PDu150CL –具有应变计反馈的低噪声150V压电驱动器
PDu150CL将高压电源,精密应变调节电路,反馈控制器和超低噪声放大器(26uV RMS)组合成一个信用卡大小的封装。它为带有或不带有集成电阻应变传感器的压电致动器的高分辨率开环或闭环控制提供了所有必需的功能。PDu150CL在高达80 kHz的频率下可产生高达300mA的输出电流,且噪声极低。它适用于苛刻的应用,例如半导体机械,扫描探针显微镜,光学,振动控制和纳米定位。PDu150CL可以与SCL系列闭环堆栈执行器作为校准对购买 。
PDu150CL具有短路保护,平均电流过载保护和过热保护。被动冷却可用于低功率应用,或者当功耗大于5W时可以使用集成风扇。PDu150CL可以用四个M2.5螺钉安装,也可以直接安装到主机主板(PDu150CL-PCB)。
技术指标
电源 | +24 V(+/- 10%) |
输出电压 | -30 V至+150 V |
峰值电流 | 300毫安 |
RMS电流 | 235毫安 |
功率带宽 | 80 kHz(150 Vp-p) |
信号带宽 | 180 kHz的 |
摆率 | 38 V /美元 |
获得 | 20伏/伏 |
输入阻抗 | 10 kOhm(闭环模式) |
输入阻抗 | 3.05 kOhm(开环模式) |
输入偏移 | +/- 5毫伏 |
加载 | 无限 |
输出噪音 | 26 uV RMS(1 uF负载,0.03 Hz至1 MHz) |
保护 | 短路,过电流和温度 |
静态电流 | 100 mA(停机时为10 mA) |
连接器 | 螺丝端子(AWG 20-30) |
外型尺寸 | 89 x 40 x 44毫米(长x宽x高) |
环境 | -40C至60C(-40F至140F) |
重量 | 80克 |
运作方式
PDu150CL可以在开环或闭环模式下使用。在开环模式下,输入信号直接连接到功率放大器。请注意,放大器输出使用新颖的低噪声差分架构,该架构无法接地,例如,不能连接到接地示波器的接地线。
在闭环模式下,输入信号充当反馈回路的命令信号。应变信号来自附接到压电或结构的电阻应变仪。
应变传感器规格
应变传感器规格 | |
桥梁激励 | 5V(差分) |
传感器电阻 | 350欧姆至1000欧姆 |
传感器配置 | 单,半或全桥 |
桥平衡范围 | +/- 6毫伏 |
增益范围 | 200至3000 |
偏移范围 | +/- 6毫伏 |
带宽 | 10 kHz的 |
输入噪声电压 | 3 uV RMS(0.1 Hz至100 Hz |
传感器校准程序
校准桥式调节电路需要执行以下步骤,并且应在将传感器和压电连接至PDu150CL的情况下执行。
平衡桥梁
桥式平衡电位器可以解决桥式电阻中的微小失配问题。此步骤可优化电桥电路的温度灵敏度。
1)将PDu150CL置于开环模式,并向输入端子施加0V或短路。
2)在S-和S +端子之间连接电压表(无需断开电桥)。
3)调整电桥平衡电位器,直到测得的电压为零。
设置灵敏度和偏移
此步骤将对传感器进行校准,以使施加到压电的0V至150V信号产生0V至10V的应变信号。
1)逆时针旋转传感器增益电位器(10圈)。
2)确保PDu150CL处于开环模式,并向输入端子施加0V或短路。
3)监视SNS端子并调整Sensor Offset电位计,直到电压为零。
4)向输入端子施加7.5V电压,以在压电两端产生150V电压。
5)监视SNS端子并调整传感器增益电位计,直到电压为+ 10V。
变化
上述过程的许多变化是可能的。下面列出了一些有用的选项。
可以通过在输入端子上施加一个5Hz正弦波,同时在0V至7.5V的范围内对失调和增益进行调谐,从而在压电两端产生0V至150V的电压。用示波器监视SNS端子,并调整传感器偏移和传感器增益电位计,直到测得的正弦波在0V至10V之间。
与其将传感器全量程校准为+ 10V,还不如使用+ 5V等其他电压。
如果压电两端的负电压可接受,则可以方便地将整个压电电压范围(例如-30V至+ 150V)校准为0V至+ 10V的SNS电压。在校准期间,这需要输入-1.5V至+ 7.5V,而不是0V至+ 7.5V。
对于额定电压不同的堆栈执行器,应相应选择校准输入信号。例如,对于额定电压为-20V至+ 100V的压电,合适的校准输入为-1V至+ 5V。
外型尺寸
安装柱接受M2.5螺钉。
PCB安装版本(PDu150CL-PCB)设计为安装在主机主板上。唯一的区别是,螺钉端子被安装在模块底部的插头(Harwin M20-9990545和M20-9990845)取代。引脚的建议PCB孔尺寸为1 mm。可下载Altium原理图和封装库。