SE536247C2 - Drivkrets samt förfarande för att styra ett kapacitivt element - Google Patents
Drivkrets samt förfarande för att styra ett kapacitivt element Download PDFInfo
- Publication number
- SE536247C2 SE536247C2 SE1050485A SE1050485A SE536247C2 SE 536247 C2 SE536247 C2 SE 536247C2 SE 1050485 A SE1050485 A SE 1050485A SE 1050485 A SE1050485 A SE 1050485A SE 536247 C2 SE536247 C2 SE 536247C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- switch
- drive circuit
- capacitive element
- primary
- primary switch
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 12
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 7
- 239000013642 negative control Substances 0.000 claims description 4
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 claims 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 abstract description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000013641 positive control Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
- H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
- H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
- H02M3/33576—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer
- H02M3/33584—Bidirectional converters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
- H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
- H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
- H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
- H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
- H02M3/33576—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer
- H02M3/33592—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer having a synchronous rectifier circuit or a synchronous freewheeling circuit at the secondary side of an isolation transformer
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
- H10N30/80—Constructional details
- H10N30/802—Circuitry or processes for operating piezoelectric or electrostrictive devices not otherwise provided for, e.g. drive circuits
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
14 SAMANDRAG Uppfinningen avser en metod for att ladda upp elleratt ladda ur ett kapacitivt element, foretradesvis enpiezoelektrisk kristall. Uppfinningen avser aven enanordning som utfor laddningen av ett kapacitivt elementenligt namnda metod. Anordningen består av en bipolar buck-boost konverter, innebarande att ett kapacitivt element kanladdas till både positiva och negativa spanningar.Urladdning av det kapacitiva elementet sker medenergiàtervinning och tillbakamatning till anordningens stromforsorjning. Att publiceras med Fig. 1
Description
25 30 35 535 24? att aktuatorer med avsevärt snabbare responstid och avsevärt lägre energiförbrukning kan tillverkas. Dock leder användandet av denna teknik till andra tekniska utmaningar.
En av dessa är den elektriska styrningen av piezoaktuatorerna.
Piezoaktuatorer behöver spänningar upp till l000V för att kunna styras ut helt. Med modern keramisk multilayerteknik har man dock lyckats få ner dessa spänningar till storleksordningen 100V, en väsentlig reduktion, men fortfarande en hög spänning att hantera, särskilt från idag använda elektroniksystem som normalt arbetar med betydligt lägre spänningar. Det kan också innebära en risk för användaren av anordningar med höga spänningar, särskilt inom medicinska applikationer.
En piezoelektrisk aktuator är i uppbyggnaden mycket lik en keramisk multilayerkondensator, och kombinationen av en relativt stor kapacitans och höga spänningar innebär att signifikant energi kan lagras i dessa aktuatorer. Fördelen med denna lagrade energi är att aktuatorns läge bibehålls om den elektriska anslutningen bryts, innebärande att ingen energi behövs för att behålla läget. Nackdelen är dock att lagrad energi måste tas omhand om aktuatorn skall styras till ett mindre utslag. I linjära styrapplikationer innebär det här att en stor del av denna energi går förlorad till värmeutveckling. Ett annat problem är att den piezokeramiska strukturen är behäftad med intrinsisk friktion, innebärande att piezoaktuatorer är behäftade med en mekanisk hysteres i storleksordningen 20%. För att inte förlora rörelse kan man därför styra ut aktuatorn med en negativ spänning i storleksordningen 20% av den normala positiva styrspänningen. Större negativa spänningar än 20% av max tillåten positiv spänning bör inte styras ut till aktuatorn, eftersom den då kan förstöras.
Ett sätt att bli av med många av nämnda problem är användning av switchad teknik i kombination med en induktor. Den upplagrade energin i strömförsörjningsenheten kan då switchas tillbaks till aktuatorn. 10 15 20 25 30 35 536 24? En rad sådana här lösningar finns beskrivna, bl.a. i patent US 6,6l7,754, där switchningen sker med ett enkelt induktorelement mot en högspänningskälla med mittuttag.
