CN221103207U - 一种用于压电陶瓷的驱动电路及压电陶瓷的提花装置 - Google Patents

Abstract

一种用于压电陶瓷的驱动电路及压电陶瓷的提花装置，包括电源DC1、电源DC2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、三极管Q1、三极管Q2、5V电源以及控制信号输入端INPUT。在本实用新型中，通过设置二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4同形成一电容充放电的电路，当充电方向为C2向C1时，D1，D2分担了一部份的电压给C1，使得C2承受的电压随之下降，但力度不变，当充电方向是C1向C2时，D1，D2分担了一部份的电压给C2，使得C1承受的电压随之下降，但力度不变，最终的结果是，在力度不变的前提下，降低了压电陶瓷片承受的正向电压，延长了压电陶瓷片的使用寿命。

Description

一种用于压电陶瓷的驱动电路及压电陶瓷的提花装置

技术领域

本实用新型涉及提花装置领域，尤其是指一种用于压电陶瓷的驱动电路及压电陶瓷的提花装置。

背景技术

现有的压电陶瓷提花装置中，在压电陶瓷片尾部设有输出铜箔，此铜箔对应压电陶瓷片的两个铜箔接电端，驱动电路向铜箔接电端输入直流电压时，压电陶瓷片就会摆动，这两个铜箔接电端分别控制压电陶瓷片向左或向右摆动。

就目前而言，在现有的压电陶瓷驱动电路中，存在以下两种情况：

1、压电陶瓷等效的电容C1和压电陶瓷等效的电容C2之间的公共点必须接地。

2、压电陶瓷片的寿命与正向电压成线性关系，电压越高摆动力度越大但寿命越短。

实用新型内容

本实用新型提供一种用于压电陶瓷的驱动电路及压电陶瓷的提花装置，其主要目的在于克服压电陶瓷片受到电压越高时，摆动力度越大但寿命越短的缺陷。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

一种用于压电陶瓷的驱动电路，包括电源DC1、电源DC2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、三极管Q1、三极管Q2、5V电源以及控制信号输入端INPUT，所述电阻R3的一端与所述5V电源相电连接，所述电阻R3的另一端与所述三极管Q2的基极相电连接，所述控制信号输入端INPUT与所述三极管Q2的发射极相电连接，所述三极管Q2的集电极、所述二极管D5的阴极、所述三极管Q1的基极以及所述电阻R1的一端共同连接在一起，所述三极管Q1的基极、所述电阻R1的另一端以及所述电源DC1的一端共同连接在一起，所述三极管Q1的发射极、所述二极管的阳极以及所述电阻R2的一端共同连接在一起，所述电容C2的一端、所述电阻R2的另一端以及所述二极管D4的阴极共同连接在一起，所述二极管D4的阳极与所述二极管D3的阳极相电连接，所述二极管D2的阴极、所述二极管D3的阴极、所述电容C1的一端以及所述电容C2的另一端共同连接在一起，所述二极管D2的阳极与所述二极管D1的阳极相电连接，所述二极管D1的阴极、所述电容C1的另一端、电源DC1的另一端以及电源DC2的一端共同连接在一起，所述电源DC2的另一端接地。

进一步的，所述二极管D2为稳压管。

进一步的，所述二极管D3为稳压管。

进一步的，所述电容C1和所述电容C2分别为两个压电陶瓷片的等效电容，所述电容C1和所述电容C2在任意时刻只有一个是充电状态，另一个是放电状态，使得压电陶瓷片左、右摆动。

进一步的，所述电源DC1为直流电源，所述电源DC2为直流电源。

一种压电陶瓷提花装置，该提花装置包括至少一用于提花导纱的贾卡针单元、至少一用于驱动所述贾卡针单元、至少一用于驱动所述贾卡针单元摆动的压电陶瓷元件以及至少一用于驱动所述压电陶瓷元件摆动的驱动电路，所述驱动电路与所述压电陶瓷元件连成一体，所述驱动电路为以上的所述驱动电路。

