PiezoDrive PDm200微型高压放大器
PDm200是一款高性能电源和线性放大器模块，用于驱动压电执行器和其它负载。输出电压范围可以在双极性或单极性模式之间切换，范围为100V、150V或200V。在单极模式下，负输出范围固定在-30V，用于堆叠执行器。PDm200可以驱动堆栈致动器；标准压电致动器；两台电线弯曲机；和需要偏压的三线压电弯曲器。 PDm200适合各种应用，包括:电子光学、超声波、振动控制、纳米定位系统和压电电机。有电流过载和过热保护。它可以用四个M2.5螺钉安装在底座上。PCB安装版本配有接头，可直接安装到主机主板上。
| 堆叠致动器 | 60伏、100伏、120伏、150伏、200伏 |
| 板和管 | 高达+/-200伏 |
| 两台弯线机 | 高达+/-200伏 |
| 三个电线弯曲器 | 0至200伏，200伏偏压 |
规范
| 电源 | +/-12 V至+34 V |
| 最大单极性输出 | -30伏至200伏 |
| 最大双极性输出 | +/-200伏 |
| 峰值输出电流 | 300毫安 |
| 均方根输出电流 | 120毫安(+/-100伏输出) |
| 功率通带 | 63千赫(100峰峰值) |
| 信号带宽 | 200千赫 |
| 转换速度 | 20伏特/美国 |
| 规模 | 71 x 38mm毫米 |
| 重量 | 50克 |
| 获得 | 20伏/伏 |
| 输入阻抗 | 20万欧姆 |
| 输入失调 | +/-10毫伏 |
| 负荷 | 任何的 |
| 防止过载 | 热量和电流 |
| 噪音 | 1 mV RMS (1uF负载) |
| 环境 | 0至60摄氏度(32至140华氏度) |
| 静态电流 | 100毫安(关断时为7.5毫安) |
接线图
接线图
操作
功率转换器产生单极性或双极性电源。输出电压范围由电压选择器跳线控制。放大器的增益为20，输入电压范围为+/-10 V。负载直接连接到高速输出(V1)或通过滤波器(V2)连接，从而降低噪声和带宽。在大多数应用中，建议使用V2输出。 可变偏置电源也可用于压电弯曲应用。默认偏置电压为200 V，但通过增加一个电阻可以获得更低的电压。
框图
示例应用
应用电路
配置
PDm200可配置为适应各种电源和输出电压范围。输出电压范围由两个标有L1和L2的跳线选择，如下所示。每个跳线有四个可能的位置，用字母A到D和E到h标记。
电压配置跳线位置
在单极输出模式下，负输出范围固定在-30 V，跳线L2始终处于“E”位置。下面列出了不同电源电压下L1跳线的正确位置。
| 输出电压 | 供电电压 | ||||
| 最大 | 福建话 | +/-12V至+/-14V | +/-15V至+/-17V | +24V*至30V | +30V*至34V |
| 200伏 | -30V | D | D | ||
| 150伏 | -30V | D | C | D | C |
| 120伏 | -30V | C | B | C | B |
| 100伏 | -30V | B | A | B | A |
*采用单电源时，负输出电压范围从-30 V降至-20 V。
在双极输出模式下，L1和L2跳线的正确位置如下所示。在+/-200 V模式下，建议使用低噪声输出(V2)。更多细节见“稳定性”。
| 输出电压 | 供电电压 | ||||
| 最大 | 福建话 | +/-12V至+/-14V | +/-15V至+/-17V | +24V*至30V | +30V*至34V |
| 200伏 | -200伏 | d，H | d，H | ||
| 150伏 | -150伏 | d，H | 丙，庚 | d，H | 丙，庚 |
| 100伏 | -100伏 | b，F | 阿，福 | b，F | 阿，福 |
PDm200也可用于低压应用；然而，输出电流可能会降低。相应的低压跳线位置如下所示
| 输出电压 | 供电电压 | ||
| 最大 | 福建话 | +/-12V至+/-14V | +12V至+15V |
| 80V | -30V | 阿、英 | |
| 80V | 0V | d、E | |
| 60V | -60伏 | d，H | |
输出电流
峰值输出电流约为300 mA，最大平均DC输出电流约为
Iav=0.45VSVout−0.01,在哪里VS差分电源电压是否为30V，以及Vout是差分输出电压范围，例如400V。平均DC电流是正向或负向流动的平均电流。对于正弦波，平均DC电流与均方根电流的关系如下
Iav=2πIrmsPDm200计算器可用于估算给定电源电压和输出电压范围内的最大输入和输出电流。下面列出了一些常见的值。
| 输出电压 | 皇家邮轮 目前的 | 平均的 目前的 | |
| 最大 | 福建话 | ||
| 150伏 | -30V | 144毫安 | 65毫安 |
| 200伏 | -30V | 108毫安 | 49毫安 |
| 100伏 | -100伏 | 128毫安 | 58毫安 |
| 200伏 | -200伏 | 53毫安 | 24毫安 |
源电流
满载时最大电源电流为0.5 A。对于部分负载，电源电流为 Iin=PinVS,其中所需的输入功率为 Pin=1.33Vout(0.01+Iav),在哪里Vout是差分输出电压范围，和Iav是平均输出电流。功率通带
下面的计算器绘制了容性负载的最大峰峰值输出电压与频率和电压范围的关系。
