孙庆旭 朱兴邦 李超 韩忠

摘  要：简述了压电陶瓷微位移器的驱动原理，介绍了微位移器的性能和应用情况;针对压电陶瓷驱动电路的特点，设计了一种可动态应用的驱动电源，并给出了详细的电路原理图。以MSP430和DRV2700为核心器件，以及相关电路构成电压控制型驱动电源。介绍了主要模块电路的功能和实现，并对驱动电源进行测试。结果表明该电源具有线性度高、分辨率高、输出纹波小等优点。

关键词：压电陶瓷;高压驱动;DRV2700

中图分类号：TN86 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2020）34-0004-04

Abstract： In this paper， the driving principle of piezoelectric ceramic micro displacement device is briefly introduced， and its performance and application are introduced. According to the characteristics of piezoelectric ceramic driving circuit， a dynamic driving power supply is designed， and the detailed circuit diagram is given. MSP430 and DRV2700 are the core devices， and the related circuits constitute the voltage controlled driving power supply. The function and Realization of the main module circuit are introduced， and the driving power supply is tested. The results show that the power supply has the advantages of high linearity， high resolution and small output ripple.

Keywords： piezoelectric ceramics; high voltage drive; DRV2700

引言

当在电介質的极化方向施加电场，这些电介质就在一定方向上产生机械变形或机械压力，当外加电场撤去时，这些变形或应力也随之消失，这种对电介质施加交变电场引起电介质机械变形的现象，称为逆压电效应[1]。压电陶瓷微位移器即是利用此效应制成的，具有分辨率高、体积小、响应快、推力大等优点，广泛应用于微位移输出装置、力发生装置、机器人、冲击电机、光学扫描等重要领域[2]。微位移定位要求压电陶瓷驱动电源具有低纹波、高频率响应和快速的动态响应，因此驱动电源的性能指标直接影响微位移器的精密位移输出。压电陶瓷驱动器驱动电源可分为电压控制型和电荷控制型[3]，本文的设计属于电压控制型驱动电路。设计目标为驱动电源可输出（0～200）V连续可调电压，静态纹波小于20mV，分辨率小于30mV。

1 压电陶瓷驱动电路组成

如图1所示，驱动电路主要功能模块由上位机，微处理器，D/A电路，滤波电路和压电放大模块组成。……