作為電壓控制型器件,壓電陶瓷驅(qū)動電源的穩(wěn)定性受負(fù)載電容量變化的影響嚴(yán)重。針對負(fù)載等效電容在驅(qū)動電壓變化下的動態(tài)特性,首次提出了一種基于容性負(fù)載的壓電驅(qū)動電源。該電源采用RC前置濾波與電容超前反饋相結(jié)合,提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性與驅(qū)動電源的魯棒性。分析結(jié)果表明,額定負(fù)載為1.5μF的驅(qū)動電源優(yōu)化后在0～3μF內(nèi)具有良好的動態(tài)性能,且輸出電壓精度達(dá)0.7 mV。

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【部分圖文】：

圖6線性放大電路

驅(qū)動電源的線性放大電路采用雙極放大結(jié)構(gòu),整體電路圖如圖6所示。由圖6可知,線性放大電路中,前置放電選用OP07A高精度放大器減小系統(tǒng)的失調(diào)電壓[7]。R1、R2、R3、R4為反饋電阻,選擇合適的阻值,實現(xiàn)前置放大1倍,運算放大10倍的線性放大。C9為調(diào)整電容,可改善環(huán)路的穩(wěn)定性。

圖7驅(qū)動電源的輸出電壓階躍響應(yīng)曲線

對驅(qū)動電源進(jìn)行階躍響應(yīng)測試,輸入端采用5V階躍電壓信號,CL由1.5μF增至4μF,每次增加0.5μF,得到驅(qū)動電源的輸出電壓階躍響應(yīng)曲線如圖7所示。由圖7可知,當(dāng)CL=1.5μF時,系統(tǒng)的驅(qū)動電源輸出電壓階躍信號在0.2ms內(nèi)平滑上升至100V,且無超調(diào)量。當(dāng)CL....

圖8動態(tài)跟隨曲線

在1kHz使用頻率時,系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性也尤為重要,可分析驅(qū)動電源動態(tài)跟隨效果。輸入信號采用幅值2.5V,正向偏置電壓2.5V的1kHz正弦信號,得輸出電壓信號如圖8所示。由圖8可知,在CL為1.5～3.5μF變化時,系統(tǒng)輸出電壓信號跟隨效果良好,電壓曲線為正弦信號。而當(dāng)....

圖1驅(qū)動電源框圖

驅(qū)動電源主要由微處理器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)、線性放大電路等組成,整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。由圖1可知,微處理器發(fā)出數(shù)字信號,經(jīng)濾波、整流后線性放大得到壓電陶瓷位移控制信號。其中,線性放大電路作為驅(qū)動電源的重要組成部分,影響控制信號的精度及電源穩(wěn)定性。

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