應用於壓電馬達之高頻大功率驅動電路設計

Design of a high-frequency and large-power driving circuit for piezoelectric motor

陳家麒(Jia-CI Chen)

指導教授 ： 丁鏞

中原大學/工學院/機械工程研究所/碩士(2014年)

https://doi.org/10.6840/cycu201400851

摘要

本研究為驅動壓電陶瓷馬達，需要設計一功率30W，輸出電壓±150V，頻率120Khz之正弦波驅動電路，電路架構主要包含弦波產生電路、振幅控制電路、功率放大器。弦波產生器主要作用為產生共振頻率之弦波，並可藉由電阻值的變化調整頻率，以多回授帶通濾波器為基礎；振幅控制器可透過外部控制命令控制其輸出弦波電壓振幅大小；功率放大器以AB類並聯推挽式達靈頓放大器作為基礎，藉由組數的增加提升瓦數，可將其弦波訊號之功率提高以驅動壓電陶瓷馬達。並透過所設計之驅動器作為電腦控制端與機構之間的溝通介面，內部微處理器做通訊協定，溝通雙方在傳輸時的資料正確性；而控制器亦可針對不同的控制方式。

關鍵字

多回授帶通濾波器 ； AB類放大器 ； 壓電致動器

並列摘要

This research is design of driver circuit for application of a piezoelectric ceramic motor. Design a power of 30W, the output voltage ± 150V, 120Khz frequency of sine wave drive circuit. A sine wave generator to produce a major role in the resonance frequency of the sine wave, and by adjusting the resistance value of the frequency variation, based on multi-feedback bandpass filter; controller may control commands to control the amplitude of its output voltage amplitude of the sine wave through the external; parallel push-pull class AB power amplifier Darlington amplifier as a basis to enhance the wattage by increasing the number of groups, which can be a sine wave signal of the power increased to drive the piezoelectric ceramic motor. And as a computer-controlled drive is designed through communication interface between the client and the internal microprocessor institutions do protocol, communication between both sides in the transmission of data accuracy; while the controller can control for different ways.

並列關鍵字

Multiple-Feedback Band-Pass Filter ； Piezoelectric actuator ； Class AB power amplifier

參考文獻

[18]陳國威, “壓電陶瓷馬達之數位驅動控制電路設計,” 私立中原大學,機械工程學系, 碩士論文, 2002.

[19]張啟原, 丁鏞, 莊錦煌, 張義峰, 黃建生, “數位式頻率可調變壓電驅動器之設計研究,” 中華民國自動控制研討會, pp. 144-149, 2003.

[21]賴俊安, “兩級式壓電陶瓷驅動電路之設計研究,” 私立中原大學,機械工程學系, 碩士論文, 2004.

[22]侯秉寬, “壓電致動器功率驅動電路之設計,” 私立中原大學,機

[23]葉敬池, “應用D類功率放大器設計壓電馬達之驅動器,” 私立中原大學,機工程學系, 碩士論文, 2012.