[参考译文] OPA445：slau501 -是否可以修改双相输入电压的电压至电流转换器设计？

尊敬的 David：

您是否考虑在您的项目中使用改进的 Howland 电流泵？

e2e.ti.com/.../673984

e2e.ti.com/.../699812

Kai

您好、Kai。 我从未听说过它。
www.ti.com/.../snoa474a.pdf

请允许我阅读此内容。

此外、您的链接是缩写的、因此我无法查看。

您能否提供有关 Howland 电流泵及其优势的链接并向我提供一些说明？

谢谢！

尊敬的 David：

在搜索框中输入链接地址末尾的6位数字...

Kai

尊敬的 David：

您的意见：

稍后可以更改该信号的放大器以增大或减小输出电流。 信号的频率范围为50 ~ 8、000Hz。

-使用公式、当输入电压信号为0V 时、我不希望电流流动。

任何运算放大器都将具有输入偏置电流；因此、输入环路中的电流不会为零。 您最好使用输入偏置电流非常低的运算放大器。

-我想使用上面的双相电压脉冲生成负电流

这是否意味着您仅希望在输入电压为负时获得输出电流？ 根据负电流惯例、Iout 电流将沿图2图中所示的方向流动。 另请参阅 Kai 参考的改进型 Howland 电流泵。 我可以设置通过负载的交流双向电流。

-我将添加一个500 ~ 1、000、000 Ω 的负载电阻器。

嗯、你可以这么做、但电流源电路不会按你的需要工作。 您在下面提到了100mA 的输出电流。 Ω 您将欧姆定律应用于500 ~ 1、000、000的电阻范围、该范围相当于50V 至100、000 V 的输出电压范围。您需要建立电路能够提供的合理输出电压顺从范围。

-无论负载电阻是多少、我所需的电流都是100mA。

请参见我对您的500 ~ 1、000、000 Ω 应用的回答。

-我的电源最高可支持30 V

因此、我想将运算放大器更改为 TI 的 OPA445APG4。

OPA445APG4的额定输出电流为+/-15mA、无法提供100mA。 OPA454可以正常工作、但对于100mA 输出电流、您实际上必须考虑器件的热限制。 如果您可以使用+24V 电源、OPA564将轻松提供100mA 输出并能耗散更多功率。 这是一款 CMOS 功率运算放大器、室温下的输入电流通常为10pA。

此致、Thomas
精密放大器应用工程

[引用 user="Thomas Kuehl">另请参阅 Kai 提到的改进型 Howland 电流泵。 我可以设置通过负载的交流双向电流。

Ω 您将欧姆定律应用于500 ~ 1、000、000的电阻范围、该范围相当于50V 至100、000 V 的输出电压范围。您需要建立电路能够提供的合理输出电压顺从范围。

-无论负载电阻是多少、我所需的电流都是100mA。

[/报价]

谢谢、Tomas。 我使用 ADA4000-2ARZ 在试验电路板上创建了 Howland 电流泵电路、该电路可提供+- 18V 电压。

正如您提到 的、如果我添加2k Ω 之类的大负载、电流泵的运算放大器输出将变饱和、仅提供16.5V 输出。

因此提供的实际电流小于我所需的值。 我在室温下对此进行了测试、我也将在室温下使用此系统。

BTW，我需要的最大电流为100mA；我将使用 Arduino 的 DAC 电压电平控制电流。

我将连接一个阻抗随时间变化的负载与上述范围。

[引用 user="Thomas Kuehl"]任何运算放大器都将具有输入偏置电流；因此，输入环路中的电流不会为零。

[引用用户="Thomas Kuehl"]

-我想使用上面的双相电压脉冲生成负电流

这是否意味着您仅希望在输入电压为负时获得输出电流？

[/报价]

