(57)【要約】【課題】従来の駆動システムが有する欠点を解決する、圧電ポンプの駆動システムを提供することにある。【解決手段】本発明は、駆動システムに関するものであって、第一直流電圧を第二直流電圧に転換させるために用いる電圧転換モジュールと、第二直流電圧を交流電圧に転換することで、圧電アクチュエータに印加して作動を駆動させる切換モジュールと、帰還回路と空気圧センサとを包含し、帰還回路は切換モジュール内にある電力参考値を検出し、空気圧センサは圧電ポンプ内にある空気圧流量を検出する検出モジュールと、電力参考値に基づいて作動周波数を取得することで、圧電アクチュエータを作動周波数において作動させ、且つ電圧転換モジュールを制御し、電圧を調整して出力することで、圧電ポンプ内の空気圧流量を調整するマイクロコントローラモジュールと、を包含している。【選択図】図１
2018064096.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電ポンプ内にある圧電アクチュエータを駆動するために用いる駆動システムであって、
電源が出力した第一直流電圧を第二直流電圧に転換させる電圧転換モジュールと、
電圧転換モジュール及び圧電アクチュエータに電気接続し、第二直流電圧を交流電圧に転換することで、圧電アクチュエータに印加して駆動させる切換モジュールと、
帰還回路と空気圧センサとを包含し、帰還回路は切換モジュールに電気接続し、空気圧センサは圧電ポンプに接続し、空気圧流量検出値を出力する検出モジュールと、
電圧転換モジュールに電気接続する分圧モジュールと、
分圧モジュール、切換モジュール、検出モジュールの帰還回路及び空気圧センサに電気接続するマイクロコントローラモジュールと、を包含し、
そのうち、マイクロコントローラモジュールは、駆動信号を出力して切換モジュールが一つの周波数範囲で作動するように制御し、帰還回路により切換モジュールが周波数範囲における少なくとも一つの電力参考値を取得し、少なくとも一つの電力参考値から交流電圧の作動周波数を知り得ることで、圧電アクチュエータが作動周波数内で作動され、且つマイクロコントローラモジュールは空気圧センサの空気圧流量検出値を受信して一つの時間帯における実際の空気圧変化量を取得し、実際の空気圧変化量と所定の空気圧変化量とを比較し、比較結果に基づいて調整信号を分圧モジュールを介して電圧転換モジュールに伝送し、電圧転換モジュールが調整信号に基づいて第二直流電圧を調整することで、圧電ポンプ内にある空気圧流量が調整され、実際の空気圧変化量を所定の空気圧変化量に近接させることを特徴とする、圧電ポンプの駆動システム。
【請求項２】
切換モジュールは、極性反転回路を有し、極性反転回路は、
一端が電圧転換モジュールと電気接続して第二直流電圧を受電する第一抵抗と、
コレクタが電圧転換モジュールに電気接続する第一抵抗の端子と電気接続し、ベースが第一抵抗のもう一端と電気接続する第一トランジスタスイッチと、
コレクタが第一トランジスタスイッチのベースに電気接続する第一抵抗の端子と電気接続し、エミッタが接点と電気接続する第二トランジスタスイッチと、
コレクタが第一トランジスタスイッチのエミッタ及び圧電アクチュエータの一端と電気接続し、ベースが第二トランジスタスイッチのベースと電気接続し、エミッタが接点と電気接続する第三トランジスタスイッチと、
コレクタが第二トランジスタスイッチのベース及び第三トランジスタスイッチのベースと電気接続し、エミッタが接点と電気接続する第四トランジスタスイッチと、
一端が第二トランジスタスイッチのベース、第三トランジスタスイッチのベース及び第四トランジスタスイッチのコレクタと電気接続する第二抵抗と、
一端が第四トランジスタスイッチのベースと電気接続する第三抵抗と、
一端が第一トランジスタスイッチのコレクタに電気接続する第一抵抗の端子と電気接続する第四抵抗と、
コレクタが第一トランジスタスイッチのコレクタに電気接続する第一抵抗の端子及び第四抵抗の端子と電気接続し、ベースが第四抵抗のもう一端と電気接続し、エミッタが圧電アクチュエータのもう一端と電気接続する第五トランジスタスイッチと、
