CN108339723B - 一种用于自动点胶机的压电陶瓷喷射阀驱动电源 - Google Patents

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Abstract

本发明一种用于自动点胶机的压电陶瓷喷射阀驱动电源，涉及驱动电源技术领域。本发明由直流电源模块(1)，驱动电压产生模块(2)，控制模块(3)以电信号方式连接组成。本发明一种用于自动点胶机的压电陶瓷喷射阀驱动电源，特别采用无模型自适应控制算法调节PWM占空比的方式，克服了现有的驱动电源采用开关控制充放电的方式产生驱动电压波形，只能调节驱动电压大小等技术问题。实现了按工艺要求，由操作人员设置，准确控制自动点胶机压电陶瓷喷射阀的一种上升时间、下降时间、驱动电压等均可调节的压电陶瓷喷射阀驱动电源，达到控制阀体撞击的速度，撞击时间、点胶时间、延迟时间等控制出胶的目的，为微电子封装技术提供新的技术装备。

Description

一种用于自动点胶机的压电陶瓷喷射阀驱动电源
技术领域
本发明涉及驱动电源技术领域，具体指一种用于自动点胶机的压电陶瓷喷射阀驱动电源。
背景技术
机器人点胶技术在微电子封装技术中起到非常关键的作用。采用压电陶瓷驱动的喷射式点胶阀实现自动点胶，相比于接触式、机械式点胶等方式具有明显的优点，是一种先进的自动点胶技术。在这种驱动方式中，压电陶瓷驱动电源的性能是影响点胶性能的关键因素。市场上现有的驱动电源大都采用开关控制充放电的方式产生驱动电压波形，充放电时间有电路的时间常数确定，只能调节驱动电压的大小，不能按用户工艺要求通过参数设置来改变，输出脉冲的高低电压值也不能控制，高电平值对应充满的状态，即为供电电压值，低电平值为放完的状态，即为零。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺失和不足，提出一种上升时间、下降时间、驱动电压等均可调节的压电陶瓷喷射阀驱动电源。
一种自动点胶机压电陶瓷喷射阀驱动电源的设计。高性能自动点胶机要求压电陶瓷喷射阀的撞击时间、点胶时间、延迟时间等都可以按工艺要求由操作人员设置。
为达到这个设计要求方案，由直流电源模块，驱动电压产生模块，控制模块以电信号方式连接组成。
所述直流电源模块，输出两路电压，一路作为控制模块的供电电源(12V)，另一路作为电压驱动模块的主供电电源(0-120V可调)。
所述驱动电压产生模块的主供电电源由整流单元和DC/DC单元组成，其中DC/DC单元的控制信号由控制模块DA输出的0-5V的电压控制。主供电电源输出通过取样电阻进入控制模块，用于监控主供电电源的输出，一方面用于显示，一方面用于短路保护。
所述驱动电压产生模块，接收控制模块的控制信号产生相应的驱动信号给压电陶瓷喷射阀。压电陶瓷喷射阀中的压电陶瓷片可以近似等效为电容，电容值在6.7uF左右。通过改变充放电控制脉冲的占空比实现充放电速度和高低电平电压值的大小。
所述控制模块由STM32作为处理器，实现驱动电源控制、故障保护、参数设置、存储显示功能。驱动控制为核心功能，本发明采用闭环控制实现输出波形的上升时间、下降时间和高低电平值的控制。闭环控制的给定信号由用户设定的上升时间t2、高电平时间t3、下降时间t4、低电平时间t1对应的波形计算得到，反馈信号通过输出端取样电阻得到。
通过控制模块中的STM32中运行的控制软件，由用户通过键盘操作设定实现期望输出波形的上升时间、下降时间、高电平值、低电平值、高电平时间和低电平时间。
所述控制软件中采用无模型自适应控制算法调节PWM占空比的方式实现。所述PWM以控制充放电速度的方式实现上升时间和下降时间的控制，通过输出电压检测作为反馈，再由无模型自适应控制算法控制充放电时间和高低电平的电压值。
故障保护功能主要设计为两种情况的保护，一是陶瓷片短路保护功能，通过输出检测电源模块监测电压降来实现短路保护；二是主控制器温度超限保护功能，通过安放在散热器上的温度传感器测量散热器温度，当温度超过限定值(120度)时，输出控制信号关闭前端电源。
如上所述，本发明提出一种用于自动点胶机的压电陶瓷喷射阀驱动电源，实现了上升时间、下降时间、驱动电压等均可调节的压电陶瓷驱动电源。
附图说明
图1为本发明一种自动点胶机压电陶瓷喷射阀驱动电源系统连接示意框图；
图2为本发明实施例驱动电压产生模块的电路电路图；
图3为本发明实施例当t2＝0.2ms、t4＝0.2ms时在压电陶瓷阀两端的输出波形图；
图4为本发明实施例当t2＝0.5ms、t4＝0.5ms时在压电陶瓷阀两端的输出波形图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步的描述
本发明一种自动点胶机压电陶瓷喷射阀驱动电源，由直流电源模块1，驱动电压产生模块2，控制模块3以电信号方式连接组成(如附图1所示)。
所述直流电源模块1，由两路独立输出的电源组成，第一路12V电源为控制模块3供电电源，用反激式开关电源。第二路为驱动电压产生模块2的主供电电源。驱动电压产生模块2的主供电电源由整流单元和DC/DC单元组成，芯片用UC3825，输出电压范围为10-120V连续可调。其中DC/DC单元的控制信号由控制模块3的DA输出0-5V的电压控制，以达到开通和关断驱动电压产生模块2的主供电电源的目的。此外主供电电源输出通过取样电阻进入控制模块3，用于监控主供电电源的输出，一方面用于显示，一方面用于短路保护。
所述驱动电压产生模块2电路(如附图2所示)，采用PWM驱动方案，上升时间段对应的陶瓷充电过程，此时，Q3管开通可以实现充电，通过调节控制信号的占空比控制充电的速度，从而控制上升时间。充电达到高电平值时关断Q3管，从而关断充电回路，电压保持高电平。下降时间段对应陶瓷的放电过程，此时，Q2管开通可以实现放电，放电终止电压由U1A运放负电压设定，陶瓷放电到设定电压后停止放电。
所述控制模块3由STM32F103作为处理器，实现驱动电源控制、故障保护、参数设置、存储显示功能。驱动控制为核心功能，采用闭环控制实现输出波形的上升时间、下降时间和高低电平值的控制。闭环控制的给定信号由用户设定的上升时间t2、高电平时间t3、下降时间t4、低电平时间t1对应的波形计算得到，反馈信号通过输出端取样电阻得到。
所述控制软件中采用无模型自适应控制算法调节PWM占空比的方式实现。
系统完成后，电压参数设置为高电压Vh＝120V,Vl＝25V，高电平和低电平时间t1＝5ms、t3＝5ms，当t2＝0.2ms、t4＝0.2msms时在压电陶瓷阀两端的输出波形(如附图3所示)；当t2＝0.5ms、t4＝0.5ms时在压电陶瓷阀两端的输出波形(如附图4所示)。
通过监控直流电源模块1的压降实现压电陶瓷短路保护。通过监控驱动电压产生模块2主散热器的温度超限实现报警保护。
综上所述，本发明系统可以按工艺要求，由操作人员设置，实现准确控制自动点胶机要求压电陶瓷喷射阀的上升时间和下降时间，从而控制阀体撞击的速度，撞击时间、点胶时间、延迟时间等控制出胶的目的，为微电子封装技术提供新的技术装备。

