高速壓電陶瓷驅動(dòng)電源

0 引 言
壓電陶瓷具有體積小，分辨率高，響應快，推力大等一系列特點(diǎn)。用它制成的壓電陶瓷驅動(dòng)器廣泛應用于微位移輸出裝置、力發(fā)生裝置、機器人、沖擊電機、光學(xué)掃描等領(lǐng)域。因此壓電陶瓷的驅動(dòng)電源技術(shù)已成為非常重要的研究熱點(diǎn)。
目前，國內常見(jiàn)的壓電陶瓷器件主要基于靜態(tài)特性，因此該類(lèi)壓電陶瓷驅動(dòng)電源動(dòng)態(tài)特性不理想，交流負載能力差，不適合應用于動(dòng)態(tài)領(lǐng)域。例如，壓電陶瓷管沖擊馬達，是基于沖擊原理，利用鋸齒波驅動(dòng)壓電陶瓷管，使得壓電馬達產(chǎn)生正反的旋轉，頻響范圍寬及具有很高上升和下降速率是該類(lèi)壓電陶瓷驅動(dòng)電源必須滿(mǎn)足的重要動(dòng)態(tài)特性。但現在國內對此種驅動(dòng)電源的研究不多，且價(jià)格昂貴，因此有必要設計一種滿(mǎn)足上述要求且價(jià)格低廉的壓電陶瓷驅動(dòng)電源。

1 高壓驅動(dòng)電源原理及電路設計
該高壓驅動(dòng)電源主要由高壓直流電源、恒流源及功率放大電路三部分組成。功率放大電路部分將鋸齒波信號放大，以此驅動(dòng)壓電陶瓷管。為了得到快速的電壓下降速率，使壓電陶瓷管形成沖擊，則需使用恒流源幫助容性負載的壓電陶瓷快速泄放電荷。
1．1 高壓直流電源
高壓直流電源部分如圖1所示，工頻220 V交流電經(jīng)變壓器輸出雙130 V交流，經(jīng)整流橋整流和電容濾波后，得到180 V直流電，作為驅動(dòng)電路的工作電壓。