驱动压电式泵的驱动电路系统的制作方法

1.本案关于一种驱动电路系统，尤指一种利用于压电式泵的驱动电路系统。


背景技术：

2.目前于各领域中无论是医药、电脑科技、打印、能源等工业，产品均朝精致化及微小化方向发展，其中微型泵浦产品所包含的微流体致动器为其关键技术。
3.随着科技的日新月异，流体输送结构的应用上亦愈来愈多元化，举凡工业应用、生医应用、医疗保健、电子散热、生活电子产品
……
等，甚至近来热门的行动穿戴装置亦可见它的踨影，可见传统的流体致动器已渐渐有朝向装置微小化、流量极大化的趋势。
4.现有技术中已发展多种微小化流体致动器，然而，如何有效缩小电压转换电路板的体积，仍为发展的重要内容。


技术实现要素：

5.本案的主要目的是提供驱动压电式泵的驱动电路系统，使用微小化流体致动器能有效缩小体积，且流量更精确。
6.为达上述目的，本案之一实施态样为提供一种驱动压电式泵的驱动电路系统，包含：至少一机构装置；以及一驱动电路系统，与该至少一机构装置电性连接，该驱动电路系统包含：一泵驱动单元、一线性稳压单元、一微控制器单元、一电流感知单元以及一连接单元；该泵驱动单元，接受由该微控制器单元所传递的一第一信号、一第二信号以及一第三信号，并驱使该至少一机构装置作动；该电流感知单元，接受由该泵驱动单元所传递的一第四信号，以取得该至少一机构装置的一作动电流值；该线性稳压单元，为一高频稳压元件，该线性稳压单元、该电流感知单元与该微控制器单元相互耦接，并通过一第五信号以及一第六信号相互耦合；该微控制器单元，借由执行一程序，产生该第一信号、该第二信号以及该第三信号。该连接单元，可提供一重置信号、一第七信号、一第八信号、一5v电源以及一接地端，该连接单元与该微控制器单元相互耦接，并通过该重置信号、该第七信号以及该第八信号相互耦合。
附图说明
7.图1为本案驱动压电式泵的驱动电路系统的架构图。图2a为本案驱动压电式泵的驱动电路系统的运作关系图。图2b为本案驱动压电式泵的驱动电路系统的电路图。图3为本案驱动压电式泵的驱动电路系统的机构装置示意图。附图标记说明
8.10：驱动压电式泵的驱动电路系统110：机构装置111：入流口
112：出流口113：第一输入电压114：第二输入电压120：驱动电路系统121：泵驱动单元122：线性稳压单元123：微控制器单元124：电流感知单元125：连接单元3.3v、5v：电源c1～c10：电容d1～d4：二极管en：第一信号l1：电感p1、p2：接点pem1m：第二信号pwm50：第三信号r1～r8：电阻rst：重置信号scl：第六信号sda：第五信号swc：第八信号swd：第七信号u3：微控制器vin：第四信号
具体实施方式
9.体现本案特征与优点的实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本案能够在不同的态样上具有各种的变化，其皆不脱离本案的范围，且其中的说明及图示在本质上当作说明之用，而非用以限制本案。
10.本案驱动压电式泵的驱动电路系统，请参阅图1，于本案实施例中，驱动压电式泵的驱动电路系统10，是由至少一机构装置110以及驱动电路系统120组合而成。驱动电路系统120与至少一机构装置110电性连接。驱动电路系统120输出一脉波电源信号，提供作动能量给至少一机构装置110作动能量。脉波电源信号包含其输出电压的工作周期(duty cycle)、电压振幅(vpp)、输出切换频率
……
等。
11.值得注意的是，于本案实施例中，机构装置110的数量为一，但不以此为限，于其他实施例中，机构装置110可由多个机构装置110串联、并联、串并联或阵列组合而成。
12.请参阅图2a与图2b，于本案实施例中，驱动电路系统120包含：一泵驱动单元121、一线性稳压单元122、一微控制器单元123、一电流感知单元124以及一连接单元125。
13.泵驱动单元121，接受由微控制器单元123所传递的一第一信号(en)、一第二信号(pem1m)以及一第三信号(pwm50)，并驱使至少一机构装置110作动。第一信号(en)是、为控制泵驱动单元121的启动信号，若泵驱动单元121接受到微控制器单元123所传递的第一信号(en)，则启动泵驱动单元121作动；若泵驱动单元121未接受到微控制器单元123所传递的第一信号(en)，则不启动泵驱动单元121作动。第二信号(pem1m)是影响控制泵驱动单元121所提供给至少一机构装置110的输出电压的振幅。第三信号(pwm50)是影响控制泵驱动单元121所提供给至少一机构装置110的输出电压的切换频率。
