專利名稱：一種壓電變壓器驅(qū)動(dòng)電路及其輸出電壓控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及變壓器相關(guān)電路領(lǐng)域，具體涉及一種壓電變壓器驅(qū)動(dòng) 電路及其輸出電壓控制方法。
背景技術(shù)：
壓電變壓器是一種電子變壓器件，它利用壓電效應(yīng)，通過(guò)電能一 機(jī)械能一電能的二次能量轉(zhuǎn)換形式，達(dá)到能量的傳遞。與傳統(tǒng)電磁式 變壓器相比，壓電變壓器具有體積小、重量輕、無(wú)短路擊穿等優(yōu)良特性，逐步得到廣泛應(yīng)用，如高壓電源、負(fù)離子發(fā)生器、靜電復(fù)印機(jī)、警用電擊器、液晶顯示背光電源、小功率激光管電源等中小功率器件。 在不具有對(duì)稱中心的晶體中，由于內(nèi)部存在自發(fā)極化，正負(fù)電荷中心不重合而產(chǎn)生偶極距，這樣晶體內(nèi)部就產(chǎn)生一個(gè)電場(chǎng)，為平衡內(nèi) 部電場(chǎng)，晶體表面就產(chǎn)生空間電荷，使整個(gè)晶體對(duì)外顯示電中性，當(dāng) 外力變化時(shí)，晶體內(nèi)部的偶極距改變而使得內(nèi)部電場(chǎng)發(fā)生變化，這樣 晶體表面的空間電荷也就得以釋放，表現(xiàn)出壓電性。反之，在一定的 電場(chǎng)作用下，晶體會(huì)產(chǎn)生外形尺寸的變化(即逆壓電效應(yīng))。壓電變壓器正是利用了這樣的原理，如圖1所示，在一個(gè)壓電變 壓器(可以釆用壓電陶瓷片)上，輸入端a、 b施加一個(gè)電場(chǎng)(驅(qū)動(dòng)電 壓Vin)使陶瓷片產(chǎn)生諧振(逆壓電效應(yīng))，而在輸出端c、 d將高應(yīng)變 產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)能量轉(zhuǎn)化成電荷輸出(壓電效應(yīng)Vout)，其中電阻RL 為負(fù)載，為便于理解，可以將壓變電壓器看作分為驅(qū)動(dòng)部分101和發(fā) 電部分102。由于現(xiàn)有技術(shù)中壓電變壓器的驅(qū)動(dòng)電壓Vin為正弦波型電壓，所 以大部分壓電變壓器的驅(qū)動(dòng)電路的結(jié)構(gòu)為半橋電路，如圖2所示，該 半橋電路由金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管MC^和MOS2構(gòu)成，半橋電路的輸入端與圖3所示的直流的工作母線電壓V,連接，該驅(qū)動(dòng)電路中，常在壓電變壓器前串聯(lián)一個(gè)電感L,或一個(gè)LC串聯(lián)諧振電路。通過(guò)控制 MOS，和的輸入端Ai和MOS2管的輸入端電壓A2的波形電壓，驅(qū)動(dòng)電路 將該直流工作母線電壓Vi整形為圖4所示的正弦電壓V2，并加到壓電 變壓器l的輸入端a、 b。如果考慮外界溫度、輸入電壓、負(fù)載等的變 化因素，驅(qū)動(dòng)電路可能稍微復(fù)雜一些，但也更為實(shí)用，如圖5所示， 在壓電變壓器l的輸入端a串聯(lián)電容C,，在壓電變壓器l的輸入兩端a、 b并聯(lián)電感L2。由電感L2和電容d構(gòu)成的LC濾波電路用于去除雜波 ,及低溫低外界輸入電壓下確保壓電變壓器仍有足夠的輸出功率。但是壓電變壓器的驅(qū)動(dòng)電路無(wú)論釆用圖(a)的原理性電路，或 釆用圖(b)的實(shí)用型電路，都有一個(gè)共同的缺點(diǎn)，即金屬氧化物半 導(dǎo)體晶體管MOS" MOS2不是處于零壓零流的工作狀態(tài)，其連接的工 作母線電壓V,始終處于直流高壓狀態(tài)，電感加上串聯(lián)的壓電變壓器其 等效的數(shù)學(xué)模型通常為感性負(fù)載，使電流又和電壓有相位差，因此金 屬氧化物半導(dǎo)體晶體管MOSp MOS2的開(kāi)關(guān)損耗很大。上述壓電變壓 器的驅(qū)動(dòng)電路只是套用了通常開(kāi)關(guān)電路的概念，實(shí)用型電路只是加上 LC濾波，因而開(kāi)關(guān)電路的缺點(diǎn)在這里并未消除，電路缺乏針對(duì)性?