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[参考译文] TLV2172:如何在全波精密整流器中调节增益和直流平滑

Guru**** 1832870 points
Other Parts Discussed in Thread: TLV172, TINA-TI, XTR115, TLV9002, XTR111
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https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/877520/tlv2172-how-to-adjust-gain-and-dc-smooth-in-full-wave-precision-rectifier

器件型号:TLV2172
主题中讨论的其他器件:TLV172TINA-TIXTR115TLV9002XTR111

您好!

我正在设计将 交流电转换为直流电的全波精密整流器电路。 我只打算使用下面的电路(基于 TLV172)通过调节将交流电转换为直流电。  

我在这里有两个问题。

1、 如何调节这里的增益。 如果我调整 R1和 R2,增益是否会调整?

2.我的输入是 VI (AC/50Hz)。 如果我在输出(VO)处使用10uF 或22uF 电容器、它是否会转换为纯直流信号?

此致、

Winiston.P

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    您好、Winiston、

    为什么不自行运行 TINA-TI 仿真?

    Kai

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    Winiston、您好!

    1) 1)这将取消正负增益匹配的平衡。

    2) 2)直接电容会有问题。

    您对峰值、平均值或 RMS 电压感兴趣吗? 换句话说、是否可以忽略正弦质量。

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    您好、Ronald、

    我 想将增益最大值增加5。 如何增加增益?

    2.是的。 可以忽略正弦质量。 TLV172 (VOUT)的输出为单向信号(脉动)、我想将其转换为 纯直流信号、以便作为模拟信号馈送至 XTR115。

     在传统桥式整流器中,如果在桥式整流器的输出端添加电容器,全波单向信号将转换为直流信号。

    同样,如果我使用 TLV172等精密整流器并在 TLV172的输出侧添加电容器,它是否会转换为直流信号?

    最后、我要将 TLV172的输出转换为直流信号并将其馈入 XTR115。

    此致、

    Winiston.P

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    您好 Kai、

    我已经下载了 TINA,如何进行仿真? 您能提供一些提示吗?

    此致、

    Winiston.P

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    您好、Winiston、

    这个线程与这个线程有关吗?

    我在那里为您开发的电路有什么问题?

    Kai

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    尊敬的 Kai:

    这个设计没有什么问题。 我们的项目运行时间有限。 因此、我必须一次性制作100%工作的 PCB。 这是我制定的备份计划。  更重要的是、(TLV9002)是半波整流器。 当我从单向脉动信号转换为纯直流信号时、它的直流电平可能会较低。

    我仍然不确定如何将单向信号输出 (TLV9002输出)转换为纯直流信号? 如果我在 TLV9002的输出端添加22uf 电容器,它是否会转换为纯直流信号?

    此致、

    Winiston.P

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    尊敬的 Kai:

    感谢您的快速响应。请查找您所连接的仿真电路。

    e2e.ti.com/.../3583.arockia_5F00_xtr115_5F00_1.TSC

    如果我给 VG1的电压小于300mv、  VF1和 VF4不是线性的。 VF1从0.8V 开始、VF4从500mV 开始。  因此、我们无法转换低电压信号。

    我需要从50mV 开始的线性曲线。  这意味着如果 CT 输出在25mV 或50mV 范围内,我应该从 VF1或 VF4获得相应的输出。

    您能不能建议您在设计中使用哪种方法或微调组件值、从而在25mV 或50mV 范围内实现?

    此致、

    Winiston.P

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    您好、Winiston、

    根据 XTR115数据表的图1、对于4...20mA 的输出信号、流入 XTR115引脚2的电流"IIN"必须从40µA μ A 更改为200µA μ A。

    请记住、在我的仿真中、"IIN"是"AM1"、我的电路提供的内容完全是:

    e2e.ti.com/.../arockia_5F00_xtr115_5F00_2.TSC

    Kai

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    Winiston、

    所需的传递函数是什么? 例如、在 XTR 之后、CT 转换为[4mA 至20mA]时、[0mVpeak 至1Vpeak]

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    尊敬的 Kai:

    感谢您的详细描述。 我还在 TINA 中进行了仿真。 它运行良好。 但我想了解以下问题。

    1.您添加 了40µA 作为偏移量,或者换句话说,在 AM1上,比例从40µA 开始 。 您是如何添加此偏移的、还是哪个电阻器正在执行此活动?

    2、当  我们在 VG1上提供0-2V 时、现在从40µA Ω 扩展到200µA Ω... 如果我想使用 0-1V 的输入(VG1)将相同的比例40µA 设置为200µA μ V、 如何实现?

