PZD700A-1-H-CE Driver piézoélectrique et amplificateur haute tension 700 V, 100 mA

La version bipolaire du PZD700A fournit une plage de sortie symétrique de ±700 V (c’est-à-dire qu’elle peut générer des tensions positives ou négatives jusqu’à 700 V), avec un courant de sortie maximal de ±100 mA. La version unipolaire est configurée pour une sortie haute tension unidirectionnelle : elle peut délivrer de 0 à +1400 V (ou, alternativement, de 0 à –1400 V si elle est commandée en polarité négative) avec un courant maximal de ±50 mA. En pratique, choisissez le modèle bipolaire si votre application nécessite de piloter à la fois des tensions positives et négatives, par exemple des signaux oscillants ou bidirectionnels. Choisissez le modèle unipolaire si vous avez besoin d’une tension plus élevée dans une seule direction (jusqu’à 1,4 kV) et que vos exigences en courant de charge sont plus faibles. Les deux versions partagent la même bande passante et les mêmes caractéristiques générales de performance, à l’exception des limites de tension et de courant.

Le PZD700A est spécifiquement conçu pour piloter des charges capacitives et autres charges réactives de manière sûre et efficace. Il utilise un étage de sortie à quatre quadrants, ce qui signifie qu’il peut à la fois fournir et absorber du courant. Lorsqu’il pilote, par exemple, un actionneur piézoélectrique capacitif, l’amplificateur peut fournir le courant pour charger rapidement l’actionneur et également absorber le courant de retour lorsque l’actionneur se décharge ou que le signal d’excitation est réduit. Cette conception évite les dépassements de tension et les oscillations, et offre une réponse stable et contrôlée même avec des charges fortement réactives (capacitatives). De plus, la sortie de l’amplificateur est protégée contre les courts-circuits et les pics de tension (arcs), susceptibles de se produire dans des systèmes réactifs ou haute tension ; il peut donc tolérer sans dommage le retour d’énergie soudain provenant de telles charges.

La « bande passante petit signal » désigne la plage de fréquences sur laquelle l’amplificateur peut reproduire des signaux de faible amplitude (généralement quelques pourcents de la sortie maximale) avec une atténuation minimale (jusqu’au point à –3 dB). Pour le PZD700A, la bande passante petit signal dépasse 200 kHz, ce qui signifie qu’il peut suivre des variations de tension rapides et de faible amplitude (ou des formes d’onde AC à haute fréquence) jusqu’à environ 200 kHz. La « bande passante grand signal », en revanche, est spécifiée pour des signaux dont l’amplitude balaie presque toute la tension de sortie. La bande passante grand signal du PZD700A est d’environ 120–125 kHz au point à –3 dB pour des signaux d’amplitude maximale. Concrètement, si vous devez piloter une sortie haute tension à plusieurs dizaines de kHz (par exemple une sinusoïde de 100 kHz avec une amplitude de plusieurs centaines de volts), l’amplificateur peut le faire. À des fréquences au-delà de sa bande passante grand signal, l’amplitude de sortie commencera à décroître et la forme d’onde pourra se déformer. Pour de très petits signaux, il peut gérer des fréquences légèrement plus élevées, mais pour une fidélité optimale il est généralement préférable de fonctionner dans les limites de bande passante spécifiées.

Le taux de montée (slew rate) du PZD700A est d’environ 380 V/µs (pour la version bipolaire ; pour la version unipolaire, il est d’environ 370 V/µs). Le taux de montée indique la vitesse à laquelle l’amplificateur peut faire varier sa tension de sortie. Par exemple, 380 V/µs signifie que la sortie peut, en théorie, varier de 380 volts en une microseconde (dans des conditions idéales). Ce taux de montée élevé est important pour les applications nécessitant des transitions de tension ou des impulsions très rapides. Un taux de montée élevé garantit que lorsque vous appliquez une entrée à variation rapide (par exemple un signal carré ou un échelon de tension rapide), la sortie peut monter ou descendre rapidement sans retard excessif. Dans les applications piézoélectriques ou électro-optiques, un taux de montée plus élevé se traduit par une réponse d’actionneur plus rapide, des temps d’établissement plus courts et la capacité à piloter des composantes de signal haute fréquence sans distorsion. En résumé, le taux de montée élevé du PZD700A lui permet de reproduire fidèlement des variations rapides de forme d’onde et des impulsions abruptes jusqu’aux limites de sa bande passante.

