一种新型压电陶瓷驱动电路
压电陶瓷片的原理及特性
压电陶瓷片的原理及特性压电效应具有可逆性：若在压电陶瓷片上施以音频电压，就能产生机械振动，发出声响；反之，压电陶瓷片受到机械振动(或压力)时，片上就产生一定数量的电荷Q，从电极上可输出电压信号。
目前比较常见的锗钛酸铅压电陶瓷片(PZT)，是用锆、钛、铅的氧化物配制后烧结而成的。
鉴于人耳对频率约为3kHz的音响最敏感，所以通常将压电陶瓷片的谐振频率f0设计在3kHz左右。
考虑到在低频下工作，仅用一片压电陶瓷片难以满足频率要求，—般采用双膜片结构，其外形与符号如图1所示。
它是把直径为d的压电陶瓷片与直径为D的金属振动片复合而成的。
D一般为15~40mm，复合振动片的总厚度为h。
当压电材料—定时，谐振频率与h成正比，与(D/2)2成反比。
谐振频率fo 与复合振动片的直径D呈指数关系，如图2(a)所示。
显然D愈大，低频特性愈2．电流测试法利用万用表50uA挡，也可以检查压电陶瓷片的好坏。
电路如图2所示。
将红表笔接金属片，黑表笔接压电陶瓷表面。
两手沿轴向施以作用力+F、-F时，表针应向右摆几个微安；再松开手时，表针又向左摆几个微安；设施力与松力时间均为dt，则通过微安表的电流平均值分别为：I＝＋Q/△t，I2＝－Q/△t。
3．借助反相器测试法前面介绍过压电陶瓷片有自激振荡式驱动和他激振荡式驱动两种方式，下面是根据第二种方式而设计的检查压电陶瓷片的电路图见图3现采用一片CC4069六反相器，由反相器F1和F2构成两级反相式阻容振荡器，F3起隔离作用。
接上压电陶瓷片后，即组成完整的蜂鸣器(BZ)电路。
图中的数字表示CC4069的管脚号。
实选R1为470kΩ可调电阻，C＝470pF，FR2＝1MΩ。
代入式（f0=0.455/(R1C1)）中求出输出方波频率f0约为2kHz。
电源电压VDD选6~9V。
闭合开关S时，被测压电陶瓷片应能发声。
然后逐渐调整R1，当R1↑时，fo↑，音调升高；当R1↓时，fo↓，音调降低。
压电陶瓷
《高精度动态压电陶瓷驱动电源》题目：压电陶瓷动态驱动电路设计姓名：XXX学号：XXXXXXXXXXX学院：机电与信息工程学院专业：测控技术与仪器年级：2014级日期：2016年7月22日课程设计说明书一、实验目的1.了解压电陶瓷的工作原理和结构特性；2.熟练使用并掌握multisim仿真软件；3.设计一电路将压电陶瓷应用于动态驱动电路中。
二、实验要求1.输入信号，类型：正弦；幅值：0~10V，频率0~10Khz。
2.输出信号，类型：正弦；幅值：0~150V，频率0~10Khz。
3.负载情况，电阻：51欧姆；电容：5.1微法。
4.频率特性，幅频-3db超过5Khz，相频-90度超过5Khz。
5.失真度不超过20%。
6.分析电路发热情况及效率，使效率尽可能大。
三、压电陶瓷介绍压电陶瓷作为一种新型的电致伸缩智能材料，具有体积小、分辨率高，响应快，出力大的优点，被广泛应用于航空，液压，工业及国防等各个领域，但是压电陶瓷具有位移极小的缺点，通常无法直接应用，工业上一般采用机械串联，电气并联的结构，压电陶瓷作为一种阻容器件，多片并联会导致其整体电阻减小，电容增大。
较大的电容会对驱动控制回路带来不利的影响，导致其精度降低，同时充放电时间增大，使得其整体频率响应特性大大降低，常规的静态稳压电源无法满足其驱动要求。
四、压电陶瓷驱动电路性能优势介绍（参考资料）1、高压驱动电源原理及电路设计该高压驱动电源主要由高压直流电源、恒流源及功率放大电路三部分组成。
功率放大电路部分将锯齿波信号放大，以此驱动压电陶瓷管。
为了得到快速的电压下降速率，使压电陶瓷管形成冲击，则需使用恒流源帮助容性负载的压电陶瓷快速泄放电荷。
（1）高压直流电源高压直流电源部分如图1所示，工频220V交流电经变压器输出双130V交流，经整流桥整流和电容滤波后，得到180V直流电，作为驱动电路的工作电压。
高压直流电源（2）恒流源电路恒流源电路如图2所示，本设计电路的运放选择OP467，其上升速率可达到170V/μs，且具有极宽的响应频率，完全能满足要求。
一种压电陶瓷蜂鸣片升压驱动电路[实用新型专利]
![一种压电陶瓷蜂鸣片升压驱动电路[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/ecbb68e227fff705cc1755270722192e4536589d.png)
(10)授权公告号(45)授权公告日 (21)申请号 201620084915.X(22)申请日 2016.01.28G10K 9/122(2006.01)(73)专利权人武汉梦芯科技有限公司地址430074 湖北省武汉市洪山区民族大道39号湖北测绘大厦(72)发明人黄远明 范亚男 谢崇国(74)专利代理机构北京轻创知识产权代理有限公司 11212代理人陈薇(54)实用新型名称一种压电陶瓷蜂鸣片升压驱动电路(57)摘要本实用新型涉及一种压电陶瓷蜂鸣片升压驱动电路，包括电源Vin、控制器、三极管Q1、电感L1、肖特基二极管D1、电阻R1、电阻R2和电容C1；三极管Q1的基极串联电阻R1后连接到控制器；三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极分别连接电容C1的一端和电感L1的一端，电感L1的另一端串联电阻R2后连接到电源Vin ；电容C1的另一端连接到压电陶瓷蜂鸣片的正极J1，压电陶瓷蜂鸣片的负极J2通过屏蔽盖连接到地，肖特基二极管D1的负极接到电感L1与电容C1的连接点处，肖特基二极管D1的正极连接到地。
本实用新型的提供了一种电路简单，外围器件需求少，占用空间小，成本低廉的升压电路来驱动压电陶瓷蜂鸣片。
(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利权利要求书1页 说明书2页 附图1页CN 205354644 U 2016.06.29C N 205354644U1.一种压电陶瓷蜂鸣片升压驱动电路，其特征在于，包括电源Vin、控制器、三极管Q1、电感L1、肖特基二极管D1、电阻R1、电阻R2和电容C1；所述三极管Q1的基极串联电阻R1后连接到控制器；所述三极管Q1的发射极接地，所述三极管Q1的集电极分别连接电容C1的一端和电感L1的一端，电感L1的另一端串联电阻R2后连接到电源Vin；电容C1的另一端连接到压电陶瓷蜂鸣片的正极J1，压电陶瓷蜂鸣片的负极J2通过屏蔽盖连接到地，所述肖特基二极管D1的负极接到电感L1与电容C1的连接点处，肖特基二极管D1的正极连接三极管Q1的发射极。
