一种压电片的驱动保护电路、压电风扇以及空调器的制作方法

1.本技术涉及空调技术领域，尤其涉及一种压电片的驱动保护电路、压电风扇以及空调器。


背景技术：

2.压电驱动技术主要是基于压电材料的逆压电效应，通过在压电元件的电介质方向施加电场，使其产生机械振动，具有结构简单、可控性高、适应性强等优点。压电驱动需要施加一定频率的高压交流电，因此当需要施加高压交流电以实现压电驱动时，常用的方式是先将市电通过整流桥整流，然后经过变压器升压，再经过单相逆变器的放大可以得到高压交流电。但是压电元件在长时间使用后，受到环境影响容易出现过电压、过电流问题，继续使用会带来安全问题。


技术实现要素：

3.本技术实施例的主要目的在于提出一种压电片的驱动保护电路、压电风扇以及空调器，旨在提高压电片的使用安全性。
4.第一方面，本技术实施例提供了一种压电片的驱动保护电路，所述驱动保护电路包括：
5.驱动控制电路，所述驱动控制电路包括正弦波放大单元，所述正弦波放大单元连接所述压电片，用于输出驱动所述压电片振动的正弦波信号；
6.过电流采样电路，所述过电流采样电路与所述正弦波放大单元连接，用于从所述正弦波放大单元采集流经所述压电片的电流信号，并根据采集到的所述电流信号输出过电流检测信号；
7.过电压采样电路，所述过电压采样电路与所述驱动控制电路连接，用于从所述驱动控制电路采集流经所述压电片的电压信号，并根据采集到的所述电压信号输出过电压检测信号；
8.保护动作电路，所述保护动作电路分别连接所述过电流采样电路、所述过电压采样电路和所述驱动控制电路，用于根据所述过电流检测信号和所述过电压检测信号中的至少之一控制所述正弦波放大单元的启停。
9.根据本技术实施例提供的压电片的驱动保护电路，至少具有如下有益效果：
10.通过设置过电流采样电路和过电压采样电路对流经所述压电片的电流信号、电压信号进行采样，对应得到过电流检测信号以及过电压检测信号，保护动作电路根据过电压检测信号和过电流检测信号中的至少之一判断压电片的实时工况。当压电片的工况正常时，保护动作电路控制所述正弦波放大单元启动并输出驱动所述压电片振动的正弦波信号；当压电片处于过电流或者过电压的恶劣工况时，保护动作电路控制所述正弦波放大单元停止输出驱动所述压电片振动的正弦波信号，避免压电片继续处于恶劣工况，从而损坏压电片以及造成危险，提高了压电片的使用安全性。
11.在本技术一些可能的实施例，所述驱动控制电路还包括电压升压单元，所述电压升压单元连接所述正弦波放大单元，用于输出供电电压给所述正弦波放大单元。
12.在本技术一些可能的实施例，所述电压升压单元包括升压控制芯片，所述升压控制芯片设置有使能端；
13.所述保护动作电路包括比较器和第一开关器件，所述比较器的输入端分别连接所述过电流采样电路、所述过电压采样电路的输出端，所述比较器的输入端和所述过电流采样电路的输出端之间设置有第一二极管，所述比较器的输出端连接所述开关器件的栅极，所述开关器件的漏极连接所述使能端；
14.所述开关器件的漏极用于输出使能信号至所述升压控制芯片，所述升压控制芯片根据所述使能信号确定是否向所述正弦波放大单元输出所述供电电压，以通过所述供电电压控制所述正弦波放大单元的启停。
15.在本技术一些可能的实施例，所述过电流采样电路包括第一放大单元和分压电阻；所述分压电阻分别连接所述正弦波放大单元和所述第一放大单元的输入端，用于从正弦波放大单元采集所述电流信号，并将所述电流信号输入至所述第一放大单元；所述第一放大单元用于对所述电流信号放大处理并输出所述过电流检测信号。
16.在本技术一些可能的实施例，所述过电流采样电路包括第二放大单元和电流互感器，所述电流互感器用于从正弦波放大单元采集所述电流信号，并将所述电流信号输入至所述第二放大单元；所述第二放大单元用于对所述电流信号放大处理并输出所述过电流检测信号。
17.在本技术一些可能的实施例，所述过电压采样电路包括：
18.分压单元，与所述压电片的正极和负极中的至少一个连接，用于采集所述电压信号；
19.整流单元，分别与所述分压单元以及所述保护动作电路连接，用于对所述分压单元采集到的电压信号进行整流后输出所述过电压检测信号。
20.在本技术一些可能的实施例，所述过电流采样电路、所述过电压采样电路中的至少之一通过隔离单元连接所述保护动作电路。
21.在本技术一些可能的实施例，所述驱动控制电路还包括控制芯片，所述控制芯片连接所述正弦波放大单元，所述控制芯片用于输出驱动控制信号至所述正弦波放大单元，以使所述正弦波放大单元根据所述驱动控制信号输出所述正弦波信号；
22.所述控制芯片还分别连接所述过电流采样电路和所述过电压采样电路，用于根据所述过电流检测信号和所述过电压检测信号中的至少之一确定是否输出所述驱动控制信号。
23.第二方面，本技术实施例提供了一种压电风扇，所述压电风扇包括压电片，所述压电片连接如上述第一方面所述的驱动保护电路，所述驱动保护电路用于输出驱动所述压电片振动的正弦波信号。
