Bedienungsanleitung
Hochspannungspulser HVP 300/20
instruction manualhigh voltage pulser HVP 300/20

Bitte lesen Sie sorgfältig die Bedienungsanleitung vor dem Einschalten des Gerätes. Beachten Sie
bitte insbesondere die Sicherheitshinweise!
Please read carefully before switching on the power! Please see safety instructions for using
piezoelectric actuators and power supplies!

Geschäftsführer: Dr. Bernt Götz • Telefon 03641/66880 • Fax 03641/668866 • www.piezo.eu
1

Bedienungsanleitung Seite 3 ... 12(deutsch)
instruction manual pages 13 ... 22(english)Deutsche Version:
english version:

Letzte Änderung 04.05.2015 von MKr
last change 2015-05-04 by MKr

Geschäftsführer: Dr. Bernt Götz • Telefon 03641/66880 • Fax 03641/668866 • www.piezo.eu
2Inhaltsverzeichnis
1
2
3
4
5
6
6.1
6.2
6.3
6.4
7
8
8.1
8.2
8.2.1
8.2.2
8.3
9

Gegenstand .................................................................................................................. 4
Zertifizierung von piezosystem jena .............................................................................. 4
Konformitätserklärung ................................................................................................... 4
Lieferumfang ................................................................................................................. 5
Allgemeine Hinweise zu Piezoaktoren und Spannungsverstärkern ............................... 5
Sicherheitshinweise ...................................................................................................... 6
Installation, Stromanschluss ......................................................................................... 7
Betrieb .......................................................................................................................... 7
Pflege und Wartung ...................................................................................................... 8
Umgebungsbedingungen .............................................................................................. 8
Bedienung .................................................................................................................... 8
Beschreibung des Piezoverstärkers HVP 300/20 .......................................................... 9Allgemeines .................................................................................................................. 9
Bedienelemente .......................................................................................................... 10
Frontseite.................................................................................................................... 10
Rückseite .................................................................................................................... 10
Technische Daten ....................................................................................................... 11
Ihre Notizen ................................................................................................................ 12

Geschäftsführer: Dr. Bernt Götz • Telefon 03641/66880 • Fax 03641/668866 • www.piezo.eu
3

1

Gegenstand

Diese Anleitung beschreibt den Hochspannungspulser HVP 300/20 von piezosystem jena.
Weiterhin finden Sie Sicherheitshinweise im Umgang mit Piezoverstärkern und Piezoelementen.

Bei Problemen wenden Sie sich bitte an den Hersteller des Gerätes:piezosystem jena
Stockholmer Str. 1207747 Jena
Tel: (03641) 66 88 02

Zertifizierung von piezosystem jena

Die Firma piezosystem jena GmbH arbeitet seit 1999 nach einem nach
DIN EN ISO 9001 zertifizierten Qualitätsmanagementsystem, dessen
Wirksamkeit durch regelmäßige Audits durch den TÜV geprüft undnachgewiesen wird.

Diese Bedienungsanleitung enthält wichtige Informationen für den Betrieb undden Umgang mit Piezoaktoren. Bitte nehmen Sie sich die Zeit, diese
Informationen zu lesen. Piezopositioniersysteme sind mechanische Systemevon höchster Präzision. Durch den richtigen Umgang stellen Sie sicher, dassdas System die geforderte Präzision auch über lange Zeit einhält.

3

Konformitätserklärung

Die CE-Konformität für dieses Gerät ist auf Anfrage erhältlich.
Email:

info@piezojena.com
usa@piezojena.com

Telefon:+49 3641 66 88 0 (Deutschland)+1 (508) 634 6688 (USA)

Geschäftsführer: Dr. Bernt Götz • Telefon 03641/66880 • Fax 03641/668866 • www.piezo.eu
4

4

Lieferumfang

Bitte prüfen Sie nach Erhalt die Vollständigkeit der Lieferung, bestehend aus:
 Hochspannungspulser HVP 300/20
 Netzstecker Bedienungsanleitung

