[发明专利]压电陶瓷执行器件驱动器

说明书

本发明涉及执行器件驱动器，尤其涉及压电陶瓷执行器件驱动器。

压电陶瓷执行器件在精密定位、微位器、自动控制、自适应光学等领域得到广泛应用。但一般单片压电陶瓷的变形量都很小，因此应用范围受到一定限制。为了得到大的变形量往往利用几片、甚至数十片压电瓷片按一定的方式而成一个复合压电陶瓷执行器件，以得到更好的性能。此类压电陶瓷执行器件在电学上可视为一个电阻无穷大的大容量负载，例如我们研制的大变形压电陶瓷变形器件，采用32片压电陶瓷片按一定方式叠加而成，电容量达3uf左右。容性负载和电阻性负载在电路设计上完全不同，当加在容性负载上的电压上升时对其充电，而在电压下降时要释放它所积累的电荷。过去的压电陶瓷执行器件的驱动电路，应用于此类压电陶瓷执行器件，由于大电容的影响往往只能工作在很低的频率范围，而且输出电压很不稳定。

本发明的目的是提供一种能提高频率响应的压电陶瓷执行器件驱动器。

为了达到上述目的本发明采取下列措施：

压电陶瓷执行器件驱动器是将输入的并行数字控制信号送入存储有预先测定的压电陶执行器件的工作补偿曲线的预校波形存贮器，数字控制信号被其转化为具有补偿特性的数字输入送入数模转换级，数模转换级将数字输入转换成模拟信号送入信号组合级，最后送入高压放大电路，其特征在于所说的高压放大电路：是由高压放大级及电流放大级组成，高压放大级为混合放大电路，由运算放大器、场效应管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻构成，其中第一电阻一端为输入控制信号端，另一端与运算放大器反相输入端及第四电阻的一端相连，第四电阻另一端接运算放大器的输出端及场效应管的栅极；第三电阻一端接地，第三电阻另一端与运算放大器的同相输入端及第二电阻一端相连；第二电阻的另一端与场效应管的漏极相连；场效应管的源极接地，场效应管的漏极与第五电阻的一端及二极管的阴极相连后，与达林顿管的基极相连，电流放大级由达林顿管和第六电阻构成，其中第六电阻一端与达林顿管集电极相接，第六电阻另一端与第五电阻另一端相连后，与高压电源相接，达林顿管发射极与二极管正极相接，运算放大器正电源供电端和负电源供电端分别接入正、负电源。

本发明的优点是：

1)驱动电路输出端设置一个电流释放级，以提高其频率响应；2)在放大电路中加入电压负反馈，来稳定整个电路的放大倍数；3)本驱动电路加上了一个波形预校环节，改善固态压电陶瓷执行器件的性能；4)设计了一个并行输入口，能方便的和计算机接口。

下面结合附图作详细说明。

图1是压电陶瓷执行器件驱动器方框示图；

图2是高压放大级电原理图。

压电陶瓷执行器件驱动器是将输入的并行数字控制信号送入存储有预先测定的压电陶执行器件的工作补偿曲线的预校波形存贮器，数字控制信号被其转化为具有补偿特性的数字输入送入数模转换级，数模转换级将数字输入转换成模拟信号送入信号组合级，最后送入高压放大电路，其特征在于所说的高压放大电路：是由高压放大级及电流放大级组成，高压放大级为混合放大电路，由运算放大器IC1、场效应管M1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5构成，其中第一电阻R1一端为输入控制信号端，另一端与运算放大器IC1反相输入端2脚及第四电阻R4的一端相连，第四电阻R4另一端接运算放大器IC1的输出端6脚及场效应管M1的栅极G；第三电阻R3一端接地，第三电阻R3另一端与运算放大器IC1的同相输入端3脚及第二电阻R2一端相连；第二电阻R2的另一端与场效应管M1的漏极D相连；场效应管M1的源极S接地，场效应管M1的漏极D与第五电阻R5的一端及二极管D1的阴极相连后，与达林顿管M2的基极B相连，电流放大级由达林顿管M2和第六电阻R6构成，其中第六电阻R6一端与达林顿管M2集电极C相接，第六电阻R6另一端与第五电阻R5另一端相连后，与高压电源Vcc相接，达林顿管M2发射极E与二极管D1正极相接，运算放大器IC1正电源供电端7脚和负电源供电端4脚分别接入正、负电源。

在图中，V0，V1，V2，V3，V4，V5，代表相应各点的电压。运算放大器IC1工作在正常放大状态，故其第2脚和第3脚可认为是“虚短”，可得

V1＝V2                                         (1)同时，运算放大器IC1的第2脚和第3脚可认为是“虚短”，故在其第3脚处可得