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[参考译文] OPA2354:关于OPA2354应用程序的风险

Guru**** 1637200 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA2354
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/624653/opa2354-about-the-risk-of-opa2354-application

部件号:OPA2354

尊敬的支持团队:

我的客户正在其电源模块中使用OPA2354,电路如下所示:

 

他们需要进行短路实验,将 下面红色圆圈中的Vout poin与GND短路1~2小时。 当他们短路时 ,他们会发现OPA2354的电源将降至~1.5V,如下所示:   

 在R128=0时,引脚3将约为-6V,当它们将R128更改为200欧姆时,引脚3将约为-1.5V。 如下所示, 当R128更改为200欧姆时,引脚3处的电压测试。

如果它们卸下C104,则电源 不会中断。 此外,PIN3也不会有负电压。但C104无法卸下。

因此需要您在以下方面的支持:

1.  5伏电源下降的原因是什么?  客户觉得有一个电流拉环,显示为红色。

2.由于在d/s中,最小 绝对电压为-0.5V,VCC-=0V.pls有助于评估此类应用是否存在任何风险。 因此,如果可以,请帮助建议解决方案。  (或者,您是否需要进一步的信息,例如流经引脚3的电流等,以判断它是否会造成损坏?)  

谢谢很多~!

  • 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。

    问题是当测量输出电压时,C104上的电压下降立即出现在针脚3处。 在正常操作过程中,从左至右+-电压通过R129+R131下降(即通过C104)。 当盖子左侧突然与GND短路时,盖子上的电压立即显示为针脚3上的负电压。

    我注意到引脚3的电压为2.5V (第二个示波器镜头,我认为这是正常操作?)。 如果输出电压是在引脚3处强制获得2.5V电压的位置,则根据R129+R131和136形成的~1/20分压器(假设R128=0),输出电压应为~50V。 这是否正确?

    在这种情况下,~47.5V将在C104上下降。

    如果3号插针有负电压,电压为0伏(GND),则3号插针和3号插针之间的内部ESD二极管将打开,从GND而不是如图所示的Vcc获取电流。

    有些电路元件未显示在示意图中。 可能是我前面描述的不理想的电压上限效应,以及来自GND的电流拉线可能导致电源下降。 我注意到,电源在400 us内恢复到5V,而引脚3上的时间常数超过12毫秒。

    您提到C104不能移除,但是否可以降低电阻(从而降低电压降)并联电容器?

    谢谢。

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    您好,Keyur:

    感谢您的支持!

    是的,VOUT大约为48~50V。  

    我确实降低了与盖子平行的电阻,但仍然没有达到目标,下面是详细结果。  

    1.使用原始设置 R128=0欧姆时  ,短路时在PIN3处可获得-6V峰值电压,短路时流经PIN3的峰值电流为1.6A,持续约100us。如下所示:

    2. R128=200欧姆时,其他电路保持不变, 短路时PIN3电压将达到-1.5V, 200mA峰值电流持续约200us。  

    3.在R128=3K时,R127减小到33k以保持VOUT为48V, PIN3峰值电流为0.8V, 显示的电流类似-30mA~-40mA。

    4. R128=0,R127=R131=30k,我们调整s/w以保持输出电压为45V (不能更大), 并仍获得1.6A峰值电流。  在PIN3时约为-6V。

    我现在要求客户将R127调大一些,看看它是否可以被其系统接受。但仍需要您对以下项目的支持

    1. 请帮助检查测试用例#2和#3是否会使芯片与长期应用相脱离,即 -1.5V,PIN3处200mA,PIN3处-0.8V&40mA。

    2.请同时分享  我们芯片的输入电路, 包括您提到的二极管。它是用于夹紧还是其他功能?  

    太棒了!

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    Vera,

    当您尝试将VOUT短接至GND时,电容器会产生许多复合效应-如果没有放大器,则Pin3处的节点要降低得多(无论C104上的电压如何) 在R128=0或200时,您看到的电压小于-6V或-1.5V。 没有看到这些电压的唯一原因是因为OPA2354中的ESD二极管正在打开。 不尝试分析您看到的所有内容,我可以告诉您,这对OPA2354来说不是一种好的情况。

    1.您提到的任何情况都可能对芯片造成永久性损坏。 请参阅下面的ABS最大额定值。 为避免在应用中损坏设备,有两种主要情况:

    答 在这种情况下,保持输入端子上的电压低于Vcc+0.5V和高于V,即介于5.5V和-0.5V之间

    B. 如果电压超出上述情况,我们需要将电流限制为小于10mA

    我连接了一个TINA电路,它具有您可以使用的电位电阻器配置;我不理解其他应用限制,不知道如何更好地选择R128/129/131值。 您可以使用TINA中的值来限制Vin+处的电压小于-0.5V。

    2.下面的电路用于输入保护。 大多数放大器都有这些,但有些放大器在数据表中显式显示,而有些放大器则暗示了这一点,因为您可以阅读上述ABS最大额定值中的注释(2)。

    e2e.ti.com/.../OPA2354_5F00_PowerModule.TSC

    谢谢。

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    您好,Keyur:

    非常感谢!

