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[参考译文] OPA2544:采用跨导放大器的音圈驱动器

Guru**** 2338150 points
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/1517839/opa2544-voice-coil-driver-using-transconductance-amp

器件型号:OPA2544

工具/软件:

我正在设计一款音圈驱动器、用于驱动快速转向镜。   我在这个论坛上发现了一些类似的设计、并将我的设计建立在这些设计的基础上。  线圈电阻为8欧姆、我估计电感~200uH。    我需要为10V IN 生成1A 驱动。   它是一个双极驱动器。 一个目标是尽可能减小检测电阻因子的功率消耗。   我可以 在这里使用1-2W 电阻。   因此、最好使用1欧姆或更低的电阻。   我有问题...

1.  我应该通过 U1、感测电阻或 R3/R2比率来实现所需的增益。   当前使用 R3/R2比率。

2. 其中一个使稳定性更容易。   我之前没有分析跨导放大器的稳定性、但后来在论坛上发布了类似文章。

3、 缓冲电路在稳定性分析中似乎很重要。   我可以在金属被切割后更改这些值、但我应该将什么值用于此仿真?

4、 我以前没有在洗涤工具中使用过旁路盖。   是否确实需要它们?

  5.我可以采购0.01%的电阻器进行匹配。   是否需要这种精度、  0.1%是否足够好?

下面是用于检查稳定性的交流分析。    我注意到相位中低频时的噪声。   在相位中还有一个大约4kHz 的凸点。   感谢对电路的评论和改进。

 e2e.ti.com/.../Voice-Coil-Driver_5F00_1_5F00_stability.TSC

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    嗨、Thomas、

    在这个电路上做得很好! 这看起来与我期望此类电路看到的结果非常相似。  

    Unknown 说:
    2.  会使稳定性更容易。   我以前没有分析跨导放大器的稳定性、但后来在论坛上发布了类似文章来进行此分析。

    这种类型的配置可以使稳定性更加复杂、因为我们现在需要关注导致通过电路产生振铃的正反馈。 如果 U1控制信号的频率响应相移过大、我们会发现电路会不稳定。 好消息是、我们始终可以使用 C1等组件使系统变慢。 较慢的响应并不总是有用的、但在许多情况下确实有用。  

    Unknown 说:
    3.  缓冲电路在稳定性分析中似乎很重要。   我可以在金属被切割后更改这些值、但我应该在此模拟中使用什么值?

    缓冲器本质上看起来很简单、但实际上在寻找理想值时进行一些试错并不少见。 您选择的这些值在我期望看到的范围内。 幸运的是、SPICE 会给我们提供一个近似的值范围、可能只需要一些真实的测试才能完成剩余的工作。  

    Unknown 说:
    我以前没有在仿真工具中使用过旁路帽。   它们是否确实需要?

    SPICE 仿真中几乎总是添加旁路电容器、鼓励设计人员在创建 PCB 原理图时不要忘记它们。 不过、可以允许旁路电容器在 SPICE 中运行、但它需要对电源"布线"进行建模、以具有实际阻抗并使电源不理想。 您可以在不影响仿真的情况下拉动 C10和 C7。 当然、在电路板设计中、包含这些电容器非常重要。 我们通常建议包含多个旁路电容器、以确保为返回电流提供低交流阻抗。  

    Unknown 说:
    下面是用于检查稳定性的交流分析。    我注意到相位中低频时的噪声。   在相位中还有一个大约4kHz 的凸点。   希望对电路进行评论和改进。

    我看到了4K 凸点、但缓冲器网络似乎已经很好地校正了这一点(无需担心)。  

    为方便起见、我可以在 IN+节点处为 GND 添加一个等效的 C1值电容器。 这将更好地匹配反馈路径的交流响应。 1pF 不会产生任何实际差异、但如果我们更改 C1、则能够计算正反馈侧的值会很好。  

    当我运行仿真时、我看到中的+-2.5V 没有为我提供2A 电流。 我认为这是你的 Rsense 问题的性质。  

    增加 R2与 R3的比率以及 R7与 R4的比率可以很好地解决这个问题。  

    快速提问、您在这里使用什么电源轨来满足您的应用需求? 由于负载的阻抗、在不增加电源轨的情况下我无法获得+-2A 响应。   

    谢谢、

    Jacob

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    感谢您发送编修。   关于(2.5V 至2A)的注释来自我复制的原始设计。    我使用+/-15V 电源、正在进行大约 8V/A 调节。    我内部的旧设计使用0.1 Ω 检测电阻。   在这种情况下、我需要增大 R4/R7比率或向 U1增加增益。    我计划将 U1保持在单位增益、并尝试使用不同比率的较小检测电阻。    我们将尝试在几周内回过头来提供有关实际结果的反馈。   再次感谢!

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    嗨、Thomas、

    完美,请让我知道测试是如何进行的!

    此致、

    Jacob