，F(xiàn)有技術(shù)中壓電變壓器已經(jīng)發(fā)展到其本身等效于純阻狀態(tài)，該壓 電變壓器在某一工作頻率下呈現(xiàn)輸入電壓與輸入電流同相位(或相差 為;r )。由于上述驅(qū)動(dòng)電路加上已經(jīng)具有等效純阻狀態(tài)的壓電變壓器 后，已無(wú)法構(gòu)成全諧振電路的概念。因此必須尋求一種新的能適應(yīng)上 述壓電變壓器特性要求的驅(qū)動(dòng)電路。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種壓電變壓器驅(qū)動(dòng)電路及其輸出電壓控 制方法，該驅(qū)動(dòng)電路的輸出為間歇式半正弦波電壓，減少了開(kāi)關(guān)器件 的損耗，可以使包括驅(qū)動(dòng)電路及壓電變壓器的整個(gè)電路處于全諧振狀 態(tài)，達(dá)到大大減小損耗，提高可靠性的目的。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種壓電變壓器驅(qū)動(dòng)電路，所述驅(qū)動(dòng)電路包括LC串聯(lián)諧振回 路，輸入端與所述直流電壓連接，輸出端與壓電變壓器連接；開(kāi)關(guān)，并聯(lián)連接在所述LC串聯(lián)諧振回路中電容的兩端；開(kāi)關(guān)控制器件，與 所述開(kāi)關(guān)連接，用于控制所述開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，使所述LC串聯(lián)諧振 回路的輸出端輸出間歇式半正弦波形電壓。其中，所述開(kāi)關(guān)為金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，所述金屬氧化物半 導(dǎo)體晶體管的柵極與所述開(kāi)關(guān)控制器件連接，源極與所述電容接地一 端連接，漏極與電容的另一端連接，所述開(kāi)關(guān)控制器件通過(guò)波形電壓 控制所述金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的導(dǎo)通和截止。其中，所述LC串聯(lián)諧振回路中電感和電容確定的諧振頻率，大 于由金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的導(dǎo)通和截止確定的工作頻率，所述金 屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的導(dǎo)通時(shí)間，小于由所述工作頻率確定的工作 周期的一半。其中，所述諧振頻率為所述工作頻率的1.4 1.6倍，所述導(dǎo)通時(shí) 間為所述工作周期的0.25-0.4倍。其中，所述諧振頻率為所述工作頻率的1.5倍，所述導(dǎo)通時(shí)間為 所述工作周期的0.4倍。其中，所述LC串聯(lián)諧振回路中電容的電容值為32nf,電感的電感 值為84pH，金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的導(dǎo)通時(shí)間為6ps,所述工作 周期為15ns。本發(fā)明還提供了一種使用上述壓電變壓器驅(qū)動(dòng)電路的輸出電壓 控制方法，該方法包括調(diào)整所述LC串聯(lián)諧振回路中電感和電容參 數(shù)值，使所述LC串聯(lián)諧振回路的諧振頻率，大于由開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)動(dòng)作 確定的工作頻率，所述開(kāi)關(guān)的關(guān)閉的時(shí)間，小于由所述工作頻率確定 的工作周期的 一半，以使所述LC串聯(lián)諧振回路的輸出端為半正弦波 電壓。其中，所述諧振頻率與所述工作頻率的關(guān)系為所述諧振頻率為 所述工作頻率的1.4 1.6倍，所述導(dǎo)通時(shí)間為所述工作周期的0.25 0.4倍。