5

Allgemeine Hinweise zu Piezoaktoren und Spannungsverstärkern
 Piezoaktoren von piezosystem jena werden mit Spannungen bis 1000 V angesteuert.
Beachten Sie bitte die Sicherheitsvorschriften beim Umgang mit diesen Spannungen.
 Nach dem Transport von Piezoaktoren sollten sich diese vor dem Einschalten ca. 2 h der
Raumtemperatur anpassen können.
 Piezoaktoren sind stoß- und schlagempfindlich (Bruchgefahr). Vermeiden Sie auch bei
eingebauten Piezoaktoren derartige Einwirkungen. Durch den piezoelektrischen Effekt
können bei Stoß- oder Schlageinwirkungen Spannungen erzeugt werden, die zu
Spannungsüberschlägen führen können.
 Piezoaktoren sind mit hohen Druckkräften belastbar. Ohne Vorspannung dürfen sie jedoch
nicht auf Zug belastet werden. Beachten Sie, dass bei Stoßeinwirkungen (z.B.
Herunterfallen) und bei hochdynamischen Anwendungen Beschleunigungen desKeramikmaterials und somit auch Zugkräfte auftreten. Bei vorgespannten Piezoaktoren darf
die Zugkraft die Vorspannkraft niemals überschreiten.
 Bei Ansteuerung der Aktoren mit einer Spannung im oberen Stellbereich kann bei
Abschaltung der Steuerspannung allein durch die noch erfolgende Bewegung der Keramikeine beträchtliche elektrische Gegenspannung erzeugt werden, die zu Spannungsüberschlägen führen kann.
 Durch strukturbedingte Verlustprozesse innerhalb der Keramik kommt es zu einer
Erwärmung im dynamischen Betrieb. Bei ungenügenden Kühlungsmaßnahmen kann es zu
Ausfällen kommen. Bei einer Erwärmung über die Curie-Temperatur (übliche Werte
ca.140 °C bis 350 °C) geht der piezoelektrischen Effekt verloren. Wir empfehlen den Einsatz
bis zur halben Curie-Temperatur.
 Piezoaktoren können elektrisch als Kondensatoren angesehen werden. Die
Entladungszeiten liegen im Bereich von Stunden bis Tagen. Deshalb können auch nach
Trennung der Piezoaktoren von der Spannungsversorgung hohe Spannungen anliegen.
Bleibt der Aktor mit der Elektronik verbunden, so wird er innerhalb einer Sekunde nach dem
Abschalten auf ungefährliche Spannungswerte entladen.
 Piezoaktoren können durch Erwärmung oder Abkühlung eine Spannung an denAnschlüssen erzeugen. Bedingt durch die Eigenkapazität ist das Entladungspotential nicht
zu vernachlässigen. Bei Raumtemperatur ist dieser Effekt unbedeutend.
 Piezoaktoren von piezosystem jena sind justiert und verklebt. Ein Öffnen der Stellelemente
führt zur Dejustage. Eine Beschädigung des inneren Aufbaus ist dabei nicht auszuschließen.
Dieses kann zur Funktionsunfähigkeit führen. Geräte von piezosystem jena dürfen deshalb
nicht geöffnet werden. Ein Öffnen führt zum Garantieverlust!
 Verwenden Sie nur mitgelieferte Kabel und Verlängerungen. So können Geräteausfälle
durch eventuell falsche Verbindungen verhindert werden.
 Bei Problemen wenden Sie sich bitte an piezosystem jena oder an den jeweiligen Händler.
Die für die jeweiligen Länder verantwortlichen Repräsentanten finden Sie auf unserer
Webseite http://www.piezosystem.de/unternehmen/weltweit.

Geschäftsführer: Dr. Bernt Götz • Telefon 03641/66880 • Fax 03641/668866 • www.piezo.eu
5ACHTUNG!
Trotz mechanischer Vorspannung können Stoßkräfte (z.B. Fallenlassen oder Anstoßen) zu einer
Beschädigung des eingebauten Keramikelementes führen. Bei Beschädigungen des Piezoaktors
aufgrund derartiger Einwirkungen können wir keine Garantie übernehmen. Bitte gehen Sie
deshalb sehr sorgfältig mit Ihrem Piezoaktor um.

6

Sicherheitshinweise
Symbole:

GEFAHR! Dieses Symbol weist auf die Gefahr von Elektrounfällen hin. Damit
verbundene Warnhinweise sind unbedingt zu beachten.
ACHTUNG! Dieses Symbol weist auf zu beachtende Anweisungen in derBedienungsanleitung hin, die zusätzliche Hinweise zur Bedienung und Warnung
enthalten.
GEFAHR Öffnen Sie das Gerät in keinem Fall! Im Inneren des Gerätes befinden sich keine Teile, dievom Benutzer selbst gewartet werden können. Das Öffnen oder Entfernen der Abdeckungenkann einen elektrischen Schlag verursachen oder zu anderen gefährlichen Situationen
führen. Reparaturarbeiten dürfen nur von qualifiziertem technischem Personal durchgeführt
werden.
 Vermeiden Sie das Eindringen von Flüssigkeiten in das Gerät! Diese können zu einem
elektrischen Schlag, Brand oder Fehlfunktionen des Gerätes führen.

