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近年来在微位移驱动和测量中随着压电驱动器的广泛应用,压电驱动电源越来越受到重视。在确定压电驱动器后,驱动系统的位移精度和分辨率主要取决于压电驱动电源。高性能、低功耗、体积小、重量轻、模块化、满足不同应用目的和应用场合的压电驱动电源,成为压电驱动电源的重点研究和发展的方向。
论文首先介绍了在能动光学关键器件-能动薄主镜的驱动中,压电驱动电源的作用。在此基础上,分析了37单元能动薄主镜驱动电源的功能要求,给出了系统的总体设计框架,以及各个功能模块采用的技术路线,然后对此电源进行了详细的理论设计和电路实现。研制出此体积小、功耗低、重量轻、低压直流供电环境下的37单元能动薄主镜驱动电源。
由于一次供电为27V低压直流,而驱动电源需要±500V、±12V等四组电压,所以必须采用直流-直流(DC-DC)开关变换器实现电压变换。考虑到供电功率小,采用单端反激式变换器设计实现。由于升压比高,副边分布电容大,引起开关管上开关功耗增大,所以在单断反激式变换器中采用ZVZCS(Zero-Voltage-Zero-CurrentSwitched)软开关技术,设计了新颖结构的谐振电路,实现了主开关管的零电压开关,大大减小了主开关管的开关损耗,进而达到提高变换器效率的目的。
同时,在每路高压放大器设计中,均采用光电耦合器隔离驱动来控制NMOS管实现信号的AB类放大,并实现对压电驱动器的微小电流驱动,有效降低了整机功耗。
最后,研制出此37单元能动薄主镜驱动电源,对电源的各项性能指标做了测试,同时在能动薄主镜上进行驱动校正实验,给出了通过驱动电源驱动后,能动薄主镜镜面面形的校正结果。