CN105978399A - 一种用于压电陶瓷贾卡梳的双电源双向驱动电路 - Google Patents

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Abstract

一种用于压电陶瓷贾卡梳的双电源双向驱动电路，包括一电源VCC1、一电源VCC2、压电陶瓷晶片C1、压电陶瓷晶片C2、控制开关电路S1以及控制开关电路S2。在本发明中，通过设置电源VCC2配合电源VCC1使用，通过增加一组低电驱动电压，一方面，它抵消正向驱动电压，使得实际落在贾卡两端的电压降低；另一方面，它产生一个反向力，与正向力方向相同，两者力度相加，最终的效果是增大摆动力度，达到兼顾页卡性能和寿命的目的。因而可以做到在增大贾卡驱动电压的同时，满足客户对贾卡性能的需求，有效延长贾卡使用寿命，降低了客户使用和生产成本。

Description

一种用于压电陶瓷贾卡梳的双电源双向驱动电路
技术领域
本发明涉及一种压电陶瓷晶片的驱动电路，尤其是指一种用于压电陶瓷贾卡梳的双电源双向驱动电路。
背景技术
贾卡经编机是生产网眼类装饰织物的主要机器 , 其产品主要用于室内装饰和装饰性妇女内衣面料及其花边辅料等。自1884年问世以来,贾卡经编机的贾卡装置已从机械式发展到电磁式和现在的压电式 , 就目前而言，市场上应用比较广泛的贾卡装置主要包括拉线贾卡和压电陶瓷贾卡。
压电式贾卡经编机或者压电式贾卡钩编机是一种利用压电贾卡梳进行提花的纺织机械，一般由多个压电陶瓷贾卡针组合构成一个贾卡梳。每个压电陶瓷贾卡针的两面各贴有压电陶瓷晶片，压电陶瓷晶片之间有玻璃纤维层或金属片隔离，当给两侧的压电陶瓷的电极加上计算机程序控制的正负电压信号后，压电陶瓷会弯曲变形，从而使得贾卡针向左或者向右偏移，并可保持这种偏移，如此即可完成经编机或钩编机的提花工作。压电式陶瓷贾卡针具有功耗小、噪音小、无电磁干扰、工作频率高、低热量释放等优点。
现有技术经编机至少要控制 3500 个织针，机器往往都非常庞大，控制织针运动的电路板也达 100 多块。传统的驱动电路板由于电路设计缺陷，发热量大，另外是利用正负极转换来达到控制压电陶瓷的运动。转换过程并没有有效的放电过程，这样会大大减少压电陶瓷晶片的寿命。传统压电陶瓷晶片的寿命通常为 2 年左右。
当前的贾卡一般使用单电源单向驱动，驱动电压越高，摆动力度越大，贾卡提花动作就越可靠。特别是大针距的贾卡，往往需要较高的驱动电压以保证贾卡动作的可靠性，目前驱动电压最高在200V左右。但是贾卡的使用寿命与驱动电压成反比，驱动电压提升会导致贾卡使用寿命急剧下降。保证贾卡的动作可靠性与使用寿命两者存在矛盾，不可兼得。
发明内容
本发明提供一种用于压电陶瓷贾卡梳的双电源双向驱动电路，其主要目的在于克服现在单电源贾卡存在的可靠性和寿命不可兼得的缺陷。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种用于压电陶瓷贾卡梳的双电源双向驱动电路，包括一电源VCC1、一电源VCC2、压电陶瓷晶片C1、压电陶瓷晶片C2、控制开关电路S1以及控制开关电路S2，控制开关电路S1以及控制开关电路S2均包括两接入端和一输出端，所述控制开关电路S1的第一个接入端和控制开关电路S2的第一个接入端并联于电源VCC1的正极；所述控制开关电路S1的第二个接入端和控制开关电路S2的第二个接入端以及电源VCC1的负极并联于电源VCC1的负极；控制开关电路S1的输出端连接于压电陶瓷晶片C1的一端，控制开关电路S2的输出端连接于压电陶瓷晶片C2的一端，压电陶瓷晶片C1和压电陶瓷晶片C2的另一端串联于电源VCC2的正极。
进一步的，所述电源VCC1的电压大于电源VCC2的电压。
进一步的，所述电源VCC1的电压为180V～220V，所述电源VCC2的电压为20V～120V。
进一步的，所述电源VCC1的电压为200V，所述电源VCC2的电压为30V。
进一步的，所述控制开关电路S1的第二个接入端和控制开关电路S2的第二个接入端、电源VCC1的负极以及电源VCC1的负极并联接地。
和现有技术相比，本发明产生的有益效果在于:
在本发明中，通过设置电源VCC2配合电源VCC1使用，通过增加一组低电驱动电压，一方面，它抵消正向驱动电压，使得实际落在贾卡两端的电压降低；另一方面，它产生一个反向力，与正向力方向相同，两者力度相加，最终的效果是增大摆动力度，达到兼顾页卡性能和寿命的目的。因而可以做到在增大贾卡驱动电压的同时，满足客户对贾卡性能的需求，有效延长贾卡使用寿命，降低了客户使用和生产成本。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为压电陶瓷等效电路的示意图。
