ES2575210T3 - Método para activar una carga capacitativa y su circuito correspondiente - Google Patents

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Abstract

Un método para activar una carga capacitativa (2) usando una forma de onda de voltaje objeto (50), teniendo la forma de onda de voltaje objeto (50) una traza comprendiendo un voltaje de cresta (52) y un componente de tiempo de subida de voltaje medio (51) y un componente de tiempo de bajada de voltaje (53), en donde la traza comprende al menos un escalón de voltaje (54, 56) en cada uno de los componentes de tiempo de subida y de bajada de voltaje (51, 53), comprendiendo el método: detectar un valor de voltaje representativo de un valor de voltaje de la carga capacitativa (2); comparar continua y sustancialmente el valor del voltaje detectado con la forma de onda de voltaje objeto (50); suministrar energía desde una entrada (3) a una salida (5) para cargar una carga capacitativa (2) para obtener un voltaje de cresta (52) y una velocidad de respuesta de subida media (51) en respuesta continua a la comparación del valor del voltaje detectado con la forma de onda de voltaje objeto (50); descargar la carga capacitativa (2) para obtener una velocidad de respuesta de bajada media (53) en respuesta continua a la comparación del valor de voltaje detectado con la forma de onda de voltaje objeto (50); y devolver la energía descargada desde la carga capacitativa (2) a la entrada (3).

Description

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DESCRIPCION
Metodo para activar una carga capacitativa y su circuito correspondiente
Esta invencion se refiere a un metodo y a un circuito de activacion o excitacion para activar cargas capacitativas, por ejemplo, actuadores piezoelectricos para las matrices de los cabezales de impresora.
El material piezoelectrico actua como una carga capacitativa y la capacitancia es proporcional al numero de actuadores piezoelectricos que actuan en una matriz en un momento dado. Una matriz de cabezal de impresora puede comprender dichos actuadores piezoelectricos. El material piezoelectrico tiene varias ventajas destacadas sobre los actuadores mecanicos alternativos incluyendo un tamano pequeno, bajo consumo de energla y capacidad de respuesta a alta velocidad.
En la tecnica se conoce un numero de circuitos de activacion para activar dichos actuadores piezoelectricos. Por ejemplo, la patente de los EE.UU. N°. 4.749.897 describe un circuito de activacion usado para controlar el desplazamiento mecanico del elemento piezoelectrico hasta un valor objeto deseado, por el que se controla la cantidad de energla almacenada en un transformador para controlar el desplazamiento mecanico del elemento piezoelectrico. Sin embargo, el transformador usado para proporcionar tal funcionalidad requiere un tamano muy grande para que pueda almacenar una gran cantidad de energla cuando se demanda una alta velocidad de respuesta y mucha energla para controlar el desplazamiento del elemento piezoelectrico. Dichos transformadores de gran tamano no son practicos en los circuitos corrientes actuales, y la carga/descarga controlada de la carga capacitativa en un circuito que tiene estos transformadores de gran tamano requiere complejos circuitos de seguridad.
Para conseguir un control preciso, resulta evidente que la forma de onda del voltaje de activacion debe tener velocidades de respuesta a la subida y bajada medias muy controladas, del orden de unos pocos V/psecs. La patente de los EE.Uu. N° 5.036.263 describe un circuito de activacion para un material piezoelectrico que usa una pluralidad de senales de impulsos para cargar un condensador con una carga suficiente, y que usa la energla almacenada en el condensador para cargar un actuador piezoelectrico. Sin embargo, un circuito de este tipo no proporciona un control preciso de la velocidad de respuesta de subida y bajada de la forma de onda de voltaje aplicada al actuador piezoelectrico, y por tanto el control del actuador es limitado. Se pueden encontrar ejemplos adicionales de la tecnica anterior en los documentos de las patentes EP 2254170, US 2009/090333 y DE 19958262.
Por consiguiente, en un primer aspecto, se proporciona un metodo para accionar una carga capacitativa usando una forma de onda de voltaje objeto, la forma de onda de voltaje objeto tiene una traza que comprende un voltaje de cresta y un componente de tiempo de subida de voltaje y un componente de tiempo de bajada de voltaje medios, en donde la traza comprende al menos un escalon de voltaje en cada uno de los componentes de tiempos de subida y de bajada de voltaje, el metodo comprende: detectar un valor de voltaje representativo de un valor de voltaje de la carga capacitativa; comparar sustancialmente de manera continua el valor del voltaje detectado con la forma de onda del voltaje objeto; suministrar energla desde una entrada a una salida para cargar una carga capacitativa para obtener un voltaje de cresta y una velocidad de respuesta de subida media en respuesta continua a la comparacion del valor de voltaje detectado con la forma de onda de voltaje objeto; descargar la carga capacitativa para obtener una velocidad de respuesta de bajada media en respuesta continua a la comparacion del valor de voltaje detectado con la forma de onda del voltaje objeto, y devolver la energla descargada de la carga capacitativa a la entrada.
La ventaja de tal metodo es que la carga capacitativa es activada de una manera controlada, regulada y predeterminada. Ademas, al activar una carga capacitativa variable con una forma de onda de voltaje predeterminada que tiene velocidades de subida y bajada medias se elimina el requisito de fuentes de alimentacion innecesariamente grandes.
Ademas, la energla usada para cargar la carga capacitativa se recicla en el sistema devolviendo la energla de la carga capacitativa de descarga a la entrada. El uso de tal funcionalidad asegura que la energla media extralda de la fuente de alimentacion sea solamente la requerida para suplir perdidas del sistema.
De preferencia, el metodo comprende ademas: permitir un primer camino de carga entre una fuente de alimentacion y una inductancia y un primer camino de descarga desde la inductancia para que la inductancia se cargue a partir de la fuente de alimentacion; desactivar el primer camino de carga y activar y desactivar selectivamente el primer camino de descarga para que la corriente fluya desde la inductancia a la carga capacitativa a traves de un segundo camino de carga para conseguir la velocidad de respuesta de subida media; activar y desactivar selectivamente un segundo camino de descarga para la carga capacitativa descargue por medio de un lado primario de un transformador para conseguir la velocidad de bajada media, por lo que se induce voltaje en un lado secundario del transformador y este es usado para recargar la fuente de alimentacion.
Por tanto, otras ventajas de la invencion presente son que al usar el circuito de activacion descrito anteriormente, el circuito puede adaptarse a los requisitos de una(s) carga(s) capacitativa(s) variable(s) mediante la modulation del ancho del impulso (PWM) de una corriente de carga/descarga fija para que la corriente media sea la que necesita(n) la(s) carga(s).