对于容性负载，功率带宽受限于平均输出电流。正弦波的最大频率为
fpwr=IavVL(p−p)(CL+5.6nF).如上所述，功率带宽主要与平均电流限制相关。然而，当以最大范围(例如+/-200 V)工作时，在最小电源电压(例如+/-15 V)下，电源下降会使信号顶部失真。这种效应可以通过提高电源电压来降低。
信号带宽
负载电容大于100 nF时，小信号带宽为: fbw=163 CL.负载电容小于100 nF时，小信号带宽约为200 kHz。 低噪声输出(V2)的带宽大约是高速输出的5%，也就是说， fbw=11445 CL. 下表列出了一系列容性负载的小信号带宽。| 负荷 电容 | 高速 带宽 | 低噪声 带宽 |
| 10纳法 | 200千赫 | 49千赫 |
| 30纳法 | 200千赫 | 20千赫 |
| 100纳法 | 158千赫 | 6.6千赫 |
| 300纳法 | 52千赫 | 2.3千赫 |
| 1 uF | 15千赫 | 690千赫 |
| 3 uF | 5.2千赫 | 230千赫 |
| 10 uF | 1.5千赫 | 69赫兹 |
| 30 uF | 530赫兹 | 23赫兹 |
小信号带宽
噪音
PDm200的输出包含来自升压转换器的少量开关噪声和来自高压放大器的随机噪声。采用+/-15 V电源和+/-100 V输出范围时，均方根噪声如下所示。| 负荷 电容 | 高速 输出 | 低噪声 输出 |
| 10纳法 | 4.1毫伏* | 1毫伏 |
| 100纳法 | 1.3毫伏* | 0.3毫伏 |
| 1 uF | 1.3毫伏 | 0.2毫伏 |
| 10 uF | 0.42毫伏 | 0.1毫伏 |
均方根噪声与负载电容的关系
对于要求极低噪声的应用，可以使用较大的电阻来降低有效带宽，约为
fbw=12πRCL.在哪里CL是负载电容。低噪声应用的推荐带宽为100 Hz。
噪声测量是在输入短路的情况下进行的。当由于升压转换器的纹波而从输出端汲取大量电流时，噪声可能会增加。
*对于100nF或更小的负载电容，建议使用低噪声输出(V2)。
应用笔记
放大器输入Vin不应悬空，因为它会向供电轨漂移。然而，在输入可能浮动的应用中，可以在“Rin”位置安装一个1千欧的电阻(1206规格)，此时输入阻抗为1千欧。热消散
在全功率下，最差情况下的散热约为15 W，由散热器和风扇耗散。在正常工作期间，可以通过将所需的电源电流与差分电源电压相乘来估算散热。 当散热小于5W时，可以拆除模块风扇。还提供高性能无源散热器(PDM 200-无风扇)。请注意，+/-200V输出范围内的功耗始终大于5 W，因此需要强制空气冷却。 对于被动冷却选项，PDm200从结到环境的热阻约为10°C/W。当持续散热超过5 W时，需要100 LFM或更大的气流。当散热器温度达到70°c时，PDm200将关闭。稳定性
在+/-200 V范围内，当输出电压非常接近负供电轨(-190V)时，某些负载电容可能会发生振荡。这个问题可以通过使用低噪声输出(V2)来解决。或者，可以在R14顶部焊接一个330pF 25V 0603电容，将带宽降至约3 kHz，并避免振荡。如有必要，可在交货前安装该电容器。偏置输出
偏置输出(Vb)提供固定的+200 V输出，用于驱动需要偏置电压的200 V三线式执行器，如折弯机。需要+/-100 V偏压的致动器也可以在这种配置下驱动，因为这在电气上是相同的。 通过在“Rb”位置添加一个1206电阻，也可以实现更低的偏置电压。由此产生的偏置电压为 Vb=5+196.08×RbRb+1MΩ.例如，如果Rb为2.7 MOhm，Vb = 148 V。 偏置输出可以吸入或流出10 mA的平均电流。但是，没有保护措施，因此必须小心不要超过电流限值。如果需要10 mA以上的电流，可以使用第二个PDm200的初级输出来产生偏置。
带偏置的200V三线弯曲驱动器
启用/关闭
当放大器启用并运行时，绿色led亮起。如果LED熄灭或闪烁，原因和相关测试程序如下:- 已超过输出电流。尝试降低频率或电压，或断开负载以测试模块；
- 已经超过温度极限。检查是否有足够的气流，风扇是否在旋转，散热器是否被灰尘弄脏；或者
- 电源电压不足。检查电源电压。如果额定电流太小，一些电源会不断循环。
单极性电源使能电路
双极电源使能电路
防止过载
PDm200具有过电流和热过载保护功能。如果PCB温度超过70摄氏度，放大器将被禁用，直到温度降低。保证
PDm200设备在交付前经过测试。没有保修期。高压安全警告
该产品产生高达220 Vdc的潜在致命电压。 遵守低压(根据ANSI C84.1-1989)安全预防措施，例如- 使用受过低压救援训练的观察者
- 不要操作裸露的导体
- 使用合适的标志
认证和合规
规模
安装柱接受一个M2.5螺钉。对于PCB安装版本(PDM 200-PCB ), Altium原理图和尺寸库可用于下载。PCB引脚零件号为Phoenix Contact PST 1.0/5-3.5和PST 1.0/4-3.5，直径为1 mm，推荐的PCB孔为1.5 mm，PCB安装模块可直接焊接到电路板上，或使用Harwin H3161-05等引脚插座安装。 点击此处下载3D模型
PDm200 V9尺寸(毫米)
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