图3为单电源工作原理等效电路的示意图。
图4为单电源工作的压电陶瓷向左摆动的电路示意图。
图5为单电源工作的压电陶瓷向右摆动的电路示意图。
图6为双电源工作的压电陶瓷的原理示意图。
图7为双电源工作的压电陶瓷向左摆动的电路示意图。
图8为双电源工作的压电陶瓷向右摆动的电路示意图。
具体实施方式
下面参照附图说明本发明的具体实施方式。
参照图1。一种用于压电陶瓷贾卡梳的双电源双向驱动电路，包括一电源VCC1、一电源VCC2、压电陶瓷晶片C1、压电陶瓷晶片C2、控制开关电路S1以及控制开关电路S2，控制开关电路S1以及控制开关电路S2均包括两接入端和一输出端，所述控制开关电路S1的第一个接入端和控制开关电路S2的第一个接入端并联于电源VCC1的正极；所述控制开关电路S1的第二个接入端和控制开关电路S2的第二个接入端以及电源VCC1的负极并联于电源VCC1的负极；控制开关电路S1的输出端连接于压电陶瓷晶片C1的一端，控制开关电路S2的输出端连接于压电陶瓷晶片C2的一端，压电陶瓷晶片C1和压电陶瓷晶片C2的另一端串联于电源VCC2的正极。
其中所述电源VCC1的电压大于电源VCC2的电压。
其中所述电源VCC1的电压为180V～220V，所述电源VCC2的电压为20V～120V。
其中所述电源VCC1的电压为200V，所述电源VCC2的电压为30V。
其中，所述控制开关电路S1的第二个接入端和控制开关电路S2的第二个接入端、电源VCC1的负极以及电源VCC1的负极并联接地。
参照图2-图8，本发明的工作过程如下：
压电陶瓷贾卡由若干片压电陶瓷晶片组成，贾卡驱动实际上就是驱动压电陶瓷晶片的过程，每片压电陶瓷晶片可被等效成两个电容串联在一起。如图2所示：电容C1、C2，及三条引线A,B,C，其中A，B为输入端，C为共公端。
为了更好的理解单电源与双电源驱动的区别及原理，首先介绍单电源驱动时的工作过程
单电源应用原理如图3所示，其中，S1、S2是驱动电路的等效电路，驱动电路可等效成2个开关，用于控制压电陶瓷的通电方向，进而控制压电陶瓷动作。
压电陶瓷共有2个动作状态，向左摆动、向右摆动，过程如下：
工作过程：
1：向左摆动：如图4所示，S1接电源正极，S2接电源负极，此时C1充电，充电方向是A->C，即AC间的电压=200V；C2放电，即放电方向是B->C，即BC的电压=0V。由于C1充电，压电陶瓷发生形变，形变方向向左；而C2上电压为0，无形变，最终，整体形变由C1产生，C1决定形变方向向左，完成向左摆动动作。
2：向右摆动：如图5所示，S1接电源负极，S2接电源正极，此时C1放电，放电方向是A->C，即AC间的电压=0V；C2充电，即充电方向是B->C，即BC的电压=200V，由于C2充电，压电陶瓷发生形变，形变方向向右；而C1上电压为0，无形变，最终，整体形变由C2产生，C2决定形变方向向右，完成向右摆动动作。
双电源应用原理如图6所示，与单电源驱动不同的是，在公共端C处增加了一组电源V1，实际上此电源电压是可调的，电路结构不变，为便于说明，假设V1电压为30V。
以下说明，在双电源下，压电陶瓷的工作过程。压电陶瓷共有2个动作状态，向左摆动、向右摆动，过程如下：
工作过程：
1：向左摆动：如图7所示，S1接电源正极，S2接电源负极，此时C1正向充电，充电方向是A->C，由于V1的存在，AC间的最终充电电压是200-30=170V，即AC间的电压=170V；C2反向充电，即充电方向是C->B，即BC的电压=-30V。由于C1充电，压电陶瓷发生形变，形变方向向左；C2上电压为-30V，形变方向也是向左，最终，整体形变由C1,C2相加共同产生，方向都是向左，完成向左摆动。
1：向右摆动：如图8所示，S1接电源负极，S2接电源正极，此时C1被反向充电，充电方向是C->A，即AC间的电压=-30V；C2正向充电，充电方向是B->C，由于V1的存在，BC间的最终充电电压是200-30=170V。由于C2正向充电，压电陶瓷发生形变，形变方向向右；C1上电压为-30V，形变方向也是向右，最终，整体形变由C1,C2相加共同产生，方向都是向右，完成向右摆动。
综上所述，由于摆动力度与电压成正比且是线性关系，例如在向左摆动时，经过测试与实践证明，C1的正向电压为170V、C2为-30V时，两者合成的向左摆动的力度相当于C1在200V时的摆动力度，此时C1上的电压由200V下降到170V，同时兼顾了贾卡使用性能与使用寿命的需求。
上述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。