24.根据本技术实施例提供的压电风扇，至少具有如下有益效果：
25.压电风扇应用上述实施例的压电片的驱动保护电路，实时响应控制正弦波放大单元启停，避免压电片继续处于恶劣工况从而避免损坏压电片以及造成危险，提高了压电片的使用安全性，从而提高了压电风扇的使用安全性。
26.第三方面，本技术实施例提供了一种空调器，所述空调器包括如上述第二方面实施例所述的压电风扇。
27.根据本技术实施例提供的空调器，至少具有如下有益效果：
28.空调器包括的压电风扇包括上述实施例的压电片的驱动保护电路，实时响应控制正弦波放大单元启停，避免压电片继续处于恶劣工况从而损坏压电片以及造成危险，提高了压电片的使用安全性，从而提高了空调器的使用安全性。
29.本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
30.图1是本技术实施例提供的一种压电片的驱动保护电路的电路原理图；
31.图2是本技术实施例提供的关于保护动作电路的第一电路原理图；
32.图3是本技术实施例提供的关于过电流采样电路的第二电路原理图；
33.图4是本技术实施例提供的关于过电流采样电路的第三电路原理图；
34.图5是本技术实施例提供的关于过电压采样电路的第四电路原理图；
35.图6是本技术实施例提供的关于过电压采样电路的第五电路原理图；
36.图7是本技术实施例提供的关于过电压采样电路的第六电路原理图；
37.图8是本技术实施例提供的关于过电压采样电路的第七电路原理图；
38.图9是本技术实施例提供的关于隔离单元的第八电路原理图；
39.图10是本技术实施例提供的关于隔离单元的第九电路原理图；
40.图11是本技术实施例提供的关于隔离单元的第十电路原理图；
41.图12是本技术实施例提供的关于保护动作电路的第十一电路原理图。
42.附图标记：
43.驱动控制电路1、压电片10、正弦波放大单元11、谐振子单元111、电压升压单元12、升压控制芯片121；
44.过电流采样电路2、第一放大单元21、第二放大单元22、电流互感器23、整流转换电路231、全波整流子电路2311；
45.过电压采样电路3、分压单元31、整流单元32；
46.保护动作电路4、隔离单元41、光耦411、电源隔离模块412、控制芯片42。
具体实施方式
47.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
48.需要说明的是，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本技术实施例的目的，不是旨在限制本技术。
49.首先，对本技术中设计的若干名词进行解析。
50.压电片，一类具有压电特性的电子材料。压电特性的材料具有典型的非中心对称晶体结构，晶体元胞内由正、负离子组成，不同的正负离子会形成电荷中心，晶体结构的变化正负电荷的中心将不再重合。在微观上，在晶格元胞内部，会形成极化电场材料内部，晶格会形成相同方向的极化电场，在宏观上，极化电场效果叠加，在材料两侧形成电荷积累和电势差，相反地，如果在这些材料两侧施加外加电场。外加电场会和内部极化电场相互作用，会引起晶体结构的变化，材料发生形变。
51.逆压电效应，属于压电效应中的一种，指的是对具有压电效应的压电的极化方向施加电场，由电场控制压电片的形变，压电片在一定方向上产生机械变型或者机械压力。
52.压电驱动技术主要是基于压电材料的逆压电效应，通过在压电元件的电介质方向施加电场，使其产生机械振动，具有结构简单、可控性高、适应性强等优点。压电驱动需要施加一定频率的高压交流电，因此当需要施加高压交流电以实现压电驱动时，常用的方式是先将市电通过整流桥整流，然后经过变压器升压，再经过单相逆变器的放大可以得到高压交流电。但是压电元件在长时间使用后，受到环境影响容易出现过电压、过电流问题，继续使用会带来安全问题。
53.基于此，本技术实施例提供了一种压电片的驱动保护电路、压电风扇以及空调器，旨在提高压电片的使用安全性。
54.本技术实施例提供的一种压电片的驱动保护电路、压电风扇以及空调器，具体通过如下实施例进行说明，首先描述本技术实施例中第一方面所提供的一种压电片的驱动保护电路。
55.在对驱动保护电路进行叙述之前，为了方便后续叙述，在此进行定义，对本技术中的所有出现的电容、电阻和二极管的端脚进行定义，从附图中出现的电路的左方到右方，对于端脚沿水平方向分布的器件，第一端为该器件的左端端脚，第二端为该器件的右端端脚；对于端脚沿垂直方向分布的器件，第一端为该器件的上端端脚，第二端为该器件的下端端脚；对于端脚沿全方向分布的器件，第一端为该器件的左上端端脚，第二端为第一端沿器件顺时针方向的下一个端脚。
56.请参见图1，图1为本技术实施例提供的一种压电片10的驱动保护电路的电路原理图。图1中所示的驱动保护电路包括驱动控制电路1、过电流采样电路2、过电压采样电路3以及保护动作电路4。