其中，該方法還包括步驟獲取壓電變壓器處于諧振狀態(tài)所需的 工作頻率；由所述諧振頻率與所述工作頻率的關(guān)系，確定達(dá)到全諧振 狀態(tài)時(shí)所述LC串聯(lián)諧振回路應(yīng)達(dá)到的諧振頻率；調(diào)整所述LC串聯(lián)諧 振回路中電感和電容參數(shù)值，將LC串聯(lián)諧振回路的諧振頻率調(diào)整所 述應(yīng)達(dá)到的諧振頻率；根據(jù)驅(qū)動(dòng)電路的等效負(fù)載情況，調(diào)整并聯(lián)在電 容兩端的開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間，使輸出間歇式半正弦波形且達(dá)到壓電變壓 器處于諧振狀態(tài)所需的工作頻率。使用本發(fā)明提供的壓電變壓器驅(qū)動(dòng)電路及輸出電壓控制方法，具 有以下有益效果(1) 當(dāng)金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管MOS管導(dǎo)通或斷開(kāi)時(shí)，與MOS 管相連的電壓為零，故可以大大降低MOS管的開(kāi)關(guān)損耗；(2) 在壓電變壓器輸入電壓Ue不為零的前半個(gè)周期，其波形為半個(gè)正弦波，適用于壓電變壓器對(duì)正弦驅(qū)動(dòng)電壓的需求；(3) 在壓電變壓器輸入電壓uc為零的后半個(gè)周期，由于壓電變 壓器是個(gè)彈性體，可依靠貯存的彈性能，自動(dòng)完成后半個(gè)周期的正弦 態(tài)振動(dòng)，因此壓電變壓器的輸出仍是一個(gè)完整的正弦波型；(4) 當(dāng)壓電變壓器自身具有等效純阻特性，即在某一個(gè)工作頻 率下，其輸入電壓與輸入電流同相位(或相位差為兀)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路 工作母線電壓本身以半正弦方式變動(dòng)，這樣調(diào)整其工作頻率，就可以 實(shí)現(xiàn)包含驅(qū)動(dòng)電路以及壓電變壓器在內(nèi)的整個(gè)電路的全諧振特性，從 而大大提高了整個(gè)電路的效率。


圖l為壓電變壓器的原理示意圖；圖2為現(xiàn)有傳統(tǒng)壓電變壓器驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)及與壓電變壓器連接圖；圖3為壓電變壓器驅(qū)動(dòng)電路的輸入電壓示意圖； 圖4為壓電變壓器驅(qū)動(dòng)電路的輸出電壓示意圖； 圖5為現(xiàn)有技術(shù)中實(shí)用型壓電變壓器驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)及與壓電變壓器連接圖；；圖6為本發(fā)明實(shí)施例壓電變壓器驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)及與壓電變壓器連接圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例優(yōu)選的壓電變壓器驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)及與壓電變壓器連接圖；圖8為當(dāng)LC串聯(lián)諧振頻率與工作頻率相近或一致時(shí)，且壓電變壓 器無(wú)負(fù)載時(shí)驅(qū)動(dòng)電路輸出的電壓波形；圖9為當(dāng)LC串聯(lián)諧振頻率與工作頻率相近或 一致時(shí)，且壓電變壓器有負(fù)載時(shí)驅(qū)動(dòng)電路輸出的電壓波形；圖io為實(shí)施例中驅(qū)動(dòng)電路的輸出電壓波形。圖ll為本發(fā)明壓電變壓驅(qū)動(dòng)電路的輸出電壓控制方法流程圖。圖l中1、壓電變壓器；101、驅(qū)動(dòng)部分；102、發(fā)電部分；具體實(shí)施方式
