根據(jù)壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)，壓電陶瓷在電場的作用下會(huì)產(chǎn)生微位移。目前常用的壓電驅(qū)動(dòng)控制器采用的主要是電壓驅(qū)動(dòng)控制的方式，根據(jù)壓電陶瓷位移與其兩端電壓呈近似線性關(guān)系的原理，通過精確控制壓電陶瓷兩端驅(qū)動(dòng)電壓的大小以達(dá)到對位移的精密操控。

壓電驅(qū)動(dòng)控制器根據(jù)其輸出的電壓大小可以分為：低壓控制器與高壓控制器。低壓控制器適合驅(qū)動(dòng)單層陶瓷片和疊堆陶瓷等，其電壓范圍-20V~150V。高壓控制器適合驅(qū)動(dòng)高壓疊堆陶瓷以及MFC壓電纖維陶瓷片，其電壓范圍可達(dá)-500V~1500V。

MFC壓電纖維陶瓷片

MFC壓電纖維陶瓷片是一種先進(jìn)的薄片型執(zhí)行器和傳感器，提供高性能、高靈活性及高可靠性。MFC作為促動(dòng)器時(shí)，位移可達(dá)上百微米或幾百微米，輸出力可達(dá)693N以上。MFC作為傳感器使用時(shí)，產(chǎn)生的電荷量與振動(dòng)幅度、振動(dòng)頻率等有關(guān)，輸出電壓可達(dá)幾伏，甚至10V、20V或更高，輸出電流在微安級。

各種尺寸的MFC壓電纖維陶瓷片

MFC壓電纖維陶瓷片作為傳感器使用時(shí)，要平面粘貼于被測表面，當(dāng)該表面產(chǎn)生形變時(shí)，MFC就會(huì)輸出電荷，大小取決于形變程度。這個(gè)過程中MFC無需額外的供電端。

MFC壓電纖維陶瓷片作為促動(dòng)器使用時(shí)，也要平面粘貼于一個(gè)表面上，當(dāng)對MFC施加電壓時(shí)，MFC內(nèi)部的PZT會(huì)產(chǎn)生伸長運(yùn)動(dòng)，但因MFC平面粘貼于一個(gè)表面上，所以MFC的伸長形變會(huì)作用于被粘貼的表面，從而引起被粘貼表面產(chǎn)生彎曲形變運(yùn)動(dòng)。這個(gè)過程中，MFC需要外部的驅(qū)動(dòng)電壓來驅(qū)動(dòng)，這種伸長型MFC的驅(qū)動(dòng)電壓為-500V~1500V。

芯明天研發(fā)-500V~1500V高壓放大器

為了向MFC壓電纖維陶瓷片的用戶提供相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電源，也為了能讓客戶更快的拿到產(chǎn)品，芯明天公司特研發(fā)生產(chǎn)了E01/E00.A系列-500V~+1500V的高壓放大器。該產(chǎn)品是由芯明天公司進(jìn)行設(shè)計(jì)、研發(fā)、生產(chǎn)、裝配、調(diào)試及銷售，與進(jìn)口產(chǎn)品具有同等性能，但它具有更高的性價(jià)比、更快的供貨速度及更便捷的售后服務(wù)。

E01/E00.A系列高壓壓電放大器是專為驅(qū)動(dòng)MFC壓電纖維陶瓷片而研發(fā)設(shè)計(jì)的，通過外部模擬信號進(jìn)行控制，它的輸出電壓范圍可高達(dá)-500V~1500V，可驅(qū)動(dòng)MFC壓電纖維片。

E00.A6高壓控制器實(shí)物圖

特點(diǎn)

?輸出電壓-500~+1500V

?1至6通道可選

?模擬輸入控制

?小信號帶寬可達(dá)10kHz

應(yīng)用

?驅(qū)動(dòng)MFC壓電纖維片

?驅(qū)動(dòng)高壓壓電陶瓷疊堆

?驅(qū)動(dòng)高壓壓電陶瓷促動(dòng)器

高壓放大器面板介紹

該款高壓放大器的模塊化設(shè)計(jì)，使得每個(gè)模塊的面板都是相同的，具體接口定義如下圖所示。

注意！危險(xiǎn)！通過示波器等儀器直接測量OUTPUT端或配套線纜的兩端時(shí)，輸出電壓范圍-500V~1500V，要注意示波器等儀器的測量電壓范圍，否則會(huì)損壞您的測量儀器!

