余 建，赵小勇，贺良国，郑文龙

(合肥工业大学 机械工程学院，安徽 合肥 230009)

0 引 言

因具有体积小、分辨率高、响应快、推力大等一系列的优点，近年来，叠层压电陶瓷已被广泛用于机械制造、超精密加工、生物工程等领域[1-3]。

由叠成压电陶瓷制成的超声刀相较于传统刀具具有一系列的优点。但压电陶瓷驱动器的驱动需要较高的电压，因此必须设计专门的驱动器以满足压电陶瓷的驱动需求。目前，常见的压电陶瓷的驱动电源多是采用专门的高压运放电路或带有变压器的逆变电路，而专用高压运放价格昂贵，变压器逆变电路则不利于驱动电源的小型化[4]。

超声刀驱动电源的小型化主要在于实现升压电路的小型化。相较于变压器升压电路，Boost拓扑升压电路在电路结构和设计上具有体积小、结构简单、效率高、波纹小等诸多优点[5]。但基本Boost电路的升压比较小，不适用于高升压比的超声刀驱动电源，因此设计一种高电压增益的Boost升压电路对于实现驱动电路的小型化有着重要意义。文献[6]提出了一种基于耦合电感的Boost升压电路,该电路通过引入耦合电感拓展了电路的升压比，使电路避免工作于极限占空比状态，同时降低了开关管的电压应力，但其电压增益仍不能满足超声刀驱动需求；文献[7]研究了各种基于耦合电感的Boost升压与开关电容相结合的电路，进一步增大了电路的电压增益。

为适应超声刀驱动电源小型化的趋势，本文设计一种具有高升压比的小型化驱动电源电路。……