[参考译文] OPA548：无法将输出带到GND

您好，Gudmundur，

您必须了解，OPA548是一个高压部件。 它应在最高达+/-30V的更高和双电源中工作，这也是输出电压摆动不是轨对轨而是负轨1V (通常用于小电流)的原因。 输出摆动始终是相对于电源电压定义的。 根据共模(即同相输入偏置的方式)，信号可能会撞击其中一个导轨，并且运算放大器饱和。

但更重要的是，不能将缓冲区的同相输入接地。 它不是有效的配置。

OPA548可能不是在低单电源下运行的最佳解决方案，而输出应一直摆动到地面。

如果您对输入和输出限制的更多见解感兴趣，请观看我们涵盖此主题的精密实验室课程材料。

应用程序的输入/输出电压范围和用途是什么？ 根据这种情况，我会推荐另一个零件，也可能推荐另一个配置。

最佳，

Miriam

 

感谢Miriam的回答。

关于我的申请：

我的负载实际上是一个电感器/电磁铁，电感范围为20 mH - 100 mH，电阻为9欧姆。 我想线性地控制电感器上的电压，我可能需要在运算放大器的输出电压下大约18V，如果可能的话，甚至可能需要高达27V (因此2-3 A)。 因为我只需要一个方向的电流，所以我希望通过一个电源配置来摆脱这种情况。 我当然会增加保护二极管。 我可能会将配置更改为受控电流配置，在电感器和接地之间使用电流感应电阻器，并在输出上使用缓冲器网络以确保稳定性(如果这可能会改变您的建议)。

关于我的操作面理解和直觉构建：

我观看了相关的Precision实验室视频。 OPA548的输入共模范围在负轨下至少扩展0.1V，因此在这种情况下不会出现问题，因此我将注意力转向输出级。 数据表的图13似乎表明，对于几乎为零的电流，输出应几乎一直摆向负极轨，因此它"感觉"一切都应该正常工作。

为了更好地解释为什么我很难理解为什么我的电路不工作：这不像是我要求输出级的底部吸收负载中的任何电流，以将运算放大器输出引脚拉低。 负载已用于将运算放大器输出拉至地面，我只想运算放大器停止通过输出级的顶部泵送(最多) 100毫安到我的负载。 鉴于我处于共模范围内，我不明白为什么运算放大器不"看到"反相输入过高，并切断输出级的顶部以进行补偿。

我非常感谢任何建议，无论是与我的申请或我的理解相关的建议。

您好，Gudmundur，

精密实验室试图在晶体管级别上解释此问题：您无法切断顶部晶体管；这不是运算放大器的工作原理。 输出上始终会出现压降。 如果您试图强制信号超过此点，运算放大器将饱和。 如果您的主要目标是到达地面，则可以使用LM7705作为负偏压发生器。 如果您有3V-5V低阻抗源可用，这是可行的。 如果没有，您可以尝试将肖特基二极管与运算放大器串联，然后再输入反馈。 结果应该是输出上的电压降非常低。
您的可用电压源是多少？电流范围是多少？ 您的配置是否仍受电压控制？
明天我将模拟肖特基二极管解决方案，以验证并为您提供一些降低的偏移电压。

最佳，
Miriam

我目前正在使用台式电源进行原型设计。 我主要希望采用单电源配置来降低电路复杂性，因此我可能会坚持采用双电源系统，而不是添加组件来生成负电压。 感谢您的建议。

但是，我对您提到的肖特基技巧感兴趣，并期待看到模拟结果。

是的，我仍在使用电压控制配置。

我可能还应该考虑使用简单的功率晶体管而不是运算放大器来控制负载，因为我只需要单向电流，功率晶体管应该允许我完全切断电流。 (使用运算放大器是因为我最初需要通过负载在两个方向驱动电流。)

我仍在尝试用运算放大器的内部功能来缠绕自己的头，以便将来可以提出一些不太愚蠢的问题：) Precision Lab视频讨论了为什么运算放大器在提供电流时不能将输出一直驱动到正极轨， 以及为什么运算放大器在漏电时不能将输出驱动到负极轨。 我知道这是从哪里来的(VSAT+VBE用于生物聚合物输出级)，但这不能解释(至少对我来说)为什么运算放大器在负载已经将输出引脚拉低时不允许输出摆向负轨。

这不能纯粹是由于输出级中的偏置电流造成的，因为在无负载的情况下，运算放大器仅消耗13 mA，而施加1欧姆的电阻负载(原理图中为R1)会将超过270 mA的电流插入放大器并输出引脚。

运算放大器是否感应到流经底部晶体管的电流并根据需要增加输出引脚电压，以保持通过底部级的最小偏置电流？ 这将解释为什么将负载连接到接地会显著增加通过顶部晶体管的电流。

再次感谢您的帮助和意见。

您好，Gudmundur，

随附的示意图显示了OPA548与反馈之间具有二极管的解决方案。 二极管处的电压降会导致负载处的电压降较低。

根据所制造的零件，偏移量可能从-10mV到+10mV不等，如voff所示。 SPICE模型的偏移被Vnull (2.8mV)取消。

这些原理图旁边是未调整的随动件，它们通过接地的同相输入与导轨撞击，负载处的压降约为250mV。

我还附加了TINA文件，它允许您模拟不同的配置。

这是一个可行的解决方案吗？

e2e.ti.com/.../3755.OPA548outputswing.TSC

最佳，

Miriam