OPA547: 无法调节恒流电流输出

Part Number: OPA547
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原理图如上,使用OPA547F/500实现一个恒流源,要求电流输出+/-100mA,供电电源+/-12V。通过MCU控制DAC产生控制电压输入到OPA547的同相端,输出侧IMOUT接一个10欧的电阻负载。往上调节DAC值无法实现对输出电流的调节,输出电流一直稳定在240mA左右。当往下将DAC值调到小于一个值后,输出电流为零。测试结果如下表:

DAC设置值 U14-3脚 U14-2脚 IMCTRL U11-1脚 U11-2脚 IMOUT R92两端
38100 1.4482 1.4492 0.405 0.405 0.0748 0.0906 0.0248
32768 1.245 1.246 0.001 0.0008 0.0076 0 0.0002
37100 1.4102 1.4112 0.3287 0.3287 0.0747 0.0905 0.0249

帮忙分析一下可能的原因?原理上有没有错误呢?

  • 原理是存在问题的。

    根据你的测试数据,计算了各节点理论电压,直到U11-1都还可以算正常。

    U11-2脚的值已经开始发生异常,你通过U12构成的差分放大电路来构成OPA547的负反馈回路,而差分输入端仅仅是R92两端的电压。

    负反馈无法正常建立,OPA547工作在接近开环状态,这个设计的目的是什么?

    综合看OPA547的电路设计是存在比较大的问题的。

    使用高电流运放构成恒流源本身是可行的。通过控制同相端电压来调整恒流输出,R100的另一端应该接到GND。

    负反馈回路应包含负载,即负载也是负反馈回路的一部分。

    猜想,你想实现的是Iout=vin+/R100.

    最后,提示下C75如果作为相位裕度调整电容,1uF偏大。OPA547可能自激。

  • 作者的本意是想U11-1与U11-2的电压始终相等,反推U12的3倍增益后,使得R92电阻电压保持不变,因此IMON也不变。

    但目前看来,U11-2始终是R92电压的3倍,与U11-1不等,出乎原作者的意料。

    问题点:

    1. 0.09A的电流在R92上怎么只产生了0.0248V的电压,应该是0.1V才对。

    2.C75右端的位置接的不对,C75接R92 的那端要接在U11-6上,R101也要调整一下,不要为0,C75太大,容易起振,调整后可以看作是PI控制,电流做反馈。

    3.R100我理解,只是检测电阻,跟稳压管VZ2配合,避免过压烧坏ADC,R100接地也没用。

    4.R93的存在会提升U11-6输出的电压,U12 OP27 适合做高电位差分电流检测吗?ADI有专门的高位差分检测运放。

    用示波器看看U11-6 有无震荡?你这种电路我做过的可以恒流控制。