BD系列双通道压电弯曲致动器驱动模块
BD系列微型驱动模块内置高压电源和两个线性放大通道。每个通道可独立驱动高达+300V的压电致动器,或组合成一个±300V的差分输出。通过选配反向输出功能,该模块可驱动两线或三线压电弯曲致动器。
其3V输入范围、快速响应及高峰值电流输出,非常适用于高速阀控制、机器人致动器、非谐振压电马达和运动控制等应用。
BD系列模块具有全面的过载保护,提供螺丝端子或PCB安装引脚版本可选。
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电压范围及型号一览
型号 | 输出电压 | 差分输出 | 增益 | 峰值电流 | RMS电流 |
---|---|---|---|---|---|
BD300 | 300 V | ±300 V | 101 | 50 mA | 11 mA |
BD250 | 250 V | ±250 V | 83.6 | 59 mA | 13 mA |
BD200 | 200 V | ±200 V | 67.7 | 73 mA | 16 mA |
BD150 | 150 V | ±150 V | 51.0 | 95 mA | 21 mA |
工作原理说明
BD系列模块内含高压DC-DC变换器和两个线性放大通道。输出电压的标准范围从+150V到+300V。由于采用推挽输出结构,最小输出电压约为+3V,无法完全达到0V。
因此,最小可用输入电压约为 3V/增益。例如,对于BD300,其增益为101,故最小有效输入电压为约30 mV。以下应用示例中不考虑该限制。
通道2可设置为非反相(on,与通道1相同)或反相(off,适用于三线弯曲致动器或差分输出配置)。
应用示例
示例1:独立双通道控制
使用BD300模块分别驱动两个压电致动器,输入信号为0V至3V。推荐使用双绞线将电源直接连接至螺丝端子的引脚5和4。
示例2:±200V压电驱动
使用BD200模块驱动串联极化的双层压电弯曲致动器(两线模式),通过0V至3V的输入信号产生±200V的差分输出。通道2设为反相模式(开关设置为off),输出1和输出2的电压为:
输出1 = +200V × Vin/3V
输出2 = -200V × Vin/3V
因此,0V输入 → -200V,1.5V输入 → 0V,3V输入 → +200V。
若输出电压为正,则致动器向下弯曲,偏转量 δ 计算为:
δ = δ_max × (V / V_max)
其中,δ_max 是器件的最大位移。例如,Thorlabs T220-A4BR-2513XB 的 δ_max 可达几百微米。
示例3:三线弯曲致动器驱动
该示例展示“带偏置的单极”或“三线配置”的平行极化弯曲致动器。将通道2设为反相,且输入接地,即可获得+150V偏置电压。
0V 输入 → 上层产生+150V → 最大向上弯曲
3V 输入 → 下层产生+150V → 最大向下弯曲
偏转量 δ 计算为:
δ = δ_max × (2V_in/3V – 1)
兼容的致动器示例如下:
致动器型号 | 偏置电压 | 推荐驱动器 |
---|---|---|
PiezoDrive BA6020 | +150 V | BD150 |
Thorlabs PB4NB2W | +150 V | BD150 |
Noliac CMBR02 | +200 V | BD200 |
注:推荐的+100V 和 -100V 偏置电压也可改为+200V 和 0V
其他技术参数
项目 | 参数 | 备注 |
---|---|---|
输入电压范围 | 0 V 到 3 V | 最小有效输入为 3V / 增益 |
输入阻抗 | 通道1: 10 kΩ;通道2: 5 kΩ | |
最小输出电压 | < 3 V | 不能输出0V |
过流保护 | 峰值和RMS保护,支持短路 | |
过热保护 | > 70 °C 时自动禁用 | PCB温度超出限制 |
电源输入 | +12 V 到 +30 V(推荐24 V) | |
最大功耗 | 5 W | 全负载下平均功率 |
小信号带宽 | 20 kHz | |
上升速率 | 12 V/μs | |
输出噪声 | < 满量程的1% | 例如:BD300 < 3 Vpp |
状态引脚电压 | 0.6 V(正常),<0.5V表示过热 | |
工作温度 | 0 °C 至 +50 °C | |
湿度限制 | 非冷凝 | |
外形尺寸 | 60 × 25.4 mm(2.3 × 1 英寸) | |
高度(PCB安装) | 8 mm | |
重量 | 11 克 |
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