57.驱动控制电路1包括正弦波放大单元11，正弦波放大单元11连接压电片10，用于输出驱动压电片10振动的正弦波信号。
58.应该理解的是，压电片10的两端与正弦波放大单元11连接，当压电片10的两端存在电压差，压电片10会根据电压差产生逆压电效应，压电片10从而自行产生振动。
59.应该理解的是，正弦波放大单元11输出的正弦波信号可以是多样的，示例性的，如完整的正弦波全波信号，压电片10的一端通过正弦波全波信号与参考地之间的电压差产生逆压电效应；再如正弦波放大单元11连接压电片10的两端，正弦波放大单元11向压电片10的一端输出的正弦波信号是a频率、b幅值和c相位的半波正弦波信号，向压电片10相对的另一端输出的正弦波信号是a频率、b幅值和d相位的半波正弦波信号；再如正弦波放大单元11连接压电片10的两端，正弦波放大单元11向压电片10的一端输出的正弦波信号是a频率、b幅值和c相位的半波正弦波信号，向压电片10相对的另一端输出的正弦波信号是a频率、-b
幅值和d相位的半波正弦波信号等，本领域技术人员可以根据实际情况控制正弦波放大单元11输出实际的正弦波信号，本技术对此不作限定。
60.应该理解的时，这里的压电片10的一端指的是压电片10的正极和负极中的一个，可以为压电片10的正极，也可以为压电片10的负极，本领域技术人员可以根据实际需求决定正弦波放大单元如何连接压电片10的正极和负极，本技术对此不作限定。
61.过电流采样电路2与正弦波放大单元11连接。正弦波信号附加在压电片10的两端时会产生电流信号，这个电流信号流经压电再返回至正弦波放大单元11，而过电流采样电路2通过连接正弦波放大单元11，从正弦波放大单元11处采集流经压电片10的电流信号，并根据这个电流信号输出过电流检测信号。
62.过电压采样电路3与正弦波放大单元11连接，用于从正弦波放大单元11采集流经压电片10的电压信号，并根据采集到的电压信号输出过电压检测信号。
63.应该理解的是，这里的电压信号是多样的，示例性的，如压电片10一端对于参考地的电压信号，再如压电片10的一端对于另一端的电压信号，本领域技术人员可以根据实际情况选择采集对应的电压信号，本技术对此不作限定。
64.保护动作电路4分别与驱动控制电路1、过电流采样电路2以及过电压采样电路3。保护动作电路4根据过电流采样电路2输出的过电流检测信号和过电压采样电路3输出的过电压检测信号中的至少之一控制正弦波防弹单元的启停。
65.具体地，保护动作电路4对过电流检测信号和过电压检测信号分别进行检测，得到检测结果，当过电流检测信号检测结果表示压电片10是否处于异常工况，或者过电压检测信号检测结果表示压电片10是否处于异常工况，亦或者过电流检测信号检测结果和过电压检测信号检测结果都表示压电片10是否处于异常工况，控制正弦波放大单元11停止；当过电流检测信号检测结果和过电压检测信号检测结果都表示压电片10处于正常工况，控制正弦波放大单元11启动运行。
66.应该理解的是，这里的异常工况和正常工况是多样的，本领域技术人员可以根据压电片10的过流能力和过压能力进行定义，本技术对此不作限定。
67.通过设置过电流采样电路和过电压采样电路对流经所述压电片的电流信号、电压信号进行采样，对应得到过电流检测信号以及过电压检测信号，保护动作电路根据过电压检测信号和过电流检测信号中的至少之一判断压电片的实时工况。当压电片的工况正常时，保护动作电路控制所述正弦波放大单元启动并输出驱动所述压电片振动的正弦波信号；当压电片处于过电流或者过电压的恶劣工况时，保护动作电路控制所述正弦波放大单元停止输出驱动所述压电片10振动的正弦波信号，避免压电片继续处于恶劣工况，从而损坏压电片以及造成危险，提高了压电片的使用安全性。
68.在本技术一些可能的实施例，保护动作电路4的电路结构可以如图2所示，图2为本技术实施例提供的关于保护动作电路的第一电路原理图，在图2所示的示例中，在本技术一些可能的实施例，驱动控制电路1包括电压升压单元12，电压升压单元12与正弦波放大单元11连接，电压升压单元12将输入电压vin进行升压，得到供电电压vcc，正弦波放大单元11通过供电电压vcc产生正弦波信号。
69.在本技术一些可能的实施例，电压升压单元12包括升压控制芯片121，升压控制芯片设置有使能端，使能端接收使能信号，根据使能信号控制升压控制芯片121确定是否向正
弦波放大单元11输出供电电压vcc；保护动作电路4包括比较器u1和第一开关器件q1；比较器u1的输入端分别与过电流采样电路2的输出端和过电压采样电路3的输出端连接，用于获取过电流检测信号和过电压检测信号，其中过电流采样电路2与比较器u1之间设置由第一二极管d1，第一二极管d1的第二端连接比较器u1的输出端，第一二极管d1的第一端连接保护动作电路4；比较器u1的参考端与分压电阻连接，分压电阻用于对输入电压vin进行分压，比较器u1的参考端将供电电压vin进行分压后的电压作为信号阈值；第一开关器件q1的开关端与比较器u1的输出端连接，第一开关器件q1根据比较器u1输出的信号控制自身的开断以输出使能信号，升压控制芯片121再根据输出的使能信号实现对正弦波放大单元11的控制。
