專利名稱：一種驅動電源的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及壓電陶瓷和電致伸縮陶瓷微位移器的驅動技術，具體地說是一種針對壓電陶瓷和電致伸縮陶瓷驅動而設計的電源。
隨著壓電陶瓷和電致伸縮微位移器件的應用不斷擴大，對壓電陶瓷和電致伸縮陶瓷進行驅動的電源研究也得到了重視，因為壓電陶瓷和電致伸縮陶瓷驅動電源的靜態和動態特性直接影響到壓電陶瓷和電致伸縮陶瓷的使用性能。目前，國內外主要采用直流變換式驅動電源和直流放大式驅動電源，盡管后一種電源較直流變換式驅動電源有較高的頻響范圍，但要使電源能在很寬的輸出電壓范圍(0至500伏或0至300伏)內正常工作，必須保證中間放大級的集電極偏置電阻Rc中有合適的偏置電流流過，由于供電電壓Uc較高，使Rc發熱，因而使得電壓輸出值漂移、長期穩定性差。另一方面后級驅動采用三極管進行功率放大，由于三極管輸出電阻較大，輸入內阻較小，盡管空載時可達到很高的頻率，但壓電陶瓷和電致伸縮陶瓷在電學上等效為電容(國產WTDS型電致伸縮微位移器的電容量一般在2uF到6uF)，這樣會使電源的響應頻率下降，影響了電致伸縮微位移器件的動態性能。目前國內許多單位采用這一原理研制的壓電陶瓷和電致伸縮陶瓷驅動電源的頻響最高達到200HZ。因此，壓電陶瓷和電致伸縮陶瓷驅動電源是目前壓電陶瓷和電致伸縮陶瓷微位移器應用中的關鍵問題。
本實用新型的目的在于解決目前壓電陶瓷驅動電源和電致伸縮陶瓷驅動電源存在的發熱、穩定性差和頻響低的問題，滿足壓電陶瓷和電致伸縮陶瓷機構向高精度、高頻響方向發展的需要。
下面結合
圖1介紹本實用新型的結構本實用新型主要由光電耦合器、數／模轉換器、運算放大器、過壓保護電路及計算機接口和有源放電回路、壓電陶瓷組成。光電耦合器與數／模轉換器相連，數／模轉換器輸出一信號給運算放大器，運算放大器輸出信號驅動場效應管VMOS1。本實用新型的要點是將計算機輸出或手動控制的數字信號通過光電耦合器，由數／模轉換器轉換成控制模擬電壓信號Vi，運算放大器將該信號Vi與輸出電壓Vo經分壓電阻R1和R2得到的電壓進行比較后驅動場效應管VMOS1，得到所需的輸出電壓Vo，且Vo＝(1＋ (R2)/(R1) )Vi。在本實用新型中將電壓輸出端V0作為數／模轉換器和運算放大器的地，即浮地，電壓輸出端V0與有源放電回路和場效應管VMOS1源極相連，同時也與數／模轉換器的地、與給運算放大器供電的正負電源的地、與光電耦合器輸出端的地相接，并且還與采樣電阻R1和壓電陶瓷相接。有源放電回路由光電耦合器和放電電阻R3及場效應管VMOS2組成，R3阻值在100～500歐姆，采樣電阻R1和R2的比值為149。本實用新型與目前常用的直流放大電路比較，取消了中間級放大電路，對功率級直接驅動，因此不存在中間級發熱的問題，使電源具有很好的長期穩定性。
采用場效應管進行功率放大，由于場效應管的輸入內阻很高、輸出電阻低，因此，該電源驅動壓電陶瓷和電致伸縮微位移器時可達到很高的響應頻率。
具有有源放電回路，減少了壓電陶瓷和電致伸縮位移器的放電時間。
本實用新型采用浮動直流放大式原理設計的電源，具有精度高、穩定性好、驅動能力強、頻率響應高的特點，可用于壓電陶瓷和電致伸縮陶瓷的驅動。
圖1為本實用新型電路原理圖實施例由TLP521－4型光電耦合器與AD7541型數／模轉換器相連，經過OP－07型運算放大器對輸入與輸出信號比較后驅動場效應管VMOS1，VMOS1串接在過壓保護電路中，手動／程序切換開關分別與計算機接口和手動控制開關相連，手動／程序切換開關與光電耦合器相接。有源放電回路中的光電耦合器采用6N137型，電壓輸出端V0與有源放電回路和場效應管VMOS1源極相連，同時也與數／模轉換器的地、與給運算放大器供電的正負電源的地、與光電耦合器輸出端的地相接，并且還與采樣電阻R1和壓電陶瓷相接。有源放電回路由光電耦合器和放電電阻R3及場效應管VMOS2組成，R3阻值在100～500歐姆，采樣電阻R1和R2的比值為149。
權利要求1.一種驅動電源，包括光電耦合器、數模轉換器以及計算機接口電路和過壓保護電路，其特征在于電壓輸出端V0與有源放電回路和場效應管源極相連，同時也與數/模轉換器的地、與給運算放大器供電的正負電源的地、與光電耦合器輸出端的地相接，并且還與采樣電阻R1和壓電陶瓷相接。
2.根據權利要求1所述的電源，其特征在于有源放電回路由光電耦合器和放電電阻R3及場效應管2組成。
專利摘要本實用新型采用浮動直流放大原理設計的電源，是主要針對壓電陶瓷和電致伸縮陶瓷進行驅動的電源，在電路中將電壓輸出端作為數/模轉換器和運算放大器的地，具有無發熱、精度高、驅動能力強、可對壓電陶瓷和電致伸縮陶瓷微位移器進行精密驅動。其技術指標如下電壓輸出范圍為0至500伏，長期穩定性為8小時電壓漂移小于萬分之一，驅動電容量為2微法的壓電陶瓷或電致伸縮陶瓷負載，響應頻率高于1kHz。
文檔編號H02N2/00GK2182490SQ9420036
公開日1994年11月9日 申請日期1994年1月4日 優先權日1994年1月4日
發明者蔡鶴皋, 孫立寧, 安輝 申請人:哈爾濱工業大學