Come pilotare trasduttore piezo (1MHz, 50-100V)?

Sep 15, 2022 Last reply: 3 years ago 9 Replies

Devo pilotare dei trasduttori piezoelettrici tipo questi o simili



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Frequenza: 1 MHz Capacita': 3200 pF Tensione: 50-100V



Vedo che ci sono dei chip fatti apposta, ma un po' strani Che dite? Esistono topologie tipiche di circuito per questo tipo di trasduttori? Andreste di chip specifico (e costoso e introvabile) o giu' di analogica?


RobertoA ha scritto:

la Apex fa degli amplificatori idonei a pilotare trasduttori piezo, in alternativa un opamp con finali per AT e idoneo pilotaggio... se cerchi su google "op amp high voltage output stage" trovi il mare...

Se li devi pilotare esattamente alla risonanza serie a 1 MHz, sono resistivi con circa 8.8 ohm di resistenza. Concettualmente e' facile, pero' la potenza e' alta: con 100 V di picco siamo a 568 W. Suppongo sara' per brevi impulsi, pero' devi gestire correnti elevate. Io farei un semiponte a MOS in onda quadra direttamente alla tensione di lavoro (o meglio il doppio, perche' la tensione di alimentazione ti diventa picco-picco), con un LC risonante serie verso il trasduttore per far passare solo la fondamentale. Puoi anche fare un push-pull su un trasformatore (in ferrite) e scegliere il rapporto spire che piu' ti aggrada per svincolare la tensione di alimentazione da quella sul trasduttore, magari prevedendo prese sul secondario. In entrambi i casi potresti anche lavorare in classe B pilotando in sinusoide, evitando il filtro di uscita. E' meno efficiente e, lavorando in lineare, devi stare attento alla SOA dei MOS.

Ciao,

Son meravigliosi, ne volevo prendere uno per giocarci ma i prezzi sono veramente e giustamente alti. Quelli di alta potenza devono essere veramente begli oggetti.

Parliamo di burst di 10-20 impulsi, poi tutto fermo per 100 mSec Si, l'obiettivo e' predisporre il tutto per arrivare ai 100V ma in realta' gia' con 30-40 V tutto funziona correttamente per quel che mi serve fare Si, penso che il mezzo ponte sia quel che mi e' sufficiente "..con un LC risonante serie.." come lo dimensiono questo?

Se gli impulsi sono cosi' pochi la banda si allarga, per cui devi tenere basso il loaded Q del circuito risonante. Diciamo che grosso modo un Q=3 potrebbe andar bene, ma al posto tuo farei delle simulazioni (es. LTSpice) per ottimizzare il tutto. Se ad es. Q=3 andasse bene, con 8.8 ohm di carico avresti XL=XC=8.8*3=26.4 ohm, per cui a 1 MHz L=4.2 uH, C=6 nF. Valori eventualmente da aggiustare (basta uno dei due) per centrare la risonanza su quella del piezo. Ma col Q basso la risonanza non e' critica. Il C va per alta tensione e alta corrente: con 100 V di picco e' attraversato da 11 A e la tensione arriva a 290 V (valori sempre di picco). Siccome il duty-cycle e' basso, potrebbero bastare dei ceramici SMD C0G 1 nF 500-1000 V in parallelo, ma devi vedere il datasheet del componente.

Ciao,

Il 16/09/2022 00:07, pcf ansiagorod ha scritto:

Si proprio begli :) Ma rientriamo a pieno titolo nei 'componenti strani'

Informazioni molto utili, grazie mille

Il 15/09/2022 20:41, emilio ha scritto:

Allora tanto per farmi un'idea vado su Mouser:

- Operazionali

- filtro per Vmax+ > 60V

- filtro slewrate > 30V/uSec

- ordino per prezzo

Vien fuori una sfilza di Apex e qualche Analog Devices, roba da 11 euri in su, questi sono i primi quattro

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Che dite? Usereste qualcosa di questo tipo o andreste a colpi di mosfet classici?

A parte il primo che e' minuscolo, gli altri danno in uscita max 120 mA. Rispetto agli 11 A calcolati a 100 V di picco, mancano due ordini di grandezza... Sempre se non hai sovrastimato la potenza che ti serve.

Ciao,

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