高效率低紋波壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源的研究.pdf

1、壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器是利用逆壓電效應(yīng)的原理，在外電場(chǎng)的作用下產(chǎn)生系統(tǒng)所需微位移的設(shè)備。隨著微定位技術(shù)的迅速發(fā)展，其應(yīng)用范圍已廣泛深入到人類生活中的各個(gè)領(lǐng)域。而壓電陶瓷執(zhí)行器以其位移分辨率高、頻響快、無(wú)噪聲、抗干擾強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)成為理想的微位移執(zhí)行器件而受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。近年來(lái)，一些應(yīng)用場(chǎng)合不僅要求壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源具有較高的效率，在一些超精密微位移場(chǎng)合，對(duì)電源的輸出紋波也提出了更高的要求，因此研究具有高效率低紋波的壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源具有重要意義

2、。
　　本文研究了加入限流電阻后的新型壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源，相比于傳統(tǒng)壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源，當(dāng)輸出電壓為梯形波時(shí)，新型壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源主功率管具有更低的功率損耗，所需散熱器體積更小。本文詳細(xì)分析了直流放大式壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源的工作原理，推導(dǎo)了主要功率器件的損耗表達(dá)式，驗(yàn)證了新型壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源相比于傳統(tǒng)的線性電源具有功率管損耗低的特性。
　　由于直流放大式壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源主功率管工作在線性放大狀態(tài)，且無(wú)法回收容性負(fù)載中的能量，該能量完

3、全損耗在主功率管上，其高導(dǎo)通損耗引起的發(fā)熱問(wèn)題非常嚴(yán)重。本文研究分析了開(kāi)關(guān)式壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源，結(jié)果表明，當(dāng)功率管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)時(shí)，其導(dǎo)通損耗很低，且容性負(fù)載能量得到有效回收。相比于直流放大式壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源，開(kāi)關(guān)式壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源效率更高，但非線性元件的引入，增加了輸出電壓的紋波。
　　針對(duì)直流放大式壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源效率低下以及開(kāi)關(guān)式壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源輸出電壓紋波較大的缺點(diǎn)，本文提出了混合式壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源。研究結(jié)果表明，通過(guò)合理結(jié)