随着科学技术的发展和研究领域的不断扩展,许多领域越来越需要纳米定位系统,如微型机电系统的制造与检测、超精密机械加工、微外科手术、扫描探针显微镜系统、光纤对接,以及半导体制板的精密定位等领域。作为纳米级定位领域的一种新型材料,压电陶瓷微位移器具有体积小、位移分辨率高、频响高、无噪声、不发热等特点,是一种理想的微位移元件。压电陶瓷驱动电源作为压电陶瓷的驱动部分,越来越受到国内外研究机构的关注。但目前应用的线性驱动电源普遍存在功耗大、效率低的问题,这种缺陷对电源本身是一种损害,同时也限制了陶瓷定位系统在微观领域的应用。论文针对压电陶瓷驱动电源存在的上述问题,提出基于PWM脉宽调制的开关式压电陶瓷驱动电源,其输入信号由直接数字频率合成信号发生器(DDS)给出。论文首先根据压电陶瓷的压电效应和结构特性,针对PWM驱动原理和能量回收方式进行了理论分析,然后设计了相应的驱动电路,主要包括两种:一种是基于PWM的电压反馈方式驱动电源,采用二阶有源低通滤波器对输出的驱动信号进行电压反馈;另一种是基于PWM电流和电压双闭环电路,采用电流环消除陶瓷的迟滞现象。其次,针对电源控制的需要,设计并制作了基于AVR单片机的控制电路板,实现液晶键盘人机交互接口,监测驱动电路的供电电压,完成同上位机的通信,同时采用Altera公司的FPGA实现DDS波形发生器,提高了电源的集成度和便携性。最后,结合压电陶瓷微动工作台,建立了实验测试系统。通过理论研究和实验验证可知,本文的研究工作比较明显的提高了压电陶瓷驱动电源的工作效率。