高速壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源

1．2 恒流源電路
恒流源電路如圖2所示，本設(shè)計(jì)電路的運(yùn)放選擇OP467，其上升速率可達(dá)到170 V／μs，且具有極寬的響應(yīng)頻率，完全能滿足要求。當(dāng)A點(diǎn)的輸入電壓為VA時(shí)，根據(jù)虛短原則，VA=VB，放大器同向輸入端與反向輸入端的輸入電流均為 0，則VB=VC，所以流經(jīng)場(chǎng)效應(yīng)管的電流恒為I=VA／R3，此時(shí)VGS≥3．5 V，場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通。假若輸入電壓VA有電壓波動(dòng)+△V，放大器的差模增益接近無窮大，所以VG增大，VGS增大，流經(jīng)場(chǎng)效應(yīng)管的電流增大，則VC增加；又因VB=VC，故VB也增大，且最終與VA相等，保證恒流源正常工作，反之當(dāng)△V為負(fù)時(shí)，同理。此恒流源電路的電流I=50 mA，即電壓VA=7．5 V，此恒流源電路的目的主要是幫助容性負(fù)載壓電陶瓷泄放電荷，使驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷管的鋸齒波具有快速的下降速率，當(dāng)與功率放大電路連接時(shí)，將恒流源場(chǎng)效應(yīng)管的漏極與圖3功率放大電路的D點(diǎn)連接在一起。

1．3 功率放大電路
功率放大電路如圖3所示，該部分電路的運(yùn)放也選擇OP467，這樣可以保證兩部分電路在速度上匹配。功率放大級(jí)選用場(chǎng)效應(yīng)管IRF840，它具有電流負(fù)載能力大，開關(guān)速度快(納秒級(jí))的特點(diǎn)，因此適合驅(qū)動(dòng)容性負(fù)載。此功率放大電路中含有一個(gè)懸浮地(即圖3中的點(diǎn)D)，恒流源電路運(yùn)放的供電電壓經(jīng)過DC／DC轉(zhuǎn)換模塊后，將功率放大電路的運(yùn)放參考點(diǎn)與地分開。

當(dāng)電路工作在線性區(qū)域內(nèi)時(shí)，若輸入信號(hào)Uin的電壓范圍為-10～0 V，則與F點(diǎn)的電壓相等，在通道DF上產(chǎn)生電流，R6與R7為分壓電阻，R6與R7的比例決定了放大電壓的倍數(shù)，則驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷的電壓Uout= (Uin／R6)(R6+R7)。由于電流I恒定不變，故R6與R7阻值不能過小，以保證其具有足夠的電流負(fù)載能力來驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷。