壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源技術(shù)研究

1、壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源技術(shù)研究匯報(bào)主要內(nèi)容國內(nèi)外研究現(xiàn)狀多種電壓控制型介紹驅(qū)動(dòng)電源結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和構(gòu)思階段學(xué)習(xí)成果與不足壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源 驅(qū)動(dòng)電源主要有兩種控制方式：電壓控制型和電荷控制型 電荷控制型可以改善壓電陶瓷的遲滯和蠕變,但電路比較復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)起來比較困難，充電電流小,響應(yīng)時(shí)間長。 在動(dòng)態(tài)響應(yīng)要求不高的情況下選擇電壓驅(qū)動(dòng)型，電壓驅(qū)動(dòng)型分為兩種： 開關(guān)式驅(qū)動(dòng)電源,它的功率損耗小, 效率高, 但電源輸出波紋較大,頻響范圍也較窄;直流放大式電源，特點(diǎn)是頻響范圍較寬。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 直流放大式根據(jù)結(jié)構(gòu)不同又可以分為誤差放大式和電壓跟隨式。誤差放大式驅(qū)動(dòng)電源一般包含誤差比較放大環(huán)節(jié)，直接從輸出電壓取得反饋，通

2、過反饋電阻和運(yùn)放組成負(fù)反饋電路，對電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。同時(shí)對電路中的電流進(jìn)行監(jiān)控，以保證電路工作在正常的范圍之內(nèi)。直流放大式誤差放大式驅(qū)動(dòng)電源原理圖誤差放大式特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，電壓輸出范圍廣，且能大大減少自激現(xiàn)象，可靠性得到增強(qiáng)。參考文獻(xiàn)2中采用高壓運(yùn)放 PA85 為放大電路的核心，其輸出電壓穩(wěn)定，分辨率高、靜態(tài)紋波低、動(dòng)態(tài)性能好，可靠性高參考文獻(xiàn)3中采用高壓運(yùn)放 PA90A 輸入端的差分輸入和恒流源大大減少了非線性。高壓運(yùn)放式驅(qū)動(dòng)電源原理圖高壓運(yùn)放式電壓跟隨式驅(qū)動(dòng)電源將電壓放大和功率放大兩部分分離，驅(qū)動(dòng)級提供較高的驅(qū)動(dòng)電流，電路原理如左圖 所示：電壓跟隨式動(dòng)態(tài)性能良好，由于沒有直接從輸出的電壓信

3、號采樣，前后級之間會(huì)產(chǎn)生跟隨誤差，相比誤差放大式驅(qū)動(dòng)電源精度較低；而且，由于在靜態(tài)時(shí)仍有較大的功率輸出，所以這種電源效率較低且發(fā)熱嚴(yán)重。電壓跟隨式硬件電路主要包括直流穩(wěn)壓源、控制系統(tǒng)、D/A和A/D轉(zhuǎn)換和放大電路。驅(qū)動(dòng)電源整體結(jié)構(gòu)圖PC機(jī)FPGAD/A轉(zhuǎn)換器電壓跟隨器A/D轉(zhuǎn)換器u線性放大電路PZT高壓穩(wěn)壓電路采樣設(shè)備驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)原則電源的設(shè)計(jì)階段需遵循以下幾個(gè)原則:（1）簡潔化設(shè)計(jì)原則電源設(shè)計(jì)應(yīng)注意簡化電源電路。在滿足電源性能要求的基礎(chǔ)上，簡化電路設(shè)計(jì)可提高電源的可靠性（2）低功耗設(shè)計(jì)原則充分考慮電源的負(fù)載能力和連續(xù)工作時(shí)間，采用低功耗器件，降低電路的電流消耗，延長使用壽命（3）元器件選用原

4、則選用性能穩(wěn)定、可靠性高、技術(shù)成熟、采購方便的元器件。同時(shí)應(yīng)充分考慮溫度影響及干擾因素，保證一定的工作裕量和可靠性范圍。個(gè)人構(gòu)思收獲： 對壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源的結(jié)構(gòu)，原理等有了更加 深入的了解； 通過中外文文獻(xiàn)論文的學(xué)習(xí)了解到了有關(guān)驅(qū)動(dòng)電源的最新研究狀況；不足： 應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步加強(qiáng)外文文獻(xiàn)的學(xué)習(xí)，理解創(chuàng)新和思路； 構(gòu)思設(shè)計(jì)是否能明顯改善遲滯和非線性還有待實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證階段學(xué)習(xí)成果與不足謝謝！參考文獻(xiàn) 1.烏蘭圖雅, 陳磊. 非對稱式壓電陶瓷微位移器驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)J. 南京理工大學(xué)學(xué)報(bào), 2003,27(6):766768. 2.李福良, 張輝. 基于 PA85 的新型壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源J. 壓電與聲光, 2005, 27(4):392394.