70.本技术实施例通过在过电流采样电路2与比较器u1之间设置由第一二极管d1，使得输入保护动作电路4的检测信号为1个，当过电流检测信号大于过电压检测信号，第一二极管d1导通，将过电流检测信号输入保护动作电路4而不输入过电压检测信号；当过电压检测信号大于过电流检测信号，第一二极管d1不导通，将过电压检测信号输入保护动作电路4而不输入过电流检测信号。通过设置第一二极管d1，防止过电流采样电路2和过电压采样电路3相互发生信号串扰，提高了保护动作电路的检测准确性，同时实现了过电流检测信号和过电压检测信号的选择输入，提高了保护动作电路的检测效率。
71.应该理解的是，这里的第一开关器件q1的种类的是多样的，示例性的，如三极管、晶闸管、耗尽型n沟道场效应管、增强型n沟道场效应管、耗尽型p沟道场效应管、增强型p沟道场效应管、igbt等开关器件，本领域技术人员可以根据实际情况选择具体的开关器件作为第一开关器件q1，本技术对此不作限定。
72.应该理解的是，这里的使能信号是多样的，具体为高电平信号或者低电平信号，取决于保护控制电路4；升压控制芯片121的控制方式是多样的，可以为根据高电平信号输出供电电压vcc，可以为根据高电平信号停止输出供电电压vcc，可以为根据低电平信号输出供电电压vcc，还可以为根据低电平信号停止输出供电电压vcc，具体控制方式取决于升压控制芯片121自身内部结构，本技术对此不作限定。
73.在本技术一些可能的实施例，第一开关器件q1具体为增强型n沟道场效应管，比较器u1的输出端连接第一开关器件q1的栅极，用于控制第一开关器件q1的开关，第一开关器件q1的漏极与升压控制芯片121的使能端连接，用于输出使能信号控制升压控制芯片121是否向正弦波放大单元11输出所述供电电压vcc，以此控制正弦波放大单元11的启停。
74.在本技术一些可能的实施例，过电流采样电路2的电路结构可以如图3所示，图3为本技术实施例提供的关于过电流采样电路的第二电路原理图，在图3所示的示例中，过电流采样电路2包括第一放大单元21和分压电阻r1。分压电阻r1分别连接第一放大单元21的输入端以及正弦波放大单元11，用于从正弦波放大单元采集流经压电片10的电流信号，并将这个电流信号输入至第一放大单元21，第一放大单元21对采集到的电流信号放大处理为过电流检测信号。
75.应该理解的是，这里的电流信号本质是正弦波放大单元11流出的电流，过电流检测信号本质是电压，在第一放大单元21输入端处将电流转换为电压。
76.具体地，分压电阻r1的第一端与过电流采样电路2连接，分压电阻r1的第二端接地，过电流采样电路2流出的电流信号在分压电阻r1的第一端处将电流信号转换为电压，将
该电压输入至第一放大单元21的输入端，第一放大单元21对这个电压进行信号放大处理，得到过电流检测信号，并将该过电流检测信号输出。
77.在本技术一些可能的实施例，第一放大单元21包括运算放大器u2、第一连接电阻r2、第一放大电阻r3以及第二放大电阻r4，运算放大器u2的第一输入端通过第一连接电阻r2与分压电阻r1的第一端连接，用于获取流经压电片10的电流信号；运算放大器u2的第二输入端分别与第一放大电阻r3的第一端和第二放大电阻r4的第二端连接，第一放大电阻r3的第二端接地，第二放大电阻r4的第一端与运算放大器u2的输出端连接。运算放大器u2通过第一放大电阻r3以及第二放大电阻r4对采集到的电流信号进行信号放大处理，得到过电流检测信号，通过运算放大器u2的输出端输出过电流检测信号。
78.在本技术一些可能的实施例，正弦波放大单元11包括第二开关器件q2、第三开关器件q3、第四开关器件q4、第五开关器件q5以及谐振子单元111，第二开关器件q2、第三开关器件q3、第四开关器件q4和第五开关器件q5。第二开关器件q2的输入端和第四开关器件q4的输入端用于获取供电电压vcc，第三开关器件q3的输入端分别与谐振子单元111和第二开关器件q2的输出端连接，第五开关器件q5的输入端分别与谐振子单元111和压电片10另一端和第四开关器件q4的输出端连接，谐振子单元111与压电片10两端连接，第三开关器件q3的输出端和第五开关器件q5的输出端分别与分压电阻r1的第一端连接。谐振子单元111通过根据第二开关器件q2、第三开关器件q3、第四开关器件q4、第五开关器件q5各自对应的驱动控制信号以及供电电压vcc产生正弦波信号，第二开关器件q2、第三开关器件q3、第四开关器件q4、第五开关器件q5则对正弦波信号进行信号放大以使正弦波信号能够驱动压电片10振动。
79.应该理解的是，这里的各自对应的驱动控制信号指的是第二开关器件q2、第三开关器件q3、第四开关器件q4、第五开关器件q5各自对应的驱动控制信号用于开关第二开关器件q2、第三开关器件q3、第四开关器件q4、第五开关器件q5对应的信号。
