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[参考译文] TL074:电压跟随器运行非常热

Guru**** 2416110 points
Other Parts Discussed in Thread: TL331, LM393, TL074, LM339, LM339LV

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/1542082/tl074-voltage-follower-running-very-hot

器件型号:TL074
主题中讨论的其他器件: LM339、TL331 、LM393、 LM339LV

工具/软件:

你(们)好

我将 TL074 用作 4051 模拟开关输出上的电压跟随器、用于解码多路复用器信号。 随后是另一个可反转和调节输出的 TL074。

我的问题是电压跟随器 TL074 温度过高而无法接触。 转换器 TL074 可按预期运行。

电源电压为+–14V。

我可以发现没有 Rouge 振荡和芯片运行热让我皱了眉头。

提前感谢

Murray  

  • 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。

    您好 Murray、  

    我的问题是电压跟随器 TL074 的运行温度太高而无法触摸。 转换器 TL074 按我预期运行。

    TL074 在无补偿的情况下驱动 10nF 容性负载。 如果您使用 DMM 进行测量、则可能看不到振荡。 但如果用示波器测量、您将看到振荡。  

    该电路如下所示、您需要 在 100Ω 和 1kΩ 之间插入 Riso 以驱动 10nF 容性负载。 您有 4 个通道、每个通道驱动 10nF 负载、并且由于输出端的高频振荡、这些负载会变热。  

    e2e.ti.com/.../TL074-Driving-10nF-07182025.TSC

    如果您有其他问题、请告诉我。  

    此致、

    Raymond

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    感谢 Raymond 的答复。 我是一个有点老的学校,我不熟悉的术语里索。 我不驱动 10nF、因为它在跟随者输入端。 在没有其他连接的情况下、输出直接进入 LM339 比较器的输入、我看不到任何振荡。 339 的输入端只需要 NA 电流、因此我可能需要在 074 和 339 之间连接电阻器。 我觉得很奇怪、因为这种运算放大器的使用自 20 世纪 70 年代以来就已经存在。 此致

    Murray

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    您好 Murray、

    我不是在驱动 10nF 电压、因为它在跟随者的输入端。 在没有其他连接的情况下、输出直接进入 LM339 比较器的输入、我看不到任何振荡。[/报价]

    好的、我看到了。 LM339 的输入应在输入端具有 10s pF 寄生电容+寄生 PCB 等 您仍需要在 TL074 的输出之后放置 50Ω 或 100Ω 电阻器。 它将提高 TL074 运算放大器的相位裕度。  

    近年来、TL07x 系列发布了 PCN、请参阅以下链接。 PCN 之后的器件有晶圆制造厂的变化。 由于新的制造工艺、TL074 的 BW 会增加、开环输出阻抗会略有变化。 这将影响先前现有电路的环路增益和运算放大器稳定性。  

    如果您不确定、请查看 TL07x 的日期代码。 两位数字后跟一个字母、该数字应为 37 或更大、是生产日期代码。 请给我发送 TL074 IC 的图像、我可以告诉我是 PCN 之前还是之后的产品。 PCN 之前的 TL074 运算放大器不应出现过热问题。  

    https://mm.digikey.com/Volume0/opasdata/d220001/medias/docus/5488/PCN20230627002.1.pdf

    如果没有任何变化、并且没有未使用的 TL074 运算放大器(未端接或悬空)、则与过热问题相关的相位裕度很差。 请在每个运算放大器的输出端之后放置 50 –100Ω 电阻器、过热问题应该会自行解决。 如果现有电路存在其他不相关的变化、请告知我。

    如果您有其他问题、请告诉我。  

    此致、

    Raymond

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    谢谢 Raymond。 添加电阻器需要进行设计更改并降低成本、但如果能够解决问题、那听起来不错。 下面是相关芯片的图片。 他们的运行太热,无法触摸,我不确定我是否可以销售的 产品,因为它是。 他们是从 Digikey 购买的。

    此致 Murray

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    您好 Murray、  

    上图显示您使用的是 PCN 之前的 TL074C、运算放大器是在 2022 年 5 月制造的。 过热不是由于运算放大器的不稳定造成的。  

    您能告诉我们哪些 TL074C 运算放大器是热的吗? 目前、我怀疑 TL074C 的输出电压可能过高、超过 LM339 的输入共模范围。 根据 LM339 的数据表、输入应保持在 0 和 5V-2V=3V 之间(如果使用 Vs = 5Vdc)。 您的 TL074C 的输出电压可能超过 3V 要求并提供过多的电流。

