PiezoDrive PD32 Manual

32 channel piezo driver multi-channel high voltage amplifier
Hide thumbs Also See for PD32:

Advertisement

Quick Links

PD32 - 32 Channel Piezo Driver
Manual and Specifications
PiezoDrive Pty. Ltd. 
www.piezodrive.com

Advertisement

Table of Contents
loading
Need help?

Need help?

Do you have a question about the PD32 and is the answer not in the manual?

Questions and answers

Summary of Contents for PiezoDrive PD32

  • Page 1 PD32 - 32 Channel Piezo Driver Manual and Specifications PiezoDrive Pty. Ltd.  www.piezodrive.com...
  • Page 2: Table Of Contents

    Contents Introduction  ............................ 3     Warnings / Notes  ........................... 3     Specifications  ............................ 4     Output Voltage Range ........................... 5     Ground load configurations ...................... 5     Floating load configuration ...................... 6     Input Connection Diagram ........................ 6     Output Connection Diagram ......................... 7     Output Current ............................ 8     Power Bandwidth .......................... 8     Small Signal Bandwidth ........................ 10     Overload Protection ...
  • Page 3: Introduction

    Introduction The PD32 is a high‐bandwidth, low‐noise linear amplifier for driving up to 32 piezoelectric actuators. The  voltage range is configurable from +50V to +/‐140V and includes asymmetric voltage ranges such as ‐20V  to +120V. The PD32 works seamlessly with common multi‐channel DAC cards and provides exceptional  ease of use and compatibility with programming tools such as LabView and Simulink. The compact size and  19‐inch rack compatibility provides a comprehensive off‐the‐shelf solution for driving hundreds or  thousands of piezoelectric actuators.  The PD32 is designed for demanding applications such as Adaptive Optics, Acoustic Beam Forming,  Materials Testing, Astronomy, Ultrasonics, and Vibration Control. With an output current of 150mA per  channel, a large array of piezoelectric actuators can be driven simultaneously at high frequencies. Positive  and negative high‐voltage bias outputs are also included for compatibility with piezoelectric bender  actuators.    Compatible Actuators  Stack Actuators  60V, 100V, 120V, 150V  Plates and Tubes  up to +/‐140V  Two Wire Benders  up to +/‐140V  Three Wire Benders Up to 140V, or +/‐75V    Each channel is individually protected against short circuit and thermal overload. Status indicators on the  front panel provide individual monitoring of all channels. A digital status signal and external shutdown  command is also accessible from the input connector to allow remote monitoring and control. The input  and output connectors are industry standard 37 Pin D‐Sub connectors which are straight‐forward to  assemble. Adaptors are available for industry standard 32 Channel DAC cards.    Warnings / Notes This device produces hazardous potentials and should be used by suitably  qualified personnel under the supervision of an observer with appropriate  first‐aid training. Do not operate the device when there are exposed  conductors.   ...
  • Page 4: Specifications

    3 Specifications   Unipolar Output Bipolar Output      Output Voltage  +50V to +140V  +/‐50V to +/‐140V  Peak Current  150 mA per channel   75 mA per channel   RMS Current  106 mA per channel  53 mA per channel  Power Bandwidth  50 kHz (120 Vpp)  50 kHz (240 Vpp)  Signal Bandwidth  120 kHz  120 kHz  Slew Rate  19 V/us  38 V/us  Gain  15 V/V  30 V/V  Input Impedance  53 kOhm  6.25 kOhm   Input Offset  5 mV  5 mV  Load  Unlimited  Unlimited  Output Noise  200 uV RMS (1uF Load)  300 uV RMS (1uF Load)  Protection ...
  • Page 5: Output Voltage Range

    Output Voltage Range The output voltage range is configurable between +50V and +/‐140V and the load can be either grounded  or floating. For peak‐to‐peak voltages less than 140V, the grounded load configuration is recommended  since this provides greater current. The floating load configuration is required for the +/‐100V and +/‐140V  ranges. The desired configuration should be specified at the time of ordering.    4.1 Ground load configurations In the grounded load configurations, the actuator connections are illustrated below. The negative output is  internally grounded.   Out1+ Piezo 1 Out1‐   The desired output voltage range can be selected from the following table.     Min Voltage  Max Voltage  Order Code  0  +140  PD32‐140  0  +120  PD32‐120  0  +100  PD32‐100  0  +70  PD32‐70  0  +50  PD32‐50        ‐20  +120  PD32‐20/120  ‐20 ...
  • Page 6: Floating Load Configuration

    4.2 Floating load configuration The floating load configuration is useful for achieving higher peak‐to‐peak voltage swings. The connection  diagram is illustrated below. Do not connect either of these signals to ground, for example, an oscilloscope  probe.   Out1+ Piezo 1 Out1‐     The desired output voltage range can be selected from the following table.     Min Voltage  Max Voltage  Order Code  ‐140  +140  PD32‐140/140  ‐100  +100  PD32‐100/100  5 Input Connection Diagram The front panel input connector is an industry standard DB37 Female Connector (TE 1658612‐1). Any Male  DB37 cable plug is compatible. The connection diagram is illustrated below.       Signals  Input Connector Notes  Analog Inputs 1 to 32  Pins 1 to 32  +/‐ 10V max  Digital disable command  Pin 36  3.3V or 5V logic  Overload indicator  Pin 37  5V logic ...
  • Page 7: Output Connection Diagram