模擬信號控制

E01/E00.A系列高壓壓電放大器采用模擬信號控制方式，控制電壓與輸出電壓呈線性關(guān)系，可將-2.5V~7.5V的模擬控制信號放大輸出-500V~1500V的電壓。該放大器的帶寬可達(dá)3kHz。

原理圖

頻率負(fù)載曲線

可選配電壓監(jiān)控功能

為了更好的向客戶提供便利，芯明天公司針對需要電壓監(jiān)控功能的用戶提供電壓監(jiān)控功能選配，用戶可根據(jù)自身的應(yīng)用需求來進(jìn)行選擇。

隨著產(chǎn)品優(yōu)化升級，芯明天將陸續(xù)將此功能加入標(biāo)配選項(xiàng)中。

1~6通道可選

該款高壓放大器是采用模塊化組合，每個(gè)模塊為一個(gè)驅(qū)動(dòng)輸出通道，每個(gè)模塊都可輸出-500V~1500V的電壓。而模塊數(shù)量即是可輸出電壓的通道數(shù)。可根據(jù)用戶使用需求，在1至6個(gè)通道間自由選擇通道數(shù)。1~3個(gè)通道會(huì)采用E01機(jī)箱，4~6通道采用E00機(jī)箱。

E01/E00.A系列高壓壓電放大器的6款型號的外觀如下圖所示，區(qū)別在于通道數(shù)不同。對于單獨(dú)一個(gè)MFC壓電纖維陶瓷片的驅(qū)動(dòng)，選用1通道版本即可；而對于驅(qū)動(dòng)多個(gè)MFC壓電陶瓷纖維片，且需要每片單獨(dú)控制，則可選擇多通道版本。

單獨(dú)1個(gè)通道的高壓壓電放大器也可以用于同時(shí)驅(qū)動(dòng)多個(gè)MFC壓電纖維陶瓷片，但要確認(rèn)驅(qū)動(dòng)功率是否足夠，否則可能出現(xiàn)電壓幅值衰減或頻率衰減的情況。

技術(shù)參數(shù)

型號：E00/E01.A，-500~1500V

控制方式：模擬信號

通道數(shù)：1~6通道可選

模擬輸入范圍：-2.5~7.5V

輸出電壓范圍：-500~1500V

輸出電壓紋波：50mVp-p(@1μF)

電壓穩(wěn)定性：＜0.1%F.S.（滿量程）/8hours

模擬輸入阻抗：100KΩ

全功率帶寬：3kHz

小信號帶寬：10kHz

平均電流：17mA@1000V、1μF

峰值電流：55mA

過流保護(hù)：26mA

控制輸入連接器：BNC-50KY母頭

電壓輸出連接器：EGG.2B.302.CLL

供電模式：AC 220V±10％，50Hz±10％

電流限制：短路保護(hù)

1~3通道尺寸：280×175×375mm^3

4~6通道尺寸：500×175×375mm^3

散熱方式：風(fēng)扇散熱

采用芯明天高壓放大器驅(qū)動(dòng)MFC壓電纖維陶瓷片

該視頻中使用了芯明天E01.C1高壓放大器驅(qū)動(dòng)M2814P1壓電纖維陶瓷片，M2814P1壓電纖維陶瓷片粘貼于一塊長30cm的鋁片上，使用E01.C1高壓放大器對MFC施加了800V驅(qū)動(dòng)電壓，效果如視頻中所示。施加更高電壓，鋁片的振幅將更大。