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[参考译文] OPA455：如何增加输出电流

admin
Guru**** 1129500 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA455, OPA551, OPA462, INA228, OPA2192, TINA-TI, OPA454, OPA1622
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/1012942/opa455-how-to-increase-output-current

器件型号：OPA455
主题中讨论的其他器件： OPA551、 OPA462、 INA228、 OPA2192、 TINA-TI、 OPA454、 OPA1622

您好 TI 专家

需要设计一个压电式驱动器项目、下面是压电式传动器信息

 电容器最小值为0.15uF、最大值为15uF、谐振频率介于40kHz 至135Khz 之间、

最大功耗在0.8W 至34W 之间、最大行程范围：0至120V、解码器

电流计算 Imax =Pi *f* C*Uvpp。

在上述情况下、如果选择 OPA455驱动器、则器件电容器为3.1uF、电压为100V、最大频率为46Hz。

如果增加 OPA455无法达到的频率、则可能需要 延长电流才能达到。

我的问题是如何使用 OPA455扩展当前解决方案或其他解决方案？ 您能建议一些典型电路吗？ 如果

电路 可以选择输出正弦波、方波或三角波是最佳选择。

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    TI__Guru**** 1129500 points
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    您好！

    OPA455 HV 运算放大器可轻松输出大约+/-30mA 至+/-35mA、但不能期望提供更多的电流、因为短路电流通常为+/-45mA。 因此、如果负载需要更高的电流、则需要施加更多的电流。

    在功率运算放大器应用电路中、有两个、有时更多的运算放大器用于并行输出、从而提高单个运算放大器的输出电流能力。 通常、由于每个应用的运算放大器之间的输出电流不平衡、这些电路在纸面上比在实际中更有效。 许多困难都是由于每个运算放大器具有不同的电压偏移造成的。 然后、器件之间存在热不平衡、这会使器件之间的电流共享变得复杂。

    我不建议使用并行输出方法、而是建议添加双极输出级以提高 OPA455输出驱动能力。 虽然 OPA455数据表未显示此类电路、另一个高电流运算放大器、但 OPA551在其数据表中显示了这一点。 我在这里包含了 OPA551数据表中的电路：

    这是一个比 OPA455所施加的电压更低的电路、但 TIP29C 和 TIP30C 晶体管及相关组件应适用。 这些晶体管非常适合100V 集电极-发射极电压和1A 集电极电流。 由于所示的 OPA551的电气条件不同、并且 OPA455是另一个运算放大器、因此我希望需要进行一些设计更改和实验、以获得性能令人满意的电路。

    此致、Thomas

    精密放大器应用工程  

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    TI__Guru**** 1129500 points
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    您好 Thomas  

    感谢您的快速回复、

    1.根据您的建议，我更新了原理图，请仔细阅读原理图。

    2.我仍有一些问题想问您

    1. OPA455与 OPA462有何不同？ OPA455显示了宽电源电压范围：±6V 至±75V 或

    12V 至150V、但 OPA462 介于±6V (12V)至±90V (180V)之间、因此 OPA462可以提供12V- 180V 的功率？ OPA462也可以替代

    OPA455？

    1. 由于需要监控电流，并且共模电压太高，因此我没有找到适合的电流传感器 OP，

    因此、我串联了两个电阻器和 INA228来测量电流、以便它能够正常工作？   

    e2e.ti.com/.../01_5F00_source.pdf

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    TI__Guru**** 1129500 points
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    您好！

    您的原理图有几个问题：

    1. DAC1上运算放大器具有2.5V DAC 输入、电阻器设置的增益为 1 + 39.2k/10k、或约为+5V/V 因此、REF10V 时的输出电压将为+12.5V。
    2. 施加到 OPA2192缓冲器的0.25V 至2.5V DAC 0将对功率放大器级中的 OPA455输入施加相同的电压范围。 OPA455最低共模电压的额定电压比负电源轨高+1V。 这将是一个问题。
    3. 不清楚您在做什么是将 REF10V 输出与 OPA455功率放大器的输出进行电容耦合。 如果功率放大器产生交流波形、则会将该信号直接耦合到 REF10V OPA455的输出中。
    4. 我了解您如何将 TIP29和 TIP30功率晶体管集成到 OPA455放大器电路中。 布置看起来不错、但我建议在 TINA-TI 等仿真器中测试电路、以便更好地评估直流操作点和交流行为。 在没有仿真的情况下、很难知道布置是否会保持交流稳定。

