使用高壓放大器簡化您的BOM
發布時間:2020-04-07 責任編輯:wenwei
【導讀】由於運算放大器(運放)規格不同,工程師們經常需要選擇多個運放以滿足其電路板上每個子係統的需求。這會使從采購到生產的工作更加複雜。
danshi,keyixuanzeyigeyunfanglaimanzunindexitongxuqiu,zhejiangyouzhuyuyouhuadingjiahejiangdishejizongchengben。rangwomenlaikanyikanyigedanyunfangruhechulisangechangjiandegongneng:電流感測、溫度感測和比較器操作。
電流感測
低側電流感測可以通過測量負載和接地之間分流電阻上的壓降來實現,如圖1所示。通常在這類應用中看到低壓(5V)放大器。然而,僅僅因為放大器的最大電源電壓為36V或40V並不意味著它隻能用於高壓電源。

圖1:單電源低側單向電流感測電路
高電壓、多用途放大器
TI的高電壓放大器選擇具有寬共模範圍、高感測能力和更強的電源兼容性。
低側電流感應通常也需要高壓擺率的運放以應對一些係統故障情況。對OPA2990和OPA2191的功耗水平來說,兩者的壓擺率可以說很高:OPA2990靜態電流120 μA,壓擺率為4.5 V/µs,OPA2191靜態電流為140 μA,壓擺率為5.5 V/µs。
由於這兩顆運放都可以在36V和40V下xia工gong作zuo,因yin此ci也ye非fei常chang適shi合he高gao側ce電dian流liu感gan測ce功gong能neng。與yu低di側ce電dian流liu感gan測ce相xiang比bi,高gao側ce電dian流liu感gan測ce的de一yi個ge主zhu要yao優you勢shi是shi能neng夠gou檢jian測ce出chu短duan路lu。高gao側ce電dian流liu感gan測ce在zai電dian源yuan和he負fu載zai之zhi間jian的de分fen流liu電dian阻zu上shang使shi用yong差cha分fen放fang大da器qi拓tuo撲pu結jie構gou,如ru圖tu2所示。

圖2:高側電流感測電路
在設計高側電流感測電路時,必須考慮運放的共模電壓。共模電壓由圖2中的母線電壓和由電阻R2和R3形成的電阻分壓器來設置。由於共模電壓通常等於母線電壓,因此擁有軌到軌輸入輸出的放大器最適合此功能。OPA2990和OPA2191均具有軌到軌共模輸入範圍,並且在36V(OPA2191)和40V(OPA2990)電源供電範圍內都支持軌到軌輸出。
溫度感測
zaixuduoyingyongzhong,wenduganceduiyukongzhihuanjingzhuangtaihuoquebaoanquandegongzuotiaojianzhiguanzhongyao。celiangwendudexitongxuyaotongguosuofanghefangdachuanganqishuchulaihuodedaxiaoheshidexinhaoshurudaoADC,從而確保精確的測量。圖3顯示了如何配置運放來檢測正溫度係數(PTC)熱敏電阻的電阻輸出,並將該信號放大到ADC。

圖3:帶PTC電路的溫度感測
OPA2990和OPA2191可在-40°C至125°C的(de)溫(wen)度(du)範(fan)圍(wei)內(nei)工(gong)作(zuo),這(zhe)對(dui)於(yu)環(huan)境(jing)溫(wen)度(du)預(yu)計(ji)發(fa)生(sheng)顯(xian)著(zhu)變(bian)化(hua)的(de)溫(wen)度(du)感(gan)測(ce)功(gong)能(neng)非(fei)常(chang)有(you)用(yong)。此(ci)溫(wen)度(du)範(fan)圍(wei)也(ye)強(qiang)調(tiao)了(le)低(di)溫(wen)漂(piao)運(yun)放(fang)的(de)重(zhong)要(yao)性(xing)。對(dui)於(yu)通(tong)用(yong)應(ying)用(yong),OPA2990的失調溫漂為0.5 μV/°C;對於需要向ADC發送極其精確信號的係統,OPA2191的溫漂為0.15 μV/°C。
運放實現比較器功能
對於具有多路複用器友(you)好(hao)型(xing)輸(shu)入(ru)的(de)放(fang)大(da)器(qi),它(ta)的(de)設(she)計(ji)旨(zhi)在(zai)使(shi)其(qi)能(neng)夠(gou)很(hen)好(hao)地(di)與(yu)多(duo)路(lu)複(fu)用(yong)器(qi)的(de)大(da)電(dian)壓(ya)瞬(shun)變(bian)特(te)性(xing)相(xiang)連(lian)接(jie)。這(zhe)些(xie)放(fang)大(da)器(qi)的(de)內(nei)部(bu)輸(shu)入(ru)結(jie)構(gou)不(bu)使(shi)用(yong)背(bei)對(dui)背(bei)二(er)極(ji)管(guan)進(jin)行(xing)靜(jing)電(dian)放(fang)電(dian)保(bao)護(hu),如(ru)圖(tu)4a所示。相反,這些多路複用器友好型輸入的設計使得運放的輸入差分電壓範圍可以擴展到全電源電壓範圍,這使得OPA2990和OPA2191在閉環和開環比較器類似的拓撲結構中非常實用。

圖4:OPA2990輸入保護不限製差分輸入能力(a)
常規輸入保護限製差分輸入能力(b)
為您選擇合適的放大器
TI的全新高電壓放大器減少了各種運放的數量,簡化了材料清單,隻需選擇一顆運放就能滿足您的係統要求。OPA2990和OPA2191為需要多運放功能的係統提供了非常靈活的選擇。它們可以與多種其他芯片產品搭配,包括多路複用器、傳感器和ADC。
其他資源
● 請參閱OPA2990和OPA2191之間的規格比較。
● 下載“16位、400KSPS、四通道用於高壓輸入的低失真、多路複用數據采集係統參考設計。”
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