当输入信号的电压接近0V 时、负极和正极+我希望消耗0A 的电流(尽可能)；

当 DAC 提供0V 或3.3V 电压(这将通过 HFP 并变为-1.6V 和1.6V)时、我想创建电流输出。

在大多数情况下、信号将显示0V。 当 DAC 信号显示1.6V 或-1.6V 脉冲时、我想创建电流输出。

脉冲持续时间很短(50微秒)、其余0.01秒为0V

[引用 USER="Thomas Kuehl]根据负电流惯例、Iout 电流将按照图2图中所示的方向流动。

[/报价]

我认为图2的电流方向是电压为正时的情况，不是吗？

由于我的情况、我认为改进后的 Howland 电流泵可能不适合我。

因此，我想使用 TI 的 slau501 (运算放大器+ NPN)/ slau502 (运算放大器+ MOSFET)/威尔逊电流镜，使用 MOSFET /或类似于 XTR111精密电压至电流转换器的产品

负电压必须转换为电流输出。

您有哪些建议？ 希望能听到您的反馈。

我非常感谢您的帮助、Thomas。

[引用 USER="Thomas Kuehl]请注意、负载 RL 未接地、但连接在 OPA454 输出和连接到接地的感应电阻器之间。 [/报价]

可能无法在您的应用程序中使用。 [/报价]

我忘了说一点、我的负载连接到 GND 和电流转换器。 但是、如果有更好的解决方案、则负载的另一侧不需要连接到 GND。

[引用 user ="Thomas Kuehl"]当输入驱动到接地以下时，A1的同相输入需要添加几千欧串联电阻器来限制输入电流。

A1是第一级放大器吗？ 此外、第一个原理图是否适用于我的情况？ 我想我还不理解您的观点。 由于我在第一种情况下看不到负电源、我不确定是否可以使用它。

或者如何添加"并联放大器"？ 我从 opa552数据表中看到了这一点。 这可以解决我的问题吗？

尊敬的 David：

您仍然没有回答 Thomas 的问题：为什么要通过1M 的负载驱动100mA 的电流？ 这意味着电压降为100kV！

那么、您实际上希望在您的应用中执行什么操作？ 请更加具体。

Kai

尊敬的 David：

关于您的问题：

A1是第一级放大器吗？ 此外、第一个原理图是否适用于我的情况？ 我想我还不理解您的观点。 由于我在第一种情况下看不到负电源、我不确定是否可以使用它。

是的、在我提供的第一个原理图中、A1是 U8。 OPA192使用+24V 电压作为 V+、使用0V 电压作为 V-用于电路中的电源。 如果您尝试驱动负输入电压、低于接地电压约半伏以上、则将超出最大输入电压范围。 最初、结果将是导通常关输入保护 ESD 二极管。 如果 ESD 二极管导通、添加一个与 A1输入串联的~1kOhm 电阻器会将任何输入电流限制在低电平。

或者如何添加"并联放大器"？ 我从 opa552数据表中看到了这一点。 这可以解决我的问题吗？

这是一种获得比一个特定功率运算放大器单独提供的更多输出电流的技术。 单个 OPA551/552可提供200mA 的输出电流、因此我认为这种做法在帮助解决您的整体电流电路源设计方面不会做任何其他事情。

此致、Thomas
精密放大器应用工程

我的差。

[报价用户="kai klaas69">为什么要通过1M 的负载驱动100mA 的电流？ [/报价]

[引用 user="kai klaas69"]您实际上希望在应用程序中执行什么操作？

我需要为阻抗不断变化的负载提供恒定电流。 该负载的阻抗随时间变化。

在此期间、我发现此负载可降低、因此范围为500 ~ 150k Ω

例如、如果我将注入的恒定电流降低到10mA、则仍会导致最大电压下降1、500V。

我需要考虑这种高电压、我是否使用 Howland 电流泵。

尊敬的 David：

很抱歉、构建一个将10mA 电流驱动到负载并产生1500V 合规电压的电路是不切实际的。 这需要特殊的知识和技能。 1500V 是可能致命的电压。

Kai