    我检查了TINA文件,发现C104仅在R127上,如果它与客户的应用程序类似,在R127+1R131上,则VIN仍将非常低,如下所示: 客户需要在下星期一进入制造阶段,由于发现了新问题,因此他们对此保持警惕。  

    1.我们是否有其他引脚解决方案可以帮助钳制输入电压?  

    2. 根据客户电流电路, 我将电阻器全部降低到1/10,并将电阻盖降低到100p,这似乎有助于减小过冲,您认为这是解决方案吗?

    太棒了!

    e2e.ti.com/.../OPA2354_5F00_PowerModule-revised.TSC

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    以及BTW,连续病例是否为10mA? 对于客户的情况,较高电流仅持续~100us,是否仍会导致问题? 是否可以在这两种情况下(-0.8V,40mA和-1.5V,200mA)进行模拟? 因为客户还是希望尽量少做一些改变,太多了!
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    哇,星期一就像现在一样。 我需要您提供一些帮助,以便快速找到解决方案-我可以建议一些选项,但我不知道我有什么灵活性。 我希望避免在客户因生产计划紧张而无法使用的选项上出现不必要的反复。

    澄清:我在你的前两篇文章中两次读到关于R127的内容;我假定你的意思是R129。

    基本问题:由于与C104并联的大电阻器,因此在整个电流盖上形成了高电压。 即使您更改了电流上限或电阻值,它也只会影响充电/放电时间常数;在瞬态突然发生时,电流上限的作用类似于短路,导致电压在电流上限充电或放电开始之前立即出现在VIN+上。

    1.任何以5V工作的放大器都会出现此问题

    2.正如我所说,如果你把所有的降低10倍,那么它的所有变化都是时间常数,而不是发生短时的上限/当前行为;这不是一个可靠的解决方案

    是,10mA为连续电流。 不确定试样/系统的数量,但100us持续时间或40/200mA电流浪涌可能不会每次都相同,其次, 我确信该器件在10mA的不同持续时间内可经受几次浪涌,但如果是40mA/100us的50个脉冲,200mA/100us的20个脉冲或40mA/200us的10个脉冲,则无法量化

    我认为客户的最高偏好是在不更改PCB/布局的情况下解决此问题。 在这种情况下,只有有限的几种选择。

    我认为我没有得到关于C104用途的澄清,为什么绝对需要它-某些类型的高通滤波,感兴趣的信号频率或其他内容。 如果您能澄清C104的意图,我可能会提出更好的解决方案。

    可能的解决方案:

    1. R128 = 70k,R129+R131 = 8k

    2.从VIN+添加肖特基二极管至GND (最好从VIN+添加至Vs+,也适合正瞬态)  

    我一直忘了告诉你,当你打开50V时,也会出现类似VIN+低于GND的问题(C104在时间t=0时的作用同样很短),但我猜50V的脉冲速度不如对GND的短路快。 50V开启必须缓慢(几毫秒左右),才能不导致问题。

    谢谢。

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     您好,Keyur:

    非常感谢您的回复!

    是的,我在R127上做了打字。 :)

    对于C104,客户告诉我,其功能是对电压进行采样。   我想得到更多的解释。  

    我们是否有一些AMP,即P2P到OPA2354,它已经具有输入钳位二极管? (我记得OPA69*有它,但它不是P2P)

    对于10mA电流限制,它是否适用于Vin<-0.5V和Vin>-0.5V?tks的情况!

  • 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。

    好的。 请告诉我C104的功能。

    大多数放大器(包括OPA2354)都有二极管钳子提供电源,但问题是它们的额定电流通常为10 mA连续电流,没有一个可以量化器件可以承受的脉冲数量,持续时间和电流大小。 如果电路定期看到过电压,而不是将电流限制为10 mA,则它不是一种坚固的设计。

    OPA69x的夹具与OPA2354输入上的电源类似。 此外,它还具有一些智能电路,允许差动电压进入导轨和两个"输出"限制钳,但这两个钳位都与提供的输入二极管不同。

    此外,请记住,无论何时由于短暂事件而出现电涌,即使找到了完美的钳夹,如果不限制瞬态电流,电流也必须来自5V电源或GND。 因此,即使这不是运算放大器设备的问题,5V和GND电源也需要能够处理浪涌而不会进入故障状态。

    10 mA限制是指二极管接通,使电压高于5.5V (Vcc+0.5V)且低于-0.5V (GND-0.5V)。

    R128=70k和R129+131=8k解决方案是否不适用于客户?

    我能想到的另一个解决方案是R128=5k和R129+R131=73.4k。 在此配置中,假设即使C104上的50V (确切地说是44.5V)下降,R128=5k将电流限制为10 mA (50V/5k)。 这可能是我们对电路的最佳解决方案。

    谢谢。