进一步的，所述提花装置还包括至少一与所述压电陶瓷元件相电连接的晶圆元件，所述驱动电路设于所述晶圆元件上。

进一步的，所述晶圆元件与所述压电陶瓷元件的尾部连成一体。

进一步的，所述压电陶瓷元件包括至少一玻璃纤维片、两个分别包裹在所述玻璃纤维片左右两侧上的压电陶瓷片、两个分别设于所述玻璃纤维片左右两侧上的铜箔接电端、设于所述铜箔接电端上的镀金层以及设于所述铜箔接电端上的蚀刻电路，两个所述铜箔接电端分别与对应的所述压电陶瓷片的尾部电连接在一起，所述玻璃纤维片的前部与所述贾卡针单元相连接，所述晶圆元件安装在所述蚀刻电路上，使得所述驱动电路输出的电压施加在所述压电陶瓷片上驱动所述压电陶瓷片摆动。

和现有技术相比，本实用新型产生的有益效果在于:

1、本实用新型结构简单、实用性强，通过设置二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4同形成一电容充放电的电路，一方面使电容C1和电容C2之间的公共点无需接地，另一方面压电陶瓷片的寿命与正向电压成线性关系，在压电陶瓷片承受同样电压的情况下，当充电方向为C2向C1时，D1，D2分担了一部份的电压给C1，使得C2承受的电压随之下降，但力度不变，当充电方向是C1向C2时，D1，D2分担了一部份的电压给C2，使得C1承受的电压随之下降，但力度不变，最终的结果是，在力度不变的前提下，降低了压电陶瓷片承受的正向电压，延长了压电陶瓷片的使用寿命。

2、在本实用新型中，该驱动电路具有元件数量少，便于集成的特点，且自带压电陶瓷片正负压驱动功能。

3、在本实用新型中，通过设置铜箔接电端经过镀金处理形成镀金层，一方面具有防氧化的效果，另一方面可以提高邦定或焊接的可靠性，起到了一举两得的功效。

4、在本实用新型中，通过设置压电陶瓷片尾部能够带有驱动电路，一方面提高压电陶瓷元件的集成度有利于降低成本，另一方面将驱动电路通过晶圆元件与压电陶瓷片结合在一起后，使得驱动电路的一部份被集成到压电陶瓷片上，使成原本的用于设置驱动电路的PCB板所使用的面积能减小50%以上，从而减小了压电陶瓷提花装置的体积，起到了一举两得的功效。

附图说明

图1为驱动电路的电路图。

图2为驱动电路的原理图。

图3为提花装置的结爆炸图。

具体实施方式

下面参照附图说明本实用新型的具体实施方式。

参照图1和图3，一种用于压电陶瓷的驱动电路及压电陶瓷的提花装置，该提花装置21包括至少一用于提花导纱的贾卡针单元16、至少一用于驱动贾卡针单元16、至少一用于驱动贾卡针单元16摆动的压电陶瓷元件14、至少一用于驱动压电陶瓷元件14摆动的驱动电路、至少一与压电陶瓷元件14相电连接的晶圆元件12以及用于安装压电陶瓷元件14的底基座11。

参照图1，该驱动电路包括电源DC1、电源DC2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、三极管Q1、三极管Q2、5V电源以及控制信号输入端INPUT。

参照图1，电阻R3的一端与5V电源相电连接，电阻R3的另一端与三极管Q2的基极相电连接，控制信号输入端INPUT与三极管Q2的发射极相电连接，三极管Q2的集电极、二极管D5的阴极、三极管Q1的基极以及电阻R1的一端共同连接在一起，三极管Q1的基极、电阻R1的另一端以及电源DC1的一端共同连接在一起，三极管Q1的发射极、二极管的阳极以及电阻R2的一端共同连接在一起，电容C2的一端、电阻R2的另一端以及二极管D4的阴极共同连接在一起，二极管D4的阳极与二极管D3的阳极相电连接，二极管D2的阴极、二极管D3的阴极、电容C1的一端以及电容C2的另一端共同连接在一起，二极管D2的阳极与二极管D1的阳极相电连接，二极管D1的阴极、电容C1的另一端、电源DC1的另一端以及电源DC2的一端共同连接在一起，电源DC2的另一端接地。

参照图1，通过设置二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4同形成一电容充放电的电路，一方面使电容C1和电容C2之间的公共点无需接地，另一方面压电陶瓷片15的寿命与正向电压成线性关系，在压电陶瓷片15承受同样电压的情况下，当充电方向为C2向C1时，D1，D2分担了一部份的电压给C1，使得C2承受的电压随之下降，但力度不变，当充电方向是C1向C2时，D1，D2分担了一部份的电压给C2，使得C1承受的电压随之下降，但力度不变，最终的结果是，在力度不变的前提下，降低了压电陶瓷片15承受的正向电压，延长了压电陶瓷片15的使用寿命。