コレクタが第五トランジスタスイッチのエミッタ及び圧電アクチュエータのもう一端と電気接続し、エミッタが接点と電気接続する第六トランジスタスイッチと、
コレクタが第五トランジスタスイッチのベース及び第四抵抗のもう一端と電気接続し、ベースが第六トランジスタスイッチのベースと電気接続し、エミッタが接点と電気接続する第七トランジスタスイッチと、
一端が第六トランジスタスイッチのベース及び第七トランジスタスイッチのベースと電気接続し、もう一端が第四トランジスタスイッチのベースに電気接続する第三抵抗の端子と電気接続する第五抵抗と、を包含することを特徴とする、請求項１に記載の圧電ポンプの駆動システム。
【請求項３】
帰還回路は、第六抵抗を包含し、第六抵抗は、一端が接点と電気接続し、もう一端が接地端子と電気接続することを特徴とする、請求項２に記載の圧電ポンプの駆動システム。
【請求項４】
駆動信号は、第一駆動信号及び第二駆動信号を包含し、且つマイクロコントローラモジュールは、
第二抵抗のもう一端と電気接続して第一駆動信号を出力する第一端子と、
第三抵抗のもう一端と電気接続して第二駆動信号を出力する第二端子と、
第六抵抗の一端と電気接続して電力参考値を受信する第三端子と、
気圧センサと電気接続して空気圧変化量検出値を受信する第四端子と、
分圧モジュールと電気接続して調整信号を出力する第五端子と、
バイパス信号を出力する第六端子と、を包含することを特徴とする、請求項３に記載の圧電ポンプの駆動システム。
【請求項５】
分圧モジュールは、
一端が第五端子と電気接続し、もう一端が電圧転換モジュールと電気接続する第七抵抗と、
一端が第七抵抗のもう一端及び電圧転換モジュールと電気接続する第八抵抗と、
一端が第八抵抗のもう一端と電気接続し、もう一端が接地端子と電気接続する第九抵抗と、を包含することを特徴とする、請求項４に記載の圧電ポンプの駆動システム。
【請求項６】
帰還回路は、バイパススイッチをさらに包含し、バイパススイッチは、接点及び接地端子の間に電気接続して第六抵抗と並列に接続し、且つバイパススイッチの制御端子は、マイクロコントローラモジュールの第六端子と電気接続し、バイパススイッチは、マイクロコントローラモジュールが第六端子で出力したバイパス信号の制御を受けて導通するしないの切換を行うことを特徴とする、請求項４に記載の圧電ポンプの駆動システム。
【請求項７】
マイクロコントローラモジュールが出力した調整信号の電圧値が高いと、電圧転換モジュールが出力した第二直流電圧の電圧値が高くなることを特徴とする、請求項１に記載の圧電ポンプの駆動システム。
【請求項８】
マイクロコントローラモジュールが出力した調整信号の電圧値が低いと、電圧転換モジュールが出力した第二直流電圧の電圧値が高くなることを特徴とする、請求項１に記載の圧電ポンプの駆動システム。
【請求項９】
調整信号は、パルス幅変調信号であることを特徴とする、請求項１に記載の圧電ポンプの駆動システム。
【請求項１０】
実際の空気圧変化量が所定の空気圧変化量より大きかった場合、マイクロコントローラモジュールは、これに対応する調整信号を出力し、第二直流電圧を降圧するように電圧転換モジュールを制御し、実際の空気圧変化量が所定の空気圧変化量より小さかった場合、マイクロコントローラモジュールは、これに対応する調整信号を出力し、第二直流電圧を昇圧するように電圧転換モジュールを制御することを特徴とする、請求項１に記載の圧電ポンプの駆動システム。
【請求項１１】
マイクロコントローラモジュールは、第七端子をさらに包含し、第七端子は、電圧転換モジュールに電気接続することで、電圧転換モジュールのオンオフを行うことを特徴とする、請求項１或いは４に記載の圧電ポンプの駆動システム。
【請求項１２】
少なくとも一つの電力参考値は、少なくとも一つの電圧参考値であって、マイクロコントローラモジュールは、少なくとも一つの電圧参考値を取得し、最大電圧値の電圧参考値に対応する周波数を作動周波数とすることを特徴とする、請求項１に記載の圧電ポンプの駆動システム。
【請求項１３】
