压电陶瓷驱动电源的研究

②直流放大式驱动电源原理图如图2所示： 特点： 输出纹波小、频 响范围较宽等优 点； 使用分立器件构 成高压放大器时 得注意输出电式驱动电源原理图
针对分立元件构成高压运放所存在的问题，专家学者提出了 各种解决方案： 文献【1】采用恒流源代替三极管基极电阻，有效降低了 输出电压的纹波； 文献【2】采用超前电容补偿和引入补偿电阻来消除驱动 容性负载产生的自激现象； 文献【3】利用集成高压运放PA85配合少量外围器件，有 效解决了电压非线性问题，提高了频响，减小了自激。
电荷控制型驱动电源
电荷控制型驱动电源可以明显地改善压电陶瓷的迟滞和蠕变； 但由于压电陶瓷的内阻高，充电电流小，响应时间长，更适 合于静态或对频响要求不高的场合。 文献【4】采用集成元件代替分立元件，恒流源驱动，获 得了良好的动态性能。 文献【5】提出的带补偿性质的电流源可以使迟滞和蠕变 都降至1.5%,非常适合于静态定位。 文献【6】提出一种附加电极板电荷反馈控制方法,其位移 与诱导电荷间的迟滞仅为1.7%
电流驱动方式却因电路中各种漏电流的存在很难达到静态 稳定。
参考文献
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驱动电源的分类
压电陶瓷驱动电源分为两种：电压型驱动电源和电流型驱动 电源。 电压型驱动电源又分为两种：直流放大式驱动电源和开关式 驱动电源。 ①基于直流变换原理的开关式驱动电源原理图如图1所示： 特点： 功耗小、效率高、体 积小等优点 高频干扰大、输出纹 波大、频响范围窄等 缺点
图 1 开关式驱动电源原理图
压电陶瓷驱动电源的研究
课题的研究意义
随着精密工程与精细工程的迅速发展，亚纳米和纳米级定 位技术和微动伺服技术已成为微机电系统、超精密加工和 生物工程等前言学科的关键技术。
压电陶瓷驱动器系统作为理想的纳米级微位移器件具有体 积小、位移分辨率高、频响高、承载力大、无噪声、不发 热等优点。
但压电陶瓷存在的迟滞蠕变等非线性特性给控制带来了 困难，制约了应用。 驱动电源是引起其迟滞蠕变现象的主要原因之一。
基于电压驱动方式的压电陶瓷驱动电源结构简单,可控性 强,技术比较成熟,但是存在迟滞、蠕变、带宽窄等固有缺点。 为克服这些缺点使控制线性化,需要引入反馈环节,或者添 加控制算法,这增加了控制的复杂程度,降低了可控性。 使用电流驱动方式可以通过控制电荷来线性控制压电陶瓷 位移,简化控制过程,提高开环控制精度,
1998, 9(7): 93-98.