    6 Output Connection Diagram The front panel output connector is an industry standard DB37 Female Connector (TE 1658612‐1). Any  Male DB37 cable plug is compatible. The connection diagram is illustrated below.     Signals  Connector 1  Notes  Outputs 1 to 16 (Positive)  Pins 1 to 16    Outputs 1 to 16 (Negative)  Pins 20 to 35    HV+  Pin 17 and 18  For driving benders  HV‐  Pin 36 and 37  For driving benders  Signals  DB37 Connector Notes  Outputs 17 to 32 (Positive)  Pins 1 to 16    Outputs 17 to 32 (Negative)  Pins 20 to 35    HV+  Pin 17 and 18  For driving benders  HV‐  Pin 36 and 37  For driving benders ...
  • Page 8: Output Current

    7 Output Current The peak output current is 150 mA per channel in the grounded load configuration or 75 mA per channel in  the floating load configuration. The maximum RMS current is 106 mA in the grounded configuration and 53  mA in the floating load configuration.   The maximum simultaneous output current from all channels is 1.5 A.    8 Power Bandwidth The nominal slew‐rate of the PD32 in the grounded load configuration is 19 V/us. Therefore, the unloaded  maximum frequency sine‐wave is  .  That is, the power bandwidth for a 120 Vp‐p sine‐wave is 50 kHz. In the floating load configuration, the  slew‐rate is doubled to 38 V/us, therefore, the power bandwidth for a 240 Vp‐p sine‐wave is 50 kHz  With a capacitive load, the power bandwidth is limited by the output current. The maximum frequency  sine wave is    where   is the peak current limit,   is the peak‐to‐peak output voltage, and   is the effective load  capacitance.  The power bandwidth versus load capacitance is listed below.  Load  Peak to Peak Voltage (Floating)  Load  Peak to Peak Voltage (Grounded) Cap.  100  200  280  Cap.  50  100  140  10 nF  23 kHz  11 kHz  8.5 kHz  10 nF  95 kHz  47 kHz ...
  • Page 9 10 uF  3 uF 1 uF 300 nF 30 nF  100 nF Frequency (Hz)   Figure 1. Maximum frequency versus voltage and capacitance (Grounded Load)  3 uF  1 uF  300 nF 100 nF 30 nF 10 nF  Frequency (Hz) Figure 2. Maximum frequency versus voltage and capacitance (Floating Load) ...
  • Page 10: Small Signal Bandwidth

    9 Small Signal Bandwidth The  small‐signal  bandwidth  for  a  range  of  capacitive  loads  is  listed  below.  The  small‐signal  frequency  responses are plotted in Figure 3.    Load  Signal  Capacitance   Bandwidth  No Load  120 kHz  10 nF  90 kHz  30 nF  40 kHz  100 nF  11 kHz  300 nF  3.8 kHz  1 uF  1.0 kHz  3 uF  320 Hz  10 uF   62 Hz  30 uF   24 Hz ...
  • Page 11: Overload Protection

    10 Overload Protection Each channel is protected against short‐circuit and thermal overload. If the thermal overload on any  channel engages, the front panel indicator for that channel will illuminate. In addition, an overload on any  channel will cause the overload signal (pin 37) on the input connector to go high (+5V).   The amplifier can also be disabled by applying a logic high (3.3V to 5V) to the disable pin (pin 36).  11 Enclosure The PD32 has a side air intake and rear exhaust. These vents should not be obstructed. If sufficient air‐flow  is not available, the amplifier will enter a thermal overload state as discussed above.  The PD32 amplifier can be rack‐mounted in a single or side‐by‐side arrangement. The DAC card adaptor  can also be rack mounted in a single or side‐by‐side arrangement with another adaptor or the amplifier  itself. A single amplifier or adaptor can be mounted with the PD32‐Rack1 kit. Two adaptors, amplifiers, or a  combination of both can be mounted side‐by‐side with the PD32‐Rack2 kit.  12 Signal Adaptors The signal adaptors allow a direct connection to common multi‐channel DAC cards. Standard adaptors are  listed below; however, custom adaptors can also be created.    Manufacturer  DAC Card  Signal Adaptor  Notes  National Instruments  PCI‐6723  PD‐6723  Requires NI SH68‐C68‐S Cable  National Instruments  PXI‐6723  PD‐6723  Requires NI SH68‐C68‐S Cable    The adaptors are contained in a compact desktop enclosure which can be mounted in a side‐by‐side  arrangement to another adaptor or an amplifier. A single amplifier or adaptor can be mounted with the  PD32‐Rack1 kit. Two adaptors, amplifiers, or a combination of both can be mounted side‐by‐side with the  PD32‐Rack2 kit.  13 Waranty The PDC32 is guaranteed against manufacturer defects for a period of 12 months.

Table of Contents