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De preferencia, el metodo comprende ademas: comparar la corriente del primer camino de descarga con un valor de corriente de referencia predeterminado y selectivamente activar y desactivar el primer camino de carga para tratar de mantener un nivel de carga en la inductancia predeterminado; y comparar la carga de la carga capacitativa con la forma de la onda del voltaje objeto y desactivar selectivamente el primer camino de descarga y desactivar el segundo camino de descarga para cargar la carga capacitativa.
Ventajosamente, la inductancia mantiene un nivel predeterminado de carga que proporciona suficiente carga a la inductancia para conseguir la velocidad de respuesta media y el voltaje de cresta en un perlodo de tiempo determinado.
Segun un segundo aspecto, la invention proporciona un circuito de activation para activar una carga capacitativa usando una forma de onda de voltaje objeto, la forma de onda objeto tiene una traza que comprende un voltaje de cresta y un componente de tiempo de subida de voltaje medio y un componente de tiempo de bajada de voltaje medio, en donde la traza comprende al menos un escalon de voltaje en cada uno de los componentes de tiempo de subida y de bajada de voltaje, el circuito comprende: una entrada para ser aplicada a una fuente de alimentation; una inductancia que tiene un primer electrodo conectado a la entrada a traves de un primer camino de carga, que incluye un primer dispositivo de conmutacion, y un segundo electrodo conectado a un primer camino de descarga que incluye un segundo dispositivo de conmutacion y a una salida del circuito para cargar selectivamente una carga capacitativa a traves de un segundo camino de carga; un transformador que tiene un lado primario conectado entre un segundo camino de descarga que incluye un tercer dispositivo de conmutacion y la salida del circuito para descargar selectivamente la carga capacitativa, el transformador tiene ademas un lado secundario conectado a la entrada; y un controlador conectado a los dispositivos de conmutacion primero, segundo y tercero.
La ventaja de un circuito de este tipo es que la carga capacitativa es activada de una manera controlada, regulada y predeterminada. Ademas, al activar una carga capacitativa variable con una forma de onda de voltaje predeterminada que tiene velocidades de subida y bajada medias se elimina el requisito de grandes fuentes de alimentacion. Y ademas, tener dispuesto un camino de descarga desde la carga capacitativa a la entrada permite que el sistema devuelva la energla descargada desde la carga capacitativa a la entrada. Dicha funcionalidad hace que no sean necesarios circuitos de control muy complejos para eliminar con seguridad el calor que de otra manera estarla presente en el sistema.
De preferencia, en el uso y en respuesta a la forma de onda objeto, el controlador: activa el primer camino de carga y el primer camino de descarga para que la inductancia se cargue desde la fuente de alimentacion; desactiva la primera carga y el segundo camino de descarga y selectivamente activa y desactiva el primer camino de descarga para que la corriente fluya desde la inductancia a la salida para cargar la carga capacitativa a traves del segundo camino de carga para conseguir una velocidad de respuesta de subida media y el voltaje de cresta; activa y desactiva selectivamente el segundo camino de descarga, para que la carga capacitativa descargue a la entrada por medio de los lados primario y secundario del transformador para conseguir la velocidad de respuesta de bajada media. El circuito comprende un circuito divisor de voltaje para detectar el voltaje de la carga capacitativa.
Por tanto, otras ventajas de la invencion presente son que al usar el circuito de activacion descrito anteriormente, el circuito puede adaptarse a los requisitos de una(s) carga(s) capacitativa(s) variable(s) mediante la modulation del ancho del impulso (PWM) de una corriente de carga/descarga fija para que la corriente media sea la que necesita(n) la(s) carga(s).
De preferencia, el circuito de activacion comprende, ademas, un primer comparador diferencial que tiene una primera entrada conectada al primer camino de descarga, una segunda entrada conectada al controlador para recibir un valor de referencia predeterminado del controlador y una salida, por medio de la que el comparador diferencial compara la corriente del primer camino de descarga con el valor de referencia predeterminado, por lo que una senal de la salida del primer comparador diferencial puede controlar el primer elemento de conmutacion para tratar de mantener un nivel predeterminado de carga en la inductancia.
El primer comparador diferencial asegura que el circuito intente mantener una carga establecida en el inductor, incluso cuando el circuito esta en el proceso de carga/descarga de la carga capacitativa.
De preferencia, el circuito de activacion comprende ademas un segundo comparador diferencial que tiene una primera entrada conectada al circuito divisor de voltaje y una segunda entrada conectada al controlador para recibir la forma de onda objeto del controlador y una salida, por la que el segundo comparador diferencial compara el voltaje de la carga capacitativa con la forma de onda objeto y, por el que una senal de la salida del segundo comparador diferencial puede controlar los elementos de conmutacion para controlar la carga y descarga de la carga capacitativa.
El segundo comparador diferencial permite que el sistema compare el voltaje atenuado con la forma de onda de entrada objeto y su salida es usada por el controlador para determinar la funcionalidad del circuito.
De preferencia, el circuito de activacion comprende ademas un condensador en paralelo con la carga capacitativa, y en donde, un componente de bloqueo esta conectado entre el primer camino de carga y masa. El componente de bloqueo es un dispositivo semiconductor tal como un transistor MOSFET y/o un diodo y, en donde los dispositivos de
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conmutacion son dispositivos semiconductores tales como transistores MOSFET.
El condensador en paralelo con la carga capacitativa permite la operacion del circuito de activacion con una carga de capacitancia nula.
De preferencia, un cuarto elemento de conmutacion controla selectivamente la operacion del circuito divisor de voltaje, en el que el cuarto elemento de conmutacion es controlable por el controlador.
El cuarto elemento de conmutacion esta dispuesto en paralelo con un componente del circuito divisor de voltaje para descargar este componente. El divisor de voltaje, que esta referenciado a masa, puede consistir en un par de condensadores conectados en serie entre si y en paralelo con la carga capacitativa. Por tanto, al disponer un elemento de conmutacion en paralelo con un condensador es posible descargar este condensador, reajustando de esta manera el divisor de voltaje. Sin embargo, los divisores de voltaje pueden comprender resistencias, condensadores o inductores o cualquier combinacion de estos.
De preferencia, el controlador es comunicable con dispositivos exteriores y en donde el controlador comprende una pluralidad de dispositivos discretos que se pueden comunicar entre si.
Al poder comunicarse con dispositivos exteriores, el controlador puede ser usado para recibir instrucciones de varios recursos, por ejemplo de una persona, Internet, bibliotecas de datos.
De preferencia, el componente de tiempo de subida de voltaje medio comprende al menos un perlodo de subida y el componente de tiempo de bajada de voltaje medio comprende al menos un perlodo de bajada, los periodos de subida y bajada donde cada uno tiene al menos una duracion “on”, y “off".