Nackdelen med en sådan lösning är dock att anordningen behöver en dubbel högspänningskälla med spänningar i storleksordningen 100V eller mer.
Syftena med uppfinningen är att åstadkomma en switchad, energiåtervinnande styrning av ett kapacitivt element utan att använda en högspänningskälla.
Samanfattning av uppfinning Dessa syften åstadkommes med hjälp av anordningen enligt de bifogade oberoende kraven, varvid särskilda utföringsformer behandlas i de beroende kraven.
Den föreliggande uppfinningen söker således framför allt motverka, förbättra eller eliminera en eller flera av ovan identifierade tillkortakommanden och nackdelar inom konventionell teknik, individuellt eller i någon kombination, och löser åtminstone delvis de ovan nämnda problem genom att erbjuda en utrustning enligt de vidlagda patentkraven.
Detta åstadkommes genom att det kapacitiva elementet får tjänstgöra som kondensator i utgàngssteget på en boostregulator. Genom att tillföra extra switchfunktioner och att använda en induktor med fler lindningar kan boostregulatorn kombineras med en buckregulator för att kunna ladda ur det kapacitiva elementet med energiåtervinning. Utföringsformer innefattar en metod för att ladda upp eller att ladda ur ett kapacitivt element, företrädesvis en piezoelektrisk kristall. En anordning utför laddningen av ett kapacitivt element enligt denna metod. Anordningen består enligt utföringsformer av en bipolär buck-boost konverter, innebärande att ett kapacitivt element kan laddas till både positiva och negativa spänningar. Urladdning av det kapacitiva elementet sker med den nämnda energiåtervinningen och tillbakamatning 10 15 20 25 30 35 535 24? till anordningens strömförsörjning enligt vissa utföringsformer.
Enligt en första aspekt av uppfinningen tillhandahålles en drivkrets som är konfigurerad att styra ett kapacitivt element. Drivkretsen innefattar i kombination en switchad boostregulatorkrets och en switchad buckregulatorkrets, samt ett flertal omkopplare.
Drivkretsen har två operativa lägen som är valbara genom nämnda omkopplare, varvid det ena operativa läget är en boostregulator och det andra operativa läget är en buckregulator.
Enligt utföringsformer innefattar nämnda omkopplare minst fyra switchar, varav en första primärswitch S1 och en andra primärswitch S2 är anordnade pà en primärsida och en första sekundärswitch S3 samt en andra sekundärswitch S4 är anordnade på en sekundärsida.
Drivkretsen innefattar i vissa utföringsformer minst en induktor som på primärsidan uppvisar företrädesvis minst två lindningar L1 och L2.
De operativa lägen kan erhållas enligt följande: genom att öppna den andra primärswitchen S2 och den första sekundärswitchen S3 samt att sluta den andra sekundärswitchen S4 varigenom en positiv boostkonverter erhålls som är styrd av den första primärswitchenSl för positiv laddning av det kapacitiva elementet X; genom att öppna den första primärswitchen Sl och den andra sekundärswitchen S4 samt att sluta den första sekundärswitchen S3 erhålls en negativ boostkonverter, som styrs av den andra primärswitchen S2 för negativ laddning av det kapacitiva elementet X; genom att öppna den första primärswitchen S1 och den andra primärswitchen S2 och att sluta den andra sekundärswitchen S4 erhålls en positiv buckkonverter, som styrs av den första sekundärswitchen S3 för urladdning av det kapacitiva elementet X och tillbakamatning till en tankkondensator C. 10 15 20 25 30 35 535 24? I en annan utföringsform är det kapacitiva elementet X jordat på ena sidan; båda sekundärswitcharna S3, S4 är placerade på en sida av induktorns sekundärlindning L3; och en diod D2 är placerad mellan den andra primärswitchen S2 och induktorns primärlindning L2.
Genom att tillföra en extra diod D2 undviks klampingeffekter vid negativ boost detta medför att höga negativa spänningar kan genereras.