14.电流感知单元124接受由泵驱动单元121所传递的一第四信号(vin)，以取得至少一机构装置110的一作动电流值(vin)。机构装置110在作动时，通过泵驱动单元121所传递的第四信号(vin)(即机构装置110作动电流值)诱发电流感知单元124作动。电流感知单元124作动时，通过第五信号(sda)以及第六信号(scl)连动传递给线性稳压单元122以及微控制器单元123。
15.线性稳压单元122为一高频稳压元件，线性稳压单元122、电流感知单元124与微控制器单元123相互耦接，并通过一第五信号(sda)以及一第六信号(scl)相互耦合。由于机构装置110是于高频切换电压下作动，借由线性稳压单元122与电流感知单元124的耦接，将第五信号(sda)以及第六信号(scl)同步传递到微控制器单元123，使得微控制器单元123具有回授信号控制功能。
16.微控制器单元123，借由执行一程序产生第一信号(en)、第二信号(pem1m)以及第三信号(pwm50)。微控制器单元123执行程序时，微控制器单元123时时通过该第五信号(sda)以及该第六信号(scl)的回授信号，经由该程序产生调整后的该第一信号(en)、该第二信号(pem1m)以及该第三信号(pwm50)，该程序再传送该第一信号(en)、该第二信号(pem1m)以及该第三信号(pwm50)给该泵驱动单元121。因此达到自动调整泵驱动单元121的输出电压振幅、输出电压切换频率，并时时检测作动电流，回授给微控制器单元123自动调整最佳输出功率，使机构装置110保持最佳输送流体效率。
17.连接单元125，可提供一重置信号(rst)、一第七信号(swd)、一第八信号(swc)、一5v电源以及一接地端(gnd)。连接单元125与微控制器单元123相互耦接，并通过重置信号(rst)、第七信号(swd)以及第八信号(swc)相互耦合。重置信号(rst)可以使微控制器单元123重置(reset)的效果。第七信号(swd)以及第八信号(swc)是用以手动调整微控制器单元123，使微控制器单元123的输出电压(vpp)改变。第七信号(swd)以及第八信号(swc)可以改变微控制器单元123的输入电压值(dca)以及工作周期(duty)，其输入电压值(dca)以及工作周期(duty)与输出电压(vpp)的关系请参阅表一。
18.dca(v)00.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01.11.21.3vpp(v)0000114134170204228252260280286300duty(％)0102030405060708090100
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vpp(v)00108138166192218246270280300
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表一
19.上表是经由实验所得到的数据结果，并且可以理解，微控制器单元123的输入电压值(dca)介于0～1.3v，工作周期(duty)介于0～100％之间，借由调整输入电压值(dca)或工作周期(duty)皆可改变微控制器单元123的输出电压(vpp)。
20.由于微控制器单元123是借由执行程序控制第一信号(en)的作动时间，可以很精
准地控制机构装置110的作动时间，进而达成精准地控制机构装置110的输出流量。举例说明：微控制器单元123以间隔为每50ms的脉波信号产生第一信号(en)，而每50ms机构装置110可以输送1单位的流体。如今，通过程序调整第一信号(en)的作动时间，将微控制器单元123以间隔为每10ms的脉波信号产生第一信号(en)，而每10ms机构装置110可以输送0.2单位的流体。
21.请参阅图3，于本案实施例中，机构装置110为压电式泵。机构装置110具有一入流口111、一出流口112、一第一输入电压113以及一第二输入电压114。入流口111是提供流体流入。出流口112是提供所输送的流体流出。流体可以是液体，亦可以是气体。第一输入电压113以及第二输入电压114与泵驱动单元121的二接点(p1、p2)相应电性连接，以通过驱动电路系统120驱动机构装置110。
22.本案提供一种驱动压电式泵的驱动电路系统，使用泵驱动单元、线性稳压单元、微控制器单元及电流感知单元，通过时时检测作动电流，回授给微控制器单元时时自动调整最佳输出功率，使机构装置保持最佳输送流体效率，亦可精准控制机构装置作动时间，达成精准输出流量，并且达到微小化流体致动器能有效缩小体积，极具产业的利用价值，依法提出申请。
23.本案得由熟知此技术的人士任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附申请专利范围所欲保护者。