尺蠖式压电陶瓷驱动电源设计

为了满足尺蠖式压电陶瓷驱动器的控制需要,设计了相应的驱动电源。DSP是控制器,通过网口接收上位机的控制命令,通过异步总线与FPGA进行数据通信,FPGA操作4路D/A生成4路满足相应时序要求的波形,波形经过精密运放前级放大和由分立元器件搭建的功率放大,输出到尺蠖式压电陶瓷驱动器的电源输入端。测试和试验表明,电源带宽高,纹波小,阶跃响应特性和动态特性良好,能够精确的控制尺蠖式压电陶瓷驱动器微位移定位,可以应用在精密工程技术领域中。     

压电驱动器驱动电源设计

针对提高电源的输出质量、容性负载的响应速度等设计要求,设计了一种基于PA78的电压控制型压电陶瓷驱动电源。从理论角度研究了电压控制型驱动电源特点并初步制定了设计方案,以PA78高压功放作为核心器件,对驱动电源的核心电路、直流稳压电路及放电回路等进行设计。在此基础上,对驱动电源电路的稳定性、频响特性等关键性能进行研究。最后搭建了驱动电源测试系统,在容性负载情况下,对驱动电源的线性度、纹波电压等基本性能进行测试和分析,实验结果表明所设计的驱动电源满足设计要求。     

基于开关电源的蠕动式压电驱动电源研究

研制了一台被动箝位蠕动式直线压电驱动器专用驱动电源。电源电路主要由信号发生电路、升压电路和斩波电路组成。信号发生电路采用51单片机作为核心元件,实现3路频率可调的控制信号。升压电路基于反激式开关电源的工作原理将低压直流转换为高压直流,实现输出电压的连续调节。斩波电路采用半桥斩波的方法将升压电路的输出电压进行斩波,产生驱动器控制电压,实现驱动器的运动控制。     

一种新型的压电陶瓷驱动电源研究

为了满足压电陶瓷对驱动电源纹波小的要求,基于两路交错并联电源电路的研究,提出了四路交错并联boost 驱动电源电路的拓扑.四路交错并联boost驱动电源电路中的四条支路可减小输入电流纹波,同时还可减小输出电压纹波,可满足压电陶瓷对驱动电源高稳定性、低纹波、高效率的要求.分析了四路交错并联boost电源电路的基本原理,通...     

高精度压电陶瓷相移器设计

文中采用压电陶瓷柱和自行设计的0-300V直流可调电源制作高精度压电陶瓷相移器,并由计算机通过D/A转换板输出电压进行控制,采用CCD组成闭环反馈.经过标定,相移器的相位误差在±3°之内.该相移器的使用提高光学无损检测的测量精度,而且经济性很好.     

压电驱动器系统的控制设计

针对压电伺服系统中执行机构的应用特点,分析指出压电超声马达不适宜用作高精度伺服系统中的执行机构,而是应该采用压电堆驱动的执行机构。对于压电堆驱动器的迟滞特性,提出采用便于进行仿真研究的Bouc-Wen迟滞模型,用Bouc-Wen模型分析了压电堆驱动器的非线性迟滞特性和它的补偿问题。提出了采用基于负反馈原理的扰动观测器来补偿迟滞,进一步分析了具有迟滞特性的压电伺服系统的自振荡问题,并与齿隙滞环引起的自振荡进行了比较,指出带压电滞环反馈的系统中是不会出现自振荡的。基于上述分析,提出了一种压电伺服系统的设计指导,并给出了仿真结果。     

用于快速反射镜的压电陶瓷驱动系统设计

设计了一种用于快速反射镜的压电陶瓷驱动系统,并进行了检测。首先分析了快速反射镜的驱动原理,并确定系统的主要设计指标;然后以PA92为驱动核心,分别进行输入级电路、滤波电路和高压放大计电路的设计,该系统具有3路驱动通道：一路固定100 V输出;两路0~100 V可变输出,可实现快速反射镜的推拉驱动。实际测试结果表明：该系统输出电压的非线性度为0.075%,最大纹波电压峰峰值为8.2 mV,驱动10μF的等效负载时,100 V大信号阶跃响应上升时间和下降时间约为290μs,实际驱动 S340型快速反射镜时,系统的-3 dB带宽达到326 Hz,提高了快速反射镜的频率响应范围。     

新型绿色照明LED电源驱动器(七) 千丽灯饰高亮度LED专用驱动电源

半导体发光二极管LED发展迅速,正在广泛应用于各种场合,照明应用更是一大亮点。LED驱动电源的性能对LED照明系统的安全性和可靠性起着决定的作用。本刊将以系列讲座的形式,从2011年2月刊开始连续刊登刘胜利高工编译的"新型绿色照明LED电源驱动器"专题系列,供业内产品开发和使用的工程技术人员参阅。     