本發(fā)明提出的一種壓變電壓器驅(qū)動(dòng)電路，結(jié)合附圖和實(shí)施例說(shuō)明 如下。實(shí)施例如圖6所示本實(shí)施例壓電變壓器驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)及與壓電變壓器連 接圖，該電路包括LC串聯(lián)諧振回路，輸入端與直流電壓V,連接， 輸出端與壓電變壓器連接；開(kāi)關(guān)器件，并聯(lián)連接在LC串聯(lián)諧振回路 中電容的兩端；開(kāi)關(guān)控制器件，與開(kāi)關(guān)器件連接，用于控制開(kāi)關(guān)器件 的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，使LC串聯(lián)諧振回路的輸出端輸出間歇式半正弦波形電 壓。如圖7所示為優(yōu)選的壓電變壓器驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)及與壓電變壓器連接圖，LC串聯(lián)諧振回路由相互串聯(lián)的電感L3和電容C3構(gòu)成，其 開(kāi)關(guān)器件為金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管MOS3,金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管MOS3的柵極與開(kāi)關(guān)控制器件連接，源極與電容C3接地一端連接，漏極與電容C3的另一端連接，開(kāi)關(guān)控制器件通過(guò)波形電壓控制金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管MOS3的導(dǎo)通和截止。LC串聯(lián)諧振回路的輸入 端連接直流母線電壓Ui，壓電變壓器l的輸入端并聯(lián)接在LC諧振回 路中電容C3的兩端al、 bl，因此壓電變壓器1作為L(zhǎng)C諧振回路的 負(fù)載。通過(guò)控制金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管MOS3柵極輸入的電壓，可以 實(shí)現(xiàn)金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管MOS3的導(dǎo)通與截止，該導(dǎo)通與截止決 定了 MOS3的工作頻率。當(dāng)其中的LC串聯(lián)諧振回路的諧振頻率與金 屬氧化物半導(dǎo)體晶體管MOS3的工作頻率一致時(shí)，若壓電變壓器1無(wú) 負(fù)載電阻RL(即空載)，驅(qū)動(dòng)電路及壓電變壓器1又無(wú)損耗時(shí)，壓電變壓器輸入端即驅(qū)動(dòng)電路的輸出(電容C3兩端)的電壓Uc的電壓波形如圖8所示，具體為一直流分量與余弦波之和。當(dāng)壓電變壓器有負(fù) 載，電路有損耗時(shí)，金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管MOS3必須有導(dǎo)通時(shí)間， 壓電變壓器輸入端的波形如圖9所示。由于上述驅(qū)動(dòng)電路輸出的正弦 波電壓雖然存在一定的導(dǎo)通時(shí)間，但導(dǎo)通時(shí)間太短，且LC串聯(lián)諧振 頻率又與工作頻率相近，因此以上述畸變了的波形驅(qū)動(dòng)壓電變壓器都 不是理想波形。本實(shí)施例中，通過(guò)對(duì)LC串聯(lián)諧振回路中的電感L3的電感值和電 容C3的電容值作出調(diào)整，使LC串聯(lián)諧振回路的諧振頻率與金屬氧化 物半導(dǎo)體晶體管MOS3 (即變壓器的并聯(lián)諧振頻率)的工作頻率不一 致，且LC串聯(lián)諧振回路的諧振頻率大于MOS3的工作頻率(即壓電變 壓器的并聯(lián)諧振頻率)，MOS3管的導(dǎo)通時(shí)間小于由工作頻率確定的工 作周期的一半，優(yōu)選地LC諧振回路的諧振頻率為MOS3的工作頻率的 1.4~1.6倍，MOS3的導(dǎo)通時(shí)間又為0.25 0.4倍的工作周期時(shí)，電容C兩端的電壓Uc (即變壓器輸入端電壓)就呈現(xiàn)出如圖10所示的間歇式 半正弦波波形，在每一個(gè)周期的前半個(gè)周期內(nèi)，輸出電壓近似為半正 弦波形狀，后半個(gè)周期內(nèi)，則為零電壓狀態(tài)。。由于LC串聯(lián)諧振回路的諧振頻率/和諧振周期r由諧振回路中的電感L3和電容Q決定，具體為"=丄+& (1)2i C其中，Ri^為電感L3的等效內(nèi)阻，丄為電感L3的電感值，C為電容 Q的電容值，其中R為驅(qū)動(dòng)電路的負(fù)載，即為壓電變壓器從輸入端看 進(jìn)去的等效負(fù)載。