Mediante el uso de formas de ondas de voltaje escalonadas que tienen escalones definidos en el circuito, es posible controlar la carga de la carga capacitativa para conseguir voltajes de carga capacitativa predeterminados mas altos de los que normalmente pueden conseguirse.
Una realizacion de la invencion se describe a continuacion con mas detalle, a modo de ejemplo, haciendo referencia a los dibujos, en los que:
La Figura 1 muestra un diagrama esquematico de un circuito de activacion;
La Figura 2a muestra una traza de una forma de onda de voltaje de entrada objeto para ser usada en el circuito de la Figura 1;
La Figura 2b muestra una traza que representa una pluralidad de escalones de subida de una forma de onda de voltaje de entrada objeto superpuestos a una traza de salida del circuito de la Figura 1; y
La Figura 2c muestra una traza que representa una pluralidad de escalones de bajada de una forma de onda de voltaje de entrada objeto superpuestos a una traza de salida del circuito de la Figura 1;
La Figura 1 muestra un diagrama esquematico de un circuito de activacion. Especlficamente, la Figura 1 describe un circuito de activacion 1 que puede conducir una carga capacitativa variable 2 usando una forma de onda objeto predeterminada de 150V. La forma de onda objeto se describe en detalle a continuacion haciendo referencia a las Figuras 2a, 2b y 2c. Aunque la forma de onda objeto usada en esta realizacion tiene un voltaje relativamente alto, se puede usar cualquier intervalo de voltajes adecuado.
La carga capacitativa 2 puede ser un actuador piezoelectrico, u otra(s) de dicha(s) carga(s) capacitativa(s). La capacitancia de la carga capacitativa 2 usada en esta realizacion esta dentro del intervalo de hasta 20nF, pero, dependiendo de la aplicacion donde se usa el circuito de activacion, no esta limitada a este intervalo.
El circuito de activacion 1 incluye una entrada 3 conectada a una fuente de alimentacion 4, una salida 5, conectada a la carga capacitativa 2, una inductancia 6 conectada entre la entrada 3 y la salida 5, y un transformador 7 conectado entre la salida 5 y la entrada 3 en paralelo con la inductancia 6. El transformador comprende un primer inductor, es decir, el lado primario 8 acoplado a un segundo inductor, o sea, el lado secundario 9 de tal manera que el transformador 7 actua como un transformador de retroceso en el circuito. Tales disposiciones de transformador de retroceso son bien conocidas por las personas expertas en la materia. La fuente de alimentacion usada en esta realizacion es una fuente de alimentacion de 24V pero, dependiendo de la aplicacion, no esta limitada a 24V unicamente.
El circuito de activacion 1 incluye ademas un primer elemento de conmutacion 10, conectado entre la entrada 3 y un primer electrodo de la inductancia 6 para activar y desactivar selectivamente un primer camino de carga entre la entrada 3 y por tanto la fuente de alimentacion 4 y la inductancia 6. El circuito de activacion 2 comprende ademas un segundo elemento de conmutacion 30 conectado entre el primer camino de carga y masa, despues del primer elemento de conmutacion 10 y antes de la inductancia 6. La operacion del primero y del segundo elementos de conmutacion 10 y 30 son mutuamente excluyentes. La funcionalidad del circuito de activacion 1 se mantiene si el elemento de conmutacion 30 es reemplazado por un diodo que tiene su anodo conectado a masa y su catodo
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conectado al primer camino de carga.
Ademas, un tercer elemento de conmutacion 11, esta conectado entre un segundo electrodo de la inductancia 6 y masa, por medio de una resistencia 24, para permitir activar y desactivar selectivamente un primer camino de descarga, mientras que un segundo camino de carga incluye un diodo 15, que tiene su anodo conectado al segundo electrodo de la inductancia 6 y su catodo conectado a la salida 5.
Un cuarto elemento de conmutacion 12 esta conectado entre un primer electrodo del lado primario 8 del transformador 7 y masa para activar y desactivar selectivamente un segundo camino de descarga para descargar la carga capacitativa 2 por medio del lado primario 8 del transformador 7 por el que un segundo electrodo del lado primario 8 del transformador 7 esta conectado a la salida 5.
Un controlador 13 esta dispuesto en el circuito de activacion para controlar los elementos de conmutacion 10, 11, 12, 30. Los elementos de conmutacion 10, 11, 12, 30 son de preferencia elementos de circuito que incluyen un transistor, que puede ser un MOSFET de canal N (por ejemplo, un International Rectifier IRF6785), y pueden incluir otros componentes segun se requiera para funcionar segun se requiera, como resulta evidente para los expertos en la materia, por ejemplo, resistencias, condensadores y/o un activador de medio puente de alta velocidad (LTC4444) para activar el MOSFET. En la realizacion presente, el controlador 13 usa senales de modulacion del ancho de pulso (PWM) para controlar los elementos de conmutacion 10, 11, 12 y 30 y a continuacion se describe dicha funcionalidad.
El segundo camino de descarga incluye un diodo 28 que tiene su anodo conectado al primer electrodo del lado primario 8 del transformador 7 y su catodo conectado al cuarto elemento de conmutacion 12. Un diodo 16 esta dispuesto entre el lado secundario 9 del transformador 7 y la entrada 3, con su anodo conectado al lado secundario 9 del transformador 7 y su catodo conectado a la entrada 3. Resulta evidente por tanto, que el catodo del diodo 16 puede, en efecto, estar conectado a la fuente de alimentacion 4 cuando esta conectado a la entrada 3.
Ademas, un condensador 32 conectado entre masa y el segundo camino de descarga, entre la salida 5 y el lado primario 8 del transformador 7, esta, por tanto, colocado en paralelo con la carga capacitativa 2. El condensador 32 proporciona una capacitancia fija para reducir la variacion total de la carga capacitativa 2, asegurando de esta manera que el intervalo de corriente global requerido por la carga capacitativa 2 esta dentro de los llmites practicos para un circuito de este tipo. En el circuito de activacion presente el condensador 32 es de 10nF, y, por tanto, el uso de un condensador de 10nF 32 junto con la carga capacitativa 2 de 20nF reduce el intervalo de corriente requerido para alimentar la carga capacitativa de 3:1 aproximadamente. Ademas, el condensador 32 asegura que el circuito de activacion 1 puede funcionar cuando la capacitancia de la carga capacitativa 2 es 0F (cero faradios).