80.应该理解的是，这里的谐振子单元111的具体形式是多样的，示例性的，如lc串联电路、lc并联电路、由555定时器为主体的正弦波电路，再如集成的正弦波模块等，本领域技术人员可以根据实际需要选择具体的电路或者模块作为谐振子单元111，本技术对此不作限定。
81.为了方便叙述，假设压电片10的上端为正极，下端为负极，第一放大单元21采集到的电流信号分为两部分，再假设第三开关器件q3输出端输出的电流信号为i1，第五开关器件q5的输出端输出的电流信号为i2，电流信号i1的分支流路依次为第四开关器件q4、谐振子单元111、压电片10正极、压电片10负极、谐振子单元111以及第三开关器件q3，电流信号i2的分支流路依次为第二开关器件q2、谐振子单元111、压电片10负极、压电片10正极、谐振子单元111以及第五开关器件q5，在第一放大单元21输出端输出的过电流检测信号的电压值v0满足以下公式：
[0082][0083]
应该理解的是，这里的第二开关器件q2、第三开关器件q3、第四开关器件q4和第五开关器件q5的种类的是多样的，示例性的，如三极管、晶闸管、耗尽型n沟道场效应管、增强型n沟道场效应管、耗尽型p沟道场效应管、增强型p沟道场效应管等具有电路信号放大能力
的开关器件，本领域技术人员可以根据实际情况选择具体的开关器件分别作为第二开关器件q2、第三开关器件q3、第四开关器件q4和第五开关器件q5，本技术对此不作限定。
[0084]
在本技术一些可能的实施例，第二开关器件q2、第三开关器件q3、第四开关器件q4和第五开关器件q5均为增强型n沟道场效应管，流经压电片10的电流信号i1在流入第三开关器件q3时，第三开关器件q3会对电流信号i1进行电流放大，同理，流经压电片10的电流信号i2在流入第五开关器件q5时，第五开关器件q5会对电流信号i2进行电流放大，即第三开关器件q3和第五开关器件q5首先对流经压电片10的电流信号i1和电流信号i2进行一次放大，第一放大单元21对一次放大后的电流信号i1和电流信号i2进行二次放大，得到过电流检测信号。
[0085]
本技术实施例中通过设置二级放大结构，在一次放大结构中减少了采样电路对驱动控制电路的功耗影响，在二次放大结构中提高了检测结果的准确性。
[0086]
在本技术一些可能的实施例，过电流采样电路2的电路结构可以如图4所示，图4为本技术实施例提供的关于过电流采样电路的第三电路原理图，在图4所示的示例中，过电流采样电路2包括第二放大单元22和电流互感器23，电流互感器23与第二放大单元22连接，电流互感器23接设于谐振子单元111以及压电片10的一端，用于从正弦波放大单元11采集电流信号，并将电流信号输入至第二放大单元22，第二放大单元22根据电流信号得到过电流检测信号并输出。
[0087]
在本技术一些可能的实施例，电流互感器23接设谐振子单元111以及压电片10的一端时，谐振子单元111以及压电片10的该端之间的线路形成第一线圈，电流互感器23包括第二线圈，第一线圈的线圈匝数少于第二线圈匝数，第一线圈与第二线圈耦合，第二线圈感应并放大第一线圈中流经压电片10的电流信号。电流互感器23还包括整流转换电路231，整流转换电路231包括由二极管器件组成的全波整流子电路2311和第一电容c1，全波整流子电路2311与第二线圈连接，用于对经过放大后的电流信号进行全波整流，第一电容c1分别与全波整流子电路2311以及第二放大单元22连接，用于根据全波整流后的电流信号进行充电以形成输出至预处理电压，第二放大单元22对预处理电压进行信号放大，得到过电流检测信号。
[0088]
在本技术一些可能的实施例，第二放大单元22包括运算放大器u3、第二连接电阻r5、第三放大电阻r6以及第四放大电阻r7，运算放大器u3的第一输入端通过第二连接电阻r5与第一电容c1的第一端连接，运算放大器u3的第二输入端通过第三放大电阻r6与第一电容c1的第二端连接，用于获取流经压电片10的电流信号。
[0089]
为了方便叙述，假设流经压电片10的电流信号为i3，第一线圈的线圈匝数为n1，第二线圈的线圈匝数为n2，正弦波信号的频率为f，第一电容c1两端的电压值v1满足以下公式：
[0090][0091]
在第二放大单元22输出端输出的过电流检测信号的电压值v2满足以下公式
[0092][0093]
在本实施例中，电流互感器进行一次放大，第二放大单元22进行二次放大，形成的
二级放大结构，在一次放大结构中减少了采样电路对驱动控制电路的功耗影响，在二次放大结构中提高了检测结果的准确性。
[0094]
在本技术一些可能的实施例，过电压采样电路3的电路结构可以如图5所示，图5为本技术实施例提供的关于过电压采样电路的第四电路原理图，在图5所示的示例中，过电压采样电路3包括分压单元31和整流单元32，分压单元31与压电片10的正极和负极中的至少一个连接，用于采集流经压电片10的电压信号。整流单元32分别于分压单元31和保护动作电路4连接，用于对分压单元31采集到的电压信号进行整流后输出过电压检测信号。