MOS3的工作周期r。為r。 = r + r2 + ￡ (4)其中，r為L(zhǎng)C串聯(lián)諧振回路的諧振周期，、為MOS3的導(dǎo)通時(shí)間，s為間隙時(shí)間，可以為正也可以為負(fù)。本實(shí)施例中優(yōu)選將LC諧振回路的諧振頻率/設(shè)置為MOS3的工作 頻率的l.5倍，即r。-i.5r,而72=0.47;。具體實(shí)施時(shí)，^根據(jù)驅(qū)動(dòng)電路的負(fù)載(即帶滿負(fù)載的壓電變壓器) 來(lái)確定，通過(guò)調(diào)整^應(yīng)使得驅(qū)動(dòng)電路頭半個(gè)周期(或接近半個(gè)周期) 有較為規(guī)整的半正弦輸出，而后半個(gè)周期基本為一平直的零電壓輸 出。負(fù)載愈重，^愈大，負(fù)載愈輕，、愈少，從而可能出現(xiàn)^為正或 負(fù)。在頭半個(gè)周期內(nèi)驅(qū)動(dòng)電路輸出電壓uc的表達(dá)式如下 Mc = w,[1 - eW cos+ M！ 2冗(# — 1 — 7)e" sin W( 8 )其中，",.為直流輸入電壓，r。為MOS3 (即變壓器的并聯(lián)諧振頻率)的工作周期(見(jiàn)式(4)),即相當(dāng)于壓電變壓器的諧振周期，、為MOS3的導(dǎo)通時(shí)間，r為L(zhǎng)C串聯(lián)諧振回路的諧振周期，S為間隙時(shí)間， Rt為電感L3的等效內(nèi)阻，"由式(1)求得，w由式(2)求得。上式(8)中的在頭半個(gè)周期內(nèi)驅(qū)動(dòng)電路輸出電壓iic的表達(dá)式還 可以釆用下式表示其中，物=2;/。_" (10)其中，",為直流輸入電壓，K為MOS3的工作周期(見(jiàn)式(4))，，r為L(zhǎng)C串聯(lián)諧振回路的諧振周期，c為間隙時(shí)間，p由式(i)求得， 由式(2)求得。本實(shí)施例中通過(guò)LC串聯(lián)諧振電路的以上參數(shù)設(shè)置后，可以使驅(qū)動(dòng)電路輸出半正弦波形電壓，這樣做的好處是，當(dāng)金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管MOS3管導(dǎo)通或斷開(kāi)時(shí)，與MOS3管相連的電壓為零，故可以大 大降低MOS3管的開(kāi)關(guān)損耗；在壓電變壓器輸入電壓Ue不為零的前半 個(gè)周期，其波形為半個(gè)正弦波，適用于壓電變壓器對(duì)正弦驅(qū)動(dòng)電壓的需求；在壓電變壓器輸入電壓uc為零的后半個(gè)周期，由于壓電變壓器 是個(gè)彈性體，可依靠貯存的彈性能，自動(dòng)完成后半個(gè)周期的正弦態(tài)振 動(dòng)，因此壓電變壓器的輸出仍是一個(gè)完整的正弦波型。另外，當(dāng)壓電變壓器自身具有等效純阻特性，即在某一個(gè)工作頻 率下，其輸入電壓與輸入電流同相位(或相位差為兀)時(shí)(即達(dá)到諧振狀態(tài))，驅(qū)動(dòng)電路工作母線電壓本身以半正弦方式變動(dòng)，這樣調(diào)整 其工作頻率，就可以實(shí)現(xiàn)包含驅(qū)動(dòng)電路以及壓電變壓器在內(nèi)的整個(gè)電路的全諧振特性，從而大大提高了整個(gè)電路的效率。如圖ll所示為，壓電變壓器驅(qū)動(dòng)電路的輸出電壓控制方法流程 圖，該控制方法包括使驅(qū)動(dòng)電路輸出間歇式半正弦波形電壓，及在達(dá) 到半正弦波形電壓的情況下進(jìn)一步調(diào)整參數(shù)使其達(dá)到全諧振的工作狀態(tài)，前一種方法即先確定參數(shù)關(guān)系LC諧振回路的諧振頻率為 MOS3的工作頻率的1.4- 1.6倍，MOS3的導(dǎo)通時(shí)間又為0.25 ~0.4倍的工作周期時(shí)。