在驱动压电陶瓷执行器时,常面临以下典型问题:
当对压电陶瓷执行器施加控制信号时,系统实际输出与理论响应之间存在差异:
1.响应延迟与运动畸变:期望的快速线性位移出现滞后,或由于信号波形畸变引入额外谐波,从而影响定位精度与系统带宽。
2.输出性能不足:部分应用需千伏级驱动电压,常规放大器难以满足,限制了执行器的潜在性能。
3.温升明显,稳定性下降:放大器能效较低,部分电能转化为热能,造成系统温度上升,引起信号漂移,长期可能影响设备可靠性。
4.数据可靠性问题:驱动信号中的噪声与失真导致实验数据出现波动,降低了测量结果的重复性与可信度。
上述问题的主要根源在于驱动系统的核心部件——功率放大器的性能。理想的驱动方案需能够为压电陶瓷类容性负载提供高电压、宽带宽与低噪声的高质量驱动信号。
HCAM系列高压功率放大器专为要求严苛的压电驱动及其他高压应用设计,兼顾稳定性与易用性,为控制系统提供有效支持。
HCAM系列高压功率放大器技术特点
压电陶瓷属于容性负载,在高速切换状态下会产生较高的冲击电流,对放大器的电压摆率与工作带宽提出较高要求。HCAM系列具备以下性能:
1. 高压与大功率输出
输出电压范围覆盖±1kV至±50kV,适应各类高压压电执行器的需求。
提供足够的电流与功率输出,确保在高频动态驱动过程中电压稳定,使执行器性能充分展现。
2. 宽带宽与高压摆率
3dB带宽可达数百kHz至MHz水平,能够无失真地放大高频控制信号,准确复现快速变化的波形。
高压摆率(单位V/μs)保障放大器对快速变化信号的响应能力,避免因压摆率限制造成波形畸变,从而支持高速高精度定位。
3. 四象限输出能力
支持四象限工作模式,既可作为源(Source)向负载提供电能,也可作为汇(Sink)吸收负载回馈能量。
在压电陶瓷快速收缩阶段,有效吸收其释放的能量,抑制输出电压过冲与振荡,确保运动过程平稳。
4. 高线性度与低噪声
具备较低的谐波失真(THD)与噪声基底,保障输出信号质量。
有助于实现高精度的位移控制,满足纳米级定位、扫描及高精度测量的需求。
5. 全面的保护机制
集成过压(OVP)、过流(OCP)、过温(OTP)及短路保护功能,确保放大器及所连接设备的安全性。
软启动电路可抑制开机瞬间的电流冲击。

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