2014年05月21日

放大器同向输入端与反向输入真个输入电流均为0

  家喻户晓,压电陶瓷的驱动电源手艺已成为很是主要使用手艺之一,它除了体积小,分辩率高,相应快,推力大等一系列特点,同时,用它造成的器普遍使用于微位移输出安装、力产生安装、机械人、打击电机、光学扫描等主方法域。目前,国内常见的压电陶瓷器件次要基于静态特征,因而该类电源动态特征不抱负,交换负载威力差,不适合使用于动态范畴。比方,压电陶瓷管打击马达,是基于打击道理,锯齿波驱动压电陶瓷管,使得压电马达发生正反的扭转,频响范畴宽及拥有很高上升战降落速度是该类电源必需餍足的主要动态特征。但隐正在国内对此种驱动电源的钻研未几,且价钱高贵,因而有需要设想一种餍足上述要求且价钱低廉的压电陶瓷驱动电源。

  该高压驱动电源次要由高压直流电源、恒流源及功率放大电三部门构成。功率放大电部门将锯齿波信号放大,以此驱动压电陶瓷管。为了获得倏地的电压降落速度,使压电陶瓷管构成打击,则需利用恒流源助助容性负载的压电陶瓷倏地泄放电荷。

  高压直流电源部门如图1所示,工频220V交换电经变压器输出双130V交换,经整流桥整流战电容滤波后,获得180V直流电,作为驱动电的事情电压。

  恒流源电如图2所示,本设想电的运放取舍OP467,其上升速度可到达170V/s,且拥有极宽的相应频次,完万能餍足要求。当A点的输入电压为VA时,按照虚短准绳,VA=VB,放大器同向输入端与反向输入真个输入电流均为0,则VB=VC,所以流经场效应管的电流恒为I=VA/R3,此时VGS3.5V,场效应管导通。假若输入电压VA有电压颠簸+△V,放大器的差模增益靠近无限大,所以VG增大,VGS增大,流经场效应管的电流增大,则VC添加;又因VB=VC,故VB也增大,且最终与VA相称,恒流源一般事情,反之当△V为负时,同理。此恒流源电的电流I=50mA,即电压VA=7.5V,此恒流源电的目标次如果助助容性负载压电陶瓷泄放电荷,使驱动压电陶瓷管的锯齿波拥有倏地的降落速度,当与功率放大电毗连时,将恒流源场效应管的漏极与图3功率放大电的D点毗连正在一。

  功率放大电如图3所示,该部门电的运放也取舍OP467,如许能够两部门电正在速率上婚配。功率放大级选用场效应管IRF840,它拥有电流负载威力大,开关速率快(纳秒级)的特点,因而适合驱动容性负载。此功率放大电中含有一个悬浮地(即图3中的点D),恒流源电运放的供电电压颠末DC/DC转换模块后,将功率放大电的运放参考点与地分隔。

  当电事情正在线性区域内时,若输入信号Uin的电压范畴为-10~0V,则与F点的电压相称,正在通道DF上发生电流,R6与R7为分压电阻,R6与R7的比例决定了放大电压的倍数,则驱动压电陶瓷的电压Uout= (Uin/R6)(R6+R7)。因为电流I恒定稳定,故R6与R7阻值不克不迭过小,以其拥有足够的电流负载威力来驱动压电陶瓷。

  该设想的输入信号幅值范畴为-10~0V,输出范畴为0~350V,泄放电流为50mA。尝试测试时,以容性负载230×(10.1)pF为尺度,正在100Hz~100kHz的频次范畴内,当以VPP=6V偏置为-3V的方波信号输入时,测得其分歧的放大倍数与频次的关系如图4所示。能够看出,正在60kHz当前,波形曾经紧张失线kHz的下利用高压电源驱动器。

  正在不加负载,而以VPP=6V,偏置为-3V,f=50kHz的方波输入时,电源输出如图5所示。图5中,澳门百老汇4001在线app输出方波为示波器衰减10倍的波形。由此可知,输出的方波峰峰值为240V,且上升速度高于降落速度。由图5所示数据可计较出降落速度约为48V/s,上升速度约为80V/s,这相对付其他动态压电陶瓷驱动电源拥有较着的劣势,该参数已可以大概餍足压电陶瓷管打击电机定子构成旋转所必要的前提。

  如斯看来,这种高速压电陶瓷驱动电源正在动态机能上较其他电有较着劣势,它的事情频次高,电压跟主性好,布局简略,价钱低廉,而且对一些必要打击道理的压电陶瓷器件能够供给很好的驱动结果。澳门百老汇4001在线app