功率放大器基于壓電驅(qū)動(dòng)的無(wú)針注射用脈沖電源設(shè)計(jì)應(yīng)用
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,生活水平的提高,健康問(wèn)題越來(lái)越被人們所重視,對(duì)無(wú)針注射這個(gè)新型無(wú)痛無(wú)傳染的注射方式更加看重,而無(wú)針注射的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)是這一技術(shù)的關(guān)鍵,相對(duì)于傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)控制方式,利用脈沖電源設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)則在體積和性能方面更加完善。系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)控制性能的好壞直接影響注射器的注射效果,因此針對(duì)無(wú)針注射器的驅(qū)動(dòng)控制問(wèn)題,建立與之相適應(yīng)的驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)十分有必要。
目前市面上主要是兩種方式驅(qū)動(dòng)無(wú)針注射器,一種是利用彈簧,另一種是利用高氣壓,前者安全,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,技術(shù)也很成熟,但是在注射的時(shí)候會(huì)有很大噪聲而且注射量難以控制。后者結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,注射量容易控制,但是安全性不高。而本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的利用脈沖電源驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷的形變,安全性好,可以精確的控制注射的量,并且成型產(chǎn)品的體積較小,完全符合現(xiàn)代無(wú)針注射的要求。
無(wú)針注射器
無(wú)針注射的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)直接影響到注射效果,以壓電陶瓷作為動(dòng)力,很容易進(jìn)行通斷控制,反應(yīng)靈敏,可以有效地控制注射深度。壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)電源分為電流型和電壓型,電流型驅(qū)動(dòng)電源雖然能夠改善壓電陶瓷的蠕變和遲滯,但是電路設(shè)計(jì)比較復(fù)雜,同時(shí)壓電陶瓷的內(nèi)阻很高,充電時(shí)的電流小,響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng);電壓型驅(qū)動(dòng)電源的效率高,且功耗小,但是其頻率響應(yīng)范圍較窄,而且輸出紋波比較大。
脈沖電源輸出特性測(cè)試實(shí)驗(yàn)室部分如圖所示,單輸出直流電源為電路提供12V直流電壓、數(shù)字電橋測(cè)量變壓器的阻感漏感、萬(wàn)用表實(shí)時(shí)檢測(cè)電路和電路元件的好壞,示波器測(cè)量電源輸出波形、信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生不同輸出波形,功率放大器對(duì)信號(hào)發(fā)生器輸出信號(hào)進(jìn)行放大。
針對(duì)實(shí)用性,多次實(shí)驗(yàn)測(cè)試,調(diào)節(jié)占空比,檢測(cè)系統(tǒng)的輸出是否與之成比例關(guān)系,判斷系統(tǒng)的穩(wěn)定性是否滿足設(shè)計(jì)的預(yù)期目標(biāo)。優(yōu)化無(wú)針注射的脈沖電源體積,采用脈沖寬度調(diào)制控制技術(shù),使之輸出電壓幅值O~400V和頻率50~10OKHz可調(diào)的小電流連續(xù)的瞬時(shí)高壓脈沖信號(hào),輸出信號(hào)穩(wěn)定、可靠,以精確控制注射用藥量。
Aigtek功率放大器ATA-3000系列最大輸出功率810Wp,帶寬(-3dB)高達(dá)DC~100KHz,最大輸出電流 18Ap,可以驅(qū)動(dòng)功率型負(fù)載,電壓增益數(shù)控可調(diào)。該功率放大器的輸出內(nèi)阻很小,因此,非常適合于驅(qū)動(dòng)類(lèi)似于壓電陶瓷這樣的容性負(fù)載,因其良好的驅(qū)動(dòng)性能被廣泛的應(yīng)用在優(yōu)化無(wú)針注射研究,換能器驅(qū)動(dòng),壓電片驅(qū)動(dòng)等領(lǐng)域。
ATA-3000系列功率放大器參數(shù)指標(biāo)
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