一种压电致动单元逆变型功率放大电路效率提升方法技术

一种压电致动单元逆变型功率放大电路效率提升方法，涉及两相致动单元的电源驱动技术。本发明专利技术是解决了传统推挽逆变拓补结构效率低、电流尖峰大的问题。所提出的方法通过在推挽逆变电路中引入两个Snubber电容，并通过优化设计匹配电感感值、Snubber电容容值和死区时间，使得电感和Snubber电容间出现谐振，实现推挽逆变电路中功率管的零电压零电流开关，使开关损耗降至为零，进而较大程度地提升了逆变电路的效率。本发明专利技术两相推挽逆变的两个信号输入端连接电网，两相全桥逆变电路的两个信号输出端分别连接匹配电路的两个信号输入端，匹配电路的输出端分别用于连接两相电机。

【技术实现步骤摘要】
一种压电致动单元逆变型功率放大电路效率提升方法
本专利技术涉及两相致动单元的电源驱动技术，更具体地说，涉及用于控制两相电机的压电致动单元逆变型功率放大电路效率提升方法；本专利技术的方案特别适用于对各型两相电机驱动电路的优化设计中。
技术介绍
压电致动单元已广泛应用于航空航天装备、精密测量仪器、粒子加速器等高精尖科研设备中，具有高位移灵敏度、高定位精度和输入电源切断时的高静止保持力等突出优点，被认为是传统电磁电机的优秀替代品。压电致动单元工作过程中需要使用功率放大电路获得足够的输入功率。与线性功率放大电路相比，逆变型功率放大电路具有体积小、效率高等优点，但当开关频率较高时，较高的开关损耗较大程度地限制着逆变型功率放大电路效率的进一步提升。对于压电致动单元而言，其工作频率往往较高，常高于20kHz甚至达到兆赫兹级，因此，对于压电致动单元驱动电源而言，如何降低逆变电路的开关损耗是一个亟待解决的问题。本专利技术在推挽逆变电路中引入两个Snubber电容，并通过优化设计匹配电感感值、Snubber电容容值和死区时间，使得电感和Snubbe本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压电致动单元逆变型功率放大电路效率提升方法，其特征在于，由包含Snubber电路的推挽逆变电路(101)、匹配电路(102)串联电感感值的计算方法、Snubber电容(103)容值的计算方法和开关死区时间大小的计算方法组成。/n

【技术特征摘要】
1.一种压电致动单元逆变型功率放大电路效率提升方法，其特征在于，由包含Snubber电路的推挽逆变电路(101)、匹配电路(102)串联电感感值的计算方法、Snubber电容(103)容值的计算方法和开关死区时间大小的计算方法组成。


2.根据权利要求1所述的一种压电致动单元逆变型功率放大电路效率提升方法，其特征在于，包含Snubber电路的推挽逆变电路(101)由四个功率开关管和两个Snubber电容(102)所组成，具体包括一号MOS管(Q1)、二号MOS管(Q2)、三号MOS管(Q3)、四号MOS管(Q4)、一号Snubber电容(CQ2)、二号Snubber电容(CQ4)、一号变压器(TA)和二号变压器(TB)，
一号MOS管(Q1)的源极、二号MOS管(Q2)的源极、三号MOS管(Q3)的源极、四号MOS管(Q4)的源极、一号缓冲电容(CQ2)的一端和二号缓冲电容(CQ4)的一端相连，与推挽逆变电路(101)的直流母线负极相连，
一号变压器(TA)初级绕组中间抽头和二号变压器(TB)初级绕组中间抽头与推挽逆变电路(101)的直流母线正极相连，
一号MOS管(Q1)的漏级和一号变压器(TA)初级绕组的一端相连，一号变压器(TA)次级绕组与此端为同名端的一端作为推挽逆变电路(101)的第一电压输出端，
二号MOS管(Q2)的漏级、一号缓冲电容(CQ2)的另一端和一号变压器(TA)初级绕组的另一端相连，一号变压器(TA)次级绕组与此端为同名端的一端作为推挽逆变电路(101)的第二电压输出端，
三号MOS管(Q3)的漏级和二号变压器(TB)初级绕组的一端相连，二号变压器(TB)次级绕组与此端为同名端的一端作为推挽逆变电路(101)的第三电压输出端，
四号MOS管(Q4)的漏级、二号缓冲电容(CQ4)的另一端和二号变压器(TB)初级绕组的另一端相连，二号变压器(TB)次级绕组与此端为同名端的一端作为推挽逆变电路(101)的第四电压输出端，
所述推挽逆变电路(101)的第一电压输出端和第二电压输出端之间的电压作为两相负载的一相输入电压，
所述推挽逆变电路(101)的第三电压输出端和第四电压输出端之间的电压作为两相负载的另一相输入电压。
两相负载可为两相电磁电机、连有匹配电路的两相超声电机或两相压电换能器等两相电感型、电容型或电阻型负载。


3.根据权利要求2所述的包含Snubber电路的推挽逆变电路(101)，其特征在于，对四个功率开关管基极处施加的开关控制逻辑：
一号功率开关管(Q1)与二号功率开关管(Q2)的开关状态之间存在特定死区时间，三号功率开关管(Q3)与四号功率开关管(Q4)的开关状态之间存在同样的特定死区时间，
一号功率开关管(Q1)、二号功率开关管(Q2)、三号功率开关管(Q3)和四号功率开关管(Q4)在每个逆变周期内均有且只有一次开通或一次关断。


4.根据权利要求1所述的一种压电致动单元逆变型功率放大电路效率提升方法，其特征在于，匹配电路(102)包括一号电感(LA)和二号电感(LB)，
包含Snubber电路的推挽逆变电路(101)的第一电压输出端连接一号电感(LA)的一端，一号电感(LA)的另一端作为匹配电路(102)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵勃，史维佳，谭久彬，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙;23