Cuando los elementos de conmutacion primero y tercero 10, 11 estan cerrados, el primer camino de carga entre la entrada 3 y el primer electrodo de la inductancia 6 y el primer camino de descarga entre el segundo electrodo de las inductancias y masa esta activado, y la inductancia 6 es cargada por la fuente de alimentacion 4, por medio de la entrada 3. Mientras se carga la inductancia 6, el segundo y cuarto elementos de conmutacion 30, 12 deben estar abiertos. En cuanto la inductancia 6 esta cargada puede ser usada para cargar la carga capacitativa 2. Esto ocurre abriendo los elementos de conmutacion primero y tercero 10 y 11, mientras que se mantiene el cuarto elemento de conmutacion 12 en una posicion abierta. Por tanto, la corriente del inductor fluye a traves del diodo 15 a traves de la salida 5 para cargar la carga capacitativa 2. Para interrumpir la carga de la carga capacitativa 2, se cierra el elemento de conmutacion tercero 11.
Para descargar la carga capacitativa 2, se cierra el cuarto elemento de conmutacion 12, permitiendo de esta manera que la carga capacitativa 2 se descargue a traves del segundo camino de descarga que incluye el lado primario 8 del transformador 7 y el diodo 28 puesto a masa. A medida que la carga capacitativa 2 se descarga a traves del lado primario 8 del transformador 7, la energla es almacenada en el lado primario 8 del transformador 7. Resulta evidente que cuando se cierra el conmutador 12, el diodo 16 tiene invertida la polarizacion. La descarga de la carga capacitativa a traves del lado primario 8 induce un voltaje en el lado secundario 9, pero como el diodo 16 tiene invertida la polaridad no circula corriente por el lado secundario 9. Cuando se vuelve a abrir el conmutador 12, el diodo 16 tiene polarizacion directa y la energla almacenada en el lado primario 8 se transfiere al lado secundario 9 a traves del diodo 16 y vuelve a la fuente de alimentacion 4 por medio de la entrada 3.
Resulta evidente que tal funcionalidad de carga/descarga requiere una estricta regulacion para asegurar que la inductancia 6 se carga/descarga segun se requiere, y ademas para asegurar que la carga capacitativa 2 se carga/descarga segun se requiere.
Por tanto, para controlar la carga de la inductancia 6 por la fuente de alimentacion 4, se usa un comparador de corriente diferencial 19 para comparar la corriente en el primer camino de descarga con un valor de referencia predeterminado proporcionado por el controlador 13. Una entrada negativa del comparador diferencial de corriente 19 esta conectada al primer camino de descarga entre el segundo elemento de conmutacion 11 y la resistencia 24, mientras que una entrada positiva del comparador diferencial 19 esta conectada al controlador 13 para recibir el valor de referencia predeterminado de la corriente requerida del controlador 13. Se usa una salida del comparador diferencial 19 como una entrada al controlador 13 que puede controlar los elementos de conmutacion 10, 11, 12, 30
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dependiendo de la salida del comparador diferencial 19.
Cuando los elementos de conmutacion 10 y 11 estan cerrados, la inductancia 6 se carga y el nivel de carga es detectado por la resistencia 24. El comparador de corriente diferencial 19 compara el nivel de carga detectado en la resistencia 24 con un nivel de referencia desde el controlador 13 y cuando la corriente que pasa por la inductancia 6 ha alcanzado el nivel predeterminado, el conmutador 10 es abierto impidiendo de esta manera una mayor carga de la inductancia 6. La inductancia 6 intenta mantener el flujo de corriente, y la corriente sigue fluyendo a traves del primer camino de descarga con una velocidad de bajada que depende de la calda de resistividad de la resistencia 24. Por tanto, si el nivel de corriente baja por debajo del nivel requerido, el primer elemento de conmutacion 10 es cerrado y la inductancia 6 se carga como antes al nivel de referencia.
El circuito comparador de corriente 19 tiene un nivel de histeresis por lo que la recarga solamente se reinicia cuando la carga de inductancia 6 haya decaldo por debajo del nivel de histeresis. El comparador diferencial 19 puede ser un comparador de velocidad Maxim Ultra High (MAX961), y es evidente para personas expertas en la tecnica que el comparador diferencial 19 puede requerir circuitos adicionales para asegurar la correcta funcionalidad dependiendo de la aplicacion, tales como, por ejemplo, resistencias, condensadores, capacidades de la fuente de alimentacion y puntos de masa.
Para controlar la operacion del primer y segundo elementos de conmutacion 10, 30, una compuerta NOT 42 (por ejemplo, una Texas Instruments SN7404N), esta dispuesta entre el primer y segundo elementos de conmutacion 10, 30 para controlar los elementos 10, 30 de tal manera que su operacion es mutuamente excluyente basandose en la salida del comparador diferencial 19.
Sin embargo, pueden usarse otras configuraciones/elementos para controlar la operacion de los elementos de conmutacion 10, 30. Por ejemplo, se puede usar la salida del comparador diferencial 19 como una entrada a un activador MOSFET (por ejemplo el LTC4444), y usar el activador MOSFET para controlar los elementos de conmutacion 10, 30 basandose en la salida del comparador diferencial 19 que proporciona una funcionalidad similar.
Ademas, para regular la funcionalidad de la carga/descarga de la carga capacitativa 2, dos condensadores de deteccion 34 y 36, conectados en serie entre el segundo camino de descarga y masa, estan situados en paralelo al condensador 32, formando de esta manera un circuito divisor de voltaje. Aunque en esta realizacion, el divisor de voltaje comprende un par de condensadores conectados en serie entre si, el divisor de voltaje puede estar formado por resistencias, condensadores o inductores o cualquier combinacion de estos, como resulta evidente para los expertos en la materia.
Se ha de entender que un valor de salida de carga atenuada puede ser detectado por el circuito divisor de voltaje y ser posteriormente usado como una entrada a un comparador diferencial 40. Se ha de entender que el nivel de atenuacion esta determinado por la relacion de los valores de capacitancia de los condensadores 34 y 36. Por ejemplo, si se usan los valores de 100pF y de 3,3nF para los condensadores 34 y 36 respectivamente, la relacion de atenuacion es 1:34, dando de esta manera 4,412V en la entrada positiva del comparador diferencial 40 lo que representa 150V en la carga capacitativa 2. Cualquier circuito divisor de voltaje puede ser usado para detectar el voltaje atenuado en la carga capacitativa.
Ademas, un quinto elemento de conmutacion 31, tambien controlable mediante el controlador 13, por medio del condensador, esta dispuesto en paralelo al condensador 36, de manera que la capacitancia del condensador 36 puede ser reajustada a, o mantenida a cero segun sea necesario. Se ha de entender que la puesta a cero/mantenimiento de la funcionalidad tambien puede conseguirse usando cualquier medio adecuado.