后一種方法在前一種方法的基礎(chǔ)上，包括步驟獲取壓 電變壓器處于諧振狀態(tài)所需的工作頻率；由上述諧振頻率與工作頻率 的關(guān)系，確定達(dá)到全諧振狀態(tài)時(shí)LC串聯(lián)諧振回路應(yīng)達(dá)到的諧振頻率； 調(diào)整LC串聯(lián)諧振回路中電感和電容參數(shù)值，將LC串聯(lián)諧振回路的諧 振頻率調(diào)整所述應(yīng)達(dá)到的諧振頻率，然后根據(jù)驅(qū)動(dòng)電路等效負(fù)載大 小，調(diào)整至開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間，從而使間歇式半正弦波電壓波形達(dá)到較 為完美的地步，且由該開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)間確定的工作頻率達(dá)到上述壓電 變壓器處于諧振狀態(tài)所需的工作頻率。本實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)電路輸入端的電壓為42.5V，達(dá)到全諧振狀態(tài) 時(shí)，具體設(shè)置的LC串聯(lián)諧振回路中的電感和電容參數(shù)值為丄3=84////, C3=32"/， r0=15^， r2=6^通過(guò)以上設(shè)置，驅(qū)動(dòng)電路輸出端的間歇式半波正弦電壓的最大 值"cmax 126K。本發(fā)明不僅特別適用于作為壓電變壓器的驅(qū)動(dòng)電路，同樣也適用 于作為零電壓開(kāi)關(guān)電路用，或其他需要此類波形的電路用。若LC串聯(lián)諧振頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于工作頻率時(shí)(譬如是工作頻率的IO 一1000倍時(shí))，在一個(gè)工作周期內(nèi)，半正弦波就變?yōu)楹塥M窄的尖脈沖， 其峰值可以是直流工作電壓的幾十倍至幾百倍以上，形成一系列帶長(zhǎng) 間歇的高頻尖脈沖串，該脈沖串可以用于電光源點(diǎn)火電路用。以上實(shí)施方式僅用于說(shuō)明本發(fā)明，而并非對(duì)本發(fā)明的限制，有關(guān) 技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下， 還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明 的范疇，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。1權(quán)利要求
1、一種壓電變壓器驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)電路包括LC串聯(lián)諧振回路，輸入端與所述直流電壓連接，輸出端與壓電變壓器連接；開(kāi)關(guān)，并聯(lián)連接在所述LC串聯(lián)諧振回路中電容的兩端；開(kāi)關(guān)控制器件，與所述開(kāi)關(guān)連接，用于控制所述開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，使所述LC串聯(lián)諧振回路的輸出端輸出間歇式半正弦波形電壓。
2、 如權(quán)利要求l所述的壓電變壓器驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述 開(kāi)關(guān)為金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，所述金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的柵 極與所述開(kāi)關(guān)控制器件連接，源極與所述電容接地一端連接，漏極與 電容的另一端連接，所述開(kāi)關(guān)控制器件通過(guò)波形電壓控制所述金屬氧 化物半導(dǎo)體晶體管的導(dǎo)通和截止。
3、 如權(quán)利要求l所述的壓電變壓器驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述 LC串聯(lián)諧振回路中電感和電容確定的諧振頻率，大于由金屬氧化物 半導(dǎo)體晶體管的導(dǎo)通和截止確定的工作頻率，所述金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的導(dǎo)通時(shí)間，小于由所述工作頻率確定的工作周期的一半。