    您能告诉我 TL074 的输出电压范围和 LM339 的输入电压范围 — 确保 LM339 的输入不会违反输入 VCM 要求。  

      

    下面是 LM339、LM393、TL331 系列比较器(包括全新 B 版本)的应用设计指南、请参阅以下链接。  

    https://www.ti.com/lit/an/snoaa35f/snoaa35f.pdf?ts = 1752859346056&ref_url=https%253A%252F%252Fe2e.ti.com%252F

    您能否在板上捕捉 LM339 IC 映像? 我们想查看比较器的生产日期代码。 请绘制 TL074 输出和 LM339 输入的电压读数(应在类似的电压电平下测量)、并告诉我们哪些 TL074 会发烫;我们将在下周为您提供建议。  

    您是否提到现有电路已经工作了多年? 我们想知道 BOM 上发生了哪些变化。 到目前为止、我们排除了 TL074C 运算放大器、它是 PCN 之前的运算放大器。 但我们还需要确认板载 LM339 的生产日期代码。  如有必要、我将于下周将您的问题转发给比较小组(LVHAC 小组)。  

    如果您有其他问题、请告知我们。  

    此致、

    Raymond

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    共模? 我从未想过或检查过。 一个输入在锯齿波中为 0V 至 5V、另一个输入电压为 1V 至 4V、可从 339 输出获得可变脉冲宽度。 我将研究如何将 SAW 电平降低到 0-3V、以及通过软件控制的另一个输入。 339 仍提供 0-5V PW 电压。 有趣的是,其他 074 在电路中提供锯齿波也得到了高于室温。 两个 339 输入端的电流降低电阻器是否有帮助?

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    你好,雷蒙德,我想感谢你的帮助。 CM 是问题、当我将控制信号降低到 3 伏以下时、074 的运行温度要低得多。 当未选择 PW 控制电压时、我将其停驻在+5V、这是主要问题。 我将在下一个硬件版本中将 339 电压更改为+15、这将解决所有 CM 问题。 再次感谢 Murray

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    您好 Murray、  

    我将在下一个硬件版本中将 339 电压更改为+15、这将解决所有 CM 问题。

    似乎需要弄清楚 TL074 的过热问题。 当 IC 的温度超过 60°C 时、触感会很热(可能您可以将手指放在 IC 上,而不会产生燃烧的感觉)。 在 60 至 70°C 之间、触摸不超过 2-3 秒。 超过 70°C、您将感受到触觉中的尖锐“燃烧“或“热“感觉。  

    比较器基于 LM339 的生产日期代码、于 2021 年 8 月左右制造。 这也可能是 PCN 之前的器件。 (PS,我不是很熟悉比较器的晶圆制造厂变化历史记录,这是我的猜测)。 由于制造变更、还有一个与 LM339 产品相关的 PCN。  

    LM339 的输入级定义了工作区域。 超过建议的工作区域时、差分输入对不再出现可预测的行为、内部结可能会传导意外的电流(超出数据表的规格)。

    如果您要修改下一个硬件版本、我建议在 TL074 的每个输出端和 LM339 比较器的输入端之间放置 10kΩ 电阻器 — 以限制比较器的输入电流。

    如果您对 LM339 比较器的行为有其他问题、我可以将查询转发给 LVAC 团队。  

    此致、

    Raymond   

     

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    您好 Murray、

    即使高于电源电压…最高 36V、LM339 输入也将保持高阻抗。 因此、即使运算放大器驱动至+15V、也不会消耗任何电流(当 5V 电源上高于~4V 时、偏置电流将小于 1pA)。 所以我认为这不是问题所在。

    但是、如果运算放大器输出尝试在低于接地电压时变为负值、则 LM339 的输入会将运算放大器输出钳位到 GND。 当运算放大器输出尝试吸收数十 mA 的电流时、这会导致温度升高。

    危险是 LM339 *将*在冷态时发生故障、尤其是在两个输入都大于 3.5V 输入时。 输入范围在低温条件下缩小。 它现在似乎在室温下“起作用“、但最终会失败(请参阅有关“功能“的第 6.7 节)。

    请参阅 LM339 系列应用手册的第 6.4 节和第 6.7 节、对此进行了全部介绍:

    https://www.ti.com/lit/an/snoaa35f/snoaa35f.pdf

    您显示的 LM339 是 2021 年的原始 Ji1 芯片、因此与 TL074 一样、没有任何变化。

    我认为问题在其他地方…

    其他两个比较器 U1:C 和 U1:D 有什么作用?