ACHTUNG Achten Sie auf ausreichende Belüftung der Steuerelektronik. Lüftungsschlitze dürfen nicht
blockiert werden. Die Geräte sollten nicht in unmittelbarer Nähe von Wärmequellen (z.B.
Heizung, Ofen usw.) aufgestellt werden.
 Betreiben Sie die Geräte von piezosystem jena nur in sauberer und trockener Umgebung.
Nur speziell dafür vorgesehene Geräte und Piezoelemente dürfen unter abweichenden
Umgebungsbedingungen betrieben werden.
 piezosystem jena übernimmt keine Garantie bei Fehlfunktionen durch fremdes Zubehör.
Besonders geregelte Systeme sind nur in dem von piezosystem jena ausgelieferten
Zustand voll funktionstüchtig. Das Verwenden zusätzlicher Kabel oder abweichender
Stecker verändert die Kalibrierung und andere spezifizierte Daten. Dieses kann bis zur
Fehlfunktion der Geräte führen.
 Piezoelemente sind empfindliche Präzisionsgeräte von großem Wert. Bitte behandeln Sie
die Geräte dementsprechend. Achten Sie auf einen mechanisch saubere Befestigung der
Piezoelemente, ausschließlich an den dafür vorgesehenen Befestigungsstellen!
Unter den nachfolgend aufgeführten Umständen müssen die Geräte sofort vom Netz getrennt
werden: beschädigte Kabel (z.B. Netzkabel) Flüssigkeiten sind in das Gerät gelangt
 das Gerät war Regen ausgesetzt oder ist mit Wasser in Berührung gekommen
 das Gerät funktioniert bei Bedienung entsprechend der Bedienungsanleitung nicht
ordnungsgemäß
Geschäftsführer: Dr. Bernt Götz • Telefon 03641/66880 • Fax 03641/668866 • www.piezo.eu
66.1 Installation, Stromanschluss
GEFAHR
 Greifen Sie niemals mit nassen Händen an den Netzstecker. Es besteht die Gefahr eines
elektrischen Schlages.
 Nicht in Räumen installieren, in denen leicht entzündliche Substanzen gelagert werden.
Kommen leicht entzündliche Substanzen mit elektrischen Bauteilen in Kontakt, besteht die
Gefahr von Feuer oder einem elektrischen Schlag.
 Nehmen Sie keine Veränderungen am Netzkabel vor. Stellen Sie keine schweren
Gegenstände auf das Netzkabel und verlegen Sie es so, dass es nicht übermäßig gespanntoder geknickt ist. Das Netzkabel könnte sonst beschädigt werden, und es besteht die Gefahr
eines elektrischen Schlages bzw. Brandgefahr.
 Ziehen Sie niemals am Kabel, um den Netzstecker zu ziehen. Dadurch könnte das
Netzkabel beschädigt werden und es besteht die Gefahr eines elektrischen Schlages oder
Brandgefahr.
ACHTUNG Verwenden Sie nur das mitgelieferte Zubehör. Stecken Sie die Netzkabel ausschließlich in
Schutzleitersteckdosen.
 Stellen Sie das Gerät niemals an einem Platz auf, an dem das Netzkabel beschädigt oderzur Stolperfalle werden kann. Stellen Sie niemals Geräte auf das Netzkabel.
 Stellen Sie das Gerät so auf, dass die Lüftungsschlitze nicht blockiert werden und eine
ausreichende Belüftung der Steuerelektronik gewährleistet wird.
 Stecken Sie den Netzstecker vollständig in die Schutzleitersteckdose, damit es sich nichtversehentlich lösen kann.
 Halten Sie den Netzstecker immer frei zugänglich, damit er im Notfall gezogen werden kann.
 Stellen Sie das System so auf, dass der Schalter ohne Probleme betätigt werden kann.
 Der Netzstecker ist die Trennstelle vom Versorgungsnetz.