    3.根据 XTR115数据表、任何在 Vref 或 Vreg 中消耗的电流都将在输出端作为偏移添加。 例如、TLV9002S 的电流消耗为6mA、XTR115能够驱动从6mA 到20mA 的电流、因此 TLV9002S 的电流消耗也在此处说明。 TLV9002S 的电流消耗是多少?

    4.请查找随附的完整应用电路。 我根据您的指南替换了 IRET 的接地并制作了原理图。 如果我现在进行仿真、无论输入电压(VG1)如何、AM2 (XTR115的输出)始终提供大于19mA 的电流... 而 AM1 (TLV9002S 的输出)在低电压下不是线性的。 例如,如果我在 VG1上提供100mV,  则 AM1假定提供48uA。 但它会提供60uA…… 但大于1V 的输入(VG1)时、AM1的输出是线性的。 你能不能为这个错误辩解 它在没有 XTR115段的情况下以线性方式工作。

    e2e.ti.com/.../Kai_5F00_XTR115_5F00_1.TSC

    如果你证明有理由作出上述澄清,那对我将非常有帮助。 该仿真输出是否也等于实际输出?

    谢谢、

    Winiston.P

     

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    您好、Ronald、

    是的、没错。 所需的传递函数在  CT 上为0mVpeak 至1Vpeak、在 XTR 之后转换为[4mA 至20mA]。

    此致、

    Winiston.P

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    Winiston、

    我不希望 XTR 输入电阻始终为2.5k、因此我使用电流源驱动 XTR。 第二个运算放大器是偏移(乘以40uA)电流源(增益160uA/V)。 第一个运算放大器是半波、更重要的是单向电流整流器(与旧学校的二极管半波类似、没有正向压降)。 两个运算放大器可以实现这一目的。 CT 侧的大多数组件只是为了提高 EOS/ESD 的容差、因为我希望 CT 信号可能来自连接器。

    e2e.ti.com/.../CT-to-Isource.TSC

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    非常感谢 Ronald 分析我的场景并创建了原理图。

    我想澄清一下您和 Kai 的设计。

    1.如何调整偏移或 哪个电阻器执行偏移活动?

    2.如何调整电流源增益?

    3.我是否也应该使用此设计来处理基于 XTR111的设计等电压输入活动?

    此致

    Winiston.P

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    Winiston、

    U3是负峰值检测器。 R2 C1设置峰值响应时间(并影响 U3环路稳定性)。 R3和 C1设置衰减时间和电压纹波。 增益为1。

    U1公式非常复杂。 Iout =(VIN *(1+ R11/R12)- Vreg * R11/R12 -(Vreg - VIN)/R12*R5)/-R5 (所有电压都相对于 VREF,包括 VREG)

    VIN = 0时、得到40uA、VIN =-1时、得到200uA。  (调整 R5以设置增益[0V 至-1V];调整 R11以在 VIN=0时获得40uA;如有必要、重复)

    XTR111具有电压输入、因此需要更改我的电路以支持电压输出而不是电流输出、

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    您好、Ronald、

    感谢您抽出宝贵的时间参与我们的工作。

    它与我的应用完全匹配。 我还需要电压输出来馈送到 XTR111。 我希望 Kai (请参阅邮件对话)电路满足电压和电流源要求。  您能否开发连接 XTR111的电压输出? 我还需要 XTR111的4-20mA 或0-20mA 和0-5V 输出。 我已参考 XTR111评估电路。 它可以选择0-20mA 或4-20mA 和0-5V 输出。 我应该有电压输出电路来馈入 XTR111。  

    您的仿真电路能否与实际电路相配合?

    注意:XTR111电路也用于 CT  

    此致、

    Winiston.P

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    Winiston、

    请提供数学公式或输入/输出范围、其中 CT 电压作为输入、XTR111输入电压作为所需输出。

    例如、 之前的解决方案在 CT 上为0mVpeak 至1Vpeak、在 XTR 的输入端转换为[40uA 至200uA]

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    罗纳德

    CT 转换输出与 XTR111输入端的0mVpeak 至1Vpeak 和0-5V 直流电压相同。

    注意:我在 XTR111输出时需要0-20mA 或0-5V,我希望我在 XTR111输入时提供0-5V 直流电压。 请澄清。

    此致、

    Winiston。 P

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    罗纳德

    CT 转换输出与 XTR111输入端的0mVpeak 至1Vpeak 和0-5V 直流电压相同。

    请注意:我需要在 XTR111输出侧使用0-20mA 和0-5V 直流电。 我希望我在 XTR111的输入端需要0-5V 直流电压。 请澄清。

    此致、

    Winiston。 P

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    尊敬的 Kai:

    您 的电路是否会用作电压源? 我的意思是说,它会将您的电路输出馈送到 XTR111的输入,它是否起作用?

