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[参考译文] OPA4340:当电源由以下运算放大器供电时、会出现 OPA4340电压骤降

Guru**** 2350610 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA4340, OPA340, ADCS7476
请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1504731/opa4340-opa4340-voltage-dip-occurs-when-the-power-supply-is-supplied-by-the-following-op-amp

器件型号:OPA4340
主题中讨论的其他器件: OPA340ADCS7476

工具/软件:

当由以下运算放大器供电时、OPA4340会出现电压骤降
大家好、我使用 OPA4340、OPA340和 ADCS7476来设计 PT100采集电路、发现 OPA4340功能在测试过程中偶尔会出现异常、该电路的详细原理如下:
步骤1:通过 Analog Devices 的 REF196生成3.3V 基准电压 V1、V1电源分为2个输出;
步骤2:OPA4340后面是 V1输出电压之一、输出三个3.3V 电源、即 V2、V3和 V4 (不使用一个输出)
步骤3:另一个 V1在对两个4.64K 电阻器的电压进行分压后生成1.65V 电压 V5、而 V5会通过 OPA4340生成3个1.65V 电源、分别为 V6、V7和 V8
步骤4:V6、V7、V8至 OPA4340可实现恒流源输出、输出电流为1.65V/220欧姆= 7.5mA、恒流源用于 PT100、此电路设计有3个 PT100收集装置;
步骤5:模拟采集电路分为三部分:运算放大器调节电路和模数转换、其中构建了运算放大器调节电路 OPA340、模拟信号(两端 PT100电压)在调节后连接至 ADCS7476输入以实现模数转换、采集电路有3组、其中每个部分的电源电容为100nF、OPA74V2连接去耦电容。
第6步:在测试期间、发现当所有三个 PT100通道都连接到电路时、V2输出端子的瞬态电流约为60mA、稳态电流约为4mA;偶尔、V2电压降至约1.7V、输出电流继续为60mA
步骤7:进一步测试、未连接 PT100时、V2的输出电压稳定在3.3V、V2的输出电流没有瞬态电流、稳态保持在大约4mA。
第8步:通过 TINA 软件进行仿真、OPA4340输出端不存在浪涌电流问题。
请帮助分析电路在设计上是否不合理、出现上述问题的原因是什么? 如何优化和升级电路或应用?

  SURGE CURUNNORMAL VOL

非常感谢。

Jason Lin

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    图片中有一个错误、应该是:"当 V2输出电流高达60mA、同时 V2电压降至1.7V 时"

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    运算放大器似乎在振荡、这很可能是由 C139/C145/C152引起(请参阅数据表的第7.3.4节)。

    通常、使用运算放大器作为电源时、请勿在运算放大器的输出端添加去耦电容器、而是对输入电压进行滤波。 (并将运算放大器放置在供电设备附近、以免噪声从其他位置耦合到线路中。)

    此外、(未使用)运算放大器的两个输入端不得短接;请参阅 未使用的运算放大器—该怎么办?

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    大家好、请看一下问题说明、当未连接外部 PT100时、实际上 OPA340和 ADCS7476已连接到电路并一直工作、没有 OPA4340输出异常、并且 V2所在的运算放大器采用双反馈拓扑、可以提高运算放大器输出侧的容性负载容量。
    其次、这种现象与 PT100的外部连接直接相关、当未连接到 PT100时、V2的输出侧将没有60mA 浪涌电流、而现在还伴随着 V2电压降至1.7V 的现象、请根据提供的原理图重新分析与 PT100的外部连接的相关性、谢谢。

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    您好、Albert、

    当没有 PT100 (负载)未连接到 U35/38安培时、电流发生器无法达到编程的电流。 因此输出进入轨。

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    大家好我的问题、我无法解释为什么连接 PT100后V2的输出侧会有很大的浪涌电流、并且偶尔会有一个与接地电流类似的恒定60mA、伴随 V2的压降原则上PT100不会直接悬挂 V2的输出侧因此需要解释的 PT100 V2输出压降 V2输出脉冲电流之间的关系

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    Albert,

    我懂了。 明天我将深入探究这一点。

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    感谢并期待您的专业回答。

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    Albert,

    我不知道为什么会发生这种情况。  

    因此、R258上的60mA 为600mV。  R123、R139、R152上的电压是多少?

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    、Δ Q 由于7.5mA 的恒流源输出电流和 PT100的电阻为100欧姆、因此模拟采集电路的输入电压约为750mV。 此外、由于运算放大器调节电路的放大因子为1:1、因此理论上、OPA340的输出电压为750mV。 然而、发生故障时、OPA340和 AD7476的电源电压降至1.7V、OPA340和 AD7476不再正常工作。 因此、通过使用示波器捕获 OPA340和 R123的输出电压、R139和 R152的右端电压都出现了不规则振荡、并且 ADC 转换的数字值也显示出显著波动(图片稍后将附在后面)

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    你(们)好  
    如今、我们发现问题出在模拟采集电路的运算放大器(OPA340)输入端配置的电容器 C135/C141/C148上、移除 C135/C141/C148后、通过电流探头观察到 V2后端的电流、并且没有浪涌电流。

    实际上、在设计我的电路时、电容器并不是对称配置的、它最初计划对称地放置在运算放大器的 V+和 V-接地端(如图1A/B/C 所示);这个位置的电容器的电容配置很大、电容器不应直接连接到运算放大器的输入端、这可能是问题的根本原因。

    同时、当我使用 TINA 仿真时、我发现当 C135/C141/C148配置大于或等于1nF 时、仿真软件将报告错误(图2)、这证明了问题所在。

    然而,虽然问题已经基本定位,但我对具体的原则和理论不是很清楚,请帮助给出原则分析和随后的变化建议,谢谢。

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    Albert,

    很惊讶我之前没有注意到 C135、C141和 C148。 运算放大器的反馈虚拟短路输入端的电容几乎总是一个不稳定的大问题。  应删除这三个 AP。  

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    你(们)好  
    现在可以理解、OPA340作为差分采集的输入电容会导致电路不稳定。 我想知道 C135、C141和 C148电容器如何直接影响 V2处的电流、V2电压如何下拉至1.7V、并且恒定60mA 高电流如何在没有恢复的情况下继续输出?

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    Albert,

    60mA 是 OPA340的最大输出电流、因此电压应下降。 高电流可能来自输出电流振荡至输出负载[C138、C144、C151]。   

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    谢谢