少なくとも一つの電力参考値は、少なくとも一つの電流参考値であって、マイクロコントローラモジュールは、少なくとも一つの電流参考値を取得し、最大電流値の電流参考値に対応する周波数を作動周波数とすることを特徴とする、請求項１に記載の圧電ポンプの駆動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動システムに関し、特に、可変電圧を出力すると同時に、圧電アクチュエータの作動周波数を可変に制御する圧電ポンプの駆動システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般の圧電ポンプが作動する際、通常、駆動システムが電気エネルギーを提供して圧電ポンプ内にある圧電アクチュエータを駆動する必要があり、圧電アクチュエータが周期的に作動することで、これに対応する作動を行う圧電ポンプが駆動されている。
【０００３】
現在、圧電ポンプの駆動システムは、大きく分けて三種類存在している。一つ目の駆動システムは、一定の電圧を出力すると同時に、圧電アクチュエータの作動周波数を一定に制御している。二つ目の駆動システムは、可変な電圧を出力すると同時に、圧電アクチュエータの作動周波数を一定に制御している。三つ目の駆動システムは、可変な電圧を出力すると同時に、圧電アクチュエータの作動周波数を可変に制御している。
【０００４】
しかし、上述した三種類の駆動システムには、それぞれ欠点が存在している。まず、一つ目の駆動システムは、実際、圧電ポンプが異なるフレームや製造工程上の公差による異なる厚さの圧電アクチュエータに伴って異なる特性を有するため、一定の電圧を出力すると同時に、圧電アクチュエータの作動周波数を一定に制御すると、圧電ポンプが出力した空気圧には差異があることから、一つ目の駆動システムの制御方法は、概略値しか取得することができず、異なる圧電ポンプに応じて圧電ポンプの性能及び出力流速を有効且つ精確に制御することができない。次に、二つ目の駆動システムは、、実際、圧電ポンプが異なるフレームや製造工程上の公差による異なる厚さの圧電アクチュエータに伴って異なる特性を有するため、圧電ポンプが異なれば、その好ましい作動周波数も異なり、例えば、三つの圧電ポンプの好ましい作動周波数がそれぞれ１００ｋＨｚ、１０５ｋＨｚ及び９５ｋＨｚの場合、駆動システムもこれら圧電ポンプの圧電アクチュエータの作動周波数を一定に制御することしかできず、例えば、これらの中間値である１００ｋＨｚを選択してこれら圧電ポンプの作動周波数を制御することができるが、１０５ｋＨｚ及び９５ｋＨｚの圧電ポンプを駆動させるには、さらに高い或いはさらに低い電圧を用いらなければ、均一性のとれたものにならず、電圧が高いと、圧電アクチュエータを通電する際に圧電アクチュエータの圧電特性を喪失させ、圧電ポンプの損傷を引き起こしてしまう。三つ目の駆動システムは、圧電ポンプの性能を急速に上げ下げさせ、圧電アクチュエータが制御可能な作動周波数を狭くさせてしまい、使用し難く適用性が好ましくない。
【０００５】
このため、どのようにして上述した欠点を克服した圧電ポンプの駆動システムを開発するかが急務となっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の主な目的は、周波数及び電圧のいずれもが一定、周波数が一定で電圧が可変、周波数が可変で電圧が一定、のいずれかで圧電ポンプを制御する従来の駆動システムが有する、圧電ポンプの性能及び出力流速を有効且つ精確に制御することができない、圧電ポンプの損傷を容易に引き起こしてしまう、使用し難く適用性が好ましくないなどの欠点を解決する、圧電ポンプの駆動システムを提供することにあり、上述した駆動システムの制御方法と異なり、周波数及び電圧いずれも可変な駆動システムの制御方法を用いることで、最大の互換性で制御が最も容易なポンプ駆動回路を達し、当該分野においての需要に用いている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達するため、本発明の比較的広義の実施態様は、圧電ポンプ内にある圧電アクチュエータを駆動するために用いる駆動システムを提供し、電源が出力した第一直流電