【電源設計小貼士22】:避免常見的誤差放大器使用錯誤
發布時間:2013-02-20 責任編輯:hedyxing
【導讀】benwenjieshaoyixiekeyihenqingsongbimiandedianyuanwuchafangdaqishiyongcuowu,zhuyaobaokuocuowujisuanwuchafangdaqidezengyi,congerrangfangdaqiwanchengmouxiechaochuqinenglidegongzuoyijicuowudiduidianlujinxingbuju。
圖1顯示了一款典型的電源,其使用一個具有內置誤差放大器的控製IC。放大器正輸入連接至一個內部參考電壓,負輸入經FB引腳引出,而輸出經COMP引腳引出。電源輸出電壓由分壓器R5和R7設置。
第一種常見誤差放大器錯誤是在AC小信號增益計算中使用R5,盡管其實際沒有影響。如果誤差放大器使用正確,則其輸入就為一個虛假接地。這就意味著,沒有AC電流會流經R5,並且對AC小信號增益無影響。通過誤差放大器輸入的“戴維寧”(Thevenin)等效電路,您可以輕鬆地說服自己。

圖1 內建到控製IC中的誤差放大器
第二種常見錯誤是讓放大器提供超出其能力範圍的增益,圖2描述了這種錯誤。它顯示了理想的誤差放大器頻率響應、放fang大da器qi的de增zeng益yi以yi及ji給gei定ding誤wu差cha放fang大da器qi限xian製zhi的de預yu計ji性xing能neng。由you於yu其qi帶dai寬kuan限xian製zhi的de存cun在zai,放fang大da器qi無wu法fa給gei出chu理li想xiang的de高gao頻pin增zeng益yi。盡jin管guan圖tu中zhong未wei能neng顯xian示shi,但dan相xiang位wei也ye受shou到dao嚴yan重zhong的de影ying響xiang。電dian壓ya模mo式shi轉zhuan換huan器qi(如圖1所示)中需要高頻大增益,這時問題會更加突出。設計誤差放大器補償時,請特別注意其帶寬限製,否則您最終需要使用一個震蕩電源。

圖2 誤差放大器帶寬限製可用增益
最嚴重的寄生電容問題通常會涉及反饋 (FB) 電壓以及誤差放大器補償節點的布局。這是由於誤差放大器輸入的高阻抗、誤差放大器的高增益,以及大量連接至該節點的組件。圖1顯示了典型控製器中出現這一問題的位置,以及一個較為可能的耦合節點。Q1和D1之間的連接約有0.1 V/ns到1 V/ns的極高轉換速率,並且會形成僅1 pF寄生電容的1 mA電流。
一般而言,FB和補償節點的阻抗約為1K到10K Ohms,因yin此ci該gai電dian流liu可ke在zai誤wu差cha放fang大da器qi輸shu入ru端duan形xing成cheng極ji大da的de電dian壓ya擾rao動dong。其qi通tong常chang以yi遊you走zou柵zha極ji驅qu動dong或huo感gan知zhi振zhen蕩dang的de形xing式shi顯xian現xian,而er電dian源yuan會hui努nu力li對dui噪zao聲sheng源yuan產chan生sheng的de誤wu差cha進jin行xing校xiao正zheng。最zui為wei成cheng功gong的de設she計ji會hui認ren識shi到dao這zhe個ge問wen題ti,並bing繪hui出chu示shi意yi圖tu以yi讓rang諸zhu多duo補bu償chang組zu件jian出chu現xian在zai誤wu差cha放fang大da器qi的de附fu近jin,這zhe樣yang來lai給gei出chu一yi種zhong建jian議yi布bu局ju。確que保bao各ge組zu件jian均jun緊jin湊cou地di放fang置zhi在zai誤wu差cha放fang大da器qi的de附fu近jin,並bing確que保bao連lian接jie它ta們men的de線xian跡ji很hen短duan。另ling外wai,還hai要yao確que保bao這zhe些xie組zu件jian附fu近jin沒mei有you高gaodV/dt線跡,主要包括開關節點和柵極驅動信號。
另一種常見問題是在反饋電路中沒有使用正確的阻抗。誤差放大器的驅動能力有限,必須使用合適的反饋組件電壓。在圖1所示情況下,誤差放大器的驅動力僅為100 uA,因此其電壓隻能為1V左右。連接誤差放大器輸出或者其反饋環路中的阻抗不應低於10K Ohms。請注意不要在反饋環路中使用過大的阻抗值,因為它會增加拾取開關波形噪聲的敏感度。圖 1 還表明了在誤差放大器附近配置反饋組件的最佳方法。電阻連接至高阻抗誤差放大器輸入端(FB),而非電容。通過有效地讓它們降低阻抗,從而降低R6/C9和R4/C3節點的噪聲敏感度。電容的另一端連接至電路的低阻抗端點,從而降低噪聲耦合的可能性。
總(zong)之(zhi),使(shi)用(yong)誤(wu)差(cha)放(fang)大(da)器(qi)時(shi),有(you)許(xu)多(duo)犯(fan)錯(cuo)的(de)可(ke)能(neng),包(bao)括(kuo)錯(cuo)誤(wu)計(ji)算(suan)誤(wu)差(cha)放(fang)大(da)器(qi)增(zeng)益(yi),要(yao)求(qiu)放(fang)大(da)器(qi)提(ti)供(gong)超(chao)出(chu)能(neng)力(li)範(fan)圍(wei)的(de)高(gao)增(zeng)益(yi),以(yi)及(ji)錯(cuo)誤(wu)布(bu)局(ju)電(dian)路(lu)。對(dui)這(zhe)些(xie)問(wen)題(ti)稍(shao)加(jia)注(zhu)意(yi)即(ji)可(ke)幫(bang)助(zhu)您(nin)避(bi)免(mian)在(zai)實(shi)驗(yan)室(shi)中(zhong)花(hua)費(fei)數(shu)小(xiao)時(shi)來(lai)調(tiao)試(shi)您(nin)的(de)電(dian)路(lu)。
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