6.2 Betrieb
Achtung Schalten Sie den Verstärker nicht ohne angeschlossenen Verbraucher ein!
 Verbinden oder trennen Sie den Verbraucher nur wenn der Verstärker abgeschaltet ist.
 Warten Sie mindestens zwei Minuten nach dem Abschalten, bevor Sie den Verbraucher vom
Verstärker trennen.
Gefahr Falls Sie Rauchentwicklung, starke Hitze oder einen ungewöhnlichen Geruch am Gerät
feststellen, schalten Sie es bitte sofort aus und ziehen Sie den Netzstecker. Nehmen Sie mit
unseren technischen Service Kontakt auf.
 Öffnen Sie das Gerät in keinem Fall! Im Inneren des Gerätes befinden sich keine Teile, dievom Benutzer selbst gewartet werden können. Das Öffnen oder Entfernen der Abdeckungenkönnte einen elektrischen Schlag verursachen oder zu anderen gefährlichen Situationen
führen. Reparaturarbeiten dürfen nur von qualifiziertem technischen Personal durchgeführt
werden.
 Achten Sie darauf, dass kein Wasser oder entflammbare Flüssigkeiten ins Innere desGerätes gelangen. Kommen elektrische Bauteile mit diesen Substanzen in Kontakt besteht
Feuergefahr und die Gefahr eines elektrischen Schlages.
Geschäftsführer: Dr. Bernt Götz • Telefon 03641/66880 • Fax 03641/668866 • www.piezo.eu
76.3 Pflege und Wartung
ACHTUNG Schalten Sie das Gerät immer aus und ziehen Sie den Stecker, bevor Sie das äußere
Gehäuse reinigen.
 Verwenden Sie zum Reinigen ein gut ausgewrungenes Tuch. Verwenden Sie niemals
Alkohol, Benzin, Verdünner oder andere leicht entflammbare Substanzen. Ansonsten
besteht Feuergefahr oder die Gefahr eines elektrischen Schlages.

6.4 Umgebungsbedingungen
Das Gerät ist unter folgenden Umgebungsbedingungen einsetzbar:Verwendung nur in Innenräumen
bei einer Höhe bis zu 2000 m
Temperaturbereich: 5 ... 35 °C
relative Luftfeuchte: 5 ... 95 % (nicht kondensierend)

Die empfohlenen Einsatzbedingungen sind:Verwendung nur in Innenräumen
bei einer Höhe bis zu 2000 m
Temperaturbereich: 20 ... 22 °C
relative Luftfeuchte: 5 ... 80 % (nicht kondensierend)

Für den Einsatz unter anderen Temperaturen und Feuchtewerten als den genannten setzen Sie
sich bitte mit uns in Verbindung.

7

Bedienung„extern“Über diese BNC-Buchse kann die Ladespannung extern vorgeben werden, mit der der interne
Kondensator geladen wird. Der Spannungsbereich beträgt +0 bis +10 V, durch den
Verstärkungsfaktor 30 werden Spannungen von 0 bis +300 V erzeugt. Die Spannung wird auf dem
LC-Display angezeigt.
„MOD“
Mit dem Kippschalter „MOD“ kann als Quelle der Ladespannung zwischen „extern“ und „Pot“
gewechselt werden.
„Pot“
Mit dem Potentiometer „Pot“ kann die Ladespannung eingestellt werden mit der der interne
Kondensator geladen wird. Mittels des Potenziometers kann ein Spannungsbereich von+40 bis +300 V von Hand durchfahren werden. Die Spannung wird auf dem LC-Display
ausgegeben. Damit kann der HVP 300/20 auch ohne externe Signalquelle betrieben werden.

Geschäftsführer: Dr. Bernt Götz • Telefon 03641/66880 • Fax 03641/668866 • www.piezo.eu
8„Display“
Der HVP 300/20 verfügt über ein LC-Display und zwei LED’s.
Das dreistellige Display zeigt die am Potenziometer eingestellte Ladespannung an.
Bedeutung der LED’s:
OK:

Die grüne LED zeigt an, dass der HVP 300/20 bereit ist.

IL:

Die rote LED zeigt an, dass der Verstärker überhitzt, der Verstärkerausgang überladen ist
oder eine zu hohe Modulationsfrequenz anlag. Das Display zeigt 0 V, der Verstärker liefert
keine Spannung.
Schalten Sie den Verstärker für mindestens 5 Sekunden ab und anschließend erneut ein.

