壓電變壓器驅(qū)動控制電路設(shè)計與應(yīng)用.pdf

1、壓電變壓器(PT)是利用壓電及逆壓電效應(yīng)工作的第三代變壓器，與傳統(tǒng)的電磁變壓器相比具有功率密度高、無磁噪聲、效率高、體積小等特點，近年來在諸多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。壓電變壓器可分為升壓型和降壓型，其中升壓PT還具有升壓比高的特點，特別適合于高電壓、低電流的器件；降壓PT可實現(xiàn)小功率AC-DC轉(zhuǎn)換。壓電變壓器的增益及效率受負載、溫度等因素的影響，因此需配合相應(yīng)的驅(qū)動控制電路才能高效穩(wěn)定地工作。 本文研究了升壓和降壓兩類PT的驅(qū)動控

2、制電路，分別以冷陰極管燈和AC-DC轉(zhuǎn)換器為具體應(yīng)用，設(shè)計并實現(xiàn)了相應(yīng)的驅(qū)動控制電路。 在分析升壓PT的工作特性基礎(chǔ)上，制定出基于聯(lián)合PFM、PWM的控制策略。利用PFM使PT的工作頻率與其諧振頻率一致，使其工作效率達到最佳，然后利用PWM調(diào)節(jié)PT輸出電壓。以XC2S100E型FPGA為控制器、利用MOSFET組成全橋逆變電路，并基于閉環(huán)反饋控制，設(shè)計了以冷陰極管燈為負載的升壓PT驅(qū)動控制電路，編制了相應(yīng)的控制算法和程序。經(jīng)測試

3、，驅(qū)動電路可根據(jù)冷陰極管燈的負載變化自動調(diào)節(jié)PT的工作頻率和輸出電壓，實現(xiàn)了PT高效率、高輸出電壓的設(shè)計目標。 為利用降壓PT實現(xiàn)AC-DC轉(zhuǎn)換，市電經(jīng)過整流、濾波，為PT提供直流電源；該直流電壓經(jīng)逆變電路為PT提供合適頻率的輸入信號；PT輸出信號經(jīng)整流濾波后，變?yōu)檩^低的直流電壓。以PIC24F單片機為控制器，采用PWM控制策略，以高壓MOSFET組成半橋逆變電路，設(shè)計了以固定電阻為負載的降壓PT驅(qū)動控制電路。設(shè)計中，利用電容降