[0095]
应该理解的是，这里的采集到的电压信号指的是分压单元31对流经压电片10的电压信号进行分压得到的信号。
[0096]
应该理解的是，分压单元31的具体形式是多样的，示例性的，如电阻组成的分压电路、电感组成的分压电路，再如集成的分压模块等，本领域技术人员可以根据实际情况选择具体的电路或者模块作为分压单元31，本技术对此不做限定。
[0097]
应该理解的是，当分压单元31与压电片10的正极和负极中的一个连接，整流单元32是多样的，可以对采集到的电压信号进行半波整流，也可以对采集到的电压信号进行全波整流，本领域技术人员可以根据实际情况选择对应的整流方式的整流单元作为整流单元32，本技术对此不作限定；当分压单元31分别与压电片10的正极和负极进行连接，整流单元32为全波整流。
[0098]
在本技术一些可能的实施例，过电压采样电路3的电路结构可以如图6所示，图6为本技术实施例提供的关于过电压采样电路的第五电路原理图，在图6所示的示例中，当分压单元31与压电片10的正极和负极中的一个连接，分压单元31包括第二电容c2和第三电容c3，整流单元32包括第四电容c4以及第二二极管d2，为了方便叙述，假设分压单元31与压电片10的负极连接，第二电容c2的第二端与压电片10的负极连接，第二电容c2的第一端分别与第三电容c3的第一端连接以及第二二极管d2的第二端连接，第三电容c3的第二端接地，第二二极管d2第一端与第四电容c4的第一端连接，第四电容c4的第二端接地，第二电容c2和第三电容c3对流经压电片10的电压信号进行分压，得到“采集到的电压信号”，第三电容c3将“采集到的电压信号”输出至第二二极管d2进行半波整流，得到过电压检测信号。假设压电片10的负极参考地的电压为vt1，此时过电压检测信号的电压值v3满足以下公式：
[0099][0100]
应该理解的是，这里的第二二极管的具体形式是多样的，示例性的如电力二极管，已导通的igbt等器件，本领域技术人员可以根据实际需要选择对应的器件作为第二二极管d2，本技术对此不做限定。
[0101]
在本技术一些可能的实施例，过电压采样电路3的电路结构可以如图7所示，图7为本技术实施例提供的关于过电压采样电路的第六电路原理图，在图7所示的示例中，当分压单元31与压电片10的正极和负极中的一个连接，分压单元31同图6中分压单元31的结构，整流单元32包括第三二极管d3、第四二极管d4、第五电容c5和第六电容c6，为了方便叙述，假设分压单元31与压电片10的负极连接，第三电容c3的第一端分别于第二电容c2的第二端以及第五电容c5的第二端连接，第三电容c3的第二端接地，第五电容c5的第一端分别与第三二极管d3的第二端以及第四二极管d4的第一端连接，第三二极管d3的第一端与第六电容c6
的第一端连接，第四二极管d4的第二端、第三电容c3的第一端以及第六电容c6的第二端接地。第三电容c3将“采集到的电压信号”输送至第五电容c5处，由第五电容c5进行备压得到备压电压信号以产生足够能量进行整流，第三二极管d3和第四二极管d4对经第五电容c5备压电压信号输进行全波整流，得到过电压检测信号。假设压电片10的负极参考地的电压为vt1，此时过电压检测信号的电压值v4满足以下公式：
[0102][0103]
在本技术一些可能的实施例，过电压采样电路3的电路结构可以如图8所示，图8为本技术实施例提供的关于过电压采样电路的第七电路原理图，在图8所示的示例中，当分压单元31与压电片10的正极和负极连接，整流单元32同图7中整流单元32的结构，分压单元31包括第二电容c2，第三电容c3和第七电容c7，第二电容c2连接压电片10的负极，第二电容c2和第三电容c3同图7中的连接方式，第七电容c7连接压电片10的正极，第七电容c7的第一端分别与第二电容c2的第一端、第五电容的第二端以及第三电容的第一端连接，第七电容c7的第二端连接压电片10的正极。第二电容c2和第三电容c3针对第七电容c7进行并联分压，第三电容c3和第七电容c7针对第二电容c2进行并联分压，据此，假设压电片10的负极参考地的电压为vt1，假设压电片10的正极参考地的电压为vt2，过电压检测信号的电压值v5满足以下公式：
[0104][0105]
在本技术一些可能的实施例，过电流采样电路2和过电压采样电路3中的至少之一通过隔离单元41与保护动作电路4进行连接，通过隔离单元41隔离高压电路和保护动作电路4，提高检测的准确性以及驱动保护电路的整体安全性。
[0106]
应该理解的是，这里的隔离单元41是多样的，示例性的，如光耦隔离、隔离放大器等器件，本领域技术人员可以根据实际情况选择具体的器件作为隔离单元41，本技术对此不作限定。
[0107]
以光耦隔离作为隔离单元41为例，隔离单元41包括光耦411和电源隔离模块412，光耦411与电源隔离模块412连接，电源隔离模块412用于为光耦的输入端提供流路。
[0108]
