一种高稳定性压电驱动电源设计

发布时间：2024-05-11 23:30

　　作为电压控制型器件,压电陶瓷驱动电源的稳定性受负载电容量变化的影响严重。针对负载等效电容在驱动电压变化下的动态特性,首次提出了一种基于容性负载的压电驱动电源。该电源采用RC前置滤波与电容超前反馈相结合,提高了系统稳定性与驱动电源的鲁棒性。分析结果表明,额定负载为1.5μF的驱动电源优化后在0～3μF内具有良好的动态性能,且输出电压精度达0.7 mV。

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【部分图文】：

图6线性放大电路

驱动电源的线性放大电路采用双极放大结构,整体电路图如图6所示。由图6可知,线性放大电路中,前置放电选用OP07A高精度放大器减小系统的失调电压[7]。R1、R2、R3、R4为反馈电阻,选择合适的阻值,实现前置放大1倍,运算放大10倍的线性放大。C9为调整电容,可改善环路的稳定性。

图7驱动电源的输出电压阶跃响应曲线

对驱动电源进行阶跃响应测试,输入端采用5V阶跃电压信号,CL由1.5μF增至4μF,每次增加0.5μF,得到驱动电源的输出电压阶跃响应曲线如图7所示。由图7可知,当CL=1.5μF时,系统的驱动电源输出电压阶跃信号在0.2ms内平滑上升至100V,且无超调量。当CL....

图8动态跟随曲线

在1kHz使用频率时,系统的动态稳定性也尤为重要,可分析驱动电源动态跟随效果。输入信号采用幅值2.5V,正向偏置电压2.5V的1kHz正弦信号,得输出电压信号如图8所示。由图8可知,在CL为1.5～3.5μF变化时,系统输出电压信号跟随效果良好,电压曲线为正弦信号。而当....

图1驱动电源框图

驱动电源主要由微处理器、数模转换器(DAC)、线性放大电路等组成,整体结构如图1所示。由图1可知,微处理器发出数字信号,经滤波、整流后线性放大得到压电陶瓷位移控制信号。其中,线性放大电路作为驱动电源的重要组成部分,影响控制信号的精度及电源稳定性。

本文编号：3970525