高压MOS门极驱动器构成的新型步进电机驱动电源

通过对步进电机驱动方式的分析，提出了新型步进电机驱动器的构成，介绍了高压ＭＯＳ门极驱动器ＩＲ２１３０的功能，并用其构成新型步进电机驱动器。     

Study and implementation of a 15‐W driver for piezoelectric actuators

This paper studies and implements a 15‐W driver for piezoelectric actuators. The discussed driver is mainly composed of a flyback converter and a power operational amplifier (P‐OPA). The flyback converter produces a variable DC voltage to supply the P‐OPA, which outputs an amplified sinusoidal signal with a DC bias of 100 V to drive the piezoelectric actuator. The power losses can be reduced because the supply voltage of the P‐OPA varies with the peak of the input signal. The power conversion efficiency of the driver can thus be promoted up to more than 30%. From the experimental results, the implemented prototype possesses some advantageous features, such as a nearly constant output‐to‐input voltage gain, a high slew rate, a high input impedance, a low output impedance, and low output voltage ripples. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

一种新型压电驱动控制系统研制及实验研究

根据微流体化技术对压电驱动控制系统的要求,针对原驱动控制系统存在的问题,设计了以FPGA为平台,基于SOPC技术的任意波形发生器和基于集成功率芯片PA93的功率放大器,由这两者组成了新型的压电驱动-控制系统。新型的压电驱动控制系统摆脱了对工控机或PC机的依赖,减小了体积,可独立工作;最大输出频率从256 Hz增大至4 k Hz;提高了系统整体的稳定性和可靠性。结果表明,新型的驱动控制系统解决了原驱动控制系统存在的问题,为微流体数字化技术的应用拓展打下了基础。     

Analysis of primary-on-slider ultrasonic piezoelectric actuators and experiments on multidegree of motion freedom plane actuator

Recently, various machines and tools have been miniaturized, and with this trend, the size of an actuator becomes a very important factor. An ultrasonic actuator is different from other actuators using electromagnet force in the driving principle. The structures of an ultrasonic piezoelectric actuator is simple. An ultrasonic actuator converts the ultrasonic mechanical energy to mechanical thrust force by a friction force. Based on this idea, various ultrasonic actuators have been proposed and experimentally constructed. In this paper, the basic characteristics of a piezoelectric actuator are analyzed theoretically. The relationship between the thrust force and the weight force is clarified and verified by experiments. Various prototypes of plane ultrasonic piezoelectric actuators are constructed experimentally, and the fundamental characteristics are measured.     

一种多路压电驱动控制系统的研制及实验研究

针对粉体微输送的基本要求,提出一种基于DDS技术的多路压电控制系统的设计方案,系统包括了波形存储模块、基准频率产生模块、基准电压设置模块以及D/A输出模块等。系统可以实现多路信号的独立控制和输出,电压范围为0~100 V,频率范围为0~256 Hz,最后以羟基磷灰石和钛粉为例,进行了多路粉体微输送实验,结果表明所设计的系统完全满足多种粉体微输送的要求,并且具有非常高的稳定性和可靠性。     

Hysteresis nonlinearity compensator for piezoelectric actuator

The purpose of this paper is to improve the hysteresis characteristics of a stack type piezoelectric actuator using the hysteresis nonlinearity compensator. Recently, several printing methods that cost less and are faster than previous semiconductor processes have been developed for the production of electric paper and RFID. The system proposed in this study prints by spraying the molten metal, and consists of a nozzle, heating furnace, operating actuator, and an XYZ 3-axis stage. As an operating system, the piezoelectric (PZT) method has very valuable uses. However, the PZT actuator has a hysteresis nonlinearity due to the ferroelectric characteristics of the PZT element. This causes problems in the system position control characteristics and deteriorates the performance of the system. This study proposed an inverse hysteresis model, a mathematic modeling method that can express the geometric relationship between voltage and displacement, in order to reduce the hysteresis of the PZT actuator. In addition, system identification and PID control methods were examined. Also, it was confirmed that the proposed control strategy gives good tracking performance.     

超磁致伸缩致动器的等效电路研究及驱动波形设计

针对超磁致伸缩致动器由于大电感线圈的存在而使电流上升时间较长,以致于无法满足快速开启需求的问题,分析了致动器等效电路以计算精确的线圈电流,并设计了较为合理的驱动电压波形。从对致动器阻抗的描述精度出发考察3种等效电路,确定了带并联电阻的等效形式最为合理;分析计算了该种等效形式下方波电流输入时的电流表达式,得到不同频率下致动器电流瞬时响应,并通过实验测试了致动器阻抗以及电流瞬时值以验证等效电路的准确性。最后基于该等效电路,借鉴电磁阀的大电压开启方法,分析了合理的电压形式并提出了参数设计方案,计算结果表明,设计电压能在保证较小超调量的同时有效地降低电流调整时间。