„Modulationseingang MOD.IN“
Der Last kann über diesen Eingang getriggert werden. Das Triggersignal muss im Bereich
LOW = 0 V und HIGH = 10 V liegen. Zur zeitgenauen Triggerung wird ein Rechtecksignal
empfohlen, andere signalformen sind ebenso möglich. Durch das Triggersignal wird die
angeschlossene Lastkapazität (der Piezo) auf die über das Potentiometer „Pot“ oder über„extern“ vorgegebenen Spannung aufgeladen. Die gewählte Spannung wird auf dem LC-Display
angezeigt.
„Monitorausgang MON“
An diesem Ausgang kann das Spannungssignal z. B. über ein Oszilloskop kontrolliert werden. Der
Verstärkungsfaktor des Monitorsignals beträgt 1/100, somit liegt der Bereich der Monitorausgangsspannung bei 0 bis +3 V.
„GND PE, UP-, UP+“
Diese drei Buchsen sind parallel zur LEMO-Buchse „PIEZO“ geschalten. Sie ermöglichen einenalternativen Anschluss des Verbrauchers oder den Anschluss eines zusätzlichen Widerstandes zur
Veränderung der Anstiegszeit.
„PIEZO“
Diese LEMO-Buchse dient dem Anschluss des Verbrauchers.

8

Beschreibung des Piezoverstärkers HVP 300/20

8.1 Allgemeines
Der Hochvoltpulser HVP 300/20 wurde konzipiert um spezielle piezoelektrische Aktoren vonpiezosystem jena und andere geeignete Verbraucher mit sehr hohen Ladeströmen impulsförmig
anzusteuern.
Typische Anwendungen sind Materialprüfungen (z.B. Impact-Echo-Verfahren), Sensorkalibrierung,
Ventilsteuerung usw.
Das Grundprinzip des HVP 300/20 besteht im Aufladen eines Ladekondensators CP (»100 µF) mit
der gewünschten Spannung. Ausgelöst durch das Triggersignal wird der Kondensator von der
Spannungsversorgung getrennt und schlagartig über den angeschlossenen Verbraucher CA entladen. Dabei fließt kurzzeitig ein Strom von 20 A. Die Spannung am Verbraucher steigt damit innerhalb weniger µs auf den eingestellten Wert.
Geschäftsführer: Dr. Bernt Götz • Telefon 03641/66880 • Fax 03641/668866 • www.piezo.eu
9Für CP » CA gilt für das Spannungsprofil eines Pulses:

mit U0 = Ladespannung des Kondensators.

8.2 Bedienelemente
8.2.1 Frontseite
LED Anzeigen

Modulationseingang derLadespannung

Netzschalter

Modulationseingang

Schalter„extern“/„Pot“

Potenziometer

Monitorausgang

Alternativer
Spannungsausgang

LC-Display

Spannungsausgang

8.2.2 Rückseite
Auf der Rückseite des HVP 300/20 befindet sich der Gehäusestecker für die Spannungsversorgung mit integrierter Sicherung.

Geschäftsführer: Dr. Bernt Götz • Telefon 03641/66880 • Fax 03641/668866 • www.piezo.eu
108.3 Technische Daten
Tabelle 1: Technische Daten
Einheit

HVP 300/20

SpannungV+40 … +300

max. Stromstärke

A

20

LadewiderstandΩ

15

Stecker-

LEMO, SLS200

V

0 … +10V

LOW = 0; HIGH = 5

EingangswiderstandkΩ

1

Stecker-

BNC

SpannungsbereichV

0 … +3

Stecker-

BNC

Netzspannung

V AC

230 ±10% @50/60 Hz

Netzschalter-

Kippschalter/Front

Sicherung-2 Feinsicherungen 5 x 20 Mittelträge 1 A (in Netzstecker in der Rückwand integriert)

LED‘s

-

Abmessungen B x H x T

mm

Ausgang

Eingang
Spannungsbereich „extern“Spannungsbereich„MOD.IN“Monitorausgang

Netz

OK:

der Hochspannungsausgang ist aktiv

IL:

Abschaltung des Spannungsausgangs infolge Übertemperatur oderÜberlast
260 x 160 x 270

Geschäftsführer: Dr. Bernt Götz • Telefon 03641/66880 • Fax 03641/668866 • www.piezo.eu
119

Ihre Notizen

Geschäftsführer: Dr. Bernt Götz • Telefon 03641/66880 • Fax 03641/668866 • www.piezo.eu
12Table of contents
1
2
3
4
5
6
6.1
6.2
6.3
6.4
7
8
8.1
8.2
8.2.1
8.2.2
8.3
9

Introduction ................................................................................................................. 14
Certification of piezosystem jena ................................................................................ 14
Declaration of conformity ............................................................................................ 14
Purchased part package ............................................................................................. 15
Instructions for using piezo electrical elements and power supplies ............................ 15
Safety instructions ...................................................................................................... 16
Installation, power supply............................................................................................ 17
Operation .................................................................................................................... 17
Maintenance and inspection ....................................................................................... 18
Environmental conditions ............................................................................................ 18
Handling ..................................................................................................................... 18
Description of the piezo amplifier HVP 300/20 ............................................................ 19
General....................................................................................................................... 19
User elements/connections ......................................................................................... 20
Front panel ................................................................................................................. 20
Back panel .................................................................................................................. 20
Technical data ............................................................................................................ 21
Your notes .................................................................................................................. 22

