高精度低成本的压电陶瓷驱动电源设计思路

随着计算机与电源技术的发展，压电陶瓷驱动电源的设计迈上了新的台阶。低波纹的快速响应压电陶瓷驱动电源越来越受到关注，这不仅是由于其精度高、响应快，还因为其成本低廉的同时易于控制。本文就将为大家介绍一款低波纹快速响应压电陶瓷驱动电源的设计思路。

压电陶瓷驱动电源可以分为电压控制型和电荷控制型，其中电压控制型驱动电源主要有2种形式。一种是基于直流变换器原理的开关式驱动电源，它的功率损耗小、效率高、体积小。但电源输出波纹较大，频响范围也较窄。另一种是直流放大式电源，其特点是频响范围较宽，电荷控制型驱动电源采用电荷控制，它可以改善压电陶瓷的迟滞和蠕变，但其充电电流小，响应时间长。

 

 

图1

为实现高精度可控稳压输出，本电源采用直流放大式电路，其原理框图如图1所示。计算机通过D/A转换器提供基准电压，它与运算放大电路和功率放大电路一起实现输出由计算机控制的0~300V可调电压。

 

 

图2

图2为电路的线路图，本电路是在通用型运放电路的基础上经过改进，可将普通运算放大器的输出电压扩大到300V。图中运放为F007、LM358或LM741等通用型运放。输入电压V1由计算机输入0~5V的电压。T1、T2、T3为高反压管，电阻R1、R2、R3起限流保护作用。R1为可调电阻，C为校正电容，电阻R4R5R6R7R8R9因流过的电流较大，故应采用大功率电阻。

从图2中可以看出它需要一个400V高压稳压电源，它的稳定性将直接影响到驱动电源输出电压的稳定性。也就会使压电陶瓷微位移器发挥不出其精度和位移分辨率高的优点。

 

 

图3

输出400V稳定电压电路的电路图如图3所示，变压器输入交流电220V，输出10路交流电，每路电压35V，将每一路经过整流稳压后输出电压40V，图中将10路电路串联起来，就可输出400V的稳定直流电压，通过这种方法与直接由变压器输出电压400V，再进行稳压的方法相比，其输出的电压更稳定，波纹也更小。

本文介绍了一种精度高且相应快的低波纹压电陶瓷驱动电源设计思路，该设计在拥有较高效率的同时，兼顾操作简便成本低廉的特点。感兴趣的朋友不妨花上几分钟来阅读本文，相信一定会有所收获。