Claims (4)

1.一种自动点胶机压电陶瓷喷射阀驱动电源，其特征在于，由直流电源模块(1)，驱动电压产生模块(2)，控制模块(3)以电信号方式连接组成；
所述直流电源模块(1)，输出两路电压，一路作为控制模块(3)的供电电源12V，另一路作为驱动电压产生模块(2)的主供电电源可调0-120V；
所述驱动电压产生模块(2)接收控制模块(3)的控制信号产生相应波形的驱动电压给压电陶瓷喷射阀；
所述控制模块(3)实现对直流电源模块(1)，驱动电压产生模块(2)的控制、故障保护、参数设置、存储显示功能的处理器为STM32，采用无模型自适应控制算法，通过调节PWM占空比实现驱动电压波形的控制；
所述PWM以控制充放电速度的方式实现上升时间和下降时间的控制，通过输出电压检测作为反馈，再由无模型自适应控制算法控制充放电时间和高低电平的电压值。
2.如权利要求1所述的一种自动点胶机压电陶瓷喷射阀驱动电源，其特征在于，所述驱动电压产生模块(2)的主供电电源由整流单元和DC/DC单元组成，其中DC/DC单元的控制信号由控制模块(3)DA输出的0-5V的电压控制；主供电电源输出通过取样电阻进入控制模块(3)监控主供电电源的输出，一方面用于显示，一方面用于短路保护。
3.如权利要求1所述的一种自动点胶机压电陶瓷喷射阀驱动电源，其特征在于，所述驱动电压波形通过控制模块(3)的STM32处理器运行控制软件，根据用户设定的参数控制相应的输出电压波形的上升时间、下降时间、高电平值、低电平值、高电平时间和低电平时间；
控制模块(3)采用闭环控制实现输出波形的给定信号由用户设定的上升时间t2、高电平时间t3、下降时间t4、低电平时间t1、高电平电压值和低电平电压值对应的波形计算获得，反馈信号通过输出端取样电阻获得。
4.如权利要求1或3所述的一种自动点胶机压电陶瓷喷射阀驱动电源，其特征在于，所述控制模块(3)的故障保护功能，一是通过输出检测直流电源模块(1)监测电压降实现陶瓷片短路保护；二是通过设置在散热器上的温度传感器，测量散热器温度，当温度超过限定值120℃时，输出控制信号关闭前端电源主控制器温度实现超限保护。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112170105B (zh) * 2020-09-18 2022-06-10 深圳市轴心压电技术有限公司 一种新型压电陶瓷阀驱动控制系统
CN112850634A (zh) * 2021-01-19 2021-05-28 青岛歌尔微电子研究院有限公司 芯片封装工艺和芯片封装模组
CN114527686A (zh) * 2021-12-24 2022-05-24 珠海博杰电子股份有限公司 压电陶瓷阀动态控制系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5739622A (en) * 1995-08-07 1998-04-14 Nec Corporation Converter wherein a piezoelectric transformer input signal is frequency modulated by a pulse width modulated signal
CN102034441A (zh) * 2009-09-29 2011-04-27 深圳Tcl新技术有限公司 一种lcd驱动电压控制装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5739622A (en) * 1995-08-07 1998-04-14 Nec Corporation Converter wherein a piezoelectric transformer input signal is frequency modulated by a pulse width modulated signal
CN102034441A (zh) * 2009-09-29 2011-04-27 深圳Tcl新技术有限公司 一种lcd驱动电压控制装置

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
压电式点胶机驱动电源研究;廖平等;《压电与声光》;20160430;第38卷(第2期);313-314，图2、3 *
基于转轨驱动的压电陶瓷驱动电源;胡晓明;《中国优秀硕士学位论文全文数据库信息科技辑》;20071015(第4期);12、25-28、38、46图3-5 *
廖平等.压电式点胶机驱动电源研究.《压电与声光》.2016,第38卷(第2期),313-314. *

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