圧を第二直流電圧に転換させる電圧転換モジュールと、第二直流電圧を交流電圧に転換することで、圧電アクチュエータに印加して駆動させる切換モジュールと、帰還回路と空気圧センサとを包含し、帰還回路は切換モジュールに電気接続し、空気圧センサは圧電ポンプに接続し、空気圧流量検出値を出力する検出モジュールと、電圧転換モジュールに電気接続する分圧モジュールと、分圧モジュール、切換モジュール、帰還回路及び空気圧センサに電気接続するマイクロコントローラモジュールと、を包含し、そのうち、マイクロコントローラモジュールは、駆動信号を出力して切換モジュールが一つの周波数範囲で作動するように制御し、帰還回路により切換モジュールが周波数範囲における少なくとも一つの電力参考値を取得し、少なくとも一つの電力参考値から交流電圧の作動周波数を知り得ることで、圧電アクチュエータが作動周波数内で作動され、且つマイクロコントローラモジュールは空気圧センサの空気圧流量検出値を受信して一つの時間帯における実際の空気圧変化量を取得し、実際の空気圧変化量と所定の空気圧変化量とを比較し、比較結果に基づいて調整信号を分圧モジュールを介して電圧転換モジュールに伝送し、電圧転換モジュールが調整信号に基づいて第二直流電圧を調整することで、圧電ポンプ内にある空気圧流量が調整され、実際の空気圧変化量を所定の空気圧変化量に近接させている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の好ましい実施例に係る駆動システムの回路を示すブロック図である。
【図２】図１で図示されている駆動システムの回路を示す回路図である。
【図３】実際の空気圧変化量と所定の空気圧変化量とを示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の特徴と利点を体現するいくつかの典型的実施例を以下において詳細に説明する。本発明は異なる態様において各種の変化が可能であり、そのいずれも本発明の範囲を逸脱せず、且つ本発明の説明及び図面は本質的に説明のために用いられ、本発明を制限するものではないことが理解されるべきである。
【００１０】
本発明の好ましい実施例に係る駆動システムの回路を示すブロック図である図１を参照されたい。図１のとおり、駆動システム１は、圧電ポンプ５内にある圧電アクチュエータ５０の駆動制御回路を駆動するために用い、駆動システム１は、電圧転換モジュール２、切換モジュール３、検出モジュール６、分圧モジュール９及びマイクロコントローラモジュール１０を包含している。電圧転換モジュール２は、入力端子で電源１１から出力された第一直流電圧を受電し、第二直流電圧に転換して出力している。切換モジュール３は、電圧転換モジュール２と圧電ポンプ５との間に電気接続し、電圧転換モジュール２が入力した第二直流電圧を交流電圧に転換することで、圧電ポンプ５の圧電アクチュエータ５０に印加し、圧電ポンプ５の稼働を駆動させている。
【００１１】
検出モジュール６は、帰還回路７及び空気圧センサ８を包含している。帰還回路７は、切換モジュール３に電気接続している。空気圧センサ８は、圧電ポンプ５内にある空気圧流量を検出し、検出結果に基づいてこれに対応する空気圧流量検出値を出力している。
【００１２】
分圧モジュール９は、電圧転換モジュール２及びマイクロコントローラモジュール１０の間に電気接続し、マイクロコントローラモジュール１０から受信した信号を分圧し、電圧転換モジュール２に提供するために用いている。
【００１３】
マイクロコントローラモジュール１０は、分圧モジュール９、切換モジュール３、帰還回路７及び空気圧センサ８に電気接続し、駆動信号を出力して切換モジュール３が周波数範囲で作動するように制御し、帰還回路７により切換モジュール３が周波数範囲における少なくとも一つの電力参考値を取得し、少なくとも一つの電力参考値から交流電圧の作動周波数を知り得ることで、切換モジュール３が圧電アクチュエータ５０を作動周波数で作動するように駆動させ、そのうち、作動周波数の取得は、実際では、駆動システム１が稼働し始めると、マイクロコントローラモジュール１０がまず、帰還回路７により切換モジュール３が周波数範囲における電圧値或いは電流値のいずれかである少なくとも一つの電力参考値を取得し、周波数範囲内で取得することができる最大電圧値或いは最大電流値に対応する周波数が作動周波数であって、切換モジュール３が作動周波数で作動し、第二直流電圧を周波数がこの作動周波数である交流電圧に転換し、圧電アクチュエータ５０を駆動させるために用いている。
