压电式微滴喷头电源驱动系统设计与实现

摘要

压电式微滴喷射具有喷射频率高,控制精度高等优点,是一种新型的增材制造技术,压电式喷头驱动电源性能是保证微滴可控喷射的关键.针对压电式微滴喷头需要,设计了一种直流放大式压电陶瓷驱动电源.该电源将STM32微处理器与现场可编程门阵列(field-programmatle gate ar-ray,FPGA)相结合,产生高分辨率低压激励信号,经低压运放OPA627和高压运放PA85构成放大电路,对其进行线性放大后输出高压激励信号,实现对压电式微滴喷头的控制.对设计的驱动系统进行输出及带载测试,结果表明,驱动电源可产生上升沿时间0.5～10μs,电压幅值60～270 V,频率1～40 kHz的脉冲信号;在上升沿时间1.5μs,电平幅值1 V,频率5 kHz的低压激励信号下,对2.72 nF电容进行驱动,其输出波形上升沿时间2.35μs,电压幅值偏差2.3％.