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[参考译文] TLV9004:带输出电容器的稳定性设计

Guru**** 2826855 points

Other Parts Discussed in Thread: TLV9004, OPA350

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/1625881/tlv9004-stability-design-with-output-caps

部件号: TLV9004
主题中讨论的其他器件: OPA350

客户希望将 OPA 设计为缓冲器。 现有器件使用 TLV9004 和 10uF。 (C2K 在 ref.design/datasheet's 上的建议是 OPA350)。

输出电容器将更改为两个 10uF CPS。 对于它、请找到 随附 SIM 模型时稳定性的 SPICE 结果。  

OPA 的计划输出电容器:有两个并联的 10uF 电容器。 两个 与 15Ω 电阻器串联并连接到 VREF 引脚的 10 µF 电容器—此拓扑是否有效? 您能否检查过冲和相位裕度是否正常?

应用手册:

  • TMS320F2837xD DSP 需要稳定的 ADC 电压基准 (VREFHIA/B/C/D) 以进行精密 16 位 ADC 操作。
  • TLV9004IPWR(四通道运算放大器)用作电压跟随器缓冲器、用于驱动这些 VREF 引脚。
  • 电路修改在去耦电容器 (20 µF) 和 DSP VREF 引脚之间引入了一个 15Ω 串联电阻。
  • 去耦电容器:两个并联 10 µF (= 20 µF) 与 TI 数据表中针对 16 位模式的≥μ F 22 µF 建议。

OPA350.png

TLV9004 瞬态稳定性缓冲器.TSC Te

 

TLV9004 交流稳定性缓冲器。TSC 

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    尽管电路具有 87 度的相位裕度、Riso 为 15 欧姆、但其相位裕度 会降至建议的 20 度以下、随着工艺和温度的变化、这可能会导致间歇性的不稳定行为。

    将 Riso 增大到 30 Ω 可产生几乎 90 度的相位裕度、并确保 20 度以上的最小相位裕度骤降 — 请参见下文。

    瞬态仿真确认电路非常稳定,没有过冲 — 请参阅下面的。

    当然、较大的 Riso 会增加时间常数、从而导致更长的稳定时间。  这就是 OPA350 能够以仅 0.1 Ω 至 0.5 Ω 的 ESR 驱动 20uF 负载、稳定速度比 TLV9004 快得多、需要 15 Ω 至 30 Ω 之间的 Riso 的主要原因。

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    谢谢。 根据您的建议、OPA 已从 TLV9004 更改为 OPA350(如下所示)以缩短设置时间、因为本设计将是所有 PV 逆变器应用的平台。 建议的串联电阻值为 0.1–0.5 欧姆。 Delta 实际上会选择一个配置为 (1Ω// 1Ω)= 0.5Ω 的 1206 类型电阻器。
    您能帮助仔细检查以下问题吗?

    1. MCU F28377 规格/参考 设计需要 22 µF。 使用实际选择的 20 µF 值 (10 µF // 10 µF) 是否可以接受?
    2. 然后、与 0.5Ω 电阻器串联的 20 µF 电容器连接到 DSP ADC。 这个应用拓扑是否可以接受?

    电容规格:

    e2e.ti.com/.../TAIYO-YUDEN_2800_EMK212BB7106KGFT_2900_-_2D002D002D00_–1542491110.pdf

    此致

    Brian

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    请参阅下面的评论:

    1. MCU F28377 规格/参考 设计需要 22 µF。 使用实际选择的 20 µF 值 (10 µF // 10 µF) 是否可以接受?

    ADC 的 Ref 引脚上的 20uF 与 22uF 几乎没有区别。 整个概念与 ADS 内部电容器和外部基准电容器之间的 ADC 采样电荷重新分配有关。  例如、20pF 的内部 Cs 与 20uF 的外部基准电容导致 (20pF /20uF)*100%=0.0001%的 Vref 压降。

    2.与 0.5Ω 电阻串联的 20 µF 电容随后连接至 DSP ADC。 这个应用拓扑是否可以接受?

    运行交流稳定性分析表明、 系统具有 87 度的相位裕度、最大相位骤降约为 25 度、这是一个非常稳定的系统。

    可通过显示无过冲的瞬态仿真来确认电路的稳定性 — 见下文。

    e2e.ti.com/.../OPA350-AC-Stability-Buffer.TSC

    e2e.ti.com/.../1803.OPA350-Transient-Stability-Buffer.TSC

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    谢谢。 关于环路增益的仿真电路、有一个问题。 在进行相位裕度仿真时、C2、VG1 和 L1 是否必要? 非常感谢!

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    是的、但它们当然不在实际电路中。   生成 Aol、1/β 和环路增益 (AOL*Beta) 曲线需要这三个分量。  

    请 通过以下链接查看稳定性 (9) 培训材料: https://www.ti.com/video/series/precision-labs/ti-precision-labs-op-amps.html