，在第一控制電路8處識(shí)別出功率輸入，并且正弦波振蕩器3的頻率改變?yōu)楣潭〞r(shí)間間隔。
圖6示出了在激勵(lì)時(shí)施加到壓電元件1上的工作波形的定時(shí)圖。在圖6中，在激勵(lì)電源時(shí)，壓電元件1首先工作在頻率fl上，然后工作在比f(wàn)l高的頻率f2上，然后工作在比f(wàn)2高的頻率f3上。壓電元件1接下來(lái)工作在連續(xù)減少到f2 和fl的頻率上。上述工作持續(xù)幾秒鐘的時(shí)間間隔。當(dāng)按照這種方式改變頻率時(shí)，在高頻期間聚集在泵室中的任意氣泡都被驅(qū)散并由泵內(nèi)高頻壓力的改變分成更小的氣泡。當(dāng)接下來(lái)在低頻驅(qū)動(dòng)泵時(shí)，泵中的回動(dòng)止桿閥(reverse stop valve)的動(dòng)作變得更慢，并且從泵中排出細(xì)小的氣泡。因此，在上述實(shí)施例中，能夠通過(guò)在激勵(lì)時(shí)改變頻率來(lái)排出聚集在泵內(nèi)的氣泡。因此可以消除由于氣泡對(duì)壓力的吸收而產(chǎn)生的從泵施加到液體上的壓力的減少，從而解決了由于壓力不足而不能循環(huán)液體的問(wèn)題，并因此可以可靠地開(kāi)始工作。在上述實(shí)施例中，描述了分三步改變頻率的情況，但是如果在更多步上改變頻率，這種方法顯然將會(huì)更加有效。此外，每個(gè)頻率的驅(qū)動(dòng)時(shí)間間隔可以是等間隔的，或者可以是每個(gè)頻率都具有不同的驅(qū)動(dòng)時(shí)間間隔。此外，在本實(shí)施例中，設(shè)置了第二控制電路9，用于根據(jù)感測(cè)熱發(fā)生體溫度的溫度傳感器6產(chǎn)生的信號(hào)，來(lái)調(diào)節(jié)電壓升壓轉(zhuǎn)換器5的輸出電壓和調(diào)節(jié)正弦波振蕩器3的信號(hào)幅度。結(jié)果，當(dāng)熱發(fā)生體不發(fā)熱的時(shí)候，通過(guò)降低壓電泵的驅(qū)動(dòng)功率，能夠減少功率消耗。圖7示出了熱發(fā)生體的溫度和在這些溫度時(shí)施加到壓電元件1上的電壓波形的時(shí)間圖。如圖7所示，第二控制電路9在溫度高時(shí)增加施加到壓電元件1的電壓幅度，并且隨著溫度降低而降低電壓幅度?？梢栽诘诙刂齐娐?中通過(guò)同時(shí)改變電壓升壓轉(zhuǎn)換器5 的輸出電壓和正弦波振蕩器3的幅度來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓幅度值的控制。接下來(lái)給出本發(fā)明的第二實(shí)施例的解釋。該實(shí)施例的基本配置和第一實(shí)施例的配置相似，但是使用通常在音頻應(yīng)用中應(yīng)用的D類(lèi)放大器作為放大器。圖8示出了第二實(shí)施例的配置。在圖8中20是D類(lèi)放大器；21是PWM調(diào)制器；22是輸出開(kāi)關(guān)單元；2h、2^、22c 和22d分別是第一開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)、第三開(kāi)關(guān)和第四開(kāi)關(guān)；23是低通濾波器；23a是第一電感器；2 是第一電容器；23c是第二電感器；23d是第二電容器；2 是第一反相電路；24b 是第二反相電路。此外，與第一實(shí)施例中的元件相同的組成元件被賦予相同的參考數(shù)字，并因此此處省略了重復(fù)的解釋。在本實(shí)施例中，D類(lèi)放大器20被用作放大器2。從正弦波振蕩器3作為輸出提供的信號(hào)在PWM調(diào)制器21中與高頻三角波進(jìn)行比較，兩者之間的大小關(guān)系被作為二元信號(hào)方波脈沖信號(hào)提供。這時(shí)，調(diào)制器21的輸出信號(hào)被分為兩路輸出，即輸入正弦波信號(hào)的正極和負(fù)極。利用該脈沖信號(hào)，在由第一開(kāi)關(guān)22a、第二開(kāi)關(guān)22b、第三開(kāi)關(guān)22c和第四開(kāi)關(guān)22d 組成的開(kāi)關(guān)單元22內(nèi)，具有較小失真的基本上為正弦波的交流電壓被放大為高電壓脈沖信號(hào)，并且在低通濾波器23中去除了高頻成分，并被施加到壓電元件1的電極兩端，用以驅(qū)動(dòng)壓電元件1。圖9示出了圖8中點(diǎn)a、b、c、d和e處的信號(hào)波形和施加到壓電元件上的信號(hào)波形。如圖9(a)所示，點(diǎn)a處的信號(hào)是在正弦波振蕩器3處產(chǎn)生的信號(hào)，并具有與用于驅(qū)動(dòng)壓電元件1的頻率相同的頻率。如圖9 (b)所示，點(diǎn)b處的信號(hào)是脈沖信號(hào)，它是在第三開(kāi)關(guān)22c和第四開(kāi)關(guān)22d處于OFF的狀態(tài)下由第一開(kāi)關(guān)2 和第二開(kāi)關(guān)22b在ON和OFF之間的重復(fù)交替而產(chǎn)生的。如圖9(c)所示，點(diǎn)c處的信號(hào)是相對(duì)于圖9(b)所示信號(hào)有180° 相移的信號(hào)。