参照图1，该驱动电路具有元件数量少，便于集成的特点，且自带压电陶瓷片15正负压驱动功能。

参照图1，二极管D2为稳压管，二极管D3为稳压管。

参照图1和图3，电容C1和电容C2分别为两个压电陶瓷片15的等效电容，电容C1和电容C2在任意时刻只有一个是充电状态，另一个是放电状态，使得压电陶瓷片15左、右摆动。

参照图1，电源DC1为高压直流电源，电源DC2为高压直流电源。

驱动电路的工作原理：

参照图2，1、信号输入端INPUT的输入信号由Q2的发射极（E极）输入，该信号为5VTTL信号。当信号输入端INPUT的控制信号是高电平时，由于Q2的基极(B极）通过与R3连接了5V电源，此时，Q2的E极与B极之间的压差是0，那么Q2会处于截止状态；直流电源DC1通过R1给Q1的基极（B极）提供电流，经Q1放大后从Q2发射极（E极）流出，再通过R2给压电陶瓷片15充电，电阻R2在此处是一只限流电阻，起到限制充电电流的作用。由于Q2是关断状态，所以此时DC2无作用，最终，图中电压的方向是B点为高，C点为低，充电方向是B向C。

参照图2，2、当信号输入端INPUT的输入控制信号是低电平时，+5V通过R3流过Q2的基极，此时Q2会处于导通状态；Q2导通后，其集电极（C极）在忽略Q2Vce压降的情况下，近似为0。所以，在在D5的钳位作用下，Q1会速迅进入截止状态，此时DC1无作用，DC2从C点进入，通过R2，Q2给电路反向充电。最终，图中的电压方向是C点为高，B点为低，充电方向是C向B。

参照图2，以B点为高，C点为低，即充电方向是B向C为例，此时，D4反偏，不起作用，充电电压通过向C2与C1充电。由于D2是一个稳压管，当C1的电压Vac大于D2的稳压电压值时，D2会导通，使得C1的电压Vac等于D2的稳压值。通常D2稳压取值约为10～30V，所以C2会形成一个正常高压充电，而C1是一个负向低压充电，两者电压相加之和等于DC1电压。这样做的原因及好处是：压电陶瓷片15的寿命与正向电压成线性关系，电压越高摆动力度越大但寿命越短，而加入D1～D4后，在压电陶瓷片15承受同样电压的情况下，D1，D2分担了一部份的电压给C1，使得C2承受的电压随之下降，但力度不变，最终的结果是，在力度不变的前提下，降低了压电陶瓷片15承受的正向电压，延长了压电陶瓷片15的使用寿命。同理，C为高B为低时，推理相同，此时C1释放负压并反过来承受正向高压，C2通过Q2放电并分担一部份负压，过程与上述雷同。

参照图1和图3，驱动电路与压电陶瓷元件14连成一体，驱动电路设于晶圆元件12上，晶圆元件12与压电陶瓷元件14的尾部连成一体。

参照图1和图3，压电陶瓷元件14包括至少一玻璃纤维片17、两个分别包裹在玻璃纤维片17左右两侧上的压电陶瓷片15、两个分别设于玻璃纤维片17左右两侧上的铜箔接电端13、设于铜箔接电端13上的镀金层以及设于铜箔接电端13上的蚀刻电路20，两个铜箔接电端13分别与对应的压电陶瓷片15的尾部电连接在一起，玻璃纤维片17的前部与贾卡针单元16相连接，晶圆元件12安装在蚀刻电路20上，使得驱动电路输出的电压施加在压电陶瓷片15上驱动压电陶瓷片15摆动，玻璃纤维片17为绝缘层。

参照图1和图3，通过设置铜箔接电端13经过镀金处理形成镀金层，一方面具有防氧化的效果，另一方面可以提高邦定或焊接的可靠性，起到了一举两得的功效。

参照图1和图3，通过设置两个三极管构成的电路，该驱动电路电子元件少，便于集成，使得该驱动电路能够安装在压电陶瓷片15尾已经蚀刻好的蚀刻电路20上，电路的安装方式直接邦定晶元，亦或是根据需要加长玻纤片长度，使用分立元件制作，最终，形成带驱动电路的压电陶瓷片15单体。

