Piezodrive PDu100 微型壓電驅(qū)動器,壓電陶瓷驅(qū)動器,壓電式驅(qū)動器

PDu100 微型壓電驅(qū)動器

PDu100 是一款極其小巧輕便的壓電驅(qū)動器，適用于驅(qū)動壓電致動器。PDu100 可驅(qū)動雙線壓電致動器和彎曲致動器，輸出電壓高達 ±100V；也可驅(qū)動三線壓電彎曲致動器和堆疊致動器，輸出電壓最高為 +100V。典型應(yīng)用包括電池供電機器人、壓電馬達，以及超低功耗的定位和操控系統(tǒng)。

PDu100 具備短路、電流過載和過溫保護功能。其還配有一個關(guān)斷引腳，當(dāng)拉低該引腳電平時，供電電流可降低至 1 mA。PDu100 的輸出電壓范圍和增益可定制，以滿足 OEM 應(yīng)用的具體需求。

兼容致動器

類型電壓范圍
堆疊致動器最高 100V
板狀和管狀致動器最高 ±100V
雙線彎曲致動器最高 ±100V
三線彎曲致動器0 至 100V（需偏置電壓）

技術(shù)規(guī)格

項目參數(shù)
電源電壓3 V 至 5.5 V
最大單極輸出電壓+100 V
最大雙極輸出電壓±100 V
RMS 輸出電流33 mA
平均直流電流15 mA
功率帶寬3.2 kHz
峰值輸出電流100 mA
信號帶寬（空載）60 kHz
尺寸11.8 × 12.9 mm（0.46 × 0.51 英寸）
重量560 毫克（0.018 盎司）
增益27.5 V/V
輸入電壓范圍0.5 Vs ± 1.8 V
輸入偏置±100 mV
負載電容不受限制
保護熱保護和過流保護
噪聲（10μF 負載）70 mV RMS
工作環(huán)境溫度范圍0 至 70°C（32 至 158°F）
靜態(tài)電流（關(guān)斷時）25 mA（1 mA）

工作原理

系統(tǒng)框圖如圖2所示。升壓轉(zhuǎn)換器生成高壓電軌，為一對互補放大器供電?？墒褂脝我惠敵鲵?qū)動最高 +100V 的單極負載，或使用兩個放大器輸出實現(xiàn) ±100V 的雙極輸出。

輸入信號可選擇為偏置在電源電壓一半的單極信號，或為雙極信號。放大器增益為 27.5，因此 3.6 Vp-p 的輸入信號將產(chǎn)生 100 Vp-p 的輸出。兩個放大器通道均偏置在輸出范圍的一半（即 50 V）處。

系統(tǒng)增益與電壓范圍

輸出類型增益輸入范圍輸出范圍
單極輸出27.50.5 Vs ± 1.8V0~100 V
雙極輸出550.5 Vs ± 1.8V±100 V

兩個輸出均偏置在高壓母線電壓的一半（約50 V）。輸出電壓公式如下：

  • 單極輸出：

    Vout=50+27.5?(Vin?1.8)V_{out} = 50 + 27.5 \cdot (V_{in} – 1.8)

  • 雙極輸出：

    Vout1=50+27.5?(Vin?1.8),Vout2=50?27.5?(Vin?1.8)V_{out1} = 50 + 27.5 \cdot (V_{in} – 1.8),\quad V_{out2} = 50 – 27.5 \cdot (V_{in} – 1.8)

放大器增益與輸出范圍均可按需聯(lián)系 PiezoDrive 定制。

應(yīng)用示例

以下為典型應(yīng)用電路圖。輸出電阻 RsR_s 可用于降低噪聲（詳見“噪聲”部分），推薦值為 270Ω。

功率帶寬

功率帶寬是系統(tǒng)在無失真的情況下可再現(xiàn)的最大周期信號頻率。使用“功率帶寬計算器”可確定給定電容負載下的最大工作頻率與所需功率，計算器考慮了電流限制、轉(zhuǎn)換速率（slew rate）和信號帶寬，但在功率帶寬低于 50 Hz 時準確性降低。

噪聲

PDu100 輸出電壓中的噪聲來源于升壓轉(zhuǎn)換器的開關(guān)噪聲與高壓放大器的隨機噪聲。實際加載的電容、輸出電阻和信號帶寬決定最終噪聲幅度。

若沒有輸出電阻，可使用 100Ω 來估算帶寬和噪聲。想要達到特定噪聲水平時，應(yīng)先根據(jù)下圖選擇所需帶寬，然后使用公式計算所需電阻：

R=12πfCR = \frac{1}{2 \pi f C}

信號帶寬

空載小信號帶寬約為 60 kHz。對于電容性負載，帶寬由輸出電阻決定：

f=12πRCf = \frac{1}{2 \pi R C}

電源電流

供電電流 IsI_s 與負載電流 IoI_o 的關(guān)系：

Is=Vo?IoVsI_s = \frac{V_o \cdot I_o}{V_s}

對于電容性負載，輸出電流峰值與平均值為：

Io=πfCVppI_o = \pi f C V_{pp}

則平均供電電流為：

Is=πfCVppVoVsI_s = \frac{\pi f C V_{pp} V_o}{V_s}

功率損耗

功率損耗 P=Vs?IsP = V_s \cdot I_s。在滿功率帶寬運行時，最大損耗約為 2.5 W。PDu100 的熱阻為 45 K/W，意味著溫升最大可達 90°C。

當(dāng)連續(xù)功耗超過 1W 時，應(yīng)使用如 3M 8940 或 Bergquist BOND-PLY 100 的導(dǎo)熱雙面膠，將模塊安裝至散熱器上。

使能 / 關(guān)斷功能

Enable 引腳拉低可關(guān)閉放大器并將靜態(tài)電流降低至 1 mA?？捎蛇壿嬢敵龌蜷_集電極控制。關(guān)斷后的恢復(fù)時間為 2 毫秒。

過載保護

PDu100 具備過流與過溫保護功能。當(dāng)溫度超過 150°C 時，驅(qū)動器將自動關(guān)閉，直至溫度恢復(fù)。

保修 / 支持

每個 PDu100 在出廠前均進行完整規(guī)格和過載保護測試。用戶需確保正確設(shè)置與在額定參數(shù)內(nèi)運行。本產(chǎn)品無保修期，若多次超過額定電流、電壓或冷卻不足導(dǎo)致?lián)p壞，需用戶自行更換。PDu100 不支持維修。需技術(shù)支持可通過聯(lián)系頁面提交工單。

高壓安全警告

本產(chǎn)品可輸出高達 120V DC 的電壓，具有潛在致命危險！

使用須遵循 ANSI C84.1-1989 等低壓安全規(guī)定：

  • 有經(jīng)過低壓救援培訓(xùn)的觀察人員；

  • 禁止裸露導(dǎo)線工作；

  • 使用適當(dāng)安全標(biāo)志。

認證

  • CE

  • RoHS

  • REACH

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