压电陶瓷执行器的驱动技术研究
压电陶瓷执行器的驱动技术研究一、本文概述Overview of this article随着科技的快速发展，压电陶瓷执行器作为一种重要的驱动元件，在精密控制、振动抑制、传感器等领域的应用日益广泛。
其独特的驱动特性，如快速响应、高精度定位、低能耗等，使得压电陶瓷执行器在现代科技中占据了举足轻重的地位。
然而，如何高效、稳定地驱动压电陶瓷执行器，充分发挥其性能优势，一直是研究人员关注的焦点。
With the rapid development of technology, piezoelectric ceramic actuators, as an important driving component, are increasingly widely used in precision control, vibration suppression, sensors and other fields. Its unique driving characteristics, such as fast response, high-precision positioning, low energy consumption, etc., make piezoelectric ceramic actuators occupy a pivotal position in modern technology. However, how to efficiently and stably drive piezoelectric ceramic actuators and fully leverage their performance advantages has always been a focus of attention forresearchers.本文旨在探讨压电陶瓷执行器的驱动技术，深入分析其驱动原理、驱动电路设计、驱动信号优化以及在实际应用中的性能表现。
压电陶瓷的使用方法和技巧
压电陶瓷的使用方法和技巧压电陶瓷，也被称为压电晶体，是一种通过施加压力或电压而产生电荷的材料。
它具有惊人的机械和电学性能，被广泛应用于各个领域，包括传感器、谐振器、发声器、电子器件等。
本文将探讨压电陶瓷的使用方法和技巧，帮助读者更好地了解和应用这一材料。
首先，要正确控制压电陶瓷的工作原理。
压电陶瓷的工作原理可以简单理解为压力产生电荷，电荷激发物质振动。
当施加压力或电压时，材料会产生电荷分布的不均匀性，这种不均匀分布会引起物质的形变和振动。
因此，在使用压电陶瓷时，需要合理地施加适当的压力或电压，并在合适的频率和振幅范围内操作。
其次，压电陶瓷的驱动电源也需要注意。
由于压电陶瓷对电压的敏感性，使用驱动电源时需要注意电压的稳定性和精确度。
尽量选择稳定性高、精确控制的电源设备，以确保压电陶瓷的正常运行。
同时，在连接电源时应注意线路的接触良好，以避免电路松动导致性能下降或故障发生。
另外，适当的环境条件也对压电陶瓷的使用至关重要。
压电陶瓷对温度和湿度的影响较为敏感，过高或过低的温度、湿度都可能影响它的性能。
在使用压电陶瓷时，应尽量避免极端的环境条件，保持适宜的工作温度和湿度。
如果需要在恶劣环境中使用，可以采取适当的防护措施，如加装外壳、涂覆保护层等，以延长其使用寿命。
此外，压电陶瓷的连接和固定方式也需要注意。
在不同的应用场景中，合理选择连接和固定方式可以提高其效果和可靠性。
一般而言，采用焊接或压接方式连接压电陶瓷可以获得良好的电性能；而采用螺丝固定或胶粘剂固定方式可以获得良好的机械稳定性。
在选择连接和固定方式时，要根据具体的使用环境和要求来进行判断，并确保连接和固定的牢固性和可靠性。
最后，需要定期进行维护和检测。
虽然压电陶瓷具有较长的寿命和稳定性，但仍需要定期进行维护和检测，以确保其性能和可靠性不受影响。
例如，可以定期清洁表面，防止污垢积聚导致性能下降。
同时，可以通过仪器和设备对压电陶瓷的电学和机械性能进行检测，及时发现问题并采取相应的修复和调整措施。
玩具雾化器电路详解
关于玩具级喷雾器的电路详解一：摘要1. 根据GB19865-2005所示，玩具任意两部分间的工作电压不应超过24V，故此我们根据国标对玩具的需求，制作了一款低于24V的升压可驱动雾化片的应用电路。
2. 目前市场上的喷雾玩具主要有：喷雾汽车，喷雾火车，喷雾恐龙，喷雾轮船，喷雾飞机等。
我们这次做的是喷雾汽车。
二：内容1.首先我来说说市场上雾化器的主要电路及应用：目前市场上消费类电子应用最多的雾化片为微孔陶瓷雾化片，主要用于：加湿器，补水仪，香薰仪，蒸脸仪等等。
下图为常用电路。
常用雾化片的电路，都是基于三脚电感升压，电压幅度通常为60-120V之间，雾化片频率通常为108KHz。
雾化片是加湿器中的核心，它是由压电陶瓷环和金属膜片组成，能将水变成雾的一个高频震荡的零件。
压电陶瓷是一种新型的功能材料，在给它供电时，它就能产生微小的形变。
雾化片正是利用了这一原理。
通过驱动电源供给的高频交流电压，使压电陶瓷产生每秒几十万次的振动，带动金属片振动。
雾化片的金属片和吸水棉条的一端紧密接触，从而金属片不停的拍打吸水棉条端面上的一层水，从而使水从金属片的微孔中喷出雾。
上述三脚电感电路具有升压高，功率强，且便宜稳定，电路简单，能达到雾化片起雾需求，是目前应用于陶瓷雾化片最多的电路。
此电路生产便宜，工艺简单，已经成为市场上的应用于雾化片的常规电路。
2.下面我们来说说关于雾化片24V的应用。
以下为简单稳压电路：这个电路是基于常用的三脚电感升压电路做稳压后所产生的电路，相当于先用三脚电感使电压升高至60-120V，再使用21V稳压管使电压降至24V以内，以便于应用在电子玩具产品上。
此电路由于使用稳压管做压降，所以功耗大，且对稳压管的电流电压要求都比较高，所以并不适用与玩具。
