PDu150是一款完整的小型化電源和超低噪聲驅動器,適用于多達三個100V、120V或150V壓電堆致動器。輸出電流最高可達100mA通道,頻率最高可達80 kHz,噪聲極低。采用容性負載時,峰峰值分辨率超過百萬分之一或20位,適合半導體機械、掃描探針顯微鏡、光學、振動控制和納米定位等要求苛刻的應用。
PDu150具有短路、平均電流過載和過熱保護功能。被動冷卻可用于低功率應用,或者集成風扇可用于5W以上的功耗。PDu150可以用四個M2.5螺釘安裝。PCB安裝版本(PDu150-PCB)配有接頭,可直接安裝到主機主板上。
規范
電源 | +24伏(+/-10%) |
輸出電壓 | -30 V至+150 V |
峰值電流 | 100毫安(300毫安單通道) |
均方根電流 | 78毫安(單通道235毫安) |
功率通帶 | 80千赫(150峰峰值) |
信號帶寬 | 180千赫 |
轉換速度 | 38伏/美國 |
獲得 | 20伏/伏 |
輸入阻抗 | 9.16千歐(輸入),3.3千歐(偏移) |
輸入失調 | +/- 5毫伏 |
負荷 | 無限的 |
輸出噪聲 | 26 uV RMS (1 uF負載,0.03 Hz至1 MHz) |
保護 | 短路、過電流和溫度 |
靜態電流 | 100毫安(關斷時為10毫安) |
連接器 | 螺釘端子(AWG 20-30) |
規模 | 76 x 40 x 44毫米(長x寬x高) |
環境 | 0C至60C (32F至140F) |
重量 | 80克 |
接線圖
別針 | 功能 |
G | 地面 |
(構成動詞)表示“使處于…狀態” | 使能夠 |
操作系統(Operating System) | 抵消 |
R- | -2V參考電壓 |
R+ | +10V參考電壓 |
操作
放大器具有差分輸入,負輸入可以連接到外部基準電壓源或內部失調發生器。提供+10V和-2V精密基準電壓(R+和R-),以便外部電位計產生放大器輸入。放大器輸出采用新穎的低噪聲差分架構,不能接地,例如接地示波器的接地線。
PDu150框圖
失調電壓配置
通過將跳線LK1配置為“內部”或“外部”,可以從內部電位計或外部源設置失調電壓。使用內部失調源時,通過在輸出端連接一個萬用表并改變電位計來設置失調電壓,直到獲得所需的失調。
在外部失調模式下,失調電壓由施加于OS引腳的電壓決定。通過將OS引腳接地,可以將失調電壓設置為零,這是標準配置。
使用參考電壓
提供+10V和-2V精密基準電壓(R+和R-),以便外部電位計產生放大器輸入,如下所示。多個電位計可用于多個通道。10uF電容可降低噪聲帶寬,但并非絕對必要。電容器最好是薄膜型的,但陶瓷在大多數應用中也是可以接受的。
使用參考電壓
輸出電流
The peak output current is 100mA per channel or 300mA for three channels in parallel. In addition, the maximum average current is 35mA per amplifier. The average current is useful for calculating the power dissipation and average supply current. For a sine wave, the average positive output current is equal to?Iav=2πIrms=1πIpk.
源電流
放大器的靜態功耗約為2 W或85 mA。通過集電極開路將Enable引腳拉低,可以將該值降至10 mA以下。如果使用風扇,靜態功率增加0.5W,
Is=200×(Iav+0.010)24?where?Iav?is the total average output current. The maximum supply current is 0.9A at full power.