Como se ha descrito anteriormente, la entrada positiva del comparador diferencial 40 esta conectada entre los condensadores 34 y 36, mientras que la entrada negativa del comparador diferencial 40 esta conectada a una salida del controlador 13. Ademas, la salida del comparador diferencial 40 esta conectada a una entrada del controlador 13. Por tanto el voltaje de carga de salida atenuado del condensador 36 puede ser comparado con una senal del controlador 13, y la salida del comparador diferencial 40 puede ser usada por el controlador 13 para controlar los elementos de conmutacion 10, 11, 12, 30 y 31. El comparador diferencial 40 puede ser un comparador de velocidad Maxim Ultrahigh MAX961, y resulta evidente para los expertos en la materia que el comparador diferencial 40 requiere circuitos adicionales, por ejemplo, resistencias, condensadores, capacidades de la fuente de alimentacion y puntos de masa para conseguir la funcionalidad deseada dependiendo de la aplicacion.
La Figura 2a muestra una traza de una forma de onda de voltaje de entrada objeto 50 para ser usada en el circuito de activacion 1; la Figura 2b muestra una traza que representa una pluralidad de escalones crecientes de una forma de onda de voltaje de entrada objeto superpuestos a una traza de salida del circuito de activacion 1, mientras la Figura 2c muestra una traza que representa una pluralidad de escalones de bajada de una forma de onda de voltaje de entrada objeto superpuesta a una traza de salida del circuito de activacion 1. Se hace referencia a elementos de la Figura 1 cuando se describen los escalones requeridos para obtener la funcionalidad deseada.
La forma de onda de voltaje de entrada 50 comprende velocidades de respuesta a la subida y a la bajada 51 y 53, definidas por una pluralidad de escalones de voltaje de subida 54, escalones de bajada 56 y un voltaje de cresta 52. Las velocidades de respuesta de subida y de bajada 51, 53 usadas en esta realizacion estan dentro del intervalo de
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30
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40
45
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40 - 50 V/|Jsegundos.
Cada escalon de voltaje 54 y 56 de la forma de onda de voltaje de entrada 50, comprende un perlodo "on" y un perlodo "off", por lo que para los escalones de voltaje de subida 54, el perlodo "on" esta definido por una subida de voltaje aguda, mientras que el periodo "off" esta definido por un voltaje sustancialmente cero. Por el contrario, para los escalones de voltaje de bajada 56, el perlodo "on" esta definido por una bajada de voltaje aguda, mientras que el perlodo "off" esta definido por un voltaje sustancialmente cero. Cada perlodo "on" de los escalones de voltaje de subida 54 define el perlodo en el que la carga capacitativa 2 debe ser cargada, mientras que cada perlodo "on" de los escalones de voltaje de bajada 56 define el perlodo en el que la carga capacitativa 2 debe ser descargada.
Segun se ha descrito anteriormente en relacion con la Figura 1, una forma de onda de voltaje de entrada objeto 50, segun sea requerida por el usuario para activar la carga capacitativa 2, es aplicada a la entrada negativa del comparador diferencial 40 por el controlador 13. La forma de onda de voltaje de entrada 50 se compara con el valor atenuado en la entrada positiva del comparador diferencial 40 y la salida define la operacion de los elementos de conmutacion 10, 11, 12, 30 y 31.
Antes de cargar la carga capacitativa 2 segun define la forma de onda de voltaje de entrada 50, el circuito de activacion 1 carga la inductancia 6 de manera que la corriente establecida depende de la capacitancia de la carga capacitativa total, de la velocidad de respuesta del voltaje requerido y del voltaje de cresta.
Sin embargo, el valor mlnimo de la corriente que pasa por la inductancia 6 esta definido por la velocidad de respuesta requerida de la forma de onda de voltaje de entrada 50. Por tanto, en la realizacion presente, se requiere una corriente minima de 1,2 amperios para conseguir una velocidad de respuesta de 40 V/jsegundos con una carga capacitativa de 30nF (carga capacitativa 2 (20nF) + condensador 32 (10nF)).
Cuando la carga capacitativa 2 debe ser cargada durante el periodo "on" 54 del primer escalon de la forma de onda de entrada de voltaje 50, el primero, tercero, cuarto y quinto elementos de conmutacion 10, 11, 12, 31 del circuito de activacion 1 son mantenidos abiertos por el controlador 13 activando de esta manera que el segundo camino de carga, y la corriente en la inductancia 6 fluyan a traves del diodo 15 cargando la carga capacitativa 2 y el condensador 32. Segun se ha descrito en detalle anteriormente, aparece un voltaje atenuado a traves del condensador 36 por medio del condensador 34, proporcionando de esta manera valores de voltaje atenuados 58 en la entrada positiva del comparador diferencial 40. El comparador diferencial 40 compara el valor atenuado con la forma de onda de voltaje de entrada 50 y en cuanto el valor del voltaje atenuado 58 es igual al valor de entrada objeto 60 (es decir, la carga capacitativa 2 esta suficientemente cargada), el tercer elemento de conmutacion 11 es cerrado por el controlador 13, durante el periodo "off" del primer escalon. El tercer elemento de conmutacion se activa de nuevo en el siguiente periodo "on" y tal funcionalidad se repite hasta que se hayan completado todos los escalones de voltaje de subida que definen la velocidad de respuesta de subida media, lo que da lugar a una velocidad de respuesta de subida media global 51, y al voltaje de cresta 52. En cuanto se ha alcanzado el voltaje de cresta 52 de la forma de onda de entrada objeto 50, el tercer elemento de conmutacion 11 es cerrado y la carga capacitativa 2 no consume mas corriente adicional.
Se ha de entender que cuando el elemento de conmutacion 11 esta cerrado, la carga de la inductancia 6 es monitorizada por el comparador diferencial 19 que detecta la corriente que pasa por la resistencia 24, de manera que si la carga de la inductancia cae por debajo de un nivel de referencia predeterminado, segun define el controlador 13, el primer elemento de conmutacion 10 es cerrado de manera que la inductancia 6 es recargada durante el periodo "off" del tiempo de subida. Segun se ha descrito anteriormente, los elementos de conmutacion primero y tercero 10, 11 vuelven a ser abiertos en respuesta a un periodo "on" de la forma de onda objeto y cesa la carga de la inductancia. Alternativamente, si la inductancia 6 es cargada al nivel de referencia predeterminado dentro del periodo "off", el primer elemento de conmutacion 10 es vuelto a abrir por el controlador 13 y cesa la carga de la inductancia.
En cuanto se ha alcanzado el voltaje de cresta, la siguiente etapa es el primer escalon de voltaje 56 de la velocidad de respuesta de bajada 53; para los escalones de voltaje de bajada 56, cuando el valor del voltaje atenuado 58 a la entrada positiva del comparador diferencial 40 es mayor que el voltaje de entrada objeto 60 el cuarto elemento de conmutacion 12 es cerrado, proporcionando de esta manera un camino de descarga para la carga capacitativa 3 por medio del lado primario 8 del transformador 7.
