一种高稳定性压电驱动电源设计

张玉婷，张文涛，钱 存，张紫杨，陈 云

(桂林电子科技大学 广西光电信息处理重点实验室，广西 桂林541004)

0 引言

随着现代科技的飞速发展，微定位技术在各领域的地位愈发重要。纳米级、亚纳米级的定位已成为半导体制造业、航空航天技术、纳米医疗器械等领域的核心技术[1-2]。压电陶瓷促动器作为亚纳米级分辨率的位移装置，具有良好的机械特性与动态特性，广泛应用于微定位系统中[3-4]。压电促动器(PZT)的定位精度与驱动电源性能及其特性相关，研究人员普遍使用压电陶瓷等效静态电容作为负载电容设计驱动电路[5-6]。实际使用中，压电陶瓷等效电容随环境影响及输入电压变化有较大波动，影响驱动电源的稳定性。本文设计了一种适应负载电容量变化的压电陶瓷驱动电源，该研究对微定位系统具有重要的实际意义。

1 驱动电源整体结构

1.1 驱动电源结构框图

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。

图1 驱动电源框图

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。

1.2 线性放大电路

压电陶瓷驱动电源分为电压控制型与电流型控制型，因电流控制型漏电流问题严重，较难控制，故选用电压控制型。电压控制型驱动电路的线性放大部分为电路的核心器件，本文采用高压运放式驱动，其电路图如图2所示。……