压电陶瓷致动器驱动电源的研究

根据压电陶瓷致动器对其驱动电源的要求,利用高压运放设计研制了一种新型的驱动电源,通过对压电驱动器的实验研究表明,其具有精度高、性能稳定、分辨率高、纹波小和电路结构简单等优点,能够满足微定位系统中压电陶瓷驱动器的控制需要。     

基于ARM的高分辨率压电陶瓷驱动电源

根据压电陶瓷微位移器对驱动电源的需求,设计了压电驱动电源系统。详细介绍了电源系统中的数字电路部分和模拟电路部分,并对驱动电源的精度与稳定性进行了分析与改进。最后对驱动电源的性能进行了实验验证,实验结果表明：所设计的电源输出电压噪声低于0.43 mV、输出最大非线性误差低于0.024%、分辨率可达1.44 mV,能够满足高分辨率微位移定位系统中静态定位控制的需求。     

一种大容性负载的压电陶瓷驱动电源设计

压电陶瓷作为微定位系统的动能器件,可达到纳米级的位移精度。针对位移驱动型压电陶瓷的大容性负载特点,基于PA92设计了一种高精度、大电流的动态驱动电源。通过电容超前反馈、隔离电阻结合反馈及相位补偿等方式提高了电源的稳定性。分析结果表明,该电源能有效应用于纳米级定位系统中,在大容性负载时具有良好的动态性能,输出电压精度可达0.5 mV。     

压电陶瓷驱动器电源温度控制系统研究

性能良好的驱动电源是实现压电陶瓷驱动器高精度定位的关键.基于集成高压运算放大器的直流放大式压电陶瓷驱动电源,具有集成度高,体积小,可靠性好等突出优点;但运放的发热问题,是影响其应用和发展的一个重要因素.对一种基于PA93功率运算放大器的压电陶瓷驱动电源,进行了实验性的研究,采用半导体制冷片和ALT-PT100贴片式温度传感器构成温度闭环控制系统,通过改变制冷片外加电源的极性和电压大小,将集成高压运算放大器的工作温度控制在一定范围内,可有效降低压电陶瓷驱动电源输出电压的纹波到7.8 mV,提高了电源输出电压的精度.找到了温度对电源输出电压精度影响的规律,为如何进一步提高压电陶瓷驱动电源输出电压的精度,实现压电陶瓷驱动器高精度的定位控制,提供了科学的方法和依据.     

压电驱动电源快速放电回路的研究

为提高压电陶瓷驱动的高压精密微流量阀的频响及微流量输出控制精度,针对压电陶瓷驱动电源不能在断电后将压电陶瓷中的极化电荷迅速释放的缺点,该文在研究压电陶瓷驱动电源的过程中,设计并实现了一种新型快速放电回路,在驱动信号切断后,可快速对压电陶瓷进行放电,使其恢复初始状态,且其放电时间达到毫秒级.在完成快速放电同路特性仿真的基础上,利用所设计的压电陶瓷驱动电源及快速放电同路,对8 mm×8 mm×20 mm、电容为2.3 μF的压电陶瓷进行了驱动与快速放电试验测试,结果表明,该电源的快速放电特性,可有效提高压电驱动微流量阀流量的控制精度及流量阀的频率响应特性.     

扫描电化学显微镜的探针驱动电路

采用一种由步进电机和压电陶瓷构成的宏微二级位置控制系统,设计了基于L298N的步进电机驱动电源和基于PA69的压电陶瓷驱动电源,电路简单实用,达到了扫描电化学显微镜对探针定位的要求.     

压电陶瓷驱动电源的设计与实现

本文采用高压大带宽MOSFET运放PA92和高精度运放OP07设计了一种基于电压控制型的可动态压电陶瓷驱动电源。该驱动电源由放大电路、功率放大电路、过流保护电路和负反馈环节组成。克服了目前常用的压电陶瓷驱动电源所存在的成本高、驱动能力不足、静态纹波大等缺点。最后对实际电路的各项性能进行了测试和分析,结果表明:该电路具有良好的动态和静态性能,能够很好的满足驱动压电微位移平台的要求。     

低波纹度快速响应压电陶瓷驱动电源的研制

压电陶瓷驱动电源是压电陶瓷微位移器应用中的关键部件。文章提出了一种新的压电陶瓷驱动电源结构,并开发研制了新的压电陶瓷驱动电源,该电源采用直接稳压和放大方式,具有输出精度高,响应速度快,波纹度小,驱动能力强,稳定性好,结构简单,调试方便,造价低廉,实用性强等特点,适用于各种电压陶瓷驱动器。     

压电陶瓷驱动器功率放大器研制

介绍了压电陶瓷微位移器驱动控制电源的基本原理及特点，对电源作了详细的分析和实验研究，并提供了实验数据。     

一种压电陶瓷微位移器驱动电源研究

在研究压电陶瓷微位移器的基础上,针对压电陶瓷的驱动特点和要求,设计了一种驱动电源。以单片机Atmega128和高压运算放大器PA78为核心器件,以及相关电路构成电压控制型驱动电源。介绍了主要模块电路的功能和实现,并对驱动电源进行测试实验。驱动电源可输出0~300 V连续电压,分辨率可达10 mV、静态纹波＜5 mV。结果表明该电源具有线性度高、稳定性好、分辨率高等优点。     

