本申请公开了一种压电陶瓷驱动电源及驱动方法，所述压电陶瓷驱动电源包括：脉宽调制PWM驱动模块、输出级电路和反馈闭环电路，其中，反馈闭环电路包括电压反馈闭环电路和电流反馈闭环电路。由于压电陶瓷的位移量与压电陶瓷上的电荷量呈线性关系，即压电陶瓷的位移量与流过压电陶瓷的电流呈线性关系，但是，压电陶瓷的位移量与其上的电压呈现非线性关系，本发明专利技术实施例提供的压电陶瓷驱动电源及驱动方法增加了电流反馈闭环电路，采用电压反馈和电流反馈双闭环电路，根据压电陶瓷上的电压信号及电流信号控制压电陶瓷驱动电源输出的电压信号，从而消除了迟滞现象，提高了线性控制精度。
【技术实现步骤摘要】
本申请涉及驱动电源
，特别是涉及。
技术介绍
随着科学技术的发展和研究领域的不断扩展，纳米定位系统的应用需求越来越广泛，压电陶瓷作为纳米级定位领域的新型材料，具有体积小位移分辨率高、频响高、无噪声、 无发热等特点，是一种理想的微位移元件，压电陶瓷驱动电源是压电陶瓷的驱动部分，也是压电陶瓷的核心部分。通过对现有技术的研究，专利技术人发现传统的脉宽调制驱动电源均是基于电压反馈线性控制精度不高，存在迟滞现象。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种，以解决现有的压电陶瓷驱动电源线性控制精度不高、存在迟滞现象的问题，技术方案如下一种压电陶瓷驱动电源，包括脉宽调制PWM驱动模块、输出级电路和反馈闭环电路，其中所述PWM驱动模块的第一输入端与所述反馈闭环电路的输出端相连，第二输入端输入有预设的参考电压，所述PWM驱动模块的输出端与所述输出级电路相连，该PWM驱动模块根据所述反馈闭环电路输出的反馈电信号以及所述参考电压之间的差值产生相应的驱动电压信号提供给所述输出级电路；所述输出级电路将所述PWM驱动模块提供的电压信号进行滤波后驱动压电陶瓷；所述反馈闭环电路包括电压反馈闭环电路和电流反馈闭环电路，其中所述电压反馈闭环电路连接在所述输出级电路的输出端与所述PWM驱动模块的第一输入端之间，用于采样所述压电陶瓷端的电压信号并反馈给所述PWM驱动模块；所述电流反馈闭环电路用于采样流过所述压电陶瓷的电流信号，并将电流采样信号与参考电流信号差值电信号反馈给所述PWM驱动模块。优选的，所述电流反馈闭环电路包括电流采样电阻、第一电阻、第一电容、第二电阻和第二电容，其中所述电流采样电阻串联于所述压电陶瓷和参考地之间，且该电流采样电阻与所述压电陶瓷相连的一端通过依次串联的所述第一电阻和第一电容连接所述PWM驱动模块的第一输入端；所述第二电容和所述第二电阻依次串联后与所述PWM驱动模块的第一输入端相连，且所述第二电容未与所述第二电阻连接的一端输入有参考电流。优选的，所述输出级电路包括第三电阻和第一电感，其中，所述第一电感与所述第三电阻串接后连接在所述PWM驱动模块的输出端和压电陶瓷之间。优选的，所述PWM驱动模块包括误差积分器、PWM信号产生模块和半桥驱动电路，其中所述误差积分器的反相输入端为所述PWM驱动模块的第一输入端，同相输入端为所述PWM驱动模块的第二输入端，输出端与所述PWM信号产生模块的输入端相连，所述误差积分器的反相输入端与输出端之间连接相位补偿网络，该相位补偿网络包括串联的第四电阻和第三电容；所述PWM信号产生模块的输出端与所述半桥驱动电路的控制端相连，所述PWM信号产生模块产生的PWM信号用于驱动所述半桥驱动电路；所述半桥驱动电路的输出端作为所述PWM驱动模块的输出端与所述输出级电路的输入端相连，该半桥驱动电路用于产生驱动所述压电陶瓷的电压信号。