【００１４】
また、マイクロコントローラモジュール１０は、所定の空気圧変化量も設け、且つ空気圧センサ８が出力した空気圧流量検出値から一つの時間帯における圧電ポンプ５内の実際の空気圧変化量を推知し、実際の空気圧変化量と所定の空気圧変化量とを比較し、比較結果に基づいて調整信号を出力しており、なお、これに限らないが調整信号をパルス幅変調信号とすることができ、調整信号は分圧モジュール９を介して分圧した後、電圧転換モジュール２に伝送され、電圧転換モジュール２は、分圧した調整信号に基づいて第二直流電圧を調整し、これにより、圧電ポンプ５内にある空気圧流量を調整することで、実際の空気圧変化量を所定の空気圧変化量に近接させている。
【００１５】
上述したことから分かるとおり、本発明に係る駆動システム１は、圧電アクチュエータ５０が作動周波数で作動するように制御し、そのうち、作動周波数は、マイクロコントローラモジュール１０が駆動信号によって圧電アクチュエータ５０を周波数範囲内で作動するようにし、且つ電圧検出信号によって周波数範囲における少なくとも一つの電力参考値に反映された電圧或いは電流が最大時の周波数を取得するため、作動周波数は、実際、圧電アクチュエータ５０の異なる特性に応じて調整を行うことができ、つまり、作動周波数は可変的である。また、本発明に係るマイクロコントローラモジュール１０は、実際の空気圧変化量と所定の空気圧変化量とを比較して調整信号を出力することができ、電圧転換モジュール２は、調整信号に基づいてこれに対応するように第二直流電圧を調整して出力し、これにより、圧電ポンプ５内にある空気圧流量が調整され、実際の空気圧変化量を所定の空気圧変化量に近接させるため、各圧電ポンプ５の特性及びフレームが違っていても、本発明に係る駆動システム１は、実際の空気圧変化量を所定の空気圧変化量に近接させることができることから、本発明に係る駆動システム１の適用性は好ましいものである。従って、本発明に係る駆動システム１は、可変な電圧を圧電アクチュエータ５０に出力すると同時に、圧電アクチュエータ５０の作動周波数を可変的に制御することができるため、上述した欠点を有する従来の圧電ポンプの駆動システムと比べ、本発明に係る駆動システム１は、圧電ポンプの性能及び出力流速を有効且つ精確に制御し、圧電ポンプの損傷を防ぎ、且つ適用性が好ましいという効果を達することができる。
【００１６】
図１で図示されている駆動システムの回路を示す回路図である図２を参照されたい。図２のとおり、切換モジュール３は、極性反転回路４を有し、極性反転回路４は、五つの電気抵抗、即ち、第一抵抗Ｒ４１、第二抵抗Ｒ４２、第三抵抗Ｒ４３、第四抵抗Ｒ４４及び第五抵抗Ｒ４５と、七つのトランジスタスイッチ、即ち、第一トランジスタスイッチＱ１、第二トランジスタスイッチＱ２、第三トランジスタスイッチＱ３、第四トランジスタスイッチＱ４、第五トランジスタスイッチＱ５、第六トランジスタスイッチＱ６及び第七トランジスタスイッチＱ７とを包含している。第一抵抗Ｒ４１の一端は、電圧転換モジュール２の出力端子と電気接続して第二直流電圧を受電している。第一トランジスタスイッチＱ１のコレクタは、第一抵抗Ｒ４１の一端と電気接続し、第一トランジスタスイッチＱ１のベースは、第一抵抗Ｒ４１のもう一端と電気接続し、第一トランジスタスイッチＱ１のエミッタは、圧電アクチュエータ５０の一端と電気接続している。第二トランジスタスイッチＱ２のコレクタは、第一抵抗Ｒ４１のもう一端及び第一トランジスタスイッチＱ１のベースと電気接続し、第二トランジスタスイッチＱ２のエミッタは、接点Ｃと電気接続している。