CN214098172U - 一种小型扁平的多通道压电控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型是一种小型扁平的多通道压电控制器。本实用新型涉及压电陶瓷、压电设备或其他容性负载的驱动技术领域，所述控制器包括直流供电端、电源变换电路、第一控制设备、第二控制设备、第三控制设备、RS232通信信号控制器、RS422通信信号控制器、USB通信信号控制器、主控单元、多通道、容性负载和电桥式传感器，所述多通道包括：数据转换器、电压放大与扩流装置和信号调理装置。本实用新型的电压放大与扩流装置采用铝基印刷电路板以增强其散热性能，采用热敏元件限制扩流模块的平均拉/灌电流以达到热保护的目的。本实用新型在多个通道的情况下，经过优化设计达到了一个很小的体积。
Description
技术领域
本实用新型涉及压电陶瓷、压电设备或其他容性负载的驱动技术领域，是一种小型扁平的多通道压电控制器。
背景技术
当前现有的压电控制器，高性能的控制器体积都比较大，静态功耗也比较高，不利于嵌入到其他设备中；而小型的压电控制器通常性能较差，功能不够丰富，保护不够完善。
实用新型内容
本实用新型为了拥有高性能的同时降低了压电控制器的静态功耗，将多个通道的压电控制器设计为扁平结构，利于系统集成并拥有良好的散热结构，对发热量进行限制以达到热保护的目的，本实用新型提供了一种小型扁平的多通道压电控制器，本实用新型提供了以下技术方案：
一种小型扁平的多通道压电控制器，所述控制器包括直流供电端、电源变换电路、第一控制设备、第二控制设备、第三控制设备、RS232通信信号控制器、RS422通信信号控制器、USB通信信号控制器、主控单元、多通道、容性负载和电桥式传感器，所述多通道包括：数据转换器、电压放大与扩流装置和信号调理装置；
所述直流供电端输出供电至电源变换电路，所述电源变换电路的供电输出端分别连接主控单元、数据转换器和电压放大与扩流装置的供电输入端，所述第一控制设备的数据信号输出端连接RS232通信信号控制器的数据信号输入端，所述第二控制设备的数据信号输出端连接RS422通信信号控制器的数据信号输入端，所述第三控制设备的数据信号输出端连接USB通信信号控制器的数据信号输入端；
所述RS232通信信号控制器、RS422通信信号控制器和USB通信信号控制器的数据信号输出端连接主控单元的数据信号输入端，所述主控单元的数据信号输出端连接数据转换器的数据信号输入端，所述数据转换器的数据信号输出端分别连接电压放大与扩流装置和信号调理装置的数据信号输入端，所述电压放大与扩流装置的数据信号输出端连接容性负载的数据信号输入端，所述信号调理装置的数据信号输出端连接电桥式传感器的数据信号输入端。
优选地，所述主控单元采用ARM核心32bit的单片机。
优选地，所述多通道的通道数为7。
优选地，所述电源变换电路输出+5V给主控单元供电，所述电源变换电路输出±15V用于给数据转换器供电，所述电源变换电路输出160V高压用于给电压放大与扩流装置供电。
本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型的电压放大与扩流装置采用铝基印刷电路板以增强其散热性能，采用热敏元件限制扩流模块的平均拉/灌电流以达到热保护的目的。本实用新型在多个通道的情况下，经过优化设计达到了一个很小的体积，整体体积为：长：170mm，宽：150mm，高：26mm。
本实用新型性能参数如下：输出电压范围：-20V～+150V，最大输出拉电流：500mA/通道，平均输出拉电流：70mA/通道，最大输出灌电流：500mA/通道，平均输出灌电流：70mA/通道，最大拉/灌电流持续时间：3ms，功率带宽(-3DB)：20kHz，输出压摆率：8V/us。
附图说明
图1为一种小型扁平的多通道压电控制器示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本实用新型进行了详细说明。
具体实施例一：
根据图1所示，本实用新型提供一种小型扁平的多通道压电控制器，一种小型扁平的多通道压电控制器，所述控制器包括直流供电端、电源变换电路、第一控制设备、第二控制设备、第三控制设备、RS232通信信号控制器、RS422通信信号控制器、USB通信信号控制器、主控单元、多通道、容性负载和电桥式传感器，所述多通道包括：数据转换器、电压放大与扩流装置和信号调理装置；
所述直流供电端输出供电至电源变换电路，所述电源变换电路的供电输出端分别连接主控单元、数据转换器和电压放大与扩流装置的供电输入端，所述第一控制设备的数据信号输出端连接RS232通信信号控制器的数据信号输入端，所述第二控制设备的数据信号输出端连接RS422通信信号控制器的数据信号输入端，所述第三控制设备的数据信号输出端连接USB通信信号控制器的数据信号输入端；
所述RS232通信信号控制器、RS422通信信号控制器和USB通信信号控制器的数据信号输出端连接主控单元的数据信号输入端，所述主控单元的数据信号输出端连接数据转换器的数据信号输入端，所述数据转换器的数据信号输出端分别连接电压放大与扩流装置和信号调理装置的数据信号输入端，所述电压放大与扩流装置的数据信号输出端连接容性负载的数据信号输入端，所述信号调理装置的数据信号输出端连接电桥式传感器的数据信号输入端。
直流供电端：外部的直流稳压电源，输入范围为18V～40V，作为控制器的供电输入。
所述的控制设备用户的主控单元，可以是个人电脑或者是用户自行研发的主控设备，其具备相应的通信信号控制器，与本压电控制器进行各种规范的通信。
USB通信信号控制器：主控单元附带的具有片上PHY的USB 2.0全速器件，以USB-HID设备的方式与第三控制设备进行通信。
主控单元接收各通信信号控制器传回的指令，并根据需求返回数据。与数据转换器进行数据通信，以发出控制电压放大与扩流装置的信号。与数据转换器进行数据通信，以接收信号调理装置的返回的数据信号。
