澳大利亚Piezodrive,PDu150CL ,具有应变计反馈的低噪声 150V 压电驱动器,精密应变调节电路,反馈控制器,超低噪声放大器

澳大利亚Piezodrive,PDu150CL ,具有应变计反馈的低噪声 150V 压电驱动器,精密应变调节电路,反馈控制器,超低噪声放大器

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) 组合在一个信用卡大小的封装中。它为压电促动器的高分辨率开环或闭环控制提供了所有必要的功能,无论是否集成电阻式应变传感器。PDu150CL 在高达 80 kHz 的频率下产生高达 300mA 的输出电流,且噪声非常低。它适用于要求苛刻的应用,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 可以作为与 SCL 系列闭环堆栈执行器的校准对购买。

PDu150CL 具有短路、平均电流过载和过热保护。被动冷却可用于低功率应用,或者当功率耗散超过 5W 时可以使用集成风扇。PDu150CL 可以用四颗 M2.5 螺丝安装,也可以直接安装到主机主板 (PDu150CL-PCB) 上。

规格

电源 +24 伏 (+/-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 赫兹
转换速率 38 伏/微斯
获得 20 伏/伏
Input Impedance 10 kOhm(闭环模式)
Input Impedance 3.05 kOhm(开环模式)
Input Offset +/- 5 毫伏
负荷 无限
输出噪声 26 uV RMS(1 uF 负载,0.03 Hz 至 1 MHz)
保护 短路、过流和温度
静态电流 100 mA(关断时 10 mA)
连接 螺丝端子 (AWG 20-30)
尺寸 89 x 40 x 44 毫米(长 x 宽 x 高)
环境 0C 至 60C(32F 至 140F)
重量 80 克

连接图

推荐用于闭环堆栈执行器的驱动电路

PDu150CL 可用于开环或闭环模式。在开环模式下,输入信号直接连接到功率放大器。请注意,放大器输出使用一种新颖的低噪声差分架构,该架构不能接地,例如接地示波器的接地引线。

在 closed-loop 模式下,input 信号充当 feedback loop 的命令信号。应变信号来自连接到压电陶瓷或结构的电阻应变片。

输出电流

峰值输出电流为 300mA。此外,每个放大器的最大平均电流为 105mA。平均电流可用于计算功率耗散和平均电源电流。对于正弦波,平均正输出电流等于

电源电流

放大器的静态功率约为 2 W 或 85 mA。通过使用集电极开路电路将 Enable 引脚拉低,可以将其降低到 <10 mA。如果使用风扇,静态功率增加 0.5W,

功率带宽

功率带宽是可以再现而不失真的最大频率周期信号。计算器确定给定负载电容的最大工作频率和所需功率。该计算器包括电流限制、转换速率、输出阻抗和信号带宽的影响。该计算器不包括峰值电流限制的时间常数,当功率带宽低于 100 Hz 时,可能不准确。

功率放大器噪声

输出噪声包含一个与负载电容无关的低频分量(0.03 Hz 至 10 Hz);以及与负载电容成反比的高频分量(10 Hz 至 1 MHz)。被动冷却可实现最佳噪声性能,因为风扇的磁场会在输出中感应 mV 级干扰。在低噪声应用中,如果风扇被移除,如果功率耗散超过 5W,则需要一些外部气流

使用 SR560 低噪声放大器(增益 = 1000)、示波器和 Agilent 34461A 电压表测量噪声。低频噪声如下图所示。RMS 值为 15 uV,峰峰值电压为 100 uV。

应变传感器规格

应变传感器规格
电桥激励 6V(差分)
传感器电阻 350 欧姆至 1000 欧姆
传感器配置 单桥、半桥或全桥
Bridge Balance Range(桥式平衡范围) +/-6 毫伏
增益范围 200 到 3000
偏移范围 +/-6 毫伏
带宽 10 kHz
输入噪声电压 3 uV RMS(0.1 Hz 至 100 Hz)

传感器连接

PDu150CL 与单元件应变传感器、半桥和全桥传感器配置兼容。这些不同布置的优点和推荐的连接方法如下所述。包括 www.omega.com 在内的许多供应商都提供了合适的应变传感器。PDu150CL 可以作为与 SCL 系列闭环堆栈执行器的校准对购买。

单元件应变片

单元件应变传感器可用于温度稳定或优先考虑简单性的应用。如下所示,推荐的配置需要三个电阻等于应变计的虚拟电阻器 (R)。当虚拟电阻器具有与应变片相同的温度系数并与应变片热连接时,可实现最佳温度稳定性。

传感器噪声和分辨率

由于传感器噪声由控制环路的互补灵敏度功能滤除,因此目标带宽通常为 0.1Hz 至 100Hz。频率上限影响不大,因为该带宽中的大部分噪声是由于来自板载参考和初级增益级的低频噪声造成的。电桥电阻为 350 欧姆时,折合到输入端的总噪声电压如下图所示,RMS 值为 3uV,峰峰值电压为 20uV。

尺寸

安装柱接受 M2.5 螺钉。

PCB 安装版本 (PDu150CL-PCB) 设计用于安装在主机主板上。唯一的区别是螺丝端子被安装在模块底部的接头(Harwin M20-9990645 和 M20-9990845)所取代。引脚的推荐 PCB 孔尺寸为 1 mm。


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