高精度低成本的壓電陶瓷驅動電源設計思路

隨著計算機與電源技術的發(fā)展，壓電陶瓷驅動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電源越來越受到關注，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電源的設計思路。

壓電陶瓷驅動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電源主要有2種形式。一種是基于直流變換器原理的開關式驅動電源，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，其特點是頻響范圍較寬，電荷控制型驅動電源采用電荷控制，它可以改善壓電陶瓷的遲滯和蠕變，但其充電電流小，響應時間長。

圖1

為實現(xiàn)高精度可控穩(wěn)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現(xiàn)輸出由計算機控制的0~300V可調電壓。

圖2

圖2為電路的線路圖，本電路是在通用型運放電路的基礎上經(jīng)過改進，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400V高壓穩(wěn)壓電源，它的穩(wěn)定性將直接影響到驅動電源輸出電壓的穩(wěn)定性。也就會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。

圖3

輸出400V穩(wěn)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)過整流穩(wěn)壓后輸出電壓40V，圖中將10路電路串聯(lián)起來，就可輸出400V的穩(wěn)定直流電壓，通過這種方法與直接由變壓器輸出電壓400V，再進行穩(wěn)壓的方法相比，其輸出的電壓更穩(wěn)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電源設計思路，該設計在擁有較高效率的同時，兼顧操作簡便成本低廉的特點。感興趣的朋友不妨花上幾分鐘來閱讀本文，相信一定會有所收獲。