第三トランジスタスイッチＱ３のコレクタは、圧電アクチュエータ５０及び第一トランジスタスイッチＱ１のエミッタが電気接続する端子と電気接続し、第三トランジスタスイッチＱ３のベースは、第二トランジスタスイッチＱ２のベースと電気接続し、第三トランジスタスイッチＱ３のエミッタは、接点Ｃと電気接続している。第四トランジスタスイッチＱ４のコレクタは、第二トランジスタスイッチＱ２のベース及び第三トランジスタスイッチＱ３のベースと電気接続し、第四トランジスタスイッチＱ４のエミッタは、接点Ｃと電気接続している。第二抵抗Ｒ４２の一端は、第二トランジスタスイッチＱ２のベース、第三トランジスタスイッチＱ３のベース及び第四トランジスタスイッチＱ４のコレクタと電気接続している。第三抵抗Ｒ４３の一端は、第四トランジスタスイッチＱ４のベースと電気接続している。第四抵抗Ｒ４４の一端は、第一トランジスタスイッチＱ１のコレクタ及び第一抵抗Ｒ４１が電気接続する端子と電気接続している。第五トランジスタスイッチＱ５のコレクタは、第一トランジスタスイッチＱ１のコレクタ、第一抵抗Ｒ４１及び第四抵抗Ｒ４４が電気接続する端子と電気接続し、第五トランジスタスイッチＱ５のベースは、第四抵抗Ｒ４４のもう一端と電気接続し、第五トランジスタスイッチＱ５のエミッタは、圧電アクチュエータ５０のもう一端と電気接続している。第六トランジスタスイッチＱ６のコレクタは、第五トランジスタスイッチＱ５のエミッタ及び圧電アクチュエータ５０が電気接続する端子と電気接続し、第六トランジスタスイッチＱ６のエミッタは、接点Ｃと電気接続している。第七トランジスタスイッチＱ７のコレクタは、第五トランジスタスイッチＱ５のベース及び第四抵抗Ｒ４４が電気接続する端子と電気接続し、第七トランジスタスイッチＱ７のベースは、第六トランジスタスイッチＱ６のベースと電気接続し、第七トランジスタスイッチＱ７のエミッタは、接点Ｃと電気接続している。第五抵抗Ｒ４５の一端は、第六トランジスタスイッチＱ６のベース及び第七トランジスタスイッチＱ７のベースと電気接続し、第五抵抗Ｒ４５のもう一端は、第三抵抗Ｒ４３の一端及び第四トランジスタスイッチＱ４のベースと電気接続している。
【００１７】
帰還回路７は、第六抵抗Ｒ７１を包含し、第六抵抗Ｒ７１は、一端が接点Ｃと電気接続し、もう一端が接地端子と電気接続し、接点Ｃ上の電力に基づいてこれに対応する電力検出信号を発生するために用いることから、接点Ｃ上の電圧或いは電流は、切換モジュール３内にある電力参考値である。
【００１８】
本実施例において、マイクロコントローラモジュール１０は、第一駆動信号及び第二駆動信号を包含する駆動信号を出力し、極性反転回路４の作動を制御し、且つ第一端子ａ、第二端子ｂ、第三端子ｃ、第四端子ｄ及び第五端子ｅを包含しており、そのうち、第一端子ａは、第二抵抗Ｒ４２のもう一端と電気接続して第一駆動信号を出力している。第二端子ｂは、第三抵抗Ｒ４３のもう一端と電気接続して第二駆動信号を出力している。第三端子ｃは、帰還回路７の第六抵抗Ｒ７１の一端と電気接続して電力参考値を受信している。第四端子ｄは、空気圧センサ８と電気接続して実際の空気圧変化量検出値を受信している。第五端子ｅは、分圧モジュール９と電気接続して調整信号を出力している。
【００１９】
分圧モジュール９は、第七抵抗Ｒ９１、第八抵抗Ｒ９２及び第九抵抗Ｒ９３を包含している。第八抵抗Ｒ９２の一端は、第七抵抗Ｒ９１のもう一端及び電圧転換モジュール２の入力端子と電気接続している。第九抵抗Ｒ９３の一端は、第八抵抗Ｒ９２のもう一端と電気接続し、第九抵抗Ｒ９３のもう一端は、接地端子Ｇと電気接続している。
【００２０】
実施例において、マイクロコントローラモジュール１０は、バイパス信号を出力する第六端子ｆをさらに包含し、帰還回路７は、バイパススイッチＱ７１をさらに包含し、バイパススイッチＱ７１は、接点Ｃ及び接地端子Ｇの間に電気接続して第六抵抗Ｒ７１と並列に接続し、且つバイパススイッチＱ７１の制御端子は、マイクロコントローラモジュール１０の第六端子ｆと電気接続し、バイパススイッチＱ７１は、マイクロコントローラモジュール１０が第六端子ｆで出力したバイパス信号の制御を受けて導通するしないの切換を行っており、そのうち、マイクロコントローラモジュール１０は、圧電アクチュエータ５０の作動周波数がすべての電力参考値の中から反映された電圧最大値或いは電流最大値の電力参考値に対応する周波数に設定された時のみ、制御信号によりバイパススイッチＱ７１の導通を制御することで、第六抵抗Ｒ７１が電気エネルギーを持続的に消耗することを防ぎ、そのほかの状況において、マイクロコントローラモジュール１０は、バイパス信号によりバイパススイッチＱ７１の短絡を制御している。
