壓電陶瓷驅動器是近年來發展起來的微位移器件，具有體積小、推力大、精度高、位移分辨率高和頻響快等優點，任何壓電陶瓷驅動器的使用都離不開驅動控制電源，驅動電源對壓電陶瓷驅動器的微位移性能影響很大，特別是機構的動態使用特性，很大程度上取決于驅動電源的動態性能，因此，壓電陶瓷驅動電源技術已成為目前壓電陶瓷驅動器應用中的關鍵技術之一。

     近年來，隨著各種需求的增加，壓電陶瓷的動態應用越來越廣，對其要求也越來越苛刻，頻帶寬度、非線性失真、抗自激能力等動態性能要求很高，目前國內關于壓電陶瓷器件的應用很多限于靜態特性，對于動態掃描有很多困難亟待解決．其中最迫切的就是驅動電源，電源的不成熟嚴重地制約了壓電陶瓷在動態方面的基礎研究與應用。

     2  設計壓電陶瓷驅動器電源所面臨的問題

     國內壓電陶瓷動態驅動電源的研究起步較晚，而且不夠深入，目前普遍把壓電陶瓷器件視為電容性負載，但實際并非如此。把壓電陶瓷驅動器單純地等效成為電容便忽略了一個重要的因素，它不是一個簡單的電子器件，而是一個微型的機電轉換裝置，可把電能轉換為機械能，也可把機械能轉換為電能．當驅動器采用雙晶片結構時．驅動器內部產生的應變能也是不容忽視的，另外，由于其是靠逆壓電效應驅動的機械性器件，這導致了兩個后果：在正常工作時。由于壓電陶瓷在電場作用下產生伸縮，因此會導致其電容隨電壓變化而變化，這會使驅動器產生一個充電和放電過程，會對驅動電源產生不良影響；其次，驅動器的電容還會受到驅動頻率的影響，當驅動器本身固有振動頻率同驅動頻率一致或接近時，會產生由于共振引起的容抗大幅下降的現象。這也會影響驅動電源的輸出。

     壓電陶瓷驅動器工作時伴有很復雜的過程，電能、電場能、應變能、機械能(用于驅動負載)之間的相互轉換，相互耦合，動態工作時以電容為代表的各參數隨驅動器工作而變化的特性以及同頻率相關的一些特性都給驅動電源的設計提出了很高的要求，但目前國內資料對動態電源問題的解決方案很少，只有一些關于RC環節對掃描波形影響的報道，因此．在動態驅動電源方面需要進行大量的工作。

     3  驅動電源的設計

     3.1  概述

     圖1為功率放大器方框圖。本功率放大器采用準互補BTL橋式電路，電路主要由前級放大、功率放大和反饋網絡三部分構成。輸入信號經BTL橋式電路的一端放大后與經另一端經反向后放大的信號在輸出端疊加輸出。該電路的輸出是由兩個放大的信號疊加而成．因此該電路的增益很大，可以獲得高的輸出電壓，但采用這樣的放大方式很容易產生自激現象，特別是在應用于驅動象壓電陶瓷驅動器這樣具有復雜的機電轉換特性的器件，本文在大量試驗的基礎上探索出一種有效的解決自激的方案。

    3.2  放大電路

    前級放大電路如圖2所示。該電路實現對電壓的擴展。T₁、T₂對Z₁、Z₂是射極輸出級，為IC提供士15V的電源電壓．T₁和T₂的另一個作用是對IC輸出級的信號構成共基極放大器。R3和R4分別對IC輸出級的正、負向電流取樣，并激勵T3和T4。T3和T4為共射極輸出電路。R7和R8是反饋電阻。