Segun se ha descrito anteriormente, durante la descarga y mientras el elemento de conmutacion 12 esta cerrado, el diodo 16 tiene la polaridad invertida y la energia se almacena en el lado primario 8 del transformador 7. Cuando el valor del voltaje atenuado 58, segun se detecta a traves del condensador 36 en la entrada positiva del comparador diferencial 40, es igual al voltaje de entrada objeto 60, el cuarto elemento de conmutacion 12 vuelve a ser abierto, lo que impide descargas adicionales de la carga capacitativa 2. Cuando el conmutador 12 es vuelto a abrir, el diodo 16 esta polarizado directamente y la energia almacenada en el es transferida desde el lado primario 8 al lado secundario 9 y la energia es devuelta a la entrada 3 para ser devuelta a la fuente de alimentacion 4.
Dicha funcionalidad es repetida hasta que todos los escalones de voltaje de bajada se completan dando lugar de esta manera a una velocidad de respuesta de bajada media global 53.
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Esta velocidad de respuesta de subida y de bajada 51, 53 y el voltaje de cresta 52 proporcionan la forma de onda de activacion necesaria para la carga capacitativa 2, independientemente de si la carga capacitativa 2 varia. Por tanto, se ha de entender que mediante modulation del ancho del pulso (PWM) de una corriente de carga/descarga fija, la corriente media es igual a la necesaria.
Segun se muestra en las Figuras 2b y 2c, hay un sobreimpulso entre los valores de voltaje atenuados 58 y los valores de entrada objeto 60. Resultara evidente para los expertos en la materia que tal sobreimpulso se debe a que los componentes del circuito de activacion 1 no son componentes ideales e invariablemente habra un retraso en la operation de los componentes del circuito de activacion 1, tales como, por ejemplo, los elementos de conmutacion 10, 11, 12, 30, 31, los comparadores diferenciales 19, 40 y el controlador 13. Tales retrasos son tenidos en cuenta en la election de los componentes usados en el circuito de activacion 1. Aunque una de las ventajas del sobreimpulso se puede ver en la histeresis del comparador 40 que impide la oscilacion de los elementos de conmutacion 10, 11, 12 y 30, tal sobreimpulso establece un limite al numero de escalones que pueden ser usados en la forma de onda objeto 50 ya que la duration del escalon debe ser significativamente mayor que el retraso de la propagation del sobreimpulso.
Haciendo referencia a valores adecuados de la inductancia 6, la inductancia 6 debe almacenar energia suficiente para que pase corriente suficiente por la inductancia 6 para completar el escalon de voltaje final dentro del tiempo del escalon, a la vez que la corriente inicial debe ser lo suficientemente baja para que el tiempo de carga del primer escalon de voltaje con la forma de onda de voltaje de entrada objeto sea mayor que el tiempo de reaction del comparador diferencial 40 y el tercer elemento de conmutacion 11.
Ademas, la corriente que pasa por la inductancia 6 baja mientras se carga la carga capacitativa. La energia a ser transferida es 0.5CV2 (0,3375J). Por tanto, la inductancia debe almacenar esta cantidad de energia mientras sigue manteniendo una corriente de 1,2A al final del escalon de carga. Resulta evidente por tanto que la energia inicial almacenada en la inductancia 6 debe tener en cuenta la energia a ser transferida mas la energia residual para mantener la corriente de carga minima. Se demuestra esta funcionalidad mediante una ecuacion usando Ii como la corriente inicial:
0,5 * L * Ii2 - 0,5 * L * (1,2)2 = 0,3375 * 10-3
Si se establece que la corriente inicial sea el doble de la corriente minima (2,4 amperios), el valor del inductor se calcula:
L = 0,3375 *10-3/(0.5*(2,42 - 1,22)) = 468,75 pHenrios
De manera similar, y haciendo referencia al calculo de los valores del lado primario 8 del transformador 7, el tiempo de reaccion combinado del conmutador del comparador diferencial 40, del controlador 13 y del cuarto elemento de conmutacion 12 determina un intervalo adecuado de valores para el transformador 7.
Especificamente, la corriente en el lado primario 8 del transformador 7 debe subir con la suficiente lentitud para que la bajada de voltaje durante el tiempo de reaccion combinado del conmutador sea menor que un escalon de voltaje de salida de bajada 62 aunque debe subir con la suficiente rapidez para completar el escalon de voltaje de bajada 62 dentro del tiempo del escalon. Ademas, el lado primario 8 es un inductor acoplado que opera de manera efectiva en el modo de retroceso, como resulta evidente para los expertos en la materia. Al comienzo de la descarga de la carga capacitativa 2, la corriente del lado primario 8 es efectivamente cero. Para mantener los 40 V/ps de la velocidad de respuesta de bajada 53 se debe subir a una media de 1,2 A. Por tanto, el tiempo de subida con 150 V a 40 V/ps es de 3,75ps y si la forma de onda objeto tiene 20 escalones, entonces cada escalon es de 187,5ns. El primer escalon de descarga aplica 150V a traves del inductor y la corriente debe alcanzar un minimo de 2,4A para proporcionar una media de 1,2a durante el escalon. Tales requisitos determinan un valor maximo de la inductancia del transformador 7 que puede calcularse usando la ecuacion:
imagen1
donde:
L = Inductancia
E = Voltaje aplicado al inductor = 150V di = Corriente continua del inductor = 2,4 A dt = Tiempo de carga = 187,5ns Reordenando la ecuacion:
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imagen2
y usando los valores anteriores:
L = 150 V*187,5 e'9 s/2,4A = 11,7 |jHenrios
El segundo escalon de bajada se inicia con una corriente de descarga de 2,4 amperios y se descarga al voltaje objeto en menos de la mitad del tiempo del escalon, durante el resto del tiempo del escalon el devanado acoplado del inductor se descarga en la fuente de alimentacion 4. El uso de tal funcionalidad asegura que la energla media extralda de la fuente de alimentacion 4 sea usada para suplir las perdidas del sistema.
Si el transformador 7 estaba operando en modo de corriente continua en estado estacionario, entonces se aplica la ecuacion normal del ciclo de trabajo de un convertidor de retroceso:
D = Vo (Vo + Vi) donde:
Vo es el voltaje de alimentacion = 24V
Vi es el voltaje del condensador = 150V
D es el ciclo de trabajo
Por tanto, D es inicialmente 24/174 = 0,14
Cuando el voltaje combinado del condensador (carga capacitativa 2 + condensador 32) se aproxima a cero, el ciclo de trabajo D aumenta aproximadamente a 1.