Kretsen är konstruerad för att driva kapacitiva element, såsom ett aktuatorelement, företrädelsevis en piezoaktuator. Kretsen är konstruerad så att en Boostregulator är kombinerad med en Buckregulator genom att använda en induktans / spole med fler lindor på primärsidan samt extra switchar. Genom denna konstruktion kan drivkretsen styra det kapacitiva elementet genom att antingen ladda det antingen med positiva och negativa spänningar genom att kretsen switchas till antingen en positiv boostkonverter respektive en negativ boostkonverter.
Det kapacitiva elementet kan även urladdas genom att kretsen switchas om till en positiv Buckkonverter vilket gör att urladdningen sker med energiàtervinning och tillbakamatning till anordningens strömförsörjning. Detta gör att, den i aktuatorn ackumulerade energin som annars går förlorad till värmeutveckling när en aktuator skall styras till ett mindre utslag inte går förlorad.
Via denna konstruktion av drivkretsen blir det negativa utstyrningsområdet till aktuatorn också begränsad.
Detta medför att när drivkretsen används för att styra aktuatorn med en negativ spänning, för att inte förlora rörelse p g a mekanisk hysteres, så är det inte möjligt att styra kretsen med så stora negativa spänningar att aktuatorn förstörs. Denna gräns av vad en aktuator klarar ligger i storleksordningen av 20% av den maximala tillåtna positiva spänningen.
Switcharna utgörs företrädelsevis av MOS-transistorer men är inte begränsade till detta. 10 15 20 25 30 35 535 247 I en andra aspekt innefattar uppfinningen ett förfarande för att driva och styra kapacitiva element.
Förfarandet innefattar att tillhandahålla en kombinerat switchad boostregulatorkrets och en switchad buckregulatorkrets, samt ett flertal omkopplare, och att tillhandahålla två valbara operativa lägen genom styrning av nämnda omkopplare, varvid det ena operativa läget är en boostregulator och det andra operativa läget ar en buckregulator.
I utföringsformer används boostregulatorn till att med både positiva och negativa spänningar ladda det kapacitiva elementet, såsom ett aktuatorelement, företrädelsevis en piezoaktuator, och buckregulatorn används till att urladda det kapacitiva elementet genom energiâtervinning och tillbakamatning till drivkretsens strömförsörjning.
Enligt vissa utföringsformer är ett negativt utstyrningsområde till aktuatorn begränsad, såsom i storleksordningen av 20% av den maximala tillåtna positiva spänningen.
Fördelarna med denna metod är som för ovan beskrivna utrustning. Att ett kapacitivt element, t ex ett aktuatorelement, företrädelsevis en piezoaktuator, kan drivas både med positiv och negativ spänning samt urladdas där den i aktuatorn ackumulerade energin inte går förlorat som t ex värme, utan kan återvinnas genom tillbakamatning till anordningens strömförsörjning. Översiktlig beskrivning av ritningarna Dessa och andra aspekter, särdrag och fördelar som uppfinningen åtminstone partiellt innehar blir tydligare och specificerade genom följande beskrivning av utförandeformer av föreliggande uppfinning, där referens görs till de vidliggande figurerna, i vilka Figur 1 visar i en schematisk vy ett utförandeexempel för en elektrisk koppling; 10 15 20 25 30 35 535 24? Figur 2 visar i en schematisk vy en ekvivalent till den elektriska kopplingen enligt figur 1, kopplad som positiv boostkonverter; Figur 3 visar i en schematisk vy en ekvivalent till den elektriska kopplingen enligt figur 1, kopplad som en negativ boostkonverter; Figur 4 visar i en schematisk vy en ekvivalent till den elektriska kopplingen enligt figur l, kopplad som en positiv buckkonvertet; och Figur 5 visar i en schematisk vy ytterligare ett utförandeexempel på en elektrisk koppling.
Beskrivning av utföranden Figur 1 visar i en schematisk vy ett utförandeexempel för en elektrisk koppling.
Induktorn har ett lindningsförhâllande N1 och N2 på primärsidan, och N3 på sekundärsidan.
Figur 2 visar i en schematisk vy en ekvivalent till den elektriska kopplingen enligt figur 1 när S2 och S3 är öppna och S4 är sluten. I denna konfiguration fungerar kopplingen som en positiv boostkonverter. Energi switchas med hjälp av S1 från Vcc och tankkondensatorn C.
