高速壓電陶瓷驅(qū)動電源

0 引 言
壓電陶瓷具有體積小，分辨率高，響應(yīng)快，推力大等一系列特點。用它制成的壓電陶瓷驅(qū)動器廣泛應(yīng)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(qū)動電源技術(shù)已成為非常重要的研究熱點。
目前，國內(nèi)常見的壓電陶瓷器件主要基于靜態(tài)特性，因此該類壓電陶瓷驅(qū)動電源動態(tài)特性不理想，交流負載能力差，不適合應(yīng)用于動態(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(qū)動壓電陶瓷管，使得壓電馬達產(chǎn)生正反的旋轉(zhuǎn)，頻響范圍寬及具有很高上升和下降速率是該類壓電陶瓷驅(qū)動電源必須滿足的重要動態(tài)特性。但現(xiàn)在國內(nèi)對此種驅(qū)動電源的研究不多，且價格昂貴，因此有必要設(shè)計一種滿足上述要求且價格低廉的壓電陶瓷驅(qū)動電源。

1 高壓驅(qū)動電源原理及電路設(shè)計
該高壓驅(qū)動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(qū)動壓電陶瓷管。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(qū)動電路的工作電壓。