文档介绍：基于控制的压电驱动器驱动电路设计
刘振明, 欧阳光耀, 安士杰
海军工程大学船舶与动力学院,湖北武汉
摘要:根据压电驱动器的动态应用要求和压电驱动器的具体性能参数,提出了一种基于控制方式,采用和
单片机控制的压电驱动器驱动电路,并给出了详细的电路原理图。对压电驱动器进行的动态驱动试验表明,该驱动电路
具有良好的动态响应性能。
关键词:压电驱动器;驱动电路;
中图分类号: 文献标识码: 文章编号:——

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压电驱动器具有体积小、响应快、分辨率高、推力大等优
点,广泛应用于微位移输出装置。近年来,压电驱动器在柴
油机喷油器上的应用已成为该领域的研究热点。电瓶
压电驱动器的性能在很大程度上取决于驱动电路的性
能。目前,常见的压电驱动器驱动电路主要面向静态应用,大
多采用直流放大式驱动电路,强调输出电压的稳定性和精度。
然而,在实际应用中,特别是柴油机压电喷油器的应用中,需
要压电驱动器按一定规律周期性的动态伸缩,这就要求驱动
电路具有良好的动态性能。为此,本文基于控制方式,采
图压电驱动器驱动电路示意图
用和单片机控制研制了适合压电驱动器动态应用的驱
动电路。器件和压电驱动器的,使其免受大浪涌电流的破坏。
驱动电路设计实现. 充放电电路设计
根据上位机或人为给定设置,单片机送出适当
. 总体方案
宽度和重复周期的充电信号给驱动电路的高端
压电驱动器驱动电路设计方案如图所示。驱动电路分
驱动电路控制充电导通,输出电容经充电
两级组成,前级部分是升压电路,采用升压电路将蓄电
:和限流电感给压电驱动器充电。单片机在充
池提供的/升压、电容滤波储能,输出电压~
电导通期间对压电驱动器两端的输出电压进行检
可调的直流电压;后级部分是充放电电路,受控对前级输出的
测,经过数字调节器后控制输出电容上的输出直流电压
直流电压进行斩波,输出电压脉冲对压电驱动器快速充电,并
给压电驱动器提供放电通路。保持稳定。
在充电信号的下降沿,单片机输出高电平
图所示电路中,功率开关管~ 采用,二极
信号至驱动电路的低端驱动电路,开通放电
管~,分别是。~内部反并联二极管,。
是放电续流二极管,电感是充放电限流电感,用来保护开关。,压电驱动器通过限流电感和放电进行放
电。压电驱动器存储电能向限流电感转移,经输出电压检测
收稿日期:—电路检测输出电压降低到一定值接近于零时,此时表示压
基金项目:“十一五”国防预研项目资助
电驱动器存储的电能向限流电感即将释放完,此时,
作者简介:刘振明一。男。河南省人。博士,讲师,主要研究
单片机输出低电平信号给。
方向为动力机械及系统建模、控制及优化。
...
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驱动电路的低端驱动电路,关断放电,限流电感../ 变换
经和。向输电容释放电能,将压电驱动器存储的内部由基于电容的常规逐次逼近
的电能回馈到电源,减小电路损耗,提高能量利用效率,其等转换器组成,其速度为.,位数为位,转换器接收的模拟
效电路如图所示。输入范围为至。片内提供高精度,
电压。当模拟