本文選題：多電平 + 推挽　； 參考：《北京理工大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：壓電陶瓷執(zhí)行器以逆壓電效應(yīng)為主要原理,通過(guò)施加幅值可控的外部電壓可以驅(qū)動(dòng)其產(chǎn)生微小位移,在超精密定位系統(tǒng)、微電子技術(shù)及航天技術(shù)等精密工程領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源在效率、功率、輸出電壓范圍和線性度方面有很高要求,當(dāng)前驅(qū)動(dòng)電源在這些方面尚存在顯著不足,本文圍繞高壓大功率、高效率和低紋波的輸出驅(qū)動(dòng)電路開(kāi)展如下研究工作:設(shè)計(jì)了多電平開(kāi)關(guān)線性復(fù)合式壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源,提出了開(kāi)關(guān)式多電平級(jí)聯(lián)電路為線性式的推挽放大電路供電的思想,此供電電壓動(dòng)態(tài)可調(diào),在指令信號(hào)驅(qū)動(dòng)下,推挽放大電路輸出高效率、大功率和低紋波的高電壓。提出了一種復(fù)合式壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源電路拓?fù)?包含輸入級(jí)的開(kāi)關(guān)式電路和輸出級(jí)的線性放大電路。通過(guò)開(kāi)關(guān)式電路輸出兩路動(dòng)態(tài)電壓,給線性放大電路供電,分析了其工作原理,設(shè)計(jì)了基于CPS-SPWM補(bǔ)償?shù)恼{(diào)制方法。研究了所提出的驅(qū)動(dòng)電路的動(dòng)態(tài)供電控制策略;分析了該控制策略下推挽式放大電路的效率,與基本推挽式放大電路進(jìn)行了對(duì)比;針對(duì)提高推挽式放大電路的工作效率,進(jìn)行了動(dòng)態(tài)供電策略的設(shè)計(jì),并經(jīng)過(guò)仿真驗(yàn)證驅(qū)動(dòng)電路和調(diào)制方法的可行性。完成了復(fù)合式壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源系統(tǒng)的設(shè)計(jì),搭建了整個(gè)驅(qū)動(dòng)電源系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上,對(duì)提出的驅(qū)動(dòng)電源電路及其控制策略進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn),結(jié)果證明所提出的復(fù)合式壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)方法能夠?qū)崿F(xiàn)大功率、高效率和低紋波的高電壓輸出,輸出電壓值可調(diào),且具有良好的動(dòng)態(tài)性能。
[Abstract]:Piezoelectric actuators are mainly based on inverse piezoelectric effect, which can be driven by external voltage with controllable amplitude. Piezoelectric actuators are widely used in precision engineering fields such as ultra-precision positioning system, microelectronic technology and aerospace technology. Piezoelectric ceramic drive power supply has high requirements in efficiency, power, output voltage range and linearity. The output drive circuit with high efficiency and low ripple is studied as follows: a multilevel switched linear composite piezoelectric ceramic driving power supply is designed, and the idea that the switched multilevel cascade circuit supplies power to the linear push-pull amplifier circuit is proposed. The power supply voltage is dynamically adjustable, and the push-pull amplifier circuit outputs high voltage with high efficiency, high power and low ripple. In this paper, a hybrid piezoelectric ceramic drive circuit topology is proposed, which includes an input stage switching circuit and an output stage linear amplifier circuit. By outputting two dynamic voltages to supply power to the linear amplifier circuit, the working principle of the circuit is analyzed, and the modulation method based on CPS-SPWM compensation is designed. This paper studies the dynamic power supply control strategy of the drive circuit, analyzes the efficiency of the push-pull amplifier circuit under the control strategy, compares it with the basic push-pull amplifier circuit, and improves the working efficiency of the push-pull amplifier circuit. The dynamic power supply strategy is designed, and the feasibility of driving circuit and modulation method is verified by simulation. The design of composite piezoelectric ceramic driving power supply system is completed, and the experimental platform of the whole drive power supply system is built. On the experimental platform, the proposed driving power supply circuit and its control strategy are verified experimentally. The results of simulation and experiments show that the proposed method can achieve high voltage output with high power, high efficiency and low ripple. The output voltage can be adjusted and has good dynamic performance.
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TM46

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本文編號(hào)：1848104