Director: Dr. Bernt Götz • phone +49 3641/66880 • fax +49 3641/668866 • www.piezo.eu/en13

1

Introduction

This manual describes the piezo amplifier HVP 300/20 from piezosystem jena. You will also findadditional information regarding piezoelectric products.
Definition: All systems from piezosystem jena such as electronics, actuators, and optical systems
are called “units”.
If you have any problems please contact the manufacturer of the system:
piezosystem jena
Stockholmer Str. 1207747 Jena
Phone: +49 3641 66 88 0

2

Certification of piezosystem jena

The company piezosystem jena GmbH has worked according to a
DIN EN ISO 9001 certified quality management system since 1999. Its
effectiveness is verified and proven by periodic audits by the TÜV.

This instruction manual includes important information for using piezo actuators. Please take the time to read this information. Piezo positioning systems
are mechanical systems that offer the highest precision. Correct handlingguarantees that this precision will be maintained over a long period of time.

3

Declaration of conformity

The CE Declaration of Conformity is available on request.
mail:info@piezojena.com
usa@piezojena.com

phone:+49 3641 66 88 0 (Germany)+1 (508) 634 6688 (USA)

Director: Dr. Bernt Götz • phone +49 3641/66880 • fax +49 3641/668866 • www.piezo.eu/en14

4

Purchased part package

Please check the completeness of the delivery after receiving the shipment: piezo amplifier HVP 300/20
 power plug instruction manual

5

Instructions for using piezo electrical elements and power supplies
 Piezoelectric actuators from piezosystem jena are controlled by voltages up to 1000 V. These
values can be quite hazardous. Therefore, read the installation instructions carefully andensure that only authorized personnel handle the power supply.
 After transportation, piezoelectric actuators should be allowed to adapt to room temperature
for approximately 2 hours before being switched on.
 Piezoelectric actuators are made from ceramic materials with and without metallic casings.
The piezo-ceramic is a relatively brittle material. This should be noted when handlingpiezoelectrical actuators. All piezo elements are sensitive to bending or shock forces.
 Due to the piezoelectric effect, piezo actuators can generate electrical charges by changing
the mechanical load or the temperature, or by actions such as the ones described above.
 Piezoelectric actuators are able to work under high compressive forces. Only actuators with apre-load can be used under tensile forces (these tensile forces must be less than the pre-load
given in the data sheet). Please note that acceleration of the ceramic material (e. g. caused byfall down, discharging, or high dynamic application) will generate tensile forces.
 After excitation of the actuators by a voltage in the upper control range, the ceramic will moveand generate an opposite high voltage after disconnection.
 Heating of the ceramic material will occur during dynamic operation and is caused by structure
conditional loss processes. This may cause failure if the temperature exceeds specified values
cited below. With increasing temperature up to the Curie temperature TC, (usual values
approx. 140 °C to 350 °C) the piezoelectric effect disappears. We recommend working intemperatures up to TC/2.
 Piezoelectric actuators, such as stacks or other devices, work electrically as a capacitor.
These elements are able to store electrical energy over a long period of time (up to somedays) and the stored energy may be dangerous.
 If the actuator remains connected to the drive electronics, it will be discharged within a second
after shutdown and quickly reaches harmless voltage values.
 Piezo actuators can generate voltages only by warming or cooling. The discharge potential
due to the inner capacitance should not be ignored. This effect is insignificant at usual room
temperature.
 Piezo actuators from piezosystem jena are adjusted and glued. Any opening of the unit willcause misalignment or possible malfunction and will result in the loss of the guarantee.
 Please only use original parts from piezosystem jena.
 Please contact piezosystem jena or our local representative if there are any problems withyour actuator or power supply. You will find the representative for the respective country on
www.piezosystem.com/company/worldwide.

Caution! Shock forces may damage the built-in ceramic elements. Please avoid such forces, andhandle the units with care, otherwise the guarantee will be lost.

Director: Dr. Bernt Götz • phone +49 3641/66880 • fax +49 3641/668866 • www.piezo.eu/en15

6

Safety instructions
Icons:

RISK OF ELECTRIC SHOCK! Indicates that a risk of electric shock is present and theassociated warning should be observed.
CAUTION! Refer to your operator’s manual for additional information, such asimportant operating and maintenance instructions.
RISK OF ELECTRIC SHOCK!

