Piezodrive PDu100 微型压电驱动器,压电陶瓷驱动器,压电式驱动器

PDu100 微型压电驱动器

PDu100 是一款极其小巧轻便的压电驱动器，适用于驱动压电致动器。PDu100 可驱动双线压电致动器和弯曲致动器，输出电压高达 ±100V；也可驱动三线压电弯曲致动器和堆叠致动器，输出电压最高为 +100V。典型应用包括电池供电机器人、压电马达，以及超低功耗的定位和操控系统。

PDu100 具备短路、电流过载和过温保护功能。其还配有一个关断引脚，当拉低该引脚电平时，供电电流可降低至 1 mA。PDu100 的输出电压范围和增益可定制，以满足 OEM 应用的具体需求。

兼容致动器

类型	电压范围
堆叠致动器	最高 100V
板状和管状致动器	最高 ±100V
双线弯曲致动器	最高 ±100V
三线弯曲致动器	0 至 100V（需偏置电压）

技术规格

项目	参数
电源电压	3 V 至 5.5 V
最大单极输出电压	+100 V
最大双极输出电压	±100 V
RMS 输出电流	33 mA
平均直流电流	15 mA
功率带宽	3.2 kHz
峰值输出电流	100 mA
信号带宽（空载）	60 kHz
尺寸	11.8 × 12.9 mm（0.46 × 0.51 英寸）
重量	560 毫克（0.018 盎司）
增益	27.5 V/V
输入电压范围	0.5 Vs ± 1.8 V
输入偏置	±100 mV
负载电容	不受限制
保护	热保护和过流保护
噪声（10μF 负载）	70 mV RMS
工作环境温度范围	0 至 70°C（32 至 158°F）
静态电流（关断时）	25 mA（1 mA）

工作原理

系统框图如图2所示。升压转换器生成高压电轨，为一对互补放大器供电。可使用单一输出驱动最高 +100V 的单极负载，或使用两个放大器输出实现 ±100V 的双极输出。

输入信号可选择为偏置在电源电压一半的单极信号，或为双极信号。放大器增益为 27.5，因此 3.6 Vp-p 的输入信号将产生 100 Vp-p 的输出。两个放大器通道均偏置在输出范围的一半（即 50 V）处。

系统增益与电压范围

输出类型	增益	输入范围	输出范围
单极输出	27.5	0.5 Vs ± 1.8V	0~100 V
双极输出	55	0.5 Vs ± 1.8V	±100 V

两个输出均偏置在高压母线电压的一半（约50 V）。输出电压公式如下：

单极输出：
$Vout=50+27.5⋅(Vin−1.8)V_{out} = 50 + 27.5 \cdot (V_{in} – 1.8)$
双极输出：
$Vout1=50+27.5⋅(Vin−1.8),Vout2=50−27.5⋅(Vin−1.8)V_{out1} = 50 + 27.5 \cdot (V_{in} – 1.8),\quad V_{out2} = 50 – 27.5 \cdot (V_{in} – 1.8)$

放大器增益与输出范围均可按需联系 PiezoDrive 定制。

应用示例

以下为典型应用电路图。输出电阻 $R_s$ 可用于降低噪声（详见“噪声”部分），推荐值为 270Ω。

功率带宽

功率带宽是系统在无失真的情况下可再现的最大周期信号频率。使用“功率带宽计算器”可确定给定电容负载下的最大工作频率与所需功率，计算器考虑了电流限制、转换速率（slew rate）和信号带宽，但在功率带宽低于 50 Hz 时准确性降低。

噪声

PDu100 输出电压中的噪声来源于升压转换器的开关噪声与高压放大器的随机噪声。实际加载的电容、输出电阻和信号带宽决定最终噪声幅度。

若没有输出电阻，可使用 100Ω 来估算带宽和噪声。想要达到特定噪声水平时，应先根据下图选择所需带宽，然后使用公式计算所需电阻：

$\frac{1}{2 \pi f C}$

信号带宽

空载小信号带宽约为 60 kHz。对于电容性负载，带宽由输出电阻决定：

$\frac{1}{2 \pi R C}$

电源电流

供电电流 $I_s$ 与负载电流 $I_o$ 的关系：

$Is=Vo⋅IoVsI_s = \frac{V_o \cdot I_o}{V_s}$

对于电容性负载，输出电流峰值与平均值为：

$Io=πfCVppI_o = \pi f C V_{pp}$

则平均供电电流为：

$Is=πfCVppVoVsI_s = \frac{\pi f C V_{pp} V_o}{V_s}$

功率损耗

功率损耗 $V_s \cdot I_s$ 。在满功率带宽运行时，最大损耗约为 2.5 W。PDu100 的热阻为 45 K/W，意味着温升最大可达 90°C。

当连续功耗超过 1W 时，应使用如 3M 8940 或 Bergquist BOND-PLY 100 的导热双面胶，将模块安装至散热器上。

使能 / 关断功能

Enable 引脚拉低可关闭放大器并将静态电流降低至 1 mA。可由逻辑输出或开集电极控制。关断后的恢复时间为 2 毫秒。

过载保护

PDu100 具备过流与过温保护功能。当温度超过 150°C 时，驱动器将自动关闭，直至温度恢复。

保修 / 支持

每个 PDu100 在出厂前均进行完整规格和过载保护测试。用户需确保正确设置与在额定参数内运行。本产品无保修期，若多次超过额定电流、电压或冷却不足导致损坏，需用户自行更换。PDu100 不支持维修。需技术支持可通过联系页面提交工单。

高压安全警告

本产品可输出高达 120V DC 的电压，具有潜在致命危险！

使用须遵循 ANSI C84.1-1989 等低压安全规定：

有经过低压救援培训的观察人员；
禁止裸露导线工作；
使用适当安全标志。

认证

CE
RoHS
REACH

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