在本技术一些可能的实施例，驱动保护电路的电路结构可以如图9所示，图9为本技术实施例提供的关于隔离单元的第八电路原理图，在图9所示的示例中，过电流采样电路2的输出端与光耦411的输入端连接，光耦411的输出端连接保护动作电路4。
[0109]
在本技术一些可能的实施例，驱动保护电路的电路结构可以如图10所示，图10为本技术实施例提供的关于隔离单元的第九电路原理图，在图10所示的示例中，过电压采样电路3的输出端与光耦411的输入端连接，光耦411的输出端连接保护动作电路4。
[0110]
在本技术一些可能的实施例，驱动保护电路的电路结构可以如图11所示，图11为本技术实施例提供的关于隔离单元的第十电路原理图，在图11所示的示例中，隔离单元41有两个，过电流采样电路2的输出端和过电压采样电路3的输出端分别两个隔离单元41的一个的光耦411的输入端连接，每个光耦411的输出端连接保护动作电路4。
[0111]
请参见图12，图12为本技术一实施例中关于驱动控制电路1的第十一电路原理图。在本技术一些可能的实施例，保护动作电路4包括控制芯片42，控制芯片42与正弦波放大单
元11连接，用于输出驱动控制信号至正弦波放大单元11以使正弦波放大单元11根据驱动控制信号输出正弦波信号。
[0112]
控制芯片42分别于过电流采样电路2和过电压采样电路3连接，用于根据过电流检测信号和过电压检测信号中的至少之一确定是否输出驱动控制信号。
[0113]
具体地，过电流检测信号和过电压检测信号本质是电压，控制芯片42对过电流检测信号和过电压检测信号进行模数转换，将过电流检测信号转换后的输出信号与预设安全阈值进行比较，得到过电流检测结果，以及将过电压检测信号转换后的输出信号与预设安全阈值进行比较，得到过电压检测结果。当过电流检测结果表示压电片10处于异常状态，控制芯片42停止向正弦波放大单元11输出驱动控制信号；当过电压检测结果表示压电片10处于异常状态，控制芯片42停止向正弦波放大单元11输出驱动控制信号；当过电流检测结果和过电压检测结果都表示压电片10处于异常状态，控制芯片42停止向正弦波放大单元11输出驱动控制信号；当过电流检测结果和过电压检测结果都表示压电片10处于正常状态，控制芯片42向正弦波放大单元11输出驱动控制信号。
[0114]
本技术实施例第二方面提供一种压电风扇，压电风扇包括压电片，压电片连接上述第一方面的驱动保护电路，驱动保护电路用于输出驱动所述压电片振动的正弦波信号，避免压电片继续处于恶劣工况从而损坏压电片以及造成危险，提高了压电片的使用安全性，从而提高了空调器的使用安全性。由于压电风扇采用了本技术实施例第一方面的驱动保护电路的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再赘述。
[0115]
本技术实施例第三方面提供一种空调器，包括第二方面所描述的压电风扇，压电风扇包括第一方面所描述的驱动保护电路，避免压电片继续处于恶劣工况从而损坏压电片以及造成危险，提高了压电片的使用安全性，从而提高了空调器的使用安全性。由于空调器采用了本技术实施例第二方面的压电风扇的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再赘述。
[0116]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0117]
本技术实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示单独存在a、同时存在a和b、单独存在b的情况。其中a，b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项”及其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项或复数项的任意组合。例如，a，b和c中的至少一项可以表示：单独存在a，单独存在b，单独存在c，同时存在a和b，同时存在a和c，同时存在b和c或者同时存在a和b和c，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
[0118]
在本技术的实施例中，“指示”可以包括直接指示和间接指示，也可以包括显式指示和隐式指示。将某一信息所指示的信息称为待指示信息，则具体实现过程中，对待指示信息进行指示的方式可以有很多种，例如但不限于，可以直接指示待指示信息，如指示待指示信息本身或者该待指示信息的索引等。也可以通过指示其他信息来间接指示待指示信息，其中该其他信息与待指示信息之间存在关联关系。还可以仅仅指示待指示信息的一部分，
而待指示信息的其他部分则是已知的或者提前约定的。例如，还可以借助预先约定(例如协议规定)的各个信息的排列顺序来实现对特定信息的指示，从而在一定程度上降低指示开销。
[0119]
