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[IEEE 2018年第25届国际集成电路与系统混合设计会议(MIXDES) - 波兰格丁尼亚(2018年6月21日-23日)] 2018年第25届国际集成电路与系统混合设计会议(MIXDES) - 压电执行器控制用D类放大器输出级优化

DOI：10.23919/MIXDES.2018.8444558 出版年份：2018 更新时间：2025-09-23 15:22:29
摘要： 介绍了一种用于小型化激光通信中微机电执行器的压电驱动器设计。该驱动器因作为微机电系统（MEMS）执行器而面临尺寸和功率限制带来的诸多挑战。受限于小型化要求，驱动器必须集成在执行器内部，这进一步制约了其尺寸与功率。对于仅产生20W热量的激光通信?？椋↙TM），线性放大器的低效率因其散热问题成为主要缺陷。相比非开关方案，开关E类放大器能以高频谐波为代价实现卓越效率，从而在不增加额外散热的情况下提供更高输出功率——但这种效率提升需通过实施高能效干扰（HEEI）和总谐波失真（THD）来抑制高频谐波。使用E类放大器高频驱动压电执行器等容性负载时，需要匹配网络来实现目标输出功率。测试采用定制的压电堆叠执行器驱动器模型，参数包括270V峰峰值电压、500kHz开关频率，以及2.1nF至20nF范围的容性负载。
作者：
AI智能分析
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

为激光通信设计一款小型化微机电执行器的压电驱动器，解决尺寸、功率限制及效率方面的挑战。

研究成果

采用E类放大器设计的压电驱动器为激光通信中的微机电执行器实现了高效率与低散热。该驱动器成功驱动高达20纳法、500千赫兹的容性负载，但需进行谐波管理。未来工作可优化匹配网络以拓宽负载范围并提升集成度。

研究不足

该驱动器受限于小型化尺寸，这对其体积和功率处理能力构成约束。E类放大器产生的高频谐波需要额外元件进行抑制，可能增加系统复杂度。所测试的容性负载范围为2.1纳法至20纳法，可能无法覆盖所有实际应用场景。

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