Le PZD700A fonctionne comme un amplificateur de puissance linéaire. Vous fournissez un signal d’entrée analogique (par exemple depuis un générateur de fonctions ou un DAC), et l’amplificateur élève ce signal à une tension plus élevée en sortie. Le gain de l’amplificateur est réglable par l’utilisateur jusqu’à 300 V/V via un potentiomètre en face avant (ou une interface de commande). Par exemple, si vous réglez un gain de 100 V/V et appliquez une forme d’onde de 5 V crête, la sortie sera de 500 V crête. Au gain maximal de 300 V/V, une entrée de 2,33 V donnera environ 700 V en sortie. Cette possibilité de réglage vous permet d’ajuster finement l’amplificateur pour différentes plages d’entrée et amplitudes de sortie souhaitées. L’impédance d’entrée est généralement élevée (afin de ne pas charger votre source), et l’appareil est couplé en DC, ce qui signifie qu’il amplifie aussi bien des entrées DC statiques que des signaux AC. En résumé, vous commandez la sortie en appliquant un signal basse tension et en réglant le gain approprié ; le PZD700A amplifie ensuite fidèlement ce signal en haute tension.

Oui. Le PZD700A est stable en DC, ce qui signifie qu’il peut délivrer indéfiniment une tension continue (DC) constante (jusqu’au maximum de sa plage). C’est utile pour les applications nécessitant une tension de polarisation élevée et fixe. Il peut également délivrer des formes d’onde AC (sinusoïdales, carrées, signaux arbitraires) jusqu’à des fréquences élevées (dans les limites de bande passante). L’amplificateur reproduit essentiellement la forme de votre signal d’entrée à un niveau de tension beaucoup plus élevé. Comme il dispose d’un étage de sortie couplé en DC, il n’y a ni modulation ni fréquence minimale : vous pouvez aller de 0 Hz (DC) jusqu’à la plage en kHz spécifiée. Gardez à l’esprit qu’à des fréquences très élevées ou lors de variations très rapides, l’amplitude de sortie peut commencer à s’atténuer en raison de la limite de bande passante ; globalement, il est toutefois capable de piloter à la fois des sorties DC à variation lente et des transitoires AC rapides. Cette flexibilité le rend adapté à un large éventail de tâches, de la polarisation d’expériences avec une haute tension stable au pilotage de tests dynamiques et de formes d’onde en recherche sur les matériaux ou en caractérisation de dispositifs.

Le PZD700A intègre plusieurs fonctions de protection afin de préserver à la fois l’appareil lui-même et votre charge. Premièrement, il dispose d’un circuit de limitation automatique de puissance qui surveille la sortie et empêche l’amplificateur de dépasser ses limites de puissance de sortie sûres — ce qui contribue à éviter la surchauffe et les contraintes sur les composants en cas de conditions de charge anormales. Deuxièmement, l’étage de sortie est conçu pour supporter les courts-circuits : si la sortie est accidentellement mise en court-circuit ou si la charge absorbe un courant excessif, l’amplificateur limite le courant afin de protéger ses transistors. Troisièmement, dans les applications haute tension, des « amorçages » (décharge soudaine ou étincelle) peuvent se produire au niveau de la charge — la sortie du PZD700A est robuste face à de brefs événements d’amorçage et récupère sans dommage. En pratique, il se peut que vous constatiez une mise en limitation de courant ou un arrêt momentané de l’amplificateur lors d’un court-circuit direct ou d’un amorçage, mais il reprend un fonctionnement normal une fois le défaut éliminé. En outre, chaque unité est livrée avec un certificat d’étalonnage et fait l’objet de tests approfondis ; vous pouvez donc avoir confiance dans le fait que les mécanismes de protection fonctionnent comme spécifié. Cela dit, il reste toujours recommandé de respecter les limites indiquées et d’appliquer des procédures appropriées de manipulation de la haute tension afin de minimiser les risques de déclenchement de ces protections.