    此致、
    Winiston.P

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    您好、Winiston、

    我们为您提供了完成项目和使电路成功运行所需的一切。 我真的很乐意在出现问题时提供帮助。 但我不能为您完成整个开发工作。 这远远超出了本论坛的范围。

    这是我为 XTR115建议的电路:

    可以通过 R9和 R12的增益来调整偏移。

    XTR115和 XTR111在几乎所有方面都不同。 XTR115的工作原理无需 XTR111工作、反之亦然。 请查看数据表!

    对于 XTR111、我将尝试此方案:

    e2e.ti.com/.../arockia_5F00_xtr111.TSC

    但必须考虑以下几点:

    OPAMP 无法完全到达电源轨。 对于正电源轨、可以通过稍微增大电源电压来克服这一问题。 XTR111允许这样做。 但 XTR111不再提供与 XTR115类似的基准电压。 因此、您需要通过另一种方法在1/2 Vs 处创建偏置电压。

    Kai

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    Winiston、

    引述"注意:我需要 在 XTR111 输出侧使用0-20mA 和0-5V 直流电。 我希望 我在 XTR111的输入端需要0-5V 直流电压。 请澄清。"。  XTR 提供输出电流、不会输出0至5V 电压(除非负载是特定值)

    是否不再需要4mA 的最小电流? 当要求不断变化时、很难设计电路。

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    您好、Ronald、

    谢谢。

    Ronald:   XTR 提供输出电流、不会输出0至5V 电压(除非负载是特定值)

    Winiston 应答:  XTR111输出负载为249欧姆。 因此、对于249 Ω 负载、电压需要在 0-5V 之间变化。

    Ronald: 4mA 最小值不再是一个要求吗? 当要求不断变化时、很难设计电路。

    Winiston 回复:亲爱的 Ronald,我们对 XTR111的要求仍然是4-20mA 和0-5V 输出。 因为我可以使用分压器在 XTR111输入上提供一些电压偏移。 我曾提到0-20mA。  我们可以在 XTR111负载侧连接249欧姆电阻器以驱动0-5V 电压。  如果您设计两种设计中的任何一种、这对我来说都是很好的。

    1.0-20mA 和0-5V 、输出负载为249 Ω

    2.4-20mA 和0-5V 、输出负载为249 Ω

    此致、

    Winiston.P

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    尊敬的 Kai:

    感谢您所做的一切努力。 很抱歉,如果我给你带来麻烦。 我们可以将此设计用于多种应用。 因此 需要调整增益和偏移。 还需要更多的过流驱动和电压驱动。 所以只有我问。 这实际上是我的项目的一部分。 我只对这部分整流有所怀疑。 感谢您清除所有查询并进行设计。 产品开发完成后、我将提供反馈。 感谢您的支持。

    此致、
    Winiston.P

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    我将在本周结束时尝试执行此操作。

    1.0-20mA 和0-5V 、输出负载为249 Ω

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    罗纳德

    是的。 你是对的。 欢迎您的决定。

    此致、
    Winiston.P

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    Winiston、

    放大器位于下方。 峰值检测器(增益= 1)。 放大器增益= 5、因此[0V 至5V]进入 XTR111引脚6 (输入)

    Rset 为2.49k。 输出电流为10*VIN/2.49k;XTR111输出电流为[0mA 至20mA]。 您的负载为249欧姆*[0mA 至20mA ]= 0V 至5V

    e2e.ti.com/.../CT-_2800_gain-5_2900_--0V-to-5V.TSC

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    您好、Ronald、

    感谢您抽出时间提供指导。 我保留了电路和设计 PCB。 测试后、我将给出反馈。 谢谢。

    此致、

    Winiston.P

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    尊敬的 Kai:

    我根据您连接到 XTR115的电流驱动电路进行了设计。 它运行良好。 感谢您的持续支持。

    此致、

    Winiston.P

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    尊敬的 Ron:

    我在安装了所有组件的情况下检查了您的上述设计。 它工作正常。 感谢您的大力支持和指导。

    此致、

    Winiston.P

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    Winiston、

    我很高兴您取得了成功。  

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    欢迎您的到来:-)

    Kai