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工具/软件:
您好、
我在设计中使用 XTR300、使其在电流模式下工作。 我为其提供±20V 的电源电压。 我可能需要它来提供±20mA 的最大电流输出、负载电阻可能为 1KΩ Ω。 我想知道至少需要多少电流才能使其正常工作? 我的直流/直流模块可以提供的最大电流为±42mA。 这是足够的吗?
此致、
Junzhe
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工具/软件:
您好、
我在设计中使用 XTR300、使其在电流模式下工作。 我为其提供±20V 的电源电压。 我可能需要它来提供±20mA 的最大电流输出、负载电阻可能为 1KΩ Ω。 我想知道至少需要多少电流才能使其正常工作? 我的直流/直流模块可以提供的最大电流为±42mA。 这是足够的吗?
此致、
Junzhe
您好、Junzhe:
我在 XTR300EVM 上测试了该原理图、可在以下主题中找到: (+) XTR300EVM:原理图 — 放大器论坛-放大器 — TI E2E 支持论坛
如您所见、正电源 (V+) 驱动 5V 基准电压 (TPS7A1650)-这可能是功耗的一部分。 我进行了两次测量、一次在 EVM 上使用 5V 基准、另一次在外部提供 5V 基准、结果没有太大差异。
所有电流消耗都在±42mA 的 DC/DC 限制范围内 :
(请注意,输入不是精密直流电源,因此输出电流有点偏离)
从 V+(5V) 驱动内部基准
输入 (V) | 输出 (mA) | 从 20V 开始的功耗 (mA) | 从–20V 开始的功耗 (mA) |
0 | –20.02. | –3.74 | 23.22 |
1. | –11.69 | –3.29 | 13.9. |
2. | –3.57 | –2.84 | 5.44 |
3. | 4.46 | –7.5 | 1.76 |
4. | 12.93. | –16.55 | 1.79 |
5. | 20.68 | –24.75 | 1.83 |
外部基准 (5V)
输入 (V) | 输出 (mA) | 从 20V 开始的功耗 (mA) | 从–20V 开始的功耗 (mA) |
0 | –20.02. | –1.72 | 23.67 |
1. | –11.53 | –1.68 | 14.27 |
2. | –3.87 | –1.65 | 5.79 |
3. | 4.62 | –7.07 | 1.74 |
4. | 12.36 | –15.46 | 1.76 |
5. | 20.38 | –24.44 | 1.81. |
祝您一切顺利、
Carolina
您好 Carolina、
非常感谢您的回答和测试结果。 我还想知道当 XTR300 以相同的电流驱动不同值的负载时、电源所需的电流是否会发生变化?
我还想知道 XTR300 的最大输出容量、因为当我之前对其进行测试时、我的负载为±μ A、并且我为 XTR300 提供了 1KΩ 20V 电源、以使其输出±16mA。 根据欧姆定律、这是否意味着 XTR300 可以为±Ω 负载提供低于 1KΩ 20V 的最大电流是±20mA?
此致、
Junzhe
您好 Carolina、
在之前的测试中、我认为当负载值低于 1K(纯电阻)时、系统可以正常工作、但当负载大于 1K 时、由于电源电压的限制、电流可能不够。 此外、我很好奇 负载不是纯电阻、输出电流会是多少。 因为此时的负载将成为 RC 网络。
在前面的测试中、我在负载两端并联了一个示波器、因此得到了 负载之间的电压。 然后、我使用该电压值 计算施加到负载的电流值、并将其与我的预期值进行比较、以确保正确无误。 我需要的电流波形是一个方波、单个脉冲持续大约 100us、这意味着我很难直接观察电流波形。
我使用 Tina 软件进行仿真、您可以看到 DRV 引脚的直接输出 Iout 是我需要的±20mA 电流、但通过 R10 和 C1 后、AM1 测量的电流开始不规则。 此时、我的负载是纯电阻。 我不知道这是否意味着我的负载可以接收到所需的电流?