Puesto que la corriente de descarga media requerida es de 1,2 amperios, la corriente de pico a 0,14 del ciclo de trabajo es de 8,6 amperios. Sin embargo, se necesitan varios escalones para llevar la rampa a este nivel durante cuyo tiempo el voltaje combinado del condensador baja y el ciclo de trabajo aumenta.
La corriente maxima se produce aproximadamente a mitad de camino por medio de la descarga (75 voltios) cuando el ciclo de trabajo es 0,24 y la corriente es de 5 amperios, y, por tanto, el transformador 7 debe ser clasificado en consecuencia, como resulta conocido para los expertos en la materia.
Resulta evidente que el controlador 13 tiene medios de comunicacion 64 tales que el controlador 13 es comunicable con varios circuitos/dispositivos exteriores, y puede recibir instrucciones de ellos, y proporcionarles instrucciones a ellos. Tales circuitos/dispositivos exteriores pueden comprender ordenadores, redes y/o modems para controlar los elementos de conmutacion 10, 11, 12, 30, 31 en respuesta a entradas del usuario, u otros circuitos/dispositivos adecuados conocidos por los expertos en la materia para controlar los circuitos/dispositivos. Tales entradas de usuario pueden tener la forma de formas de onda objeto que a su vez pueden tener la forma de software almacenado en el controlador 13 o en un circuito/dispositivo exterior. Aunque se representa como una sola entidad combinada, el controlador 13 puede comprender un numero de dispositivos discretos.
Por tanto, las ventajas de la invencion presente son que al usar el circuito de activacion descrito anteriormente, el circuito puede adaptarse a los requisitos de una(s) carga(s) capacitativa(s) variable(s) modulando el ancho del pulso (PWM) de una corriente de carga/descarga fija de manera que la corriente media es igual a la que necesita(n) la(s) carga(s). Ademas, las velocidades de respuesta y los voltajes predeterminados de las formas de onda pueden ser modificados dinamicamente segun se requiera para generar formas de onda para una multitud de aplicaciones.
Por otra parte, se usa una inductancia para cargar la carga capacitativa, por medio de la que la energla usada para cargar la carga capacitativa es reciclada en el sistema, mediante la devolucion de la energla de la descarga de la carga capacitativa a la fuente de alimentacion. El uso de dicha funcionalidad asegura que la energla media extralda de la fuente de alimentacion sea solamente la requerida para suplir las perdidas del sistema.
Ademas, la reduccion de la energla requerida para un dispositivo que usa la invencion presente, en comparacion con un dispositivo que no usa la invencion presente, permite el uso de fuentes de alimentacion de bajo voltaje, disipadores de calor mas pequenos y circuitos de control de calor menos complejos, lo que da lugar a un mayor ahorro del costo y del espacio.
Se apreciara que aunque solo se ha descrito en detalle una realizacion particular de la invencion, una persona experta en la materia puede hacer varias modificaciones y mejoras sin apartarse del alcance de la invencion presente. Por ejemplo, aunque se ha usado un MOSFET como ejemplo de un elemento de conmutacion, se ha de entender que no se pretende que otros dispositivos puedan ser usados en su lugar. Ademas, el circuito ha sido descrito en forma esquematica para que pueda ser facilmente comprendido por expertos en la materia. Sin embargo, se apreciara que otros componentes y dispositivos pueden ser usados perfectamente en el circuito, si as! se desea.
Ademas, aunque la forma de onda de voltaje de entrada ha sido descrita como un trapezoide simetrico, se ha de
entender que se pueden usar varias formas de onda por lo que la velocidad de respuesta puede variar por medio de las velocidades de subida y de bajada.
Un sector en el que tal circuito de control de actuacion representa una ventaja es en las aplicaciones de las impresoras de chorro o inyeccion de tinta, que requieren alta velocidad, mucho control y una gran eficiencia 5 energetica. En tales aplicaciones, se usa material piezoelectrico para deformar/activar una unica camara del inyector o tobera que contiene tinta.
Cuando una forma de onda de voltaje es aplicada al material piezoelectrico, el material piezoelectrico se deforma, causando de esta manera una deformacion en la camara del inyector y da como resultado una gotita de tinta que es eyectada desde la camara sobre un sustrato. Por tanto, se ha de entender que la eyeccion de las gotitas de tinta 10 desde la camara del inyector esta definida por la forma de onda de voltaje aplicada al material piezoelectrico. Mediante el uso de tales tecnicas, se pueden crear caracteres impresos en la superficie del sustrato de una manera fuertemente controlada.

Claims (22)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
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    50
    REIVINDICACIONES
    1. Un metodo para activar una carga capacitativa (2) usando una forma de onda de voltaje objeto (50), teniendo la forma de onda de voltaje objeto (50) una traza comprendiendo un voltaje de cresta (52) y un componente de tiempo de subida de voltaje medio (51) y un componente de tiempo de bajada de voltaje (53), en donde la traza comprende al menos un escalon de voltaje (54, 56) en cada uno de los componentes de tiempo de subida y de bajada de voltaje (51, 53), comprendiendo el metodo:
    detectar un valor de voltaje representativo de un valor de voltaje de la carga capacitativa (2);
    comparar continua y sustancialmente el valor del voltaje detectado con la forma de onda de voltaje objeto (50);
    suministrar energla desde una entrada (3) a una salida (5) para cargar una carga capacitativa (2) para obtener un voltaje de cresta (52) y una velocidad de respuesta de subida media (51) en respuesta continua a la comparacion del valor del voltaje detectado con la forma de onda de voltaje objeto (50);
    descargar la carga capacitativa (2) para obtener una velocidad de respuesta de bajada media (53) en respuesta continua a la comparacion del valor de voltaje detectado con la forma de onda de voltaje objeto (50); y
    devolver la energla descargada desde la carga capacitativa (2) a la entrada (3).
  2. 2. Un metodo para activar una carga capacitativa (2) segun la reivindicacion 1, comprendiendo ademas:
    activar un primer camino de carga entre una fuente de alimentacion (4) y una inductancia (6) y un primer camino de descarga de la inductancia (6) para que la inductancia (6) sea cargada por la fuente de alimentacion (4);
    desactivar el primer camino de carga y activar y desactivar selectivamente el primer camino de descarga para que la corriente fluya desde la inductancia (6) a la carga capacitativa (2) a traves de un segundo camino de carga para conseguir la velocidad de respuesta de subida media (51);
    activar y desactivar selectivamente un segundo camino de descarga para que la carga capacitativa (2) descargue por medio de un lado primario (8) de un transformador (7) para conseguir la velocidad de bajada media (53), de esta manera se induce energla en un lado secundario (9) del transformador (7) y se usa para recargar la fuente de alimentacion (4).