Figur 3 visar i en schematisk vy en ekvivalent till den elektriska kopplingen enligt figur 1 när Sl och S4 är öppna och S3 är sluten. I denna konfiguration fungerar kopplingen som en negativ boostkonverter. Energi switchas med hjälp av S2 från Vcc och tankkondensatorn C. Dioden Dl tillsammans med induktorns lindningsförhàllande begränsar den utstyrbara negativa spänningen till det kapacitiva elementet till en önskad fraktion av Vcc.
Figur 4 visar i en schematisk vy en ekvivalent till den elektriska kopplingen enligt figur 1 när S1 och S2 är öppna och S4 är sluten. I denna konfiguration fungerar kopplingen som en positiv buckkonverter. Energi switchas med hjälp av S3 från det kapacitiva elementet X till tankkondensatorn C. 10 15 20 25 30 35 535 24? Figur 5 visar i en schematisk vy ytterligare ett utförandeexempel för en elektrisk koppling enligt en princip av uppfinningen. I detta utförandeexempel är det kapacitiva elementet X jordat pà ena sidan, och switcharna S3 och S4 placerade till en sida av induktorns sekundärlindning L3. Dessutom är en diod D2 tillförd. D2 hindrar tidigare nämnda klampingeffekt vid negativ boost, vilket gör att höga negativa spänningar kan genereras då D2 är med i kopplingen.
I nämnda kopplingsexempel är inte inkluderat några kopplingar för att ta hand om transienter orsakade av i induktorn gemensam induktans mellan samverkande lindningar.
Detta är dock en känd teknik, varför den inte visas här.
Beskrivning av positiv boost Den här processen är aktiv då en spänningen Vcc skall konverteras från en begränsad negativ spänning till en stor positiv spänning över kristallen X. S2 och S3 är öppna, och S4 är sluten i detta tillstànd. Kretsens funktionella delar i detta tillstånd beskrivs i figur 2. Figur 2 visar i en schematisk vy denna ekvivalent till den elektriska kopplingen enligt figur 1 när S2 och S3 är öppna och S4 är sluten. l. När Sl är sluten rampas strömmen upp i Ll. Fältet i transformatorns kärna byggs upp till ett positivt fältvärde. Spänningen mot dioden D4 blir under denna tid Vcc*N3/Nl och någon ström flyter inte igenom D4 eller X. 2. S1 öppnas och fältet i transformatorns kärna faller mot noll. Spänningen över D4 sjunker omedelbart till att den börjar leda, ca -O.6V och L3 och X så att spänningen över X i ett antal cykler successivt en ström flyter genom D4, rampas upp till en stor spänning pà exempelvis 120V. Spänningen över Dl kommer att stiga över Vcc vid varje cykel, och ingen ström flyter genom Ll. 3. S1 sluts igen osv. 10 15 20 25 30 35 535 24? Beskrivning av negativ boost Den här processen är aktiv då en spänningen Vcc skall konverteras från noll till en begränsad negativ spänning över kristallen X. S1 och S4 är öppna, och S3 är sluten i detta tillstånd. Kretsens funktionella delar i detta tillstånd beskrivs i figur 3. Figur 3 visar i en schematisk vy denna ekvivalent till den elektriska kopplingen enligt figur 1 när S1 och S4 är öppna och S3 är sluten. 1. När S2 är sluten rampas strömmen upp i L2. Fältet i transformatorns kärna byggs upp till ett negativt fältvärde. Spänningen mot dioden Dl blir under denna tid Vcc och någon ström flyter inte igenom Dl. Spänningen mot dioden D5 blir även den positiv och ingen ström flyter genom L3, D5 eller X. 2. S2 öppnas och fältet i transformatorns kärna stiger mot noll. Två konkurrerande förlopp råder då; En boost via L3 genererar en negativ spänning över X, eller en boost över Ll som rampar i transformatorn lagrad energi tillbaks till C och matningsspänningen Vcc. Den boostprocess som är aktiv avgörs av spänningen över det kapacitiva elementet (piezokristallen) X, Vcc samt transformatorns omsättningstal N3:Nl. I praktiken betyder det här att den negativa boosten begränsas till -Vcc*N3/Nl. Om Vcc=12V och N3:Nl är 5:3 blir den maximala spänningen över X -20V. 3. S2 sluts igen osv.
