一种高压压电陶瓷驱动电源的设计
2020-03-12朱玉玉
压电与声光 2020年1期
关键词:信号
胡 域,朱玉玉
(西南科技大学 信息工程学院,四川 绵阳 621000)
0 引言
随着高精度纳米级定位技术的迅速发展,微位移驱动定位技术成为精密测量加工、航天飞机微控制、电子仪表等前沿科学领域迫切需要的关键技术[1-2]。而压电陶瓷因其具有正、逆压电效应,响应速度快,操作电压高,位移范围精度高,静态功耗低及体积小等优点,成为振动平台微位移测试系统中的关键器件,而压电陶瓷驱动电源正是压电陶瓷微位移性能的核心保障[3]。
目前,国内外压电陶瓷驱动电源根据电路拓扑可分为直流放大式和开关式两类。其中,直流放大式压电陶瓷驱动电源又分为电压型、电流(电荷)型及两种方式混合型[4],本质上都是通过模拟运放器件来实现电压和电流的放大输出,具有原理简单以及驱动方式容易的优点,因此,采用直流放大式设计驱动电源是最常用的拓扑结构。文献[5-7]以功率放大系列高压金氧半场效晶体管(MOS管)运算放大器为设计核心,结合稳压模块驱动压电陶瓷,但这类拓扑结构不适用于高压、大功率输出场合,电路功率损耗太大,转换效率过低,甚至输出电压也受供电电源电压的限制。而开关式驱动电源近些年在脉冲宽度调制(PWM)控制技术的支持下,在高电压、大电流输出应用场合逐步取代线性电源。文献[8-9]基于PWM控制开关式电源拓扑原理设计了几种具有高效率、高组件利用率和小体积的压电陶瓷驱动器,此类拓扑结构不仅能有效地提高电能转换效率、减小变换器体积和质量,还能通过闭环控制实现高精度输出和快速的动态响应。……
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