在数据表中、R10 和 C1 的作用主要是保护电路、因此我删除了它们、并将 DRV 引脚直接连接到新的 RC 负载、我可以看到 Iout 的电流信号也是±20mA。 这让我有点困惑。
我附加了仿真文件、以便您可以帮助我进行验证。 非常感谢您的帮助。
e2e.ti.com/.../XTR300-Square-Wave-_2800_2_2900_.TSC
此致、
Junzhe
您好 Carolina、
我在 Tina 中设置的输入信号用于测试目的。 我实际使用的输入方波是由 DAC 生成的。
我附加了一张图片、请忽略参数、只关注它的形状。
其上升和下降时间约为 5us、每个半个周期持续 100us。
我认为 DMM 是测量电流的好方法、因为变化率太快、无法捕获有用的信息。 我的实验室中没有任何能够准确测量电流的器件。 因此、我一直使用示波器来测量电压、然后计算电流。
此致、
Junzhe
您好、Junzhe:
我认为 XTR300 与您的测试条件不兼容。
不兼容 1:
驱动器从器件输出电流的运算放大器只能输出相对于电源轨 ( (V−)+ 3 至 (V+)−3、即 ±17V) 的以下电压。
对于 1k Ω 负载、负载两端的最大电流为±17mA 。
下表总结了不同的电阻负载和负载上的最大可获得电压 — 这些电压通过欧姆定律得出。
Rload | 负载上的电流 |
1.2k | ±14mA |
1.1k | ±15mA |
1k Ω | ±17mA |
900 | ±18.8mA |
820 | ±20.7mA |
680 | ±25mA |
我不确定在之前的测量中如何获得±20mA 。 可能在直流条件下、数据表中的最小值/最大值可以延展、但在任何频率下、以下限制都非常明显。
不兼容 2:
在电流输出模式下、器件只能输出 1.3mA:
应用中的输入非常陡峭、上升沿和下降沿为 5us。 在该 5us 后、6.5mA 能够在该时间段内上升/下降。 ±20mA 的目标电流差 为 40mA。 因此、上升沿和下降沿必须至少为 30.7us、以便让 XTR 保持足够的时间。
在我的测试中、函数发生器最多只允许 1us 边沿 — 因此它更极端一些,但结果如下(超过 680ohm):
请注意、 为了实现±20mA、输出(蓝色)如何无法达到预期的±13.6V 。
如果我大幅增加脉冲宽度 (100us 至 2.2ms)、则器件有足够的时间最终上升至~±13V (~±19mA):
以下是此类情况下的功耗、i2 为 20V 电源、而 i3 为–20V 电源:
以下示例具有非常慢的正弦波输入(请注意器件几乎达到全电压)~13.2V (±19.4mA)
以下是此类情况下的功耗、i2 为 20V 电源、而 i3 为–20V 电源。
请注意、这两种情况下的功耗都在直流/直流转换器限制范围内。
祝您一切顺利、
Carolina
您好 Carolina、
非常感谢您的结果。 我想问:
1.结果中的黄色波形是什么?
2.为你的第二张图片。 如果 XTR300 的压摆率为 1.3mA。 ±19mA 应在 30us 内达到。 但它使用 2.2 毫秒在你的结果,我认为是奇怪的,几乎 70 倍大。
3、 对于 XTR300 的电流输出模式、我是否只需确保预留足够的时间来满足其电流变化的压摆率要求、并且所需最大电流与负载值 (I*R) 之积小于电源电压减去 3? 以便将所需的电流应用于不同值的负载?
但我不明白为什么对于纯阻性负载、当输出电流保持不变时、所需的上升时间也会随着电阻值的增加而增加。
此致、
Junzhe
嗨、Junzhe、
今天卡罗莱纳已经出去了,所以我会尽力帮助她。
1. 结果中的黄色波形是什么?
黄色波形是 进入 XTR 的输入阶跃脉冲。 输出为蓝色。
2. 大家的第二张图片。 如果 XTR300 的压摆率为 1.3mA。 ±19mA 应在 30us 内达到。 但它使用 2.2 毫秒在你的结果,我认为是奇怪的,几乎 70 倍大。 [/报价]请注意、1.3mA 的压摆率不具有容性负载、因此在负载增加的情况下、压摆率会降低。
3. 对于 XTR300 的电流输出模式、我是否只需要确保预留足够的时间来满足电流变化的压摆率要求、并且所需最大电流和负载值 (I*R) 乘积小于电源电压减去 3? 以便将所需的电流应用于不同值的负载? [/报价]是的、您需要有足够的余量、这样器件在不同的负载条件下不会受到转换限制。
[/quote]但我不理解为什么对于纯阻性负载、当输出电流保持不变时、所需的上升时间也会随着电阻值的增加而增加。您能否澄清一下、是否需要在输出端使用 RC 滤波器、或者是否可以为您的应用移除串联电阻器 (R10)? 我注意到您的仿真图中已将其删除。
此致、
[/quote][/quote]
Ashley
您好、Ashley、
感谢你的帮助。 对于 Q2、我认为 Carolina 使用的是容性负载、我想她只使用 680ohm 电阻器、因此我认为它不需要如此长的上升时间。 对于 Q3、 我不想在输出端使用 RC 滤波、而是使用 RC 部分来仿真实际的组织电极阻抗。 在数据表中、R10 和 C1 的作用主要是保护电路、因此我将其删除。
我找到了一些论文、其中也使用了电流激励。 可以看出、电流波形相对常规、但电压波形具有更长的上升时间。 在我的测试中、我一直测量电压波形、所以我对上升时间感到困惑。 但我需要的电流 已经施加了。 我不知道这种理解是否正确。
此致、
Junzhe
您好、Junzhe:
抱歉、响应延迟、在我的测试中、器件具有 10nF 负载。 我可以继续重新创建测试、但我只是认为 XTR300 不适合此应用。
在集成器件解决方案中、唯一的双向电流输出是 XTR300 和 XTR305、但是这些器件无法支持高压摆率要求和±20mA 输出的~1k Ω 预期负载 。
相反、我建议构建分立式解决方案 Howland 电流泵、下面提供了一些资源:
如果您在分立式实施方面需要进一步的帮助、请创建新线程并引用此线程、以便工程师可以了解具体情况。
谢谢、很抱歉我无法让 XTR300 适合您的应用。
祝您一切顺利、
Carolina