Claims (5)

1.一种用于压电陶瓷贾卡梳的双电源双向驱动电路，其特征在于：包括一电源VCC1、一电源VCC2、压电陶瓷晶片C1、压电陶瓷晶片C2、控制开关电路S1以及控制开关电路S2，控制开关电路S1以及控制开关电路S2均包括两接入端和一输出端，所述控制开关电路S1的第一个接入端和控制开关电路S2的第一个接入端并联于电源VCC1的正极；所述控制开关电路S1的第二个接入端和控制开关电路S2的第二个接入端以及电源VCC1的负极并联于电源VCC1的负极；控制开关电路S1的输出端连接于压电陶瓷晶片C1的一端，控制开关电路S2的输出端连接于压电陶瓷晶片C2的一端，压电陶瓷晶片C1和压电陶瓷晶片C2的另一端串联于电源VCC2的正极。
2.如权利要求1所述一种用于压电陶瓷贾卡梳的双电源双向驱动电路，其特征在于：所述电源VCC1的电压大于电源VCC2的电压。
3.如权利要求2所述一种用于压电陶瓷贾卡梳的双电源双向驱动电路，其特征在于：所述电源VCC1的电压为180V～220V，所述电源VCC2的电压为20V～120V。
4.如权利要求3所述一种用于压电陶瓷贾卡梳的双电源双向驱动电路，其特征在于：所述电源VCC1的电压为200V，所述电源VCC2的电压为30V。
5.如权利要求1所述一种用于压电陶瓷贾卡梳的双电源双向驱动电路，其特征在于：所述控制开关电路S1的第二个接入端和控制开关电路S2的第二个接入端、电源VCC1的负极以及电源VCC1的负极并联接地。
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