Beskrivning av positiv buck Den här processen är aktiv då kristallen X skall tömmas på sin laddning, dvs. att spänningen går mot noll.
S1 och S2 är öppna, S4 är sluten i detta tillstànd.
Kretsens funktionella delar i detta tillstånd beskrivs i figur 4. Figur 4 visar i en schematisk vy denna ekvivalent 538 247 10 till den elektriska kopplingen enligt figur 1 när S1 och S2 är öppna och S4 är sluten. l. När S3 är sluten rampas strömmen från X upp i L3.
Fältet i transformatorns kärna byggs upp till ett negativt fältvärde. Spänningen mot dioden D1 blir under denna tid positiv och någon ström flyter inte igenom D1. Kristallen X töms i denna fas successivt på sin laddning. 2. S3 öppnas och fältet i transformatorns kärna faller mot noll. Spänningen över D1 sjunker omedelbart till att den börjar leda, ca -0.6V och en ström flyter genom Dl, Ll och C så att energin från kristallen X återmatas till C och Vcc. 3. S3 sluts igen osv.
Claims (4)
1. 0 15 20 25 30 35 535 24? 11 PATENTKRÄV Drivkrets konfigurerad att styra ett kapacitivt element (X), som innefattar i kombination en switchad boostregulatorkrets och en switchad buckregulatorkrets, samt ett flertal omkopplare, varvid drivkretsen har två operativa lägen som är valbara genom nämnda omkopplare, varvid det ena operativa läget är en boostregulator och det andra operativa läget är en buckregulator, och varvid nämnda omkopplare innefattar minst fyra switchar, varav en första primärswitch (S1) och en andra primärswitch (S2) är anordnade på en primärsida och en första sekundärswitch (S3) samt en andra sekundärswitch (S4) är anordnade på en sekundärsida; varvid drivkretsen innefattar minst en induktor på primärsidan som uppvisar minst två lindningar (Ll och L2); och varvid de operativa lägena erhålls genom att öppna eller sluta den första primärswitchen (S1) och den andra primärswitchen (S2) samt den första sekundärswitchen (S3) och den andra sekundärswitchen (S4) i olika konstellationer.
2. Drivkretsen enligt krav 1, varvid de operativa lägena erhålls - genom att öppna den andra primärswitchen (S2) och den första sekundärswitchen (S3) samt att sluta den andra sekundärswitchen (S4) varigenom en positiv boostkonverter erhålls som är styrd av den första primärswitchen(Sl) för positiv laddning av det kapacitiva elementet (X); - genom att öppna den första primärswitchen (S1) och den andra sekundärswitchen (S4) samt att sluta den första sekundärswitchen (S3) erhålls en negativ boostkonverter, som styrs av den andra primärswitchen (S2) för negativ laddning av det kapacitiva elementet (X); 10 15 20 25 30 35
3. 536 247 ll - genom att öppna den första primärswitchen (S1) och den andra primärswitchen (S2) och att sluta den andra sekundärswitchen (S4) erhålls en positiv buckkonverter, som styrs av den första sekundärswitchen (S3) för urladdning av det (X) och tillbakamatning till en tankkondensator (C). kapacitiva elementet Drivkretsen enligt krav 2, varvid - det kapacitiva elementet (X) är jordat på ena sidan: - båda sekundärswitcharna (S3, S4) är placerade på en sida av induktorns sekundärlindning (L3); och - en diod (D2) är placerad mellan den andra primärswitchen (S2) och induktorns primärlindning (L2). Drivkretsen enligt krav 1, som innefattar en induktor med minst två lindningar som energiupplagringselement för drivkretsen. Drivkretsen enligt något av kraven 1 till 4, varvid drivkretsen är konfigurerad att styra ut positiv spänning till det kapacitiva elementet genom att styra switchning av den första primärswitchen (S1) eller den andra primärswitchen (S2). Drivkretsen enligt något av kraven 1 till 4, varvid drivkretsen är konfigurerad att styra ut negativ spänning till det kapacitiva elementet genom att styra switchning av den första primärswitchen (S1) eller den andra primärswitchen (S2). Drivkretsen enligt krav 6, varvid ett negativt utstyrningsområde till det kapacitiva elementet är begränsat. 