宏微压电驱动器的电源设计与试验

针对超声电机与压电微驱动器对驱动电源的要求,设计出一种既能驱动超声电机又能驱动压电微驱动器的驱动电源,该驱动电源由可调变压器、半桥模块及以高性能数字信号处理(DSP)芯片TMS320F28335为核心的控制器组成。该电源驱动超声电机时,电源输出相位差、频率均较大范围连续可调的二相超声频率交流电;驱动压电驱动器时,电源输出较大范围连续可调的直流电。对行波型旋转超声电机及钹型压电驱动器的系列驱动试验表明该电源能同时满足超声电机和压电驱动器的驱动要求。     

四足压电驱动装置的电源设计与研究

压电驱动装置具有纳米级/微米级定位的特性,被广泛应用于精密控制运动平台中,故对压电驱动装置的速度和精度的要求越来越高。根据步进式压电马达驱动原理,结合四足压电驱动装置动力学模型,设计了一种用于新型叠堆结构的四足压电驱动装置的驱动电源。该电源是高电压为±250 V和高频率为1.5 kHz的线性电源,且采用硬件阻抗补偿和信号切换两种策略,进一步解决了容性负载对信号频宽影响的问题,使四足压电驱动装置高精度恒速输出。同时应用硬件在环仿真与测试的方法搭建了实验平台。实验结果表明,在精度为1 nm分辨率的激光干涉仪采集设备中,实现了点对点50.7 nm的四足压电驱动装置的运动测试。     

一种压电材料的新型线性高电压驱动器

提出一种压电材料的新型线性高电压驱动器的研制方案,驱动器包括两大部分,即大功率、可对压电作动器进行正负向电压加载的闭环倍压放大式线性高电压驱动器;基于固态继电器的ON/OFF驱动器,内含压电作动器的电压加载控制模块和快速放电控制模块。该驱动器线性输出电压为直流电压(-220～+220V),输出频率可达3kHz。     

彩色多普勒超声对宫腔疾病的诊断

研究了微型三坐标测量仪中由压电陶瓷器件+柔性铰链构成的微动系统.根据该微动系统对定位精度的要求及微动系统具有迟滞、蠕变等强非线性的特点,该文提出一种神经网络自适应模糊推理比例微分积分(PID)位置控制系统,并进行了控制系统结构研究和实验分析.跟踪实验结果表明,智能PID控制能有效改善系统的动态和静态性能;定位精度实验表明两轴双向定位精度较传统PID控制有大的提高,达到了设计要求.     

用于光刻投影物镜微调的压电陶瓷

为了提高大数值孔径投影物镜成像质量,需对镜片进行高精度微调.压电陶瓷是一种高精度定位的执行元件.根据电压控制型压电陶瓷驱动电源的原理,利用运算放大器PA88和OPA2227构成的高压运放式复合放大电路,设计了一种高精度的压电陶瓷驱动器,用于驱动镜片的精密微调.详细阐述了驱动器和供电电源的设计原理,并运用Multisim10软件对该驱动器的输出电压、线性度、静态纹波及稳定性进行了仿真分析.结果表明,该驱动器具有输出精度高,最大非线性误差为0.0005％,静态纹波小(±100 nV),稳定性强等优点,达到了投影物镜中镜片微调要求.     

压电执行器非线性控制方法研究进展

压电执行器在微驱动和微定位领域应用广泛,但压电执行器在输入电压和输出位移间存在着迟滞非线性。非线性的存在使压电执行器定位精度降低,动态响应速度变慢,是其工程上进一步应用的主要障碍。减小和消除迟滞非线性成为实现高精度控制的关键。总结了近年来国内外在减小和消除压电执行器迟滞非线性方面上的研究工作,并指出当今研究的热点及未来研究的方向。     

An 80-V integrated boost converter for piezoelectric actuators in smartphones

A boost converter for piezoelectric actuator driving system in haptic smartphones is proposed and implemented using a 0.35 μm BCDMOS process. The designed boost converter generates extremely high output voltage from a low-voltage battery supply. The boost converter provides stable power for the piezoelectric actuator with the peak-current control technique. The minimum variation of the output ripple variation can be achieved by the designed current-sensing and peak-current control circuits. The supply voltage of the boost converter is 2.7–4.2 V and the maximum output voltage is up to 80 V. The complete piezoelectric actuator driving system consists of a serial interface, SRAM, and signal-shaping logic as well as the boost converter. It also includes the resistor-string digital-to-analog converter and high voltage piezoelectric actuator driver (PZ driver). The fabricated chip size is 2,100 × 2,200 μm, including bonding pads.     

基于D/A集成控制的压电陶瓷驱动电源设计

压电陶瓷驱动电源是纳米级工作台系统的关键部件。文章提出了采用多级驱动的电源结构，并在此基础上开发研制了基于D／A集成的单片机控制压电陶瓷驱动电源，该电源由多级数控可调直流电压源串联构成，采用具有过载保护的三端可调稳压集成模块LM317作为稳压核心元件。所设计电源分辨率高，响应速度快，驱动能力强，结构简单，调试方便，适用于压电陶瓷驱动器。     

压电陶瓷微喷头数字驱动控制电源的设计

稳定的数字控制驱动电源是压电陶瓷型微喷头正常工作的关键。提出了一种波形发生方案，并根据此方案设计了一种以单片机AT89S8252以及波形发生芯片MAX038为主体的新型压电陶瓷微喷头驱动控制电源。该电源具有较高的精度、高分辨率和很宽的动态范围，响应速度快，驱动能力强。整个电源系统最大的特点是脉冲的宽度及占空比完全数字控制，调试灵活方便。