PiezoDrive PDu100微型壓電驅動器

PDu100是一款非常小巧輕便的壓電驅動器。PDu100可以驅動高達+/-100 V的雙線壓電致動器和折彎機,也可以驅動高達+100 V的三線壓電折彎機和堆疊致動器,應用包括電池供電機器人、壓電電機和超低功耗定位和操縱系統。

PDu100具有短路、電流過載和過熱保護功能。此外還提供一個關斷引腳,拉低時可將電源電流降至1 mA。PDu100的輸出電壓范圍和增益可定制,以滿足OEM應用的要求。

兼容致動器

堆疊致動器高達100伏
板和管高達+/-100伏
兩臺彎線機高達+/-100伏
三個電線彎曲器0至100伏,100伏偏壓

規范

電源3 V至5.5 V
最大單極性輸出+100伏
最大雙極性輸出+/-100伏
均方根輸出電流33毫安
平均DC海流15毫安
功率通帶3.2千赫
峰值輸出電流100毫安
信號帶寬60 kHz(空載)
規模11.8 x 12.9毫米(0.46 x 0.51英寸)
重量560毫克(0.018盎司)
獲得27.5伏/伏
輸入電壓0.5伏與+/-1.8伏
輸入失調+/-100毫伏
負載電容無限的
防止過載熱量和電流
噪音70mV RMS (10uF負載)
環境0至70攝氏度(-32至158華氏度)
靜態電流25毫安(關斷時1毫安)

接線圖

pdu100 connection diagram

操作

系統框圖如圖2所示。升壓轉換器產生高壓軌,為一對互補放大器供電。一個輸出可以用來驅動最高+100 V的單極性負載,或者兩個放大器都可以用來產生+/-100 V的電壓。

輸入可在半電源電壓偏置的單極性信號或雙極性信號之間選擇。放大器增益為27.5,因此3.6 Vp-p輸入將產生100 Vp-p輸出。兩個放大器通道均偏置在輸出范圍的一半(50 V)。

pdu100 operation 339w

整體系統增益由輸出配置決定。下面列出了可能的組合。

輸出類型獲得輸入范圍輸出范圍
單極的27.50.5伏與+/-1.8伏100伏
雙極的550.5伏與+/-1.8伏+/-100伏

系統增益和電壓范圍

兩個輸出均偏置約為HV總線電壓的一半,例如50 V,輸出電壓公式如下所示。

輸出類型輸出方程
單極的27.5×(Vin?VS2)+50
雙極的55×(Vin?VS2)

示例應用

Some typical application circuits are shown below. The optional output resistance?RO?is used to reduce noise as described in “Noise”. For general purpose applications, the recommended value for?RO?is 270 Ohms.

pdu100 examples a 296w
pdu100 examples b 338w

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。功率帶寬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,因此當功率帶寬低于50 Hz時,可能會變得不準確。

噪音

PDu100的輸出電壓包含來自升壓轉換器的開關噪聲和來自高壓放大器的隨機噪聲。負載電容的噪聲量取決于輸出電阻和信號帶寬的大小。如果沒有輸出電阻,可以使用100歐姆的值來計算帶寬和預測噪聲。

要確定特定噪聲水平所需的輸出電阻,所需帶寬應從下圖9中選擇。正確的電阻可以通過下式計算
RO=12πfbwCL

pdu100b noise 380w

噪聲測量在靜態輸入電壓下進行。當電流從輸出端流出時,由于升壓轉換器的作用,紋波將會增加。

信號帶寬

PDu100的空載小信號帶寬約為60 kHz。對于容性負載,信號帶寬由輸出電阻決定,即
fbw=12πR0CL.

源電流

The supply current?IS?is related to the load current?IL?through the following power balance equation
IS=IL105VS×0.7,where?VS?is the supply voltage. With a capacitive load and sinusoidal voltage, the peak and average output current is
IL(pk)=πfCLVL(p?p),IL(av)=2fCLVL(p?p),where?VL?is the peak to peak voltage across the load capacitance. The average supply current can be writtenIS(av)=2fCLVL(p?p)105VS×0.7.

功耗

對于容性負載,功耗是電源電壓和平均電流的乘積,即
PD=VS×IS(av)When operating at full power bandwidth, the worst-case power dissipation is approximately 2.5 W. The thermal impedance of the PDu100 from junction to ambient is 45 K/W . Therefore, the maximum temperature rise is approximately 90 degrees C above ambient.

當需要1 W以上的持續功耗時,PDu100設計為使用導熱雙面膠(如3M 8940或Bergquist BOND-PLY 100)安裝在散熱器上。

啟用/關閉

可以拉低Enable引腳以禁用放大器,并將靜態電流降至1 mA。它可以由邏輯輸出或集電極開路輸出驅動。關斷后的恢復時間為2 ms

防止過載

PDu100具有過電流和熱過載保護功能。如果溫度超過150攝氏度,放大器將被禁用,直到溫度降低。

高壓安全警告

該產品產生高達120 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

pdu100 dims 302w

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