玩具通常使用3A电池或者锂电池供电，电池容量小，电压在5V以下，使用这个电路功耗太大，玩具使用时间过短，需要经常充电或者更换电池，是一个极差的体验。
下面我们使用升压IC：如上图，使用升压IC电路，对3-5V电源使用升压芯片SX1308进行升压，调节参数，使升压到18-24V之间。
压电陶瓷驱动电路设计
压电陶瓷驱动电路设计英文回答：Introduction.Piezoelectric ceramics are materials that exhibit the piezoelectric effect, which is the ability to generate an electrical charge in response to mechanical stress or vice versa. This effect is reversible, meaning thatpiezoelectric ceramics can also convert electrical energy into mechanical energy. Piezoelectric ceramics are used in a wide variety of applications, including sensors, actuators, and medical imaging devices.Piezoelectric Ceramic Driver Circuit Design.The design of a piezoelectric ceramic driver circuit depends on the specific application. However, there are some general considerations that apply to all piezoelectric ceramic driver circuits.The driving voltage must be high enough to generate the desired mechanical displacement. The voltage required will depend on the piezoelectric material used, the thickness of the ceramic, and the desired displacement.The driving frequency must be within the resonant frequency of the piezoelectric ceramic. The resonant frequency is the frequency at which the piezoelectric ceramic vibrates most easily. Driving the ceramic at its resonant frequency will result in the highest possible displacement.The driving current must be limited to prevent damage to the piezoelectric ceramic. The current required will depend on the driving voltage and the impedance of the piezoelectric ceramic.Circuit Topologies.There are a number of different circuit topologies that can be used to drive piezoelectric ceramics. The mostcommon topology is the voltage amplifier circuit. This circuit consists of a voltage amplifier that is connected to the piezoelectric ceramic. The voltage amplifier provides the necessary voltage to drive the piezoelectric ceramic.Other circuit topologies that can be used to drive piezoelectric ceramics include the current amplifier circuit, the power amplifier circuit, and the resonant driver circuit. The choice of circuit topology will depend on the specific application.Circuit Components.The components used in a piezoelectric ceramic driver circuit will depend on the specific circuit topology. However, some common components include:Voltage amplifiers are used to provide the necessary voltage to drive the piezoelectric ceramic.Current amplifiers are used to provide the necessarycurrent to drive the piezoelectric ceramic.Power amplifiers are used to provide both the necessary voltage and current to drive the piezoelectric ceramic.Resonant drivers are used to