10 15 20 25 30 35 10. 11. 12. 535 247 13 Drivkretsen enligt något av kraven l till 7, varvid det kapacitiva elementet är ett aktuatorelement. Drivkretsen enligt krav 8, där aktuatorelementet utgörs av en piezoelektrisk aktuator. Drivkretsen enligt något av kraven 1-9, där åtminstone en av omkopplarna utgörs av en MOS- transistor. Förfarande för att styra ett kapacitivt element (X), som innefattar att tillhandahålla en kombinerad switchad boostregulatorkrets och en switchad buckregulatorkrets, samt ett flertal omkopplare, och att tillhandahålla två valbara operativa lägen genom styrning av nämnda omkopplare, varvid det ena operativa läget är en boostregulator och det andra operativa läget är en buckregulator, och varvid nämnda styrning innefattar omkopplande av minst fyra switchar, en första primärswitch (S1) och en andra primärswitch (S2) anordnade på en primärsida och en första sekundärswitch (S3) samt en andra sekundärswitch (S4) anordnade på en sekundärsida; och varvid de operativa lägena erhålls genom att öppna eller sluta den första primärswitchen (S1) och den andra primärswitchen (S2) samt den första sekundärswitchen (S3) och den andra sekundärswitchen (S4) i olika konstellationer. Förfarandet enligt krav ll, där boostregulatorn används till att med positiva spänningar ladda det kapacitiva elementet, såsom ett aktuatorelement, företrädelsevis en piezoaktuator, och där buckregulatorn används till att urladda det kapacitiva elementet genom energiåtervinning och tillbakamatning till drivkretsens strömförsörjning; och varav styrning sker genom att switcha den första 10 15 20 535 24? primärswitchen (S1) eller den andra primärswitchen (S2). 13.Förfarandet enligt krav ll, där boostregulatorn används till att med negativa spänningar ladda det kapacitiva elementet, såsom ett aktuatorelement, företrädelsevis en piezoaktuator, och där buckregulatorn används till att urladda det kapacitiva elementet genom energiåtervinning och tillbakamatning till drivkretsens strömförsörjning; och varav styrning sker genom att switcha den första primärswitchen (S1) eller den andra primärswitchen (S2). 1
4. Förfarandet enligt krav 13, varvid ett negativt utstyrningsområde till aktuatorn är begränsad, såsom i storleksordningen av 20% av den maximala tillåtna positiva spänningen.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE1050485A SE536247C2 (sv) | 2010-05-17 | 2010-05-17 | Drivkrets samt förfarande för att styra ett kapacitivt element |
| EP11721479A EP2572444A2 (en) | 2010-05-17 | 2011-05-15 | Driver circuit and method for controlling a capacitive element |
| PCT/EP2011/057811 WO2011144542A2 (en) | 2010-05-17 | 2011-05-15 | Driver circuit and method for controlling a capacitive element |
| CN201110126200.8A CN102255556B (zh) | 2010-05-17 | 2011-05-16 | 驱动电路及控制电容元件的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE1050485A SE536247C2 (sv) | 2010-05-17 | 2010-05-17 | Drivkrets samt förfarande för att styra ett kapacitivt element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE1050485A1 SE1050485A1 (sv) | 2011-11-18 |
| SE536247C2 true SE536247C2 (sv) | 2013-07-16 |
Family
ID=44119063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE1050485A SE536247C2 (sv) | 2010-05-17 | 2010-05-17 | Drivkrets samt förfarande för att styra ett kapacitivt element |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2572444A2 (sv) |