  3. 3. Un metodo para activar una carga capacitativa (2) segun la reivindicacion 2, comprendiendo ademas: comparar la corriente que pasa por el primer camino de descarga con un valor de corriente de referencia, predeterminado, y activar y desactivar selectivamente el primer camino de carga para tratar de mantener un nivel predeterminado de carga en la inductancia (6).
  4. 4. Un metodo para activar una carga capacitativa (2) segun cualquiera de las reivindicaciones 2 o la 3, comprendiendo ademas: comparar la carga de la carga capacitativa (2) con la forma de onda de voltaje objeto (50) y selectivamente desactivar el primer camino de descarga y desactivar el segundo camino de descarga para cargar la carga capacitativa (2).
  5. 5. Un circuito de activacion (1) para activar una carga capacitativa (2) usando una forma de onda de voltaje objeto (50), teniendo la forma de onda objeto (50) una traza comprendiendo un voltaje de cresta (52) y un componente de tiempo de subida de voltaje medio (51) y un componente de tiempo de bajada de voltaje medio (53), en donde la traza comprende al menos un escalon de voltaje (54, 56) en cada uno de los componentes de tiempo de subida y de bajada de voltaje (51, 53), comprendiendo el circuito (1):
    una entrada (3) para ser aplicada a una fuente de alimentacion (4);
    una inductancia (6) teniendo un primer electrodo conectado a la entrada (3) a traves de un primer camino de carga, incluyendo un primer dispositivo de conmutacion (10), y un segundo electrodo conectado a un primer camino de descarga incluyendo un segundo dispositivo de conmutacion (11) y a una salida (5) del circuito (1) para cargar selectivamente una carga capacitativa (2) a traves de un segundo camino de carga;
    un transformador (7) teniendo un lado primario (8) conectado entre un segundo camino de descarga incluyendo un tercer dispositivo de conmutacion (12) y la salida (5) del circuito (1), teniendo el transformador (7), ademas, un lado secundario (9) conectado a la entrada (3);
    y un controlador (13) conectado a los dispositivos de conmutacion primero (10), segundo (11) y tercero (12).
  6. 6. Un circuito de activacion (1) para activar una carga capacitativa (2) segun la reivindicacion 5, en donde, en el uso, el controlador (13), en respuesta a la forma de onda objeto (50):
    activa el primer camino de carga y el primer camino de descarga para que la inductancia (6) sea cargada por la fuente de alimentacion (4);
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    desactiva la primera carga y el segundo camino de descarga y activa y desactiva selectivamente el primer camino de descarga para que la corriente fluya desde la inductancia (6) a la salida (5) para cargar la carga capacitativa (2) a traves del segundo camino de carga para conseguir una velocidad de respuesta de subida media (51) y el voltaje de cresta (52); y
    activa y desactiva selectivamente el segundo camino de descarga, para que la carga capacitativa (2) descargue en la entrada (3) por medio de los lados primario (8) y secundario (9) del transformador (7) para conseguir la velocidad de respuesta de bajada media (53).
  7. 7. Un circuito de activacion (1) segun cualquiera de las reivindicaciones 5 o la 6, en donde el circuito (1) comprende ademas un circuito divisor de voltaje (32, 34, 36) para detectar el voltaje de la carga capacitativa (2).
  8. 8. Un circuito de activacion (1) segun cualquiera de las reivindicaciones 5 a la 7, comprendiendo ademas un primer comparador diferencial (19) que tiene una primera entrada conectada al primer camino de descarga, una segunda entrada conectada al controlador (13) para recibir un valor de referencia predeterminado del controlador (13) y una salida, de esta manera el comparador diferencial (19) compara la corriente que pasa por el primer camino de descarga con el valor de referencia predeterminado, con lo que una senal procedente de la salida del primer comparador diferencial puede controlar el primer elemento de conmutacion (10) para intentar mantener un nivel predeterminado de carga en la inductancia (6).
  9. 9. Un circuito de activacion (1) segun cualquiera de las reivindicaciones 7 o la 8, comprendiendo ademas un segundo comparador diferencial (40) que tiene una primera entrada conectada al circuito divisor de voltaje (32, 34, 36) y una segunda entrada conectada al controlador (13) para recibir la forma de onda objeto (50) desde el controlador y una salida, de esta manera el segundo comparador diferencial (40) compara el voltaje de la carga capacitativa (2) con la forma de onda objeto (50) y, de esta manera una senal de la salida del segundo comparador diferencial (40) puede controlar los elementos de conmutacion (10, 11, 12) para controlar la carga y descarga de la carga capacitativa (2).
  10. 10. Un circuito de activacion (1) segun cualquiera de las reivindicaciones 5 a la 9, comprendiendo ademas un condensador (32) en paralelo con la carga capacitativa (2).
  11. 11. Un circuito de activacion (1) segun cualquiera de las reivindicaciones 5 a la 10, en donde un componente de bloqueo (30) esta conectado entre el primer camino de carga y masa.
  12. 12. Un circuito de activacion (1) segun la reivindicacion 11, en donde el componente de bloqueo es un dispositivo (30) semiconductor.
  13. 13. Un circuito de activacion (1) segun cualquiera de las reivindicaciones 11 o la 12, en donde el componente de bloqueo (30) es un transistor MOSFET.
  14. 14. Un circuito de activacion (1) segun cualquiera de las reivindicaciones 11 o la 12, en donde el componente de bloqueo (30) es un diodo.
  15. 15. Un circuito de activacion (1) segun cualquiera de las reivindicaciones 5 a la 14, en donde los dispositivos de conmutacion (10, 11, 12) son dispositivos semiconductores.
  16. 16. Un circuito de activacion (1) segun cualquiera de las reivindicaciones 5 a la 15, en donde los dispositivos de conmutacion (10, 11, 12) son transistores MOSFET.
  17. 17. Un circuito de activacion (1) segun cualquiera de las reivindicacion 4 a la 16, en donde un cuarto elemento de conmutacion controla selectivamente el circuito divisor de voltaje (32, 34, 36).
  18. 18. Un circuito de activacion (1) segun la reivindicacion 17, en donde el cuarto elemento de conmutacion es controlable por el controlador (13).
  19. 19. Un circuito de activacion (1) segun cualquiera de las reivindicaciones 5 a la 18, en donde el controlador (13) es comunicable con dispositivos exteriores.
  20. 20. Un circuito de activacion (1) segun cualquiera de las reivindicaciones 5 a la 19, en donde el controlador (13) comprende una pluralidad de dispositivos discretos comunicables entre si.
  21. 21. Un sistema activador del cabezal de impresora usando el metodo segun una cualquiera de las reivindicaciones 1 a la 4.
  22. 22. Un sistema activador del cabezal de impresora comprendiendo un circuito de activacion (1) segun cualquiera de las reivindicaciones 5 a la 20.
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