在這種情況下，在第一開(kāi)關(guān)2 和第二開(kāi)關(guān)22b處于OFF狀態(tài)下，第三開(kāi)關(guān) 22c和第四開(kāi)關(guān)22d在ON和OFF之間重復(fù)交替。如圖9(d)-(e)所示，通過(guò)低通濾波器23 濾掉高頻成分，將正弦波電壓施加到壓電元件1的端子兩端。在這種情況下，圖9(b)和圖9(c)之間的差動(dòng)電壓被作為電壓施加到壓電元件1 的端子兩端，并且因此用于給D類(lèi)放大器20供電的電壓升壓轉(zhuǎn)換器5的輸出電壓能夠被限制在較低電平。這意味著電壓升壓轉(zhuǎn)換器5的輸出電壓僅僅是圖5所示第一實(shí)施例的一半， 從而可以將具有更低耐壓的組件用作電壓升壓轉(zhuǎn)換器5的部件，并且可以使該組件做得更小。例如，為了通過(guò)100V的交流電來(lái)驅(qū)動(dòng)壓電元件1，電壓升壓轉(zhuǎn)換器5的輸出電壓可以是大約140V的直流電。因此，在本實(shí)施例中采用D類(lèi)放大器20作為放大器2使得能夠減少開(kāi)關(guān)單元22 的功率損耗，并且能夠進(jìn)行低功率消耗的工作，還可以限制電壓升壓轉(zhuǎn)換器5的輸出電壓， 并因此獲得了能夠使組件小型化的效果。如上所述，本發(fā)明的壓電泵驅(qū)動(dòng)電路被用于例如電子儀器的冷卻系統(tǒng)中；本發(fā)明包括一種冷卻系統(tǒng)，所述冷卻系統(tǒng)具有在上述每個(gè)實(shí)施例中示出的壓電泵驅(qū)動(dòng)電路；與熱發(fā)生體接觸的散熱器；向外輻射熱的輻射器；冷卻劑循環(huán)通道，被連接使得冷卻劑在散熱器和輻射器之間循環(huán)；以及壓電泵，由所述壓電泵驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)，用于使冷卻劑在所述冷卻劑循環(huán)通道中循環(huán)。作為本發(fā)明的應(yīng)用，本發(fā)明能夠被用于用作例如筆記本電腦的移動(dòng)裝備的冷卻設(shè)備的壓電泵驅(qū)動(dòng)電路中。
權(quán)利要求
1.一種壓電泵驅(qū)動(dòng)電路，包括正弦波振蕩裝置，用于產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)壓電泵的壓電元件的頻率的正弦波信號(hào)； 電壓升壓裝置，用于將低電壓電源轉(zhuǎn)換為高電壓；放大裝置，由所述電壓升壓裝置所產(chǎn)生的高電壓驅(qū)動(dòng)，用于放大從所述正弦波振蕩裝置作為輸出提供的信號(hào)，并且用于通過(guò)高電壓正弦波來(lái)驅(qū)動(dòng)所述壓電元件；以及控制裝置，用于控制所述正弦波振蕩裝置，使得在激勵(lì)所述壓電元件時(shí)，所述壓電元件首先工作在第一頻率，然后工作在高于第一頻率的第二頻率，并增加到第三頻率，接下來(lái)工作在連續(xù)減少到第二頻率和第一頻率的頻率上，所述工作序列持續(xù)預(yù)定時(shí)間段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓電泵驅(qū)動(dòng)電路，其中提供了 溫度感測(cè)裝置，用于感測(cè)溫度；以及第二控制裝置，用于根據(jù)所述溫度感測(cè)裝置感測(cè)到的溫度來(lái)調(diào)節(jié)所述正弦波振蕩裝置的信號(hào)幅度。
全文摘要
一種既輕質(zhì)又緊湊的壓電泵驅(qū)動(dòng)電路，能夠在低干擾噪聲水平上驅(qū)動(dòng)壓電泵，還可以以低功耗實(shí)現(xiàn)一種能夠在激勵(lì)時(shí)進(jìn)行可靠工作的冷卻劑設(shè)備。由放大器輸出信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)壓電泵中的壓電元件，其中放大器以驅(qū)動(dòng)壓電元件的相同頻率的正弦波振蕩器所產(chǎn)生的信號(hào)作為輸入。放大器由通過(guò)電壓升壓轉(zhuǎn)換器從低電壓電源轉(zhuǎn)換而得到的高電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)，因此，壓電元件由高電壓的低頻正弦波驅(qū)動(dòng)。正弦波振蕩的頻率在激勵(lì)時(shí)還由來(lái)自第一控制電路的信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)。此外，正弦波振蕩的幅度由第二控制電路的輸出信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)，其中，第二控制電路以來(lái)自用于感測(cè)熱發(fā)生體溫度的溫度傳感器的信號(hào)作為輸入。
文檔編號(hào)G06F1/20GK102230457SQ20111015416
公開(kāi)日2011年11月2日 申請(qǐng)日期2005年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月23日
發(fā)明者佐佐木康弘, 北城榮, 山本滿, 浜村直 申請(qǐng)人:日本電氣株式會(huì)社