在空间受限的OEM和嵌入式应用中，紧凑、高性能、灵活配置是核心需求。PiezoDrive PDm200 是一款微型高压放大器模块，尺寸仅71 × 38 mm，专为驱动压电执行器及其他负载而设计。
核心特性
✅ 微型化设计：仅71 × 38 mm，重50克
✅ 双极性/单极性可切换：100V、150V、200V可选
✅ 单极性模式下负输出固定为-30V：适用于堆叠执行器
✅ 高输出电流：峰值300 mA
✅ 宽应用范围：电光、超声、振动控制、纳米定位、压电电机
✅ 全面保护：短期过流和温度保护
✅ 灵活安装：可用4个M2.5螺丝安装，或PCB安装版本直接安装到主板
兼容执行器
| 执行器类型 | 电压范围 |
|---|---|
| 堆叠执行器 | 60V、100V、120V、150V、200V |
| 板和管式 | 最高 ±200V |
| 两线弯曲器 | 最高 ±200V |
| 三线弯曲器 | 0 至 200V，带200V偏置 |
规格参数
| 参数 | 规格 |
|---|---|
| 电源 | ±12 V 至 +34 V |
| 最大单极性输出 | -30V 至 200 V |
| 最大双极性输出 | ±200 V |
| 峰值输出电流 | 300 mA |
| RMS 输出电流 | 120 mA（±100 V 输出） |
| 功率带宽 | 63 kHz（100 Vp-p） |
| 信号带宽 | 200 kHz |
| 压摆率 | 20 V/µs |
| 尺寸 | 71 × 38 mm |
| 重量 | 50 g |
| 增益 | 20 V/V |
| 输入阻抗 | 200 kΩ |
| 输入偏置 | ±10 mV |
| 负载 | 任意 |
| 过载保护 | 短期过流和温度 |
| 噪声 | 1 mV RMS（1µF 负载） |
| 工作环境 | 0°C 至 60°C |
| 静态电流 | 100 mA（关断时7.5 mA） |
操作说明
电源转换器生成单极性或双极性电源。输出电压范围由电压选择跳线控制。放大器增益为20，输入电压范围为±10 V。
负载可直接连接到高速输出（V1），或通过滤波器（V2）连接，后者可降低噪声和带宽。在大多数应用中，推荐使用V2输出。
可变偏置电源也可用于压电弯曲器应用。默认偏置电压为200 V，但可通过添加电阻实现更低电压。
配置
PDm200 可通过两个标记为 L1 和 L2 的跳线配置输出电压范围。每个跳线有四个可能位置，分别标记为字母 A 至 D 和 E 至 H。
单极性输出模式
在单极性输出模式下，负输出范围固定为-30 V，跳线 L2 始终在“E”位置。
| 输出电压 | 电源电压 | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 最大 | 最小 | ±12V 至 ±14V | ±15V 至 ±17V | +24V* 至 30V | +30V* 至 34V |
| 200V | -30V | D | D | ||
| 150V | -30V | D | C | D | C |
| 120V | -30V | C | B | C | B |
| 100V | -30V | B | A | B | A |
*使用单电源时，负输出电压范围从-30 V降至-20 V。
双极性输出模式
| 输出电压 | 电源电压 | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 最大 | 最小 | ±12V 至 ±14V | ±15V 至 ±17V | +24V* 至 30V | +30V* 至 34V |
| 200V | -200V | D,H | D,H | ||
| 150V | -150V | D,H | C,G | D,H | C,G |
| 100V | -100V | B,F | A,F | B,F | A,F |
在±200 V模式下，推荐使用低噪声输出（V2）。
输出电流
峰值输出电流约为 300 mA，最大平均直流输出电流约为：
I_av = 0.45 × V_S / V_out – 0.01
其中 V_S 为差分电源电压（如30V），V_out 为差分输出电压范围（如400V）。
对于正弦波，平均直流电流与RMS电流的关系为：
I_av = (√2 / π) × I_rms
| 输出电压 | RMS 电流 | 平均电流 |
|---|---|---|
| 150V / -30V | 144 mA | 65 mA |
| 200V / -30V | 108 mA | 49 mA |
| 100V / -100V | 128 mA | 58 mA |
