高速壓電陶瓷驅(qū)動電源
1.2 恒流源電路
恒流源電路如圖2所示,本設(shè)計電路的運放選擇OP467,其上升速率可達到170 V/μs,且具有極寬的響應(yīng)頻率,完全能滿足要求。當(dāng)A點的輸入電壓為VA時,根據(jù)虛短原則,VA=VB,放大器同向輸入端與反向輸入端的輸入電流均為 0,則VB=VC,所以流經(jīng)場效應(yīng)管的電流恒為I=VA/R3,此時VGS≥3.5 V,場效應(yīng)管導(dǎo)通。假若輸入電壓VA有電壓波動+△V,放大器的差模增益接近無窮大,所以VG增大,VGS增大,流經(jīng)場效應(yīng)管的電流增大,則VC增加;又因VB=VC,故VB也增大,且最終與VA相等,保證恒流源正常工作,反之當(dāng)△V為負時,同理。此恒流源電路的電流I=50 mA,即電壓VA=7.5 V,此恒流源電路的目的主要是幫助容性負載壓電陶瓷泄放電荷,使驅(qū)動壓電陶瓷管的鋸齒波具有快速的下降速率,當(dāng)與功率放大電路連接時,將恒流源場效應(yīng)管的漏極與圖3功率放大電路的D點連接在一起。
1.3 功率放大電路
功率放大電路如圖3所示,該部分電路的運放也選擇OP467,這樣可以保證兩部分電路在速度上匹配。功率放大級選用場效應(yīng)管IRF840,它具有電流負載能力大,開關(guān)速度快(納秒級)的特點,因此適合驅(qū)動容性負載。此功率放大電路中含有一個懸浮地(即圖3中的點D),恒流源電路運放的供電電壓經(jīng)過DC/DC轉(zhuǎn)換模塊后,將功率放大電路的運放參考點與地分開。
當(dāng)電路工作在線性區(qū)域內(nèi)時,若輸入信號Uin的電壓范圍為-10~0 V,則與F點的電壓相等,在通道DF上產(chǎn)生電流,R6與R7為分壓電阻,R6與R7的比例決定了放大電壓的倍數(shù),則驅(qū)動壓電陶瓷的電壓Uout= (Uin/R6)(R6+R7)。由于電流I恒定不變,故R6與R7阻值不能過小,以保證其具有足夠的電流負載能力來驅(qū)動壓電陶瓷。
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