参照图1和图3，通过设置压电陶瓷片15尾部能够带有驱动电路，一方面提高压电陶瓷元件14的集成度有利于降低成本，另一方面将驱动电路通过晶圆元件12与压电陶瓷片15结合在一起后，使得驱动电路的一部份被集成到压电陶瓷片15上，使成原本的用于设置驱动电路的PCB板所使用的面积能减小50%以上，从而减小了压电陶瓷提花装置的体积，起到了一举两得的功效。

上述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动，均应属于侵犯本实用新型保护范围的行为。

Claims (9)

1.一种用于压电陶瓷的驱动电路，其特征在于：包括电源DC1、电源DC2、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电容C1、电容C2、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、二极管D5、三极管Q1、三极管Q2、5V电源以及控制信号输入端INPUT，所述电阻R3的一端与所述5V电源相电连接，所述电阻R3的另一端与所述三极管Q2的基极相电连接，所述控制信号输入端INPUT与所述三极管Q2的发射极相电连接，所述三极管Q2的集电极、所述二极管D5的阴极、所述三极管Q1的基极以及所述电阻R1的一端共同连接在一起，所述三极管Q1的基极、所述电阻R1的另一端以及所述电源DC1的一端共同连接在一起，所述三极管Q1的发射极、所述二极管的阳极以及所述电阻R2的一端共同连接在一起，所述电容C2的一端、所述电阻R2的另一端以及所述二极管D4的阴极共同连接在一起，所述二极管D4的阳极与所述二极管D3的阳极相电连接，所述二极管D2的阴极、所述二极管D3的阴极、所述电容C1的一端以及所述电容C2的另一端共同连接在一起，所述二极管D2的阳极与所述二极管D1的阳极相电连接，所述二极管D1的阴极、所述电容C1的另一端、电源DC1的另一端以及电源DC2的一端共同连接在一起，所述电源DC2的另一端接地。

2.如权利要求1所述一种用于压电陶瓷的驱动电路，其特征在于：所述二极管D2为稳压管。

3.如权利要求1所述一种用于压电陶瓷的驱动电路，其特征在于：所述二极管D3为稳压管。

4.如权利要求1所述一种用于压电陶瓷的驱动电路，其特征在于：所述电容C1和所述电容C2分别为两个压电陶瓷片的等效电容，所述电容C1和所述电容C2在任意时刻只有一个是充电状态，另一个是放电状态，使得压电陶瓷片左、右摆动。

5.如权利要求1所述一种用于压电陶瓷的驱动电路，其特征在于：所述电源DC1为直流电源，所述电源DC2为直流电源。

6.一种压电陶瓷提花装置，其特征在于：该提花装置包括至少一用于提花导纱的贾卡针单元、至少一用于驱动所述贾卡针单元、至少一用于驱动所述贾卡针单元摆动的压电陶瓷元件以及至少一用于驱动所述压电陶瓷元件摆动的驱动电路，所述驱动电路与所述压电陶瓷元件连成一体，所述驱动电路为权利要求1～5其中任意一项的所述驱动电路。

7.如权利要求6所述一种压电陶瓷提花装置，其特征在于：所述提花装置还包括至少一与所述压电陶瓷元件相电连接的晶圆元件，所述驱动电路设于所述晶圆元件上。

8.如权利要求7所述一种压电陶瓷提花装置，其特征在于：所述晶圆元件与所述压电陶瓷元件的尾部连成一体。

9.如权利要求7所述一种压电陶瓷提花装置，其特征在于：所述压电陶瓷元件包括至少一玻璃纤维片、两个分别包裹在所述玻璃纤维片左右两侧上的压电陶瓷片、两个分别设于所述玻璃纤维片左右两侧上的铜箔接电端、设于所述铜箔接电端上的镀金层以及设于所述铜箔接电端上的蚀刻电路，两个所述铜箔接电端分别与对应的所述压电陶瓷片的尾部电连接在一起，所述玻璃纤维片的前部与所述贾卡针单元相连接，所述晶圆元件安装在所述蚀刻电路上，使得所述驱动电路输出的电压施加在所述压电陶瓷片上驱动所述压电陶瓷片摆动。