【００２１】
実施例において、マイクロコントローラモジュール１０は、非反転制御で、電圧転換モジュール２が出力した第二直流電圧を制御し、即ち、マイクロコントローラモジュール１０が出力した調整信号の電圧値が高いと、電圧転換モジュール２が出力した第二直流電圧の電圧値が高くなっている。なお、その他の実施例において、マイクロコントローラモジュール１０は、反転制御で、電圧転換モジュール２が出力した第二直流電圧を制御することもでき、即ち、マイクロコントローラモジュール１０が出力した調整信号の電圧値が低いと、電圧転換モジュール２が出力した第二直流電圧の電圧値が高くなっている。
【００２２】
さらに、図２を参照すると、その他の実施例において、マイクロコントローラモジュール１０は、第七端子ｇをさらに包含し、第七端子ｇは、電圧転換モジュール２に電気接続することで、電圧転換モジュール２のオンオフを行い、電気エネルギーの消耗を節約している。そのうち、制御コマンドを受信したか、実際の空気圧変化量が所定の空気圧変化量に等しいと判断した時のみ、マイクロコントローラモジュール１０が電圧転換モジュール２をオフにしている。
【００２３】
また、駆動システム１は、限流抵抗Ｒ２６及びショットキーダイオードＺをさらに包含することができる。限流抵抗Ｒ２６は、電源１１と電圧転換モジュール２の入力端子との間に電気接続している。ショットキーダイオードＺのアノードは、電圧転換モジュール２の出力端子と電気接続し、ショットキーダイオードＺのカソードは、切換モジュール３と電気接続し、ショットキーダイオードＺは、逆方向電流が切換モジュール３から電圧転換モジュール２に流れ込まないようにするために用いている。
【００２４】
次に、実際の空気圧変化量と所定の空気圧変化量とを示すグラフである図３を参照されたい。図３のとおり、マイクロコントローラモジュール１０は、空気圧センサ８によって時間帯、例えば、ｔ０からｔ１の時間帯の実際の空気圧変化量と、ｔ１からｔ２の時間帯の実際の空気圧変化量とを取得し、実際の空気圧変化量と所定の空気圧変化量とを比較することができ、そのうち、実際の空気圧変化量が所定の空気圧変化量より大きかった場合、例えば、ｔ０からｔ１の時間帯、マイクロコントローラモジュール１０は、これに対応する調整信号を出力し、第二直流電圧を降圧するように電圧転換モジュール２を制御することで、実際の空気圧変化量を所定の空気圧変化量に近接させている。これとは逆に、実際の空気圧変化量が所定の空気圧変化量より小さかった場合、例えば、ｔ１からｔ２の時間帯、マイクロコントローラモジュール１０は、これに対応する調整信号を出力し、第二直流電圧を昇圧するように電圧転換モジュール２を制御することで、実際の空気圧変化量を所定の空気圧変化量に近接させている。
【００２５】
以下において、本発明に係る駆動システム１の作動について、例示的に説明する。
まず、第一ステップは、マイクロコントローラモジュール１０が制御信号を出力して圧電アクチュエータ５０が周波数範囲で作動するようにし、且つマイクロコントローラモジュール１０が帰還回路７により周波数範囲内にある各周波数に対応する電力参考値を知り得て、さらに、すべての電力参考値の中から反映された電圧最大値或いは電流最大値の電力参考値に対応する周波数を作動周波数として設定している。次に、第二ステップは、実際の空気圧変化量が所定の空気圧変化量と符合しているか否かを比較している。第二ステップの結果、実際の空気圧変化量が所定の空気圧変化と符合している場合、第二ステップを繰り返し行っている。これとは逆に、第二ステップの結果、実際の空気圧変化量が所定の空気圧変化と符合していない場合、第三ステップが行われ、第三ステップは、実際の空気圧変化量が所定の空気圧変化より大きいか否かを判断している。