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[参考译文] OPA211：电源关闭时提供输入保护

admin
Guru**** 2812305 points

Other Parts Discussed in Thread: OPA211

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/733153/opa211-input-protection-when-power-supply-is-turned-off

器件型号：OPA211

您好！

许多运算放大器(例如 OPA211)要求其输入引脚(反相和同相)的输入电压保持在电源轨之间。

假设我要将 OPA211用作输入缓冲器、用于缓冲提供给电路的外部信号。 当我断开该电路的电源而不首先断开外部信号时、这可能会损坏运算放大器。

在这种情况下保护运算放大器的最佳方法是什么？  

我正在构建一个噪声极低的电路、那么是否有一个不会增加额外噪声的好解决方案？

非常感谢！

最棒的

Niki

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    TI__Guru**** 2812305 points
    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。

    您好 Niklas、

    通常的方法是在输入端使用限流电阻器。 数据表的第8.1.2节和第8.1.7节讨论了此问题。

    更复杂的方法是使用一个额外的二极管钳位与此处所示的额外限流电阻器组合使用(图片来自另一个线程)：

    通过这种方法、可以降低总串联电阻、这在低噪声应用中很有帮助。 您可以承受的最大串联电阻是多少？

    第三种方法是在电源电压下降时通过继电器或 P 沟道 JFET 将 OPAMP 输入对信号接地短路、最好与分压器结合使用以限制输入电流。

    或者、您也可以使用继电器仅在 OPAMP 通电时将信号切换到 OPAMP 输入端。

    Kai

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    TI__Guru**** 2812305 points
    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。
    您好 Kai！

    非常感谢您的回复！

    我想将输入电阻限制为50欧姆。 电源轨为+/- 15V。 继电器/JFET 解决方案听起来很棒！

    您能否推荐特定的继电器/JFET？ 我的预期带宽高达大约1MHz。 继电器是否会出现噪声拾取问题？

    非常感谢！ 您正在为我提供很多帮助！

    最棒的
    Niki
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    TI__Guru**** 2812305 points
    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。
    您好 Niklas、

    Kai 利用从输入到电源线的肖特基二极管和从电源线到接地的 TVS 二极管提供了良好的保护电路。 您当然不想添加太多的串联输入电阻、因为它确实会增加热噪声、并使使用 OPA211等电压噪声密度极低的运算放大器失去了意义。

    肖特基二极管的正向电压比 OPA211内部 ESD 二极管低得多。 实际上、使用外部肖特基二极管时、内部 ESD 二极管应保持关断状态、即使电源已关断。 如果在存在输入电压的情况下关闭电源、OPA211将从输入源消耗其电源电流、直到该电压崩溃。

    与传统 PN 结二极管相比、肖特基二极管的泄漏电流可能更高、因此应选择肖特基二极管以实现最小反向泄漏电流。 否则、泄漏电流可能与 OPA211的输入偏置电流竞争或超过该电流。 请注意、在温度升高的每10度时、泄漏电流会翻一番。 这通常不是低于25 C 时的问题、但在高温工作条件下可能会变得很大。

    SDM02M30LP3表面贴装肖特基二极管是一个低泄漏二极管的示例、它可以处理高达100mA 的正向电流和30V 的反向电压。当然还有其他可供考虑的二极管。

    此致、Thomas
    精密放大器应用工程
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    TI__Guru**** 2812305 points
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    大家好、Thomas 和 Kai！

    感谢您的详细解释！ 您建议的保护电路非常有意义！ 但我仍然想知道、如果我希望串联电阻的最大值为50欧姆、当 OPA211关闭时、10V 的输入电压仍会导致200mA 的电流。 我真的希望避免更大的输入电阻。

    我对 Kai 的继电器创意仍然感到兴奋！ 当运算放大器失去功率时、只需断开到运算放大器输入端的信号。 我只是对继电器还没有任何低噪声体验。 我可以再问几个问题吗？

    继电器是否会增加大于1nV/sqrt (Hz)的信号噪声？ 它们是否具有高达1MHz 的带宽？ 您会推荐机械继电器还是固态继电器？

    非常感谢！

    最好的、Niki

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    TI__Guru**** 2812305 points
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    您好 Niklas、

    可通过机械继电器实现最低的接触电阻。 搜索具有大量金触点的继电器、这些触点位于惰性环境中、允许进行"干式切换"。

    对噪声的唯一贡献是接触电阻(此处可忽略不计)和可能注入环境或继电器线圈电压噪声的位杂散电容。 但是、当您采用屏蔽式继电器(或具有附加屏蔽的继电器)并且在充分过滤继电器电压时、继电器不会产生相当大的噪声。 此外、还有仅显示亚 pF 杂散电容的圆形 HF 继电器。

    您能给我们一个原理图、其中显示了电路的输入部分、并帮助我们了解是否需要适合"干式开关"的继电器？

    Kai

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    TI__Guru**** 2812305 points
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    您好、Niki、

    您说："但我仍然想知道、如果我希望串联电阻的最大值为50欧姆、当 OPA211关闭时、10V 的输入电压仍会导致200mA 的电流。 我真的希望避免更大的输入电阻。"

    当您的电源"关闭"时、它们可能会成为高阻抗电路、而不是零欧姆电路。 理想情况下、OPA211电流在关断时通过50欧姆电阻器消耗、但实际上、连接到同一电源线的任何其他元件也会尝试从输入源汲取电流。 OPA211和其他连接到该电源线的电路将加载输入源、但它们的电流消耗能力有限。 这种情况下的实际电流可能远低于预期的200mA。

    我建议查看由 OPA211和连接到公共电源线的任何其他子电路组成的总电路、并评估电源"关闭"时电流是多少。 我怀疑电流将远小于200mA。 如果是、简单二极管保护电路可以提供易于实现的低成本解决方案。

    此致、Thomas
    精密放大器应用工程
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    TI__Guru**** 2812305 points
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    Niklas

    我们尚未收到您的回复、因此我们假设您的问题已经得到了解答。 如果您需要其他帮助，只需在下面发布另一个答复。

    谢谢
    Dennis