    您是否测量了所有引脚上的电压? 它们符合您的期望吗? 如果 LM339 上有任何负电压、那么这就是您的问题...

    发现加热问题后、我建议使用具有 R-R 输入的 LM339LV。

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    谢谢 Paul

    在我所能看到的范围内、没有 339 个输入变为负值。 温度太高而无法触摸 074 实际上是输出负电压的 4051 故障。 339 上的一个输入是 0-5V 锯齿波、不应变为负值、另一个输入受软件控制、其范围为 0-3V、来自 4051 采样并保持 074。 其他 339 个比较器的工作电压与其他通道完全相同。 我认为这个问题可以解决、因为电路板现在在室温下运行。 我会查看 LV 版本。

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    您好 Murray、

    我们强烈建议使用 LM339LV 器件。 LM339 挂在操作边缘、最终将失败。

    我们仍然建议在运算放大器输出和 LM339 输入之间使用一个电阻器 (~1k-10k)、以限制瞬态或故障期间的电流。

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    谢谢 Paul。 我已订购 LV 版本、并将在以后的所有产品中使用。 在数据表的共模部分中、方括号中有 (GND) 和 (V+) 表示最小值和最大值。 括号是什么意思?

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    您好 Murray、

    括号真的不需要在那里。 规定它们是电源名称是惯例。

    有时、有一个相对于电源的值、它会置于括号中、例如 (VCC–2) 或 (V+)+ 0.2。

    请记住、LV 最大供电电压为 5V 您还可以从+15V 电源为 LM339 供电、并消除输入范围问题。

    是的...这些 4051 CMOS 开关可能容易损坏 — 通常是由于将其中一个输出短路(电流太大)或输入超过电源电压而损坏。 几年来我已经更换过他们...

    很高兴为您提供帮助!

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    您好 Murray、

    我看到多路复用器线路上直接有一组 10,000pF 电容器。 它们足够大、可以存储一些严重的电荷。

    我可以看到一种情况、当电容充电至几伏并关闭电源时、您会遇到多个电容(关闭通道)、将电流倾回开关(ESD 二极管钳位到无电电源)。 最终可能会厌倦...

    如果您仍然遇到 4051 故障、请尝试取下盖子。  我建议在开关输出和电容之间串联一个电阻来限制任何放电电流、例如 470 欧姆至 1k Ω。 但要注意产生的低通滤波器。 另外、还要确保多路复用器输入没有被过驱动。

    作为最终设计检查的一部分、您可能需要在上电和断电时对各种节点进行检查。 您有多个电源、可能存在电源时序问题。

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    我已经维修了 50 多年的复古合成器,几乎毫无例外,他们把 0.01uf 帽的输出 4051 没有电阻器。

    这是 20 世纪 80 年代初一个罗兰合成器的一个例子。 这可能是为什么他们在 40 多年之后失败了,我保持了 4051 的平局。

    在下一次刷新之前、需要使用电容来保持采样保持输出、有些电容具有 20 多个输出、并且由于元件速度和电容充电时间、刷新时间可能会很长。

    感谢你的帮助。

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    您好 Murray、

    我还固定了 40 多年的音频和测试设备...而 4051 是流行的输入选择器和量程转换器。 所以他们会以各种令人讨厌的方式被击败。

    在操作过程中、输出上的电容不会出现问题。 充电电流将受到电源的限制 — 但断电期间不受控制的放电可能会导致 ESD 单元发生擦伤。

    作为预备、经典 TL074 JFET 输入没有 V+的 ESD 钳位(即使没有电源,也可能需要高达 36V 的电压)。 PCN'ed TL074 确实有一个 V+的 ESD 钳位 — 因此运算放大器可能会出现类似问题。