第三ステップで判断した結果、実際の空気圧変化量が所定の空気圧変化より大きかった場合、第四ステップが行われ、第四ステップは、マイクロコントローラモジュール１０がこれに対応する調整信号を出力して電圧転換モジュール２が第二直流電圧を降圧させ、再度第二ステップが行われている。これとは逆に、第三ステップで判断した結果、実際の空気圧変化量が所定の空気圧変化より小さかった場合、第五ステップが行われ、第五ステップは、マイクロコントローラモジュール１０がこれに対応する調整信号を出力して電圧転換モジュール２が第二直流電圧を昇圧させ、再度第二ステップが行われている。
【００２６】
以上のことから、本発明が提供する圧電ポンプの駆動システムは、マイクロコントローラモジュールが帰還回路により好ましい作動周波数を取得することで、圧電アクチュエータを作動周波数において作動するように制御し、また、本発明に係る駆動システムのマイクロコントローラモジュールは、実際の空気圧変化量に基づいて、所定の空気圧変化量の差分値に対応するように電圧転換モジュールを制御し、電圧を調整して出力することで、実際の空気圧変化量を所定の空気圧変化量に近接するように圧電ポンプ内の空気圧流量を調整することから、本発明に係る駆動システムは、実際に、可変的な電圧を圧電アクチュエータに出力すると同時に、圧電アクチュエータの特性に基づいて作動周波数を調整することができ、このため、本発明に係る駆動システムは、圧電ポンプの性能及び出力流速を有効且つ精確に制御し、圧電ポンプの損傷を防ぎ、且つ適用性が好ましいという効果を達することができる。
【００２７】
本発明に属する技術分野において通常の知識を有する者であればさまざまな工夫と修飾が可能であるが、それらはいずれも本発明の特許請求の範囲が求める保護を逸脱するものではない。
【符号の説明】
【００２８】
１                駆動システム
２                電圧転換モジュール
３                切換モジュール
４                極性反転回路
５                圧電ポンプ
５０              圧電アクチュエータ
６                検出モジュール
７                帰還回路
８                空気圧センサ
９                分圧モジュール
１０              マイクロコントローラモジュール
１１              電源
Ｒ４１            第一抵抗
Ｒ４２            第二抵抗
Ｒ４３            第三抵抗
Ｒ４４            第四抵抗
Ｒ４５            第五抵抗
Ｒ７１            第六抵抗
Ｒ９１            第七抵抗
Ｒ９２            第八抵抗
Ｒ９３            第九抵抗
Ｒ２６            限流抵抗
Ｑ１              第一トランジスタスイッチ
Ｑ２              第二トランジスタスイッチ
Ｑ３              第三トランジスタスイッチ
Ｑ４              第四トランジスタスイッチ
Ｑ５              第五トランジスタスイッチ
Ｑ６              第六トランジスタスイッチ
Ｑ７              第七トランジスタスイッチ
Ｑ７１            バイパススイッチ
２０              モード切換スイッチ
Ｚ                ショットキーダイオード
ａ〜ｇ            第一端子〜第七端子
Ｇ                接地端子
ｔ０，ｔ１，ｔ２  時間帯
【図１】
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【図２】
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【図３】
2018064096.tif 000005