电压放大与扩流装置将主控单元通过数据转换器发出的电压信号进行放大，并进一步将放大后的电压信号的输出拉、灌电流能力进行扩大，用于驱动容性负载。
信号调理装置将电桥式传感器返回的电信号进行调理，以达到可以被数据转换器正确识别的信号形式，而后将其传递给数据转换器。
容性负载以压电陶瓷或者各类型电容为典型代表的容性负载。电桥式传感器使用电阻式传感器搭建的惠斯通电桥，用以将物体形变量转换为电信号。
所述主控单元采用ARM核心32bit的单片机。所述多通道的通道数为7。并且可通过简单的扩展设计达到更多的通道数。供电输入端连接DC输入、包含高压的多规格输出的电源变换电路，变换为电压放大与扩流模块所需的高压，和各型信号控制器、单片机、数据转换器所需要的低压，并给其供电。各通信控制器可分别接收通信信号并传递给单片机，单片机可通过收到的指令与数据，，进而控制功放，功放输出电信号驱动负载。
直流供电端：外部的直流稳压电源，输入范围为18V～40V，作为控制器的供电输入。电源变换电路：将供电端输入的直流电源变换为多规格的直流电源，以提供给本压电控制器内部的各单元、装置使用。包括+5V用于给主控单元供电，±15V用于给数据转换器、信号调理装置供电，160V高压用于给电压放大与扩流装置供电。
所述电源变换电路输出+5V给主控单元供电，所述电源变换电路输出±15V用于给数据转换器供电，所述电源变换电路输出160V高压用于给电压放大与扩流装置供电。
RS232通信信号控制器：将主控单元发出的3.3V电平标准的通用串行信号转换为符合RS232标准的信号并发送给第一控制设备；将第一控制设备发出的符合RS232标准的信号转换为3.3V电平标准的通用串行信号并发送给主控单元。
RS422通信信号控制器：将主控单元发出的3.3V电平标准的通用串行信号转换为符合RS422标准的信号并发送给第二控制设备；将第二控制设备发出的符合RS422标准的信号转换为3.3V电平标准的通用串行信号并发送给主控单元。
以上所述仅是一种小型扁平的多通道压电控制器的优选实施方式，一种小型扁平的多通道压电控制器的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于该思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和变化，这些改进和变化也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种小型扁平的多通道压电控制器，其特征是：所述控制器包括直流供电端、电源变换电路、第一控制设备、第二控制设备、第三控制设备、RS232通信信号控制器、RS422通信信号控制器、USB通信信号控制器、主控单元、多通道、容性负载和电桥式传感器，所述多通道包括：数据转换器、电压放大与扩流装置和信号调理装置；
所述直流供电端输出供电至电源变换电路，所述电源变换电路的供电输出端分别连接主控单元、数据转换器和电压放大与扩流装置的供电输入端，所述第一控制设备的数据信号输出端连接RS232通信信号控制器的数据信号输入端，所述第二控制设备的数据信号输出端连接RS422通信信号控制器的数据信号输入端，所述第三控制设备的数据信号输出端连接USB通信信号控制器的数据信号输入端；
所述RS232通信信号控制器、RS422通信信号控制器和USB通信信号控制器的数据信号输出端连接主控单元的数据信号输入端，所述主控单元的数据信号输出端连接数据转换器的数据信号输入端，所述数据转换器的数据信号输出端分别连接电压放大与扩流装置和信号调理装置的数据信号输入端，所述电压放大与扩流装置的数据信号输出端连接容性负载的数据信号输入端，所述信号调理装置的数据信号输出端连接电桥式传感器的数据信号输入端。
2.根据权利要求1所述的一种小型扁平的多通道压电控制器，其特征是：所述主控单元采用ARM核心32bit的单片机。
3.根据权利要求2所述的一种小型扁平的多通道压电控制器，其特征是：所述多通道的通道数为7。
4.根据权利要求3所述的一种小型扁平的多通道压电控制器，其特征是：所述电源变换电路输出+5V给主控单元供电，所述电源变换电路输出±15V用于给数据转换器供电，所述电源变换电路输出160V高压用于给电压放大与扩流装置供电。
Priority Applications (1)
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| CN202120096176.7U CN214098172U (zh) | 2021-01-14 | 2021-01-14 | 一种小型扁平的多通道压电控制器 |
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Publications (1)
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| CN214098172U true CN214098172U (zh) | 2021-08-31 |
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| CN202120096176.7U Active CN214098172U (zh) | 2021-01-14 | 2021-01-14 | 一种小型扁平的多通道压电控制器 |
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2021
- 2021-01-14 CN CN202120096176.7U patent/CN214098172U/zh active Active
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