高精度低成本的壓電陶瓷驅動(dòng)電源設計思路

隨著(zhù)計算機與電源技術(shù)的發(fā)展，壓電陶瓷驅動(dòng)電源的設計邁上了新的臺階。低波紋的快速響應壓電陶瓷驅動(dòng)電源越來(lái)越受到關(guān)注，這不僅是由于其精度高、響應快，還因為其成本低廉的同時(shí)易于控制。本文就將為大家介紹一款低波紋快速響應壓電陶瓷驅動(dòng)電源的設計思路。

壓電陶瓷驅動(dòng)電源可以分為電壓控制型和電荷控制型，其中電壓控制型驅動(dòng)電源主要有2種形式。一種是基于直流變換器原理的開(kāi)關(guān)式驅動(dòng)電源，它的功率損耗小、效率高、體積小。但電源輸出波紋較大，頻響范圍也較窄。另一種是直流放大式電源，其特點(diǎn)是頻響范圍較寬，電荷控制型驅動(dòng)電源采用電荷控制，它可以改善壓電陶瓷的遲滯和蠕變，但其充電電流小，響應時(shí)間長(cháng)。

圖1

為實(shí)現高精度可控穩壓輸出，本電源采用直流放大式電路，其原理框圖如圖1所示。計算機通過(guò)D/A轉換器提供基準電壓，它與運算放大電路和功率放大電路一起實(shí)現輸出由計算機控制的0~300V可調電壓。

圖2

圖2為電路的線(xiàn)路圖，本電路是在通用型運放電路的基礎上經(jīng)過(guò)改進(jìn)，可將普通運算放大器的輸出電壓擴大到300V。圖中運放為F007、LM358或LM741等通用型運放。輸入電壓V1由計算機輸入0~5V的電壓。T1、T2、T3為高反壓管，電阻R1、R2、R3起限流保護作用。R1為可調電阻，C為校正電容，電阻R4R5R6R7R8R9因流過(guò)的電流較大，故應采用大功率電阻。

從圖2中可以看出它需要一個(gè)400V高壓穩壓電源，它的穩定性將直接影響到驅動(dòng)電源輸出電壓的穩定性。也就會(huì )使壓電陶瓷微位移器發(fā)揮不出其精度和位移分辨率高的優(yōu)點(diǎn)。

圖3

輸出400V穩定電壓電路的電路圖如圖3所示，變壓器輸入交流電220V，輸出10路交流電，每路電壓35V，將每一路經(jīng)過(guò)整流穩壓后輸出電壓40V，圖中將10路電路串聯(lián)起來(lái)，就可輸出400V的穩定直流電壓，通過(guò)這種方法與直接由變壓器輸出電壓400V，再進(jìn)行穩壓的方法相比，其輸出的電壓更穩定，波紋也更小。

本文介紹了一種精度高且相應快的低波紋壓電陶瓷驅動(dòng)電源設計思路，該設計在擁有較高效率的同時(shí)，兼顧操作簡(jiǎn)便成本低廉的特點(diǎn)。感興趣的朋友不妨花上幾分鐘來(lái)閱讀本文，相信一定會(huì )有所收獲。