PDu100 微型壓電驅(qū)動(dòng)器
PDu100 是一款極其小巧輕便的壓電驅(qū)動(dòng)器，適用于驅(qū)動(dòng)壓電致動(dòng)器。PDu100 可驅(qū)動(dòng)雙線壓電致動(dòng)器和彎曲致動(dòng)器，輸出電壓高達(dá) ±100V；也可驅(qū)動(dòng)三線壓電彎曲致動(dòng)器和堆疊致動(dòng)器，輸出電壓最高為 +100V。典型應(yīng)用包括電池供電機(jī)器人、壓電馬達(dá)，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(hù)功能。其還配有一個(gè)關(guān)斷引腳，當(dāng)拉低該引腳電平時(shí)，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(dòng)器
| 類型 | 電壓范圍 |
|---|---|
| 堆疊致動(dòng)器 | 最高 100V |
| 板狀和管狀致動(dòng)器 | 最高 ±100V |
| 雙線彎曲致動(dòng)器 | 最高 ±100V |
| 三線彎曲致動(dòng)器 | 0 至 100V（需偏置電壓） |
技術(shù)規(guī)格
| 項(xiàng)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(fù)載電容 | 不受限制 |
| 保護(hù) | 熱保護(hù)和過流保護(hù) |
| 噪聲（10μF 負(fù)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(shí)） | 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(bǔ)放大器供電?？墒褂脝我惠敵鲵?qū)動(dòng)最高 +100V 的單極負(fù)載，或使用兩個(gè)放大器輸出實(shí)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?yàn)殡p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(gè)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 | 27.5 | 0.5 Vs ± 1.8V | 0~100 V |
| 雙極輸出 | 55 | 0.5 Vs ± 1.8V | ±100 V |
兩個(gè)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(jì)算器”可確定給定電容負(fù)載下的最大工作頻率與所需功率，計(jì)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(shí)準(zhǔn)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(jī)噪聲。實(shí)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(dá)到特定噪聲水平時(shí)，應(yīng)先根據(jù)下圖選擇所需帶寬，然后使用公式計(jì)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(fù)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(fù)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(fù)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(yùn)行時(shí)，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(dá) 90°C。
當(dāng)連續(xù)功耗超過 1W 時(shí)，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。可由邏輯輸出或開集電極控制。關(guān)斷后的恢復(fù)時(shí)間為 2 毫秒。
過載保護(hù)
PDu100 具備過流與過溫保護(hù)功能。當(dāng)溫度超過 150°C 時(shí)，驅(qū)動(dòng)器將自動(dòng)關(guān)閉，直至溫度恢復(fù)。
保修 / 支持
每個(gè) PDu100 在出廠前均進(jìn)行完整規(guī)格和過載保護(hù)測試。用戶需確保正確設(shè)置與在額定參數(shù)內(nèi)運(yùn)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(dá) 120V DC 的電壓，具有潛在致命危險(xiǎn)！
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(rèn)證
CE
RoHS
REACH
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