Piezoverstärker - Selbstbauen - Wie?

Hallo!

Bin auf der Suche nach einem Schaltplan, Bestellnummer, Platine, oder ähnliches für den Bau eines "einfachen" (billigen) Spannungsverstärkers für Piezoaktoren:

Die Piezokapazität beträgt ca. 2,6 nF. Muß den Piezo mit +/-300V (bipolar) ansteuern. Maximale Ansteuerfrequenz beträgt ca. 10 Hz. Um den Verstärker anzusteueren, will ich den +/-10V analog Ausgang des DA-Wandlers meiner Meßkarte verwenden.

Benötige den Verstärker für eine Schwingungsregelungsaufgabe, will mir keinen Verstärker von Piezomechanik, PhysikInstrumente,... kaufen.

Vielleicht könnt Ihr mir weiterhelfen.

Vielen Dank für Eure Hilfe.

mfg, Marcus

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Marcus
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"Marcus" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@posting.google.com...

In folgender Appnote wird ein Verstärker mit +-120V Output beschrieben. Mit anderer Bestückung liese sich da bestimmt noch mehr rausholen.

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Andreas

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Andreas Schmidt

Schau doch mal unter Verstärker für Elektrostaten (Lautsprecher). Vielleicht auch mit Röhren ist bei hoher Spannung und wenig Strom gar nicht so daneben. (nicht 100% ernst gemeinter Vorschlag) Grüße

Markus

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Markus Greim

Hallo Markus, normalerweise sieht ein solcher Verstärker nicht anders aus, wie jeder andere Verstärker, man muss nur auf entsprechend Spannungs- feste Transistoren achten. Bist Du Dir sicher, das Du eine bipolare Spannung brauchst? Normalerweise werden Piezos entweder mit positiver oder mit negativer Spannung angesteuert, da Piezos zwar gut drücken, aber ganz schlecht ziehen können. Gruss Harald

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Harald Wilhelms

Harald Wilhelms schrieb:

Ist die mechanische Zugfestigkeit des Kristalles so schlecht - würde er also brechen bei Zugbelastung? In V2000 Viedeorecordern war eine Piezonachführung des Kopfes vorhanden (er saß auf einem Piezo-Biegebalken), das NT erzeugt u.a. +/-150V ich denke das das nur für die Piezos war. Bei einem Biegebalken denke ich auch, daß man nicht sinnvoll von Zug und Druckrichtung sprechen kann, er war auch nicht vorgespannt.

Martin

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Martin Lenz

Hallo Marcus,

  1. Besorg dir das Datenbuch von APEX, da gibt's jede Menge Hochspannungs-OP's, genau richtig für deine Anwendung. Allerdings nicht billig.
  2. Ich hätte noch einen gebrauchten PZ-300 von Burleigh, der hat drei unabhängige Kanäle mit jeweils 0 bis 180 Volt. Preis VB.

Gruss Michael

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Michael Koch

Hallo Harald,

ja, ich brauche bipolare Spannung. Verwende keine Piezoplatten, sondern -faser. Hab' alles schon mit einem "dicken" Verstärker ausprobiert. Hat alles funktioniert. Ziel ist es jetzt alles billiger und kleiner zu kriegen... Hab' halt zu wenig Erfahrung mit der E-technik... mfg, Marcus

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Marcus

Hab' ich heute mal getan, aber hab' nichts überzeugendes gefunden, die Hifi-HighEnd-Teile kosten ja auch einige Kilo-Euros... Vielleicht find' ich ja noch was...

Gruß, Marcus

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Marcus

Marcus schrieb im Beitrag ...

Deine 10Hz sind dermassen langsam, das es der simpelste Verstaerker tut. Ignoriiere alles was du bei der Suche nach speziellen "Piezotreibern" findest, die sind alle fuer hohe Geschwindigkeit ausgelegt, auch Verstaerker fuer Elektrostaten. Du allerdings brauchst (wenn ich mich nicht verrechnet habe) zum Umladen keine 25uA Strom, da tut es ein Klasse-A-Verstaerker (also simpel ein NPN Transistor an -300V mit Kollektorwiderstand von sagen wir 470kOhm/1Watt nach +300V, an dessen Kollektor der Piezo nach Masse kommt und einem linearisierenden Emitterwiderstand (ausreichend fuer deine 20V Ansteuerspannung).

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MaWin

Der Schaltplan ist nicht das Problem, es reicht ein normaler Transistor in Emitterschaltung; er muss nur für ca. 1000V geeignet sein. Etwas Erfahrung im Aufbau von Schaltungen sollte man allerdings schon haben... Bestellnummer, Platine, oder

Dann wird es schwierig bis unmöglich... Gruss Harald

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Harald Wilhelms

...