| 200V / -200V | 53 mA | 24 mA |
电源电流
满负载时最大电源电流为 0.5 A。所需输入功率为：
P_in = 1.33 × V_out × (0.01 + I_av)
功率带宽
对于电容性负载，功率带宽受平均输出电流限制：
f_pwr = I_av / (V_L(p-p) × (C_L + 5.6 nF))
在满范围（如±200 V）且最小电源电压（如±15 V）下工作时，电源跌落可能使信号顶部失真。可通过增加电源电压来减少此效应。
信号带宽
负载电容大于100 nF时，小信号带宽为：
f_bw = 1 / (63 × C_L)
负载电容小于100 nF时，小信号带宽约为 200 kHz。
低噪声输出（V2）的带宽约为高速输出的5%：
f_bw = 1 / (1445 × C_L)
| 负载电容 | 高速带宽 | 低噪声带宽 |
|---|---|---|
| 10 nF | 200 kHz | 49 kHz |
| 30 nF | 200 kHz | 20 kHz |
| 100 nF | 158 kHz | 6.6 kHz |
| 300 nF | 52 kHz | 2.3 kHz |
| 1 µF | 15 kHz | 690 Hz |
| 3 µF | 5.2 kHz | 230 Hz |
| 10 µF | 1.5 kHz | 69 Hz |
| 30 µF | 530 Hz | 23 Hz |
噪声
PDm200 输出包含少量来自升压转换器的开关噪声和来自高压放大器的随机噪声。在±15 V电源和±100 V输出范围下：
| 负载电容 | 高速输出 | 低噪声输出 |
|---|---|---|
| 10 nF | 4.1 mV* | 1 mV |
| 100 nF | 1.3 mV* | 0.3 mV |
| 1 µF | 1.3 mV | 0.2 mV |
| 10 µF | 0.42 mV | 0.1 mV |
*对于100 nF或更小的负载电容，推荐使用低噪声输出（V2）。
降低共模噪声的技巧：
使用双绞线（单电源）或编织三线（双电源）连接模块到电源
使用单独的双绞线连接输入信号和负载
将5至10圈双绞线或编织线绕在无气隙铁氧体磁环上
散热
满功率时，最坏情况热耗散约为 15 W，由散热器和风扇耗散。
当热耗散小于5W时，可移除模块风扇。在±200V输出范围内，功耗始终大于5W，因此需要强制风冷。
PDm200 在散热器达到 70°C 时会关断。
稳定性
在±200 V范围内，当输出电压非常接近负轨（-190V）时，某些负载电容下可能发生振荡。可通过使用低噪声输出（V2）消除此问题。或者，在R14上焊接一个330pF 25V 0603电容，将带宽降至约3 kHz，避免振荡。
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200V三线执行器（如弯曲器）。
可通过添加1206电阻到“Rb”位置实现更低偏置电压：
V_b = 5 + (196.08 × R_b) / (R_b + 1MΩ)
例如，Rb为2.7 MΩ时，Vb = 148 V。
偏置输出可吸收或提供平均电流10 mA。无保护，请注意不要超过电流限制。
使能 / 关断
当放大器使能并工作时，绿色LED亮起。如果LED熄灭或闪烁，原因可能是：
输出电流超限
温度超限
电源电压不足
Enable引脚为高阻抗信号，浮在负电源轨上方5V。可拉至负电源轨以禁用放大器。任何监测电路的输入阻抗应大于200 kΩ。
过载保护
PDm200 具有短期过流和温度保护。过流事件后，放大器禁用约2秒，然后重新使能。如果过载条件持续，放大器将继续在使能和禁用之间循环，降低寿命并最终导致故障。
如果PCB温度超过70°C，放大器将禁用直到温度降低。连续热循环将降低寿命并最终导致故障。
保修
PDm200 模块在交付前经过测试。无保修期。持续超出操作规格将损坏模块。PDm200 模块不可维修。
高压安全警告
本产品产生高达 220 Vdc 的潜在致命电压。
请遵守低压安全预防措施：
使用受过低压救援培训的观察员
请勿在导体暴露的情况下操作
使用适当的标识
尺寸
安装柱接受 M2.5 螺丝。
PCB安装版本（PDm200-PCB）的PCB引脚部件号为 Phoenix Contact PST 1.0/5-3.5 和 PST 1.0/4-3.5，直径1 mm，推荐PCB孔径1.5 mm。
信用卡大小，高性能，灵活配置，驱动压电执行器的理想微型模块。
无论您需要用于电光、超声、振动控制、纳米定位还是压电电机，PDm200 都能提供灵活、可靠的微型高压放大解决方案。