drive the piezoelectric ceramic at its resonant frequency.Inductors and capacitors are used to filter the output of the driver circuit.Design Considerations.When designing a piezoelectric ceramic driver circuit, it is important to consider the following factors:The desired mechanical displacement.The resonant frequency of the piezoelectric ceramic.The impedance of the piezoelectric ceramic.The available driving voltage and current.The cost and complexity of the circuit.By carefully considering all of these factors, it is possible to design a piezoelectric ceramic driver circuit that meets the specific requirements of the application.中文回答：压电陶瓷驱动电路设计。
压电陶瓷变压器
压电变压器直流高压电源设计摘要压电陶瓷变压器是一种新型的压电换能器件，具有尺寸小，结构简单，不可燃，耐辐射，高可靠等优点。
压电变压器在电视显像管、雷达显示管、静电复印机、静电除尘、小功率激光管、离子发生器、高压极化等设备中得到广泛的应用。
本课题是研究压电变压器设计出10kV的直流高压电源。
当在压电陶瓷变压器输入端（驱动部份）加入交变电压时，通过逆压电效应，瓷片产生沿长度方向的伸缩振动，将输入电能转变为机械能；而发电部分则通过正压电效应将机械能转换为电能从而输出电压因瓷片的长度远大于厚度，故输出端阻抗远大于输入端阻抗，输出端电压远大于输入端电压．一般输入几伏到几十伏的交变电压，可以获得几千伏以上的高压输出．关键词：压电陶瓷变压器直流高压阻抗Design of Piezoelectric Transformer DChigh voltage power supply ABSTRACTPiezoelectric ceramic transformer is a new type of piezoelectric transducer device, the size is small, simple structure, non-combustible, resistance to radiation, high reliability. Piezoelectric Transformers in a television picture tube, radar showed tube, electrostatic copier, electrostatic dust, small power laser diodes, ion generator, high voltage polarization, and other equipment was widely used.The topic is the study piezoelectric transformer design of the 10 kV DC high voltage power supply. When the piezoelectric ceramic transformer input (some drivers) by adding alternating voltage, reverse piezoelectric effect. have artifacts along the length direction of the stretching vibration, the input energy into mechanical energy; and some power is through piezoelectric effect of converting mechanical energy to electrical energy so the output voltage for artifacts than the length of thickness, Therefore, the output impedance than input impedance, the output voltage than input voltage. General Fu few to a few tens of volts of alternating voltage, available thousands of volts above the high pressure output.Keywords:Piezoelectric Ceramic Transformer DC high voltageImpedance目录第一章综述 (1)1.1压电陶瓷变压器发展概况 (1)1.2压电陶瓷变压器研究进展 (2)1.3 压电变压器的应用 (5)1.4本课题研究的意义 (7)第二章压电陶瓷变压器的工作原理和基本特性 (9)2.1 压电陶瓷变压器的结构和工作原理 (9)2.2压电陶瓷变压器的等效电路 (11)2.3压电陶瓷变压器的工作特性 (12)第三章压电陶瓷变压器高压电源设计 (18)3.1设计思想 (18)3.2压电陶瓷变压器的选取和计算 (19)3.3电路的设计 (21)3.4驱动变压器的设计与计算 (22)3.5倍压整流电路的设计 (26)第四章压电陶瓷变压器高压电源性能测试 (28)第五章结论 (30)致谢 (31)参考文献 (32)第一章综述1.1压电陶瓷变压器发展概况压电变压器是20世纪50年代后期开始研制的一种新型压电器件，最早由c．A．Rosen于1956年发明。