压电陶瓷驱动电源是微位移系统的关键组成部分。为了满足系统对高稳定性、高精度的应用需求，该文设计了一种基于PB58高压运放的新型驱动电源，采用STM32单片机控制输入信号，接收并监控输出信号状态。采用反馈零点补偿和噪声增益补偿相结合的方式提高了放大电路的稳定性。对搭建完成后的系统进行测试分析，最终证明该电源系统具有稳定性高，响应速度快，输出功率大的特点。

为了减少压电驱动器迟滞非线性, 提高微系统的定位精度, 该文设计了基于自适应逆控制的压电驱动电源。选用型号TMSF320F28335的数字信号处理(DSP)芯片, 对信号调节器、前级DC-DC的Boost升压电路和后级DC-AC的单相全桥逆变电路进行设计分析。在CCS6.0软件开发环境下进行编程, 实现了SPWM驱动信号的生成、对位移信号进行AD采样和Prandtl-Ishlinskii自适应逆模型的功能。为了验证所设计的压电驱动电源的自适应控制性能, 采用压电陶瓷驱动器开展了基于自适应逆的驱动控制实验。结果表明, 在不采用控制的条件下, 1 Hz时压电陶瓷驱动器的输出位移均方根误差(RMSE）为3.239 5 μm, 绝对值平均误差(MAE）为2.985 1 μm; 随着频率的增加, 20 Hz时RMSE、MAE的最大值分别为21.402 9 μm、19.306 2 μm。使用基于自适应逆控制的压电驱动电源, 1 Hz时RMSE为0.324 9 μm, MAE为0.265 6 μm; 20 Hz时压电陶瓷驱动器的输出位移RMSE为12.639 μm, MAE为11.956 1 μm。

通过分析压电叠堆的工作特性，设计了一种以高压运放PA41为核心器件的电压控制型压电叠堆驱动电源。阐述了两种驱动电路方法并选择合适的方案，分析了驱动电路原理并完成电路元器件选型。最后搭建实验平台对驱动电源进行实验测试，分析其输出特性曲线及输出误差的原因。实验结果表明，此电源调节方便，响应迅速，能有效应用于压电叠堆的驱动控制。

针对半导体激光器中纳秒级脉宽的驱动电路脉冲宽度范围小、无法调节的问题，提出一种脉宽可调的窄脉冲激光器驱动电路设计方案。根据现场可编程逻辑门阵列（FPGA）技术和半导体激光的工作原理，搭建了半导体激光驱动电路的一般模型，并进行了仿真与实验分析。以FPGA开发板为控制核心，使用高速金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）驱动芯片DE375作为开关，实现驱动电源及半导体激光器的精密控制。该电路输出的脉冲电流幅值可达40 A，脉冲宽度为5~200 ns，重复频率为0~50 kHz，上升沿宽度小于5 ns，有效增强了半导体激光器驱动电路的功能。

半导体脉冲激光器的结构、材料、加工工艺和驱动电源特性是其性能的重要影响因素, 结合脉冲宽度、输出功率和重复频率等技术指标, 综述了半导体脉冲激光器的发展与研究现状, 着重介绍了窄脉冲叠加直流偏置法、储能元件的应用、高速开关的级联或阵列、可编程逻辑器件的应用以及器件选型和布局创新这5种驱动电源性能提升方式, 并指出目前技术存在的不足。最后, 对半导体脉冲激光器的发展趋势进行了展望。

针对现有的三压电陶瓷移相器难以驱动大口径参考镜进行移相干涉测量的问题, 设计了一种用于被测镜单压电陶瓷驱动移相干涉测量系统的高精度压电陶瓷移相器驱动电源。电源采用误差放大式结构, 根据输入信号与输出采样的偏差, 通过比例作差与光耦隔离等环节输出控制信号, 进而控制MOSFET的导通状态调整充放电电流, 控制由倍压整流电路生成的直流高压源进行输出, 实现对驱动电源输出电压的稳定控制。实验表明其高精度压电陶瓷驱动电源具有在-600~+600V范围内输出连续可调电压的能力, 且纹波小于20mV, 线性度和精确度高, 稳定性好, 可实现压电陶瓷的可伸缩精确移相, 满足被测镜移相干涉测量系统进行大口径被测镜高精度面形测量的要求。

作为电压控制型器件, 压电陶瓷驱动电源的稳定性受负载电容量变化的影响严重。针对负载等效电容在驱动电压变化下的动态特性, 首次提出了一种基于容性负载的压电驱动电源。该电源采用RC前置滤波与电容超前反馈相结合, 提高了系统稳定性与驱动电源的鲁棒性。分析结果表明, 额定负载为1.5 μF的驱动电源优化后在0~3 μF内具有良好的动态性能, 且输出电压精度达0.7 mV。