Piezoelektrischer Antrieb für ein Ventil, Piezoventil mit einem solchen Antrieb und Verfahren zum Betrieb und zur Herstellung eines Piezoventils
Verfahren zum Betrieb eines piezoelektrischen Antriebs (2) für ein Piezoventil (6), wobei der piezoelektrische Antrieb ein Piezoelement (PA) und eine Steuerstufe (4) zum Bereitstellen eines Steuersignals zum Betreiben des Piezoelements (PA) umfasst, wobei eine Referenzkapazität (REF) mit dem Piezoel...
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Format: | Patent |
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Zusammenfassung: | Verfahren zum Betrieb eines piezoelektrischen Antriebs (2) für ein Piezoventil (6), wobei der piezoelektrische Antrieb ein Piezoelement (PA) und eine Steuerstufe (4) zum Bereitstellen eines Steuersignals zum Betreiben des Piezoelements (PA) umfasst, wobei eine Referenzkapazität (REF) mit dem Piezoelement (PA) in Reihe geschaltet ist, und wobei ein erster Knoten (P1) mit einer ersten Seite des Piezoelements (PA) gekoppelt ist, ein zweiter Knoten (P2) mit einer zweiten Seite der Referenzkapazität (REF) gekoppelt ist und eine zweite Seite des Piezoelements (PA) und eine erste Seite der Referenzkapazität (REF) an einen dritten Knoten (P3) gekoppelt sind, bei dem das Piezoelement (PA) in einem aperiodischen Betriebsmodus angesteuert wird und während einer Anzugphase des Piezoventils (6) die Steuerstufe (4) einen konstanten ersten und zweiten Versorgungsspannungspegel (U1, U2) als Steuersignal an den ersten und zweiten Knoten (P1, P2) koppelt, wobei während der Anzugphase des piezoelektrischen Antriebs (2) ein Kompensationsstrom (IQ) über einen Kompensationswiderstand (RQ) dem dritten Knoten (P3) zugeführt oder von diesem abgeführt wird, wobei der Kompensationswiderstand (RQ) zwischen den dritten Knoten (P3) und den ersten oder zweiten Versorgungsspannungspegel (U1, U2) der Steuerstufe (4) gekoppelt ist, wobei eine Größe des Kompensationswiderstands (RQ) so gewählt ist, dass sich bei zeitlich konstanter Größe des ersten und zweiten Versorgungsspannungspegels (U1, U2) ein statischer mechanischer Zustand des Piezoelements (PA) einstellt, in welchem eine Längenänderung des Piezoelements (PA) unterhalb eines Grenzwertes liegt, wobei die Größe des Kompensationswiderstandes (RQ) so gewählt ist, dass eine Summe der an dem dritten Knoten (P3) fließenden Ströme, welche eine elektrische Drift des dritten Knotens (P3) gegenüber dem ersten Knoten (P1) verursachen, durch einen durch den Kompensationswiderstand (RQ) fließenden Kompensationsstrom (IQ) unter einen vorgegebenen Grenzwert verringert wird.
The drive has a control stage coupling first- and second power supply voltage levels as a control signal for operating a piezo element (PA) at first- and second nodes (P1, P2). A compensation resistor is coupled between a third node and the first or second power supply voltage level of the control stage. A size of the compensation resistor i.e. adjustable resistor, is chosen such that a static mechanical state of the piezo element is adjusted with a time constant size of the pow |
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