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[参考译文] OPA197:产品未通电时的输出雷电保护测试

Guru**** 2510095 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA197

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/819033/opa197-output-lightning-protection-test-with-product-unpowered

器件型号:OPA197

您好!

我想在由 OPA197、无源组件和 TVS 二极管组成的未供电电路上执行输出雷击保护性能测试。

为了设置我的测试、我希望获得比 OPA197数据表中提供的更多信息。

我找到了这个与其输出阻抗相关的图、此图适用于 VS =±18V、但我的测试必须在 OPA197未加电的情况下完成:

我尝试通过在其输出端生成直流电压并测量其电流来确定未供电的 OPA197输出阻抗、但结果似乎取决于施加到放大器的输出电压。

那么、我的第一个问题是:在不提供 OPA197输出阻抗时、您能向我提供任何有关该输出阻抗的信息吗?

 

为了执行我的测试、我使用一个能够在1ms 内产生70V 脉冲的发生器(这个时间考虑了脉冲的上升沿时间、此时间持续大约500µs μ s)。 由于外部组件的原因、OPA197检测到的电压取决于其输出阻抗:

在此电路上、VOUT 代表脉冲发生器(如果 TVS 二极管不存在、VOUT = 70V、否则为57V 左右)。

您能否告诉我在这些条件下 OPA197可以消耗多少功率、或者在其输出端可以流动多少电流?

此致、

Kevin Marchenay

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    尊敬的 Kevin:

    当输出电压超过电源轨时会出现问题。 然后、OPA197的输入引脚和输出引脚处于危险状态。 因此、我建议使用增强型保护方案:

    保护二极管应该是肖特基二极管。

    此外、您应该增加 C1:

    Kai

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    尊敬的 Kevin:

     除了提供广泛的保护建议之外、Kai 还为 您的问题提供了一些答案:

    我尝试通过 在其输出端生成直流电压并测量其电流来确定未供电的 OPA197输出阻抗、但结果似乎取决于施加到放大器的输出电压。

    那么、我的第一个问题是 在不提供 OPA197输出阻抗时、您能向我提供任何有关该输出阻抗的信息吗?

    我们对精密放大器运算放大器执行的开环 Zo 与频率测量需要复杂的设置、并且仅在供电条件下完成。 对于未通电状态、这一操作尚未完成、对于我们可能一次性请求而言、这种操作会很昂贵。

     处于未上电状态的 OPA197输出端采用无偏置、关断状态的 MOS 输出晶体管结构、以及连接到电源轨的 ESD 保护二极管。 更改施加到该引脚的电压将影响泄漏电流和 ESD 二极管上的偏置。 因此、关断状态阻抗将随电压电平而变化、这是预期值。  我们通常不会描述关闭状态条件的特征、因为它们通常不是问题。

    您能否告诉我这些条件下 OPA197可以消耗多少功率、或者在其输出端可以流动多少电流?

    当电源引脚如原理图所示接地时、施加到输出引脚的正电压将打开上部输出 ESD 二极管、如数据表图52 "相对于典型电路应用的等效内部 ESD 电路"中所示。 如果正向偏置、该二极管将成为从输出引脚经由 V+的初级电流路径、V+在上述原理图中接地。 二极管会将电压钳制在大约0.7V 的正向电压、具体取决于流经二极管的电流。 OPA197 ESD 二极管的连续电流额定值最大为10mA、因此这将成为限制因素。

    此致、Thomas

    精密放大器应用工程

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    您好!

    感谢您的详细回答。 我不是电路的设计人员、因此无法为 OPA197输出添加广泛的保护功能。

    考虑到 Thomas 的回答、我假设 OPA197的输出电压在我的测试条件下始终约为0.7V。

    现在还有另一个问题:我必须在  第一个原理图的 R1中注入最小电流、以达到测试电压 VOUT = 70V、远远超过您提供的10mA 限制。

    考虑到10mA 的限制是针对连续电流定义的、如果 VOUT 是1ms 的脉冲电压、是否可以有更高的电流限制? 您是否有适用于 OPA197 ESD 二极管的电流与脉冲时间测量?

    此致、

    K é vin

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    尊敬的 Kevin:

    也许我错了、但我认为57mA 是不可接受的、即使在1ms 内也是不可接受的。

    Kai

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    尊敬的 Kevin:

    我们没有任何有关 OPA197 ESD 二极管最大 电流与应力时间的具体信息、 但我们知道二极管 必须能够承受 与电路外 HBM 和 CDM ESD 测试相关的高电流电平。 因此、在极短的时间内、例如与 ESD 事件相关的时间 内、  大约几百纳秒或几微秒的时间内、电流可能会浪涌至几百毫安。 但是、即使 OPA197必须承受并耐受此类测试、  数据表中也未暗示或说明特定的最大电流。

    我知道、我们的精密放大器中的 ESD 二极管保守地具有10mA 的连续额定值。  当我将工作台上的二极管正向电流拖 至100mA 时、没有任何故障、但请注意、我无法告诉您当时测试的是哪个运算放大器。 使用57mA 的最大电流和0.7V 的正向电压可产生40mW 的功率耗散。 我怀疑 OPA197能够在持续时间短-毫秒的情况下安全地耗散该功率级别。 由于该电流超过 10mA 的最大值、TI 无法保证  可能发生的情况。 不过、如果您决定尝试、我确实认为 OPA197将通过测试。

    此致、Thomas

    精密放大器应用工程