 Do not open the units! There are no user serviceable parts inside and opening or removing
covers may expose you to dangerous shock hazards or other risks. Refer all servicing toqualified service personnel.
 Do not spill any liquids into the cabinet or use the units near water.
CAUTION!
 Allow adequate ventilation around the units so that heat can properly dissipate. Do not block
ventilated openings or place the units near a radiator, oven, or other heat sources. Do not put
anything on top of the units except those that are designed for that purpose.
 Only work with the units in a clean and dry environment! Only specially prepared units canwork under other conditions!
 Please only use original parts from piezosystem jena. piezosystem jena does not give any
warranty for damages or malfunction caused by additional parts not supplied by
piezosystem jena. Additional cables or connectors will change the calibration and otherspecified data. This can change the specified properties of the units and cause them tomalfunction.
 Piezo elements are sensitive systems capable of the highest positioning accuracy. They will
demonstrate their excellent properties only if they are handled correctly! Please mount themproperly at the special mounting points.
Immediately unplug your unit from the wall outlet and refer servicing to qualified service
personnel under the following conditions:when the cords or plugs are damaged
if liquid has been spilled or objects have fallen into the unit
if the unit has been exposed to rain or water
if the unit does not work as described in the manual

Director: Dr. Bernt Götz • phone +49 3641/66880 • fax +49 3641/668866 • www.piezo.eu/en
16

6.1

Installation, power supply

RISK OF ELECTRIC SHOCK
 Do not insert or unplug the power plug with wet hands, as this may result in electrical shock.
 Do not install in rooms where flammable substances are stored. If flammable substances
come into contact with electrical parts, it could result in fire or electrical shock.
 Do not damage or modify the power cord. Also, do not place heavy objects on the power cord,or pull on or excessively bend it, as this could cause damage and result in a fire or electricalshock.
 Always grasp the plug portion when unplugging the power cord. Pulling on the power cord may
expose or snap the core wire, or otherwise damage the power cord. If the cord is damaged,
this could cause an electricity leak and result in a fire or electrical shock.

CAUTION!
 Do not use accessories other than the ones provided (e.g. power cord). Only plug the power
cord into grounded power equipment and sockets.
 Do not place heavy objects on any cables (e.g. power cords, sensor cables, actuator cables,
optical cables).
 Do not block ventilated openings or place the units near a radiator, oven, or other heatsources.
 Plug in the power cord completely so that it cannot loosen inadvertently.
 Leave sufficient space around the power plug so that it can be unplugged easily. If objects areplaced around the power plug, you will be unable to unplug it in an emergency.
 Install the system so that the on/off-switch is easily accessible at all times.
 The power plug is the cut-off point to the main power supply.

6.2

Operation
CAUTION!

 Do not switch the amplifier on if no load is connected.
 Connect or disconnect the load only if the amplifier is switched off.
 Wait at least two minutes after switching off the amplifier before you disconnect the load.
RISK OF ELECTRIC SHOCK!
 If the voltage amplifier emits smoke, high heat, or unusual smells, immediately turn off thepower switch and unplug the power plug from the outlet. Then contact our technical service.
 Do not open the units! There are no user serviceable parts inside and opening or removing
covers may expose you to dangerous shock hazards or other risks. Refer all servicing toqualified service personnel.
 Do not spill water or flammable liquids inside the voltage amplifier. If these substances comeinto contact with the electrical components inside the voltage amplifier, this may result in a fireor electrical shock.

Director: Dr. Bernt Götz • phone +49 3641/66880 • fax +49 3641/668866 • www.piezo.eu/en
17

6.3

Maintenance and inspection
CAUTION!

 Before cleaning the exterior casing of the voltage amplifier, turn off the power switch andunplug the power plug. Failure to do so may result in a fire or electrical shock.
 Clean the exterior casing using a damp cloth that has been firmly wrung out. Do not use
alcohols, benzene, paint thinner or other flammable substances. If flammable substances
come into contact with an electrical component inside the voltage amplifier, this may result in afire or electrical shock.