Ansteuerspannung).

Hallo,

das klingt ja ganz simpel - bin allerdings kein E-Techniker, vielleicht könntest du mir eine kleine Skizze zukommen lassen? Mit Bauteilbezeichnung. Danke. Löten trau ich mir zu ;)

mfg, Marcus

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Marcus

Ja, falls ein Zug notwendig ist, muss man entweder mit Kraftumleitung oder mit Vorspannung arbeiten.

Da kenn ich mich nicht so aus; ich kenne eigentlich nur die für die Mikropositionierung in Messgeräten typischen Piezos. Gruss Harald

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Harald Wilhelms

Hallo Michael,

auf APEX bin ich auch gerade gestoßen, die haben ja ein paar schöne Application-Notes, welche vielleicht etwas weiterhelfen...mal schauen. Danke für Dein Angebot, aber ich bräuchte eigentlich schon +/-300V.

Grüße, Marcus

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Marcus

Hallo Marcus,

da fällt mir noch was ein: Such bei Ebay (weltweit) nach einem gebrauchten 7600 oder 7602 von KROHN HITE. Ausgangsspannung +-200V. Eventuell geht auch das ältere Modell 7500. Leider tauchen die Dinger nicht allzu oft bei Ebay auf.

Wenn du nicht viel von Elektronik verstehst dann würde ich nicht versuchen so einen Verstärker selber zu bauen.

Gruss Michael

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Michael Koch

Marcus schrieb im Beitrag ...

das ist ganz simpel

+630V | 470k R2 | +-Piezo- +280V

-10V..+10V --|< T1 |E 15k R1 (eigentlich 15.5k) | -12V

-10V: 1.3V an R1=0.086mA, durch R2=40V, unter 630V sind 590V ueber 280V macht +310V am Piezo.

+10V: 21.3V an R1=1.42mA, durch R2=667V unter 630V sind -37.4V unter 280V macht -317V am Piezo.

T1: NPN, kein Darlington, Ucbo>650V, Collector Cutoff Current moeglichst wenige uA, dafuer muss er nicht viel Strom (paar mA) und Leistung (1-2 Watt) aushalten. Infineon (Siemens) kann aber keine mit mehr als 300V bauen, Philips seine WebSite ist zu lahm als das ich da was suchen will, BUX86P, OnSemi (Motorola) schafft nur 450V, aber vielleicht haelt der BUX85 oder MJE13003 Zetex schafft auch nur 450V Hitachi 2SC2979 (800V), hmm...

Du siehst, das andere Spannungsangaben dran stehen, um deutlich zu machen, das Masse der Piezo nicht Masse des D/A-Wandlers ist, aber man kann auch Level-Shifter verwenden, wenn man nicht die Wahl der freien Massezuordnung hat.

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MaWin

Wenn das realnamenslose Individuum +/-300V will, kann es den Piezo eventuell per Brücke ansteuern. Also zwei Endstufen +/-150V. Natürlich sind das mehr Bauteile, aber da die Spannung niederiger ist weniger Probleme.

Das Thema taucht ohnehin öfters auf. Mit "Piezo* 200V" diese newsgroup googlen.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Rafael Deliano schrieb im Beitrag ...

Wie kommst du darauf, das Marcus nicht sein Name ist ? Waere Ronald Reagan realer ?

Exakt der doppelte Aufwand wenn man 2 -10..10V Ausgaenge hat.

Nur sind jene Vorschlaege meist aufwaendiger wegen hoeherer Geschwindigkeit.

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MaWin

MaWin schrieb im Beitrag ...

Den richtigen Transistor dazu findet man auch in dieser NG :-)

2SC4686 , wird gerade ein paar Postings vorher gesucht, er hat beste 1uA Collector cutoff. Vermutlich passten verschiedenen Transi fuer denselben Einsatzzweck (dynamic Focus in Fernsehern).
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MaWin

Wo gibt es eigentlich Piezoaktoren? Was gibt es da so? (Will damit mal ein bisschen "rumspielen" :-).

M.

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Matthias Weingart

Ja. Jedenfalls bei den Stapeln oder anderen Konstrukten für Druckkraft. Diese zerreist es selbst bei schnellen Spannungs- änderungen, etwa bei einem Durchschlag. Oder falls man mit der Ansteuerungsfrequenz in die Nähe der mech Resonanz kommt. Teile für höhere Frequenzen haben daher einen individuellen Saugkreis am Aktor.

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Rolf Bombach

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