优选的，所述半桥驱动电路包括第一金氧半导体场效应晶体管MOS管和第二 MOS 管，其中所述第一 MOS管的栅极与所述PWM信号产生模块的输出端相连，漏极输入有直流电源，源极与所述第二 MOS管的源极相连，所述第一 MOS管的源极与漏极之间连接有第一二极管，且该第一二极管的阳极与所述第一 MOS管的源极相连，阴极与所述第一 MOS管的漏极相连；所述第二 MOS管的栅极通过反相器与所述PWM信号产生模块的输出端相连，且所述反相器的输入端与所述PWM信号产生模块的输出端相连，反相器的输出端与所述第二 MOS管的栅极相连，第二 MOS管的源极连接参考地端，且该第二 MOS管的源极与漏极之间连接第二二极管，且第二二极管的阳极与所述第二 MOS管的源极相连，阴极与所述第二 MOS管的漏极相连。优选的，还包括能量回收电路，该能量回收电路包括储能电感、第一开关、第二开关、第三二极管、第四二极管，其中所述第一开关与所述第二开关串联连接于所述PWM驱动模块的输出端与参考地端之间；所述第三二极管与所述第四二极管反并联后与所述储能电感串联构成一串联支路，该串联支路的一端与所述压电陶瓷相连，另一端与所述第一开关与第二开关的公共端相连。优选的，所述能量回收电路还包括与所述第三二极管串联的第三开关，以及与所述第四二极管串联的第四开关。优选的，所述能量回收电路还包括连接在所述PWM驱动模块的输出端与所述压电陶瓷之间的第五开关，以及连接在所述第五开关与参考地之间的第六开关。本专利技术还提供一种压电陶瓷驱动方法，包括获取压电陶瓷上的电压反馈信号及电流反馈信号对应的电压信号；根据所述电压反馈信号、所述电流反馈信号对应的电压及预设的参考电压产生控制信号；利用所述控制信号产生相应的PWM脉冲信号驱动PWM驱动电路，产生驱动电压信号以驱动压电陶瓷。优选的，上述压电陶瓷驱动方法还包括，利用能量回收电路回收压电陶瓷上的能量。由以上本申请实施例提供的技术方案可见，所述压电陶瓷驱动电源包括PWM驱动模块、输出级电路和反馈闭环电路，其中，反馈闭环电路包括电压反馈闭环电路和电流反馈闭环电路。由于压电陶瓷的位移量与压电陶瓷上的电荷量呈线性关系，即压电陶瓷的位移量与流过压电陶瓷的电流呈线性关系，但是，压电陶瓷的位移量与其上的电压呈现非线性关系，本专利技术实施例提供的增加了电流反馈闭环电路，采用电压反馈和电流反馈双闭环电路，根据压电陶瓷上的电压信号及电流信号控制压电陶瓷驱动电源输出的电压信号，从而消除了迟滞现象，提高了线性控制精度。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例压电陶瓷驱动电源的原理框图；图2为本申请实施例一种压电陶瓷驱动电源的电路结构示意图；图3为本申请实施例能量回收电路的结构示意图；图4为本申请实施例另一种能量回收电路的结构示意图；图5为本申请实施例一种压电陶瓷驱动方法的流程图。具体实施例方式为了使本
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。请参见图1，示出了本申请实施例提供的一种压电陶瓷驱动电源的原理框图。所述压电陶瓷驱动电源包括PWM驱动模块1、输出级电路2、反馈闭环电路3，其中所述PWM驱动模块1包括第一输入端、第二输入端和输出端；所述输出级电路2包括输入端和输出端；所述反馈闭环电路3包括电压反馈闭环电路31和电流反馈闭环电路 32。所述PWM驱动模块1的第一输入端与所述反馈闭环电路3的输出端相连，第二输入端输入有预设的参考电压，输出端与所述输出级电路2的输入端相连；所述输出级电路2 的输出端与压电陶瓷4连接，用于驱动压电陶瓷；所述电压反馈闭环电路31连接在输出级电路2的输出端与PWM驱动模块1的第一输入端之间，用于采样所述压电陶瓷4上的电压并反馈给所述PWM驱动模块1 ；所述电流反馈闭环本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：汝长海，杜志博，王澄，刘吉柱，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：
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