在本技术的实施例中，各术语及英文缩略语均为方便描述而给出的示例性举例，不应对本技术构成任何限定。本技术并不排除在已有或未来的协议中定义其它能够实现相同或相似功能的术语的可能。
[0120]
在本技术的实施例中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
[0121]
以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。

技术特征：
1.一种压电片的驱动保护电路，其特征在于，所述驱动保护电路包括：驱动控制电路，所述驱动控制电路包括正弦波放大单元，所述正弦波放大单元连接所述压电片，用于输出驱动所述压电片振动的正弦波信号；过电流采样电路，所述过电流采样电路与所述正弦波放大单元连接，用于从所述正弦波放大单元采集流经所述压电片的电流信号，并根据采集到的所述电流信号输出过电流检测信号；过电压采样电路，所述过电压采样电路与所述正弦波放大单元连接，用于从所述正弦波放大单元采集流经所述压电片的电压信号，并根据采集到的所述电压信号输出过电压检测信号；保护动作电路，所述保护动作电路分别连接所述过电流采样电路、所述过电压采样电路和所述驱动控制电路，用于根据所述过电流检测信号和所述过电压检测信号中的至少之一控制所述正弦波放大单元的启停。2.根据权利要求1中的所述驱动保护电路，其特征在于，所述驱动控制电路还包括电压升压单元，所述电压升压单元连接所述正弦波放大单元，用于输出供电电压给所述正弦波放大单元。3.根据权利要求2中的所述驱动保护电路，其特征在于，所述电压升压单元包括升压控制芯片，所述升压控制芯片设置有使能端；所述保护动作电路包括比较器和第一开关器件，所述比较器的输入端分别连接所述过电流采样电路、所述过电压采样电路的输出端，所述比较器的输入端和所述过电流采样电路的输出端之间设置有第一二极管，所述比较器的输出端连接所述开关器件的栅极，所述开关器件的漏极连接所述使能端；所述开关器件的漏极用于输出使能信号至所述升压控制芯片，所述升压控制芯片根据所述使能信号确定是否向所述正弦波放大单元输出所述供电电压，以通过所述供电电压控制所述正弦波放大单元的启停。4.根据权利要求1中的所述驱动保护电路，其特征在于，所述过电流采样电路包括第一放大单元和分压电阻；所述分压电阻分别连接所述正弦波放大单元和所述第一放大单元的输入端，用于从正弦波放大单元采集所述电流信号，并将所述电流信号输入至所述第一放大单元；所述第一放大单元用于对所述电流信号放大处理并输出所述过电流检测信号。5.根据权利要求1中的所述驱动保护电路，其特征在于，所述过电流采样电路包括第二放大单元和电流互感器，所述电流互感器用于从正弦波放大单元采集所述电流信号，并将所述电流信号输入至所述第二放大单元；所述第二放大单元用于对所述电流信号放大处理并输出所述过电流检测信号。6.根据权利要求1中的所述驱动保护电路，其特征在于，所述过电压采样电路包括：分压单元，与所述压电片的正极和负极中的至少一个连接，用于采集所述电压信号；整流单元，分别与所述分压单元以及所述保护动作电路连接，用于对所述分压单元采集到的电压信号进行整流后输出所述过电压检测信号。7.根据权利要求1中的所述驱动保护电路，其特征在于，所述过电流采样电路、所述过电压采样电路中的至少之一通过隔离单元连接所述保护动作电路。8.根据权利要求1中的所述驱动保护电路，其特征在于，所述保护动作电路还包括控制
芯片，所述控制芯片连接所述正弦波放大单元，所述控制芯片用于输出驱动控制信号至所述正弦波放大单元，以使所述正弦波放大单元根据所述驱动控制信号输出所述正弦波信号；所述控制芯片还分别连接所述过电流采样电路和所述过电压采样电路，用于根据所述过电流检测信号和所述过电压检测信号中的至少之一确定是否输出所述驱动控制信号。9.一种压电风扇，其特征在于，所述压电风扇包括压电片，所述压电片连接如权利要求1至8中任意一项所述的驱动保护电路，所述驱动保护电路用于输出驱动所述压电片振动的正弦波信号。10.一种空调器，其特征在于，所述空调器包括如权利要求9所述的压电风扇。

技术总结
本申请实施例提供一种压电片的驱动保护电路、压电风扇以及空调器，驱动保护电路包括驱动控制电路、过电流采样电路、过电压采样电路以及保护动作电路，驱动控制电路包括控制压电片振动的正弦波放大单元，过电流采样电路与正弦波放大单元连接以采集过电流检测信号，过电压采样电路与驱动控制电路连接以采集过电压检测信号，保护动作电路分别与过电流采样电路以及过电压采样电路连接，根据过电流检测信号和过电压检测信号中的至少之一控制正弦波放大单元的启停。通过对正弦波放大单元进行实时采样，保护动作电路根据信号采样实时响应控制压电片，避免压电片损坏以及造成危险，提高压电片的使用安全性。压电片的使用安全性。压电片的使用安全性。


技术研发人员：冯伟松 周宏明 王慧锋 余珍珍 罗炳章 黄男
受保护的技术使用者：广东美的制冷设备有限公司
技术研发日：2023.04.28
技术公布日：2023/9/20