功率通帶
功率帶寬是可以無失真再現的最大頻率周期信號。計算器確定給定負載電容的最大工作頻率和所需功率。該計算器包括限流、壓擺率、輸出阻抗和信號帶寬的影響。計算器不包括峰值電流限值的時間常數,當功率帶寬低于100 Hz時,可能不準確。
小信號帶寬
小信號頻率響應
負載電容 | 帶寬 |
無負載 | 180千赫 |
10納法 | 105千赫 |
30納法 | 40千赫 |
100納法 | 11千赫 |
300納法 | 3.8千赫 |
1 uF | 1.0千赫 |
3 uF | 320赫茲 |
10 uF | 62赫茲 |
30 uF | 24赫茲 |
小信號帶寬(-3dB)
噪音
輸出噪聲包含獨立于負載電容的低頻成分(0.03 Hz至10Hz);以及與負載電容成反比的高頻分量(10 Hz至1 MHz)。被動冷卻可實現最佳噪聲性能,因為風扇磁場會在輸出中引起mV級干擾。在移除風扇的低噪聲應用中,如果功耗高于5W,則需要一些外部氣流,請參見熱消散.
低頻噪聲用SR560低噪聲放大器(增益= 1000)、示波器和Agilent 34461A電壓表測量。低頻噪聲如下圖所示。均方根值為15 uV,峰峰值電壓為100 uV。
右側表格列出了高頻噪聲(10 Hz至1 MHz)與負載電容的關系。0.03 Hz至1 MHz范圍內的總噪聲可通過均方根值求和得到,即
σ=σLF2+σHF2
0.03赫茲至10赫茲的低頻噪聲。
負荷 電容 | 高頻噪聲 皇家郵輪 | 總噪聲 皇家郵輪 |
10納法 | 450紫外線 | 450紫外線 |
30納法 | 170紫外線 | 171紫外線 |
100納法 | 60紫外線 | 62紫外線 |
300納法 | 34紫外線 | 37紫外線 |
1 uF | 21紫外線 | 26紫外線 |
3 uF | 16紫外線 | 23紫外線 |
10 uF | 16紫外線 | 22紫外線 |
30 uF | 18紫外線 | 23紫外線 |
高頻噪聲(10 Hz至1 MHz)
和總噪聲(0.03 Hz至1 MHz)
過載保護/關閉
PDu150具有短路和平均電流過載保護功能。
通過集電極開路或漏極開路將Enable引腳拉低,可以手動關斷放大器。使能引腳通常浮動在5V,不應直接驅動。
熱消散
The heat dissipation is approximately?Pd=200×(Iav+0.010)
For example, with a sinusoidal output, the power is?Pd=200×(VL(p?p)CLf+0.010)
測量散熱的一種直接方法是在工作期間用萬用表測量電源電流。散熱等于DC電流和電壓的乘積。
在需要移除風扇的低噪聲和低功率應用中,如果散熱小于5W,自然對流就足夠了。如果散熱超過5W,建議使用5 CFM的外部氣流。為避免干擾,外部風扇應遠離模塊80毫米。
測試程序
- 有關基本的手動測試程序,請參見PDF數據表。
- 每個PDu150在發貨前都使用自動測試系統進行了廣泛的測試。每個交付的模塊都包含一份打印的測試報告。電子測試報告和原始測試數據可通過聯系PiezoDrive獲得。
故障排除說明
- PDu150最常見的問題是輸出電壓測量不正確。PDu150輸出為差分輸出,負輸出(1-、2-和3-)不能接地。例如,要測量輸出電壓,使用電池供電的萬用表測量1+和1-之間的電壓。
- 要用示波器測量輸出電壓,將示波器接地連接到PDu150接地(任何G引腳),并將探針連接到1+、2+或3+輸出。負載上的實際電壓是測量值的兩倍,這可以手動解決,或者通過在示波器設置中將探頭靈敏度加倍來解決,例如將探頭靈敏度從10x改為20x。不要將示波器接地連接到1、2或3端子。
高壓安全警告
該產品產生高達180 Vdc的潛在致命電壓。
遵守低壓(根據ANSI C84.1-1989)安全預防措施,例如
- 使用受過低壓救援訓練的觀察者
- 不要操作裸露的導體
- 使用合適的標志
認證和合規
- CE,RoHS,Reach
規模
安裝柱接受M2.5螺釘。
PCB安裝版(PDu150-PCB)設計用于安裝到主機主板上。唯一的區別是螺絲端子被安裝在模塊底部的接頭(Harwin M20-9991045和M20-9990845)取代。引腳的建議PCB孔尺寸為1mm。Altium原理圖和尺寸庫可用于下載.
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尺寸(毫米)