6.4

Environmental conditions

The amplifier can be used:

indoors onlyat an altitude of up to 2000 m
at a temperature between: 5 and 35 °C
at a relative humidity between: 5 and 95 % (non-condensing)

The recommended environmental conditions:





7

indoors onlyat an altitude of up to 2000 m
at a temperature between: 20 and 22 °C
at a relative humidity between: 5 and 80 % (non-condensing)Handling“extern”
Via this BNC-connector one can set the charging voltage by an external signal source. The voltage
range reaches from 0 to +10 V, due to the internal amplifying factor of 30 the charging voltage
reaches from 0 to +300 V. The current voltage is shown on the LC-display.
“MOD”
With the switch “MOD” one can select between an external signal source “extern” and a hand set
charging voltage via the potentiometer “Pot”.
“Pot”
With the potentiometer “POT” one can set the charging voltage by hand. The voltage range
reaches from +40 to +300 V. Thus the HVP 300/20 can be driven as voltage source without anexternal signal source. The voltage is shown on the LC-display.
“Display”
The HVP 300/20 has an LC-display and two LED’s.
The tree digit display shows the charging voltage.
Meaning of the LED’s:
OK:

The green LED indicates that the HVP 300/20 is ready.
Director: Dr. Bernt Götz • phone +49 3641/66880 • fax +49 3641/668866 • www.piezo.eu/en

18

IL:

The red LED lights up after an automated switching off the high voltage output. Reasons
might be an overheating of the electronics, an overload of the amplifier output at excess
current or a too high modulation frequency. The display shows 0 V, the amplifier
generates no voltage.
For resetting the high voltage output please switch of the amplifier and switch it back onafter five seconds.

“Modulation input MOD.IN”
The load can triggered via this input. The control signal must differ between LOW = 0 V andHIGH = 5 V. For a precise triggering a rectangular signal is recommended, other signal forms arealso possible. Due to the trigger signal the internal capacitor is charged by the charging current
selected via the charging voltage set by “extern” or ”Pot”. The output voltage is shown on the LCdisplay.
“Monitor output MON”
At this socket the voltage signal can be monitored by using for instance an oscilloscope. The
amplification factor of the monitor signal is 1/100, the output signal ranges from 0 to +3 V.
“GND PE, UP-, UP+”
These tree sockets are connected parallel to the LEMO-socket “PIEZO”. They enable analternative connection of the load or a connection of an additional ohmic resistor to change the risetime.
“PIEZO”
Connector for the load.

8

Description of the piezo amplifier HVP 300/20

8.1

GeneralThe high voltage pulser HVP 300/20 has been designed to drive special piezo electric actuatorsfrom piezosystem jena or other suitable loads with high charging currents for pulse-wise operation
in a kind of “on-off” square-wave mode.
Typical applications are mechanical shock-test or generation of shock wave on externally coupled
media, rapid actuation of ultra fast valves, etc.
The basic principle of the HVP 300/20 is the charging of a capacitor CP (»100 µF) with thenecessary voltage. If triggered the capacitor will be disconnected from the power supply anddischarged instantly by the load CA. A current of 20 A flows for a short time. The voltage at the loadincreases in a few µs on the pre-set value.
For CP » CA the resulting voltage profile U(t) of a power pulse isWith U0 = charging level of the capacitor CP.

Director: Dr. Bernt Götz • phone +49 3641/66880 • fax +49 3641/668866 • www.piezo.eu/en
19

8.2

User elements

8.2.1 Front panel

modulation input of
the charging voltageLED‘spower switch

modulation
input

switch„extern“/„Pot“

potentiometerLC-display

monitoroutputalternative
voltage
outputvoltage
output8.2.2 Back panel
On the back panel of the HVP 300/20 there is the housing connector for the power supply withintegrated fuse.

Director: Dr. Bernt Götz • phone +49 3641/66880 • fax +49 3641/668866 • www.piezo.eu/en
20

8.3

Technical dataunit

HVP 300/20

voltageV+40 … +300

max. current

A

20

charging resistor

Ω

15

plug

-

LEMO, SLS200

voltage range „extern“V

0 … +10

voltage range “MOD.IN”

V

LOW = 0; HIGH = 5

input resistance

kΩ

1

plug

-

BNC

voltage rangeV

0 … +3

plug

-

BNC

mains voltage

V AC

230 ±10% @50/60 Hz

power switch-

trigger switch/front panel

fuse

-

2 micro fuses 5 x 20 anti-surge fuse means 1 A integrated into main socket

LED‘s

-

outputinput

monitor output

voltage supply

dimensions (w x h x d)

mm/“

HV :

the high voltage output is activatedIL:

automated switching off of the voltage output because of overheating or
overload
260 x 160 x 270 / 10.2 x 6.3 x 10.6

Director: Dr. Bernt Götz • phone +49 3641/66880 • fax +49 3641/668866 • www.piezo.eu/en219Your notes

Director: Dr. Bernt Götz • phone +49 3641/66880 • fax +49 3641/668866 • www.piezo.eu/en
22