| CN (1) | CN102255556B (sv) |
| SE (1) | SE536247C2 (sv) |
| WO (1) | WO2011144542A2 (sv) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2698802C1 (ru) * | 2018-11-30 | 2019-08-30 | Общество с ограниченной ответственностью "РЭНК" (ООО "РЭНК") | Способ генерации механических колебаний и генератор для его осуществления |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5691592A (en) * | 1995-09-14 | 1997-11-25 | Motorola, Inc. | Actuator drive and energy recovery system |
| DE19825210C2 (de) | 1998-04-23 | 2003-09-25 | Gsg Elektronik Gmbh | Schaltungsanordnung zur dynamischen Ansteuerung von keramischen Festkörperaktoren |
| FR2829314B1 (fr) * | 2001-09-04 | 2004-08-27 | Renault | Dispositif de commande d'un actuateur piezo-electrique et son procede de mise en oeuvre |
| FR2831727A1 (fr) * | 2001-10-30 | 2003-05-02 | Renault | Dispositif de commande d'un actuateur piezo-electrique ultrasonore pilote electroniquement, et son procede de mise en oeuvre |
| US7667371B2 (en) * | 2007-09-17 | 2010-02-23 | Motorola, Inc. | Electronic device and circuit for providing tactile feedback |
| US7979727B2 (en) * | 2007-12-28 | 2011-07-12 | International Business Machines Corporation | Apparatus, system, and method for an integrated power supply efficient in high and low power conditions |
-
2010
- 2010-05-17 SE SE1050485A patent/SE536247C2/sv unknown
-
2011
- 2011-05-15 EP EP11721479A patent/EP2572444A2/en not_active Withdrawn
- 2011-05-15 WO PCT/EP2011/057811 patent/WO2011144542A2/en active Application Filing
- 2011-05-16 CN CN201110126200.8A patent/CN102255556B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| SE1050485A1 (sv) | 2011-11-18 |
| CN102255556A (zh) | 2011-11-23 |
| CN102255556B (zh) | 2016-08-31 |
| WO2011144542A3 (en) | 2012-11-29 |
| WO2011144542A2 (en) | 2011-11-24 |
| EP2572444A2 (en) | 2013-03-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2299571B1 (en) | Method and apparatus for implementing a power converter input terminal voltage discharge circuit | |
| US8004122B2 (en) | Bootstrap supply for switched mode power converter | |
| CN104836421B (zh) | 一种开关电源的供电电路和供电方法 | |
| CN105580262B (zh) | 具有单个控制回路的多输出升压调节器 | |
| US7920396B2 (en) | Synchronous rectifier and controller for inductive coupling | |
| CN109478843A (zh) | 驱动电荷泵电路 | |
| CN102474190B (zh) | 用于对蓄电池组充电的充电装置 | |
| US20070222300A1 (en) | A controller interface system | |
| CN114629343A (zh) | 单电感器多输出调节器 | |
| SE536247C2 (sv) | Drivkrets samt förfarande för att styra ett kapacitivt element | |
| US20200274450A1 (en) | Bidirectional inverting buck-boost converter converting dissipation current into recycling current | |
| CN110784101A (zh) | 固态继电器、电力系统和控制电力系统中的电流的方法 | |
| KR102604578B1 (ko) | 하이-사이드 스위치를 위한 게이트 드라이버 회로 | |
| WO2023124117A1 (zh) | 功率转换电路和方法 | |
| US9698666B2 (en) | Power supply and gate driver therein | |
| US9048757B2 (en) | Driver circuit and method for controlling a capacitive element | |
| US11764689B2 (en) | Flyback power-converting device with zero-voltage switching and method for flyback converting power with zero-voltage switching | |
| JP6773450B2 (ja) | 誘導性負荷用電源装置 | |
| US7915880B2 (en) | Step-up DC-DC converter | |
| US10277217B2 (en) | Controlled bootstrap driver for high side electronic switching device | |
| WO2015137827A1 (en) | Electrical converter | |
| JP7545370B2 (ja) | 電源装置 | |
| JP2020096125A (ja) | ソレノイド駆動装置 | |
| JP6299160B2 (ja) | 電源装置 | |
| KR20120025750A (ko) | 아몰레드 구동용 파워 아이씨의 셧 다운 시 스위칭 전압 제한을 구현하는 동기식 승압형 컨버터 회로 |