4、 如權(quán)利要求3所述的壓電變壓器驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述 諧振頻率為所述工作頻率的1.4 1.6倍，所述導(dǎo)通時(shí)間為所述工作周 期的0.25-0.4倍。
5、 如權(quán)利要求4所述的壓電變壓器驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述 諧振頻率為所述工作頻率的1.5倍，所述導(dǎo)通時(shí)間為所述工作周期的 0,4倍。
6、 如權(quán)利要求5所述的壓電變壓器驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述 LC串聯(lián)諧振回路中電容的電容值為32nf，電感的電感值為84MH,金 屬氧化物半導(dǎo)體晶體管的導(dǎo)通時(shí)間為6Ms,所述工作周期為15ns。
7、 一種使用權(quán)利要求l所述壓電變壓器驅(qū)動(dòng)電路的輸出電壓控制 方法，該方法包括調(diào)整所述LC串聯(lián)諧振回路中電感和電容參數(shù)值，使所述LC串聯(lián) 諧振回路的諧振頻率，大于由開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)動(dòng)作確定的工作頻率，所述 開(kāi)關(guān)的關(guān)閉的時(shí)間，小于由所述工作頻率確定的工作周期的一半，以使所述LC串聯(lián)諧振回路的輸出端為半正弦波電壓。
8、 如權(quán)利要求7所述的壓電變壓器驅(qū)動(dòng)電路的輸出電壓控制方 法，其特征在于，所述諧振頻率與所述工作頻率的關(guān)系為所述諧振 頻率為所述工作頻率的1.4 1.6倍，所述導(dǎo)通時(shí)間為所述工作周期的 0.25 ~0.4倍。
9、 如權(quán)利要求8所述的壓電變壓器驅(qū)動(dòng)電路的輸出電壓控制方 法，其特征在于，該方法還包括步驟獲取壓電變壓器處于諧振狀態(tài)所需的工作頻率；由所述諧振頻率與所述工作頻率的關(guān)系，確定達(dá)到全諧振狀態(tài)時(shí) 所述LC串聯(lián)諧振回路應(yīng)達(dá)到的諧振頻率；調(diào)整所述LC串聯(lián)諧振回路中電感和電容參數(shù)值，將LC串聯(lián)諧振 回路的諧振頻率調(diào)整所述應(yīng)達(dá)到的諧振頻率；根據(jù)驅(qū)動(dòng)電路的等效負(fù)載情況，調(diào)整并聯(lián)在電容兩端的開(kāi)關(guān)的導(dǎo) 通時(shí)間，使輸出間歇式半正弦波形且達(dá)到壓電變壓器處于諧振狀態(tài)所 需的工作頻率。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種壓電變壓器驅(qū)動(dòng)電路及其輸出電壓控制方法，該驅(qū)動(dòng)電路的輸入端接直流電壓，輸出端與壓電變壓器的輸入端連接，驅(qū)動(dòng)電路用于將直流電壓轉(zhuǎn)換為間歇式半正弦波電壓，并輸出給所述壓電變壓器，該輸出電壓控制方法，通過(guò)對(duì)驅(qū)動(dòng)電路中的各器件參數(shù)調(diào)整，使工作頻率與電路中的諧振頻率滿足一定關(guān)系，且開(kāi)關(guān)器件的導(dǎo)通時(shí)間滿足特定條件時(shí)，使驅(qū)動(dòng)電路輸出間歇式半正弦波電壓，且可以達(dá)到驅(qū)動(dòng)電路和壓電變壓器達(dá)到全諧振狀態(tài)。本發(fā)明減少了開(kāi)關(guān)器件的損耗，可以使包括驅(qū)動(dòng)電路及壓電變壓器的整個(gè)電路處于全諧振狀態(tài)，達(dá)到大大減小損耗，提高可靠性的目的。
文檔編號(hào)H02M7/523GK101404462SQ20081011702
公開(kāi)日2009年4月8日 申請(qǐng)日期2008年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月22日
發(fā)明者夏定豪, 陳維忠 申請(qǐng)人:夏定豪;陳維忠