    关于您的问题：

    1. OPA455与 OPA462有何不同？ OPA455显示了宽电源电压范围：±6V 至±75V 或12V 至150V、但 OPA462的电 压范围为±6V (12V)至±90V (180V)、因此 OPA462可以提供12V- 180V 的电压？ 还是 OPA462可以替代 OPA455？

    OPA455和 OPA462 相似、属于同一 HV 系列。 如果您的应用需要能够承受 OPA462 指定的较高电压、那么您应该能够接收与 OPA455提供的电路性能非常相似的电路性能。

    2.由于需要监控电流，并且共模电压太高，我没有找到合适的电流传感器 OP， 所以我串联了两个电阻器和 INA228来测量电流，这样它就能正常工作？

    INA228由另一个 TI 组织生产、我不熟悉该器件；但是、查看数据表、您的建议看起来应该有效。 我建议您咨询 TI 转换产品 e2e 论坛、并向他们寻求器件应用指南。

    此致、Thomas

    精密放大器应用工程

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    TI__Guru**** 1129500 points
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    你(们)好

    感谢你的建议。 我稍后会更新原理图。 我对没有注释器件型号的原理图表示抱歉。

    1.REF10V 系列 A 1R 电阻器、我只想添加保护功能、集成过流保护的 OPA455可能应该移除1R 电阻器。

    2.您能解释更多有关 E/D 和 E/D COM 引脚功能的信息吗？

    存在类似的电路 https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/911718/opa454-how-to-increasing-output-current

    4.附件是必需的波形。

    e2e.ti.com/.../wave.zip

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    TI__Guru**** 1129500 points
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    您好！

    好的、在高压运算放大器电路上、使用 OPA454和 e2e 上布置的外部晶体管。 我的同事 Raymond 和我们的朋友 Kai 似乎在协助设计。 我会 继续使用 TIP29和 TIP30晶体管、因为您的输出电流要求不高于1安培。 由于 OPA454和 OPA462在设计上差别很大、并且具有不同的电气性能、因此可能需要进行一些组件调整、但它们创建的整体电路应该提供一个良好的起点。

    OPA455/OPA462 E/D 功能为输出使能或输出禁用(关断)。 例如、如果用户希望省电、则可以禁用 OPA455/OPA462输出、并且功率降低约50%。 E/D 引脚电压以 E/D 公共引脚(E/D COM)为基准。 可以在宽电压范围内设置 E/D COM 引脚电压设置、从而使用户能够最大限度地提高设计灵活性。 对于 VS≥106V、E/D COM 电压可设置为(V–)至(V–)+100V、 对于 VS < 106V 的情况、可将其设置为(V–)至(V+)–6V。 OPA455数据表中的第7.3.4节"启用和禁用"提供了有关功能的良好说明。

    我认为您应该按照前面的建议设置电路仿真、并应用 wave.zip 波形。 这将为您提供一个机会、让您了解负载上的电路输出是否符合您的预期。

    此致、Thomas

    精密放大器应用工程

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    TI__Guru**** 1129500 points
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    你(们)好  

     1.仍有热特性需要您的帮助分析。 如果电流介于0-100mA 之间、那么 TIP29C 和 TIP30C 上会产生多大的热量？ 如何选择散热器？

    能否在 功率晶体管上使用示例公式 P = UI = 100V*0.1A = 10W？

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    TI__Guru**** 1129500 points
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    您好！

    我不知道 OPA455外部输出级的确切电源条件是什么、但请注意、当输出电压摆幅为直流电源电压的一半时、最坏情况下会发生功耗。 因此、如果 OPA455外部输出级由+/-75V 电源供电并且输出电压为正、则在 +37.5V 直流输出下会发生最坏情况下的 TIP29功耗。 同样、当输出为-37.5V 时、TIP30的功耗最坏情况也会发生

    输出电流为100mA 时、输出晶体管中耗散的功率为：

    PD =(Vcc/2) IO

    PD =(75/2V) 0.1A = 3.75W

    如果 TIP29和 TIP30正确加热、这不应成为问题。  

    如果输出是另一个直流电平、则耗散将从该电平下降。 交流信号更复杂、功耗将取决于 特定波形。  OPA1622音频运算放大器的7.3.1功率耗散部分提供了非常好的功率耗散说明。 它与 OPA455和外部晶体管完全不同、但解释和数学原理适用于它们。

    https://www.ti.com/lit/ds/symlink/opa1622.pdf

    此致、Thomas

    精密放大器应用工程