压电弯曲致动器(Piezo Bender Actuators)
BA 系列弯曲致动器是压电双晶片弯曲致动器,采用平行极化配置。外表面涂有绝缘树脂涂层,用于保护致动器本体并防止电气故障。这些致动器可采用三线制或两线制连接方式,如下图所示。
RoHS 与 REACH 合规
BA6020 Piezo Bimorph BA 系列弯曲致动器
技术参数
型号 | 挠度(Deflection) | 阻挡力(Blocked Force) | 尺寸(长 x 宽) | 厚度 | 有效自由长度 | 最大 DC 电压 | 最大 AC 电压 | 电容 | 刚度 | 共振频率 | 质量 | ||
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BA3502 | 0.7 mm | 0.08 N | 35 × 2.5 mm | 0.8 mm | 28 mm | +150 V | ±90 V | 20 nF | 220 N/m | 230 Hz | 0.3 g | ||
BA4902 | 1.3 mm | 0.07 N | 49 × 2.1 mm | 0.8 mm | 42 mm | +150 V | ±90 V | 28 nF | 100 N/m | 140 Hz | 0.4 g | ||
BA3610 | 0.85 mm | 0.20 N | 36 × 10 mm | 0.8 mm | 29 mm | +150 V | ±90 V | 90 nF | 482 N/m | 290 Hz | 1.5 g | ||
BA4010 | 1.1 mm | 0.18 N | 40 × 10 mm | 0.8 mm | 33 mm | +150 V | ±90 V | 100 nF | 327 N/m | 250 Hz | 1.7 g | ||
BA5010 | 1.5 mm | 0.3 N | 50 × 10 mm | 0.8 mm | 43 mm | +150 V | ±90 V | 125 nF | 400 N/m | 200 Hz | 2.1 g | ||
BA6020 | 2.6 mm | 0.3 N | 60 × 20 mm | 0.8 mm | 53 mm | +150 V | ±90 V | 300 nF | 230 N/m | 60 Hz | 5.0 g |
规格说明:
挠度(Deflection): 在三线制偏置单极驱动方式下,致动器尖端的峰-峰位移。使用两线制交流驱动可略微增加挠度。超过此挠度会缩短寿命甚至导致机械失效。
阻挡力(Blocked Force): 致动器尖端被固定不动时产生的最大力,或使挠度归零所需的力。
尺寸(Dimensions): 致动器外部整体尺寸,包括电极。
厚度(Thickness): 包含保护涂层的厚度。
自由长度(Free Length): 建议在安装后保持自由运动的长度。
电压(Voltage): 使用三线制偏置单极驱动方式时施加的最大 DC 电压。
AC 电压(AC Voltage): 使用两线制双极驱动方式时允许的最大交流电压幅值。
电容(Capacitance): 两个压电层并联后的电容值,容差 ±30%。用于计算所需电流。
共振频率(Resonance Frequency): 在推荐自由长度和无负载条件下第一阶弯曲模式的共振频率。
电气连接
三线制方式(偏置单极驱动):
仅需正电压,两个压电层都受到正电场,最大下弯发生在接地为负电极时。
优点:只需一个电源极性。
缺点:存在持续直流电场,容易吸附杂质造成漏电;顶部电极带高电压,可能存在安全隐患。
推荐驱动模块:BD150、MX200 (150V 配置),封闭放大器:PD200-V0,150 或 PD32-V0,140(32通道)。
两线制方式(双极驱动):
两个压电层交替受正负电场作用,最大挠度和力略高。
优点:两电极都可接地,零电压状态下无电场和延伸;更安全。
推荐驱动模块:PDm200、PD200-V100,100、PD32-V95,95。
若不要求接地:PDu100、PDu100B、BD150 也可使用。
建议大多数应用采用“两线制双极驱动”。如需延长寿命,可将最大 DC 电压限制在 ±75V,仍能达到三线制 +150V 的效果。
导线连接方法
可使用导电胶(如 Circuitworks CW2400)或标准锡焊 + 松香焊剂。使用300°C烙铁接触约1秒完成焊接。红色条表示正极。
安装建议
可使用软夹具固定,或用环氧胶(如 Araldite)粘接到底座。推荐采用橡胶等软性材料作为夹具表面以延长寿命。
BA3502 推荐夹紧长度为 2mm
其它型号推荐夹紧长度为 5mm
寿命说明
在最大挠度条件下,致动器的10%失效概率对应的期望寿命约为50万次循环。需严格控制载荷和挠度在规定范围内。
电流需求计算公式
所需电流:
I = C × dV/dt
对于正弦波,峰值电流:
I_peak = π × C × f × V_pp
对于三角波,峰值电流:
I_peak = 2 × C × f × V_pp
其中:
C
是电容f
是频率V_pp
是峰-峰电压
可选项 / OEM 定制服务:
挠度范围和尺寸定制
电气连接方式与接插件定制
参考文献:
[1] S. A. Rios, A. J. Fleming, A New Electrical Configuration for Improving the Range of Piezoelectric Bimorph Benders, Sensors and Actuators A: Physical, 2015.
https://www.bihec.com/piezodriveptyltd/Piezodrive压电弯曲致动器,BA6020压电双晶片弯曲致动器,BA 系列压电致动器/