大家好
新年快乐！
我正在对具有阻抗跟踪 功能的超声波驱动器进行设计；我需要使用正弦波驱动收发器，其 Vpeak 为350V，功率约为100W。 因此，我 计划使用具有+/-30电源 的 OPA549，然后使用 stup 变压器 1:14 。 如果 OPA549 适合于超音速、无论如何也能指导我吗？ 以及如何计算高频变压器 以匹配收发器。
我还想将 TPA3255与变压器 1：7搭配使用；功率 为50V。
任何人都可以帮助我，我 也会感激
此致
Hector
尊敬的 Kai：
感谢您在我们休息时回答我们的问题。 新年快乐！
Hector、您好！
[引用 userid="405754" URL"~/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1183690/opa549-hirel-opa549-hirel-for-ultrasonic-transducer "]如果 OPA549 适合 ulrtasonic ?，任何时候都可以指导我取代 OPA462的 OPA549功率放大器应该适用于此应用、请参阅随附的应用手册。
变压器的匝数比为1：14、这意味着变压器的初级侧需要驱动高达350Vpk/14 = 25Vpk (次级侧为700Vpp)、超声波换能器消耗大约100W、并且每个 OPA549需要驱动高达50W (假设平均值)。 30kHz 时的正弦波形中的功率)。
对于 +/-30V 电源轨、OPA549很可能具有 峰值电压的余量、但我需要对其进行某些仿真(余量可能接近；如果传感器浮动、我们可能会考虑使用非对称电源轨。) 请为我们提供变压器的 LCR 参数、以实现精确的仿真。
我猜、您的超声波传感器在变压器初级侧和次级侧采用浮动配置进行驱动。 实际上、我认为您的应用可能类似于旋转变压器驱动配置、如以下链接所示(OPA549将拉/灌入驱动超声波传感器所需的电流除外)。
[引用 userid="405754" URL"~/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1183690/opa549-hirel-opa549-hirel-for-ultrasonic-transducer ]以及如何计算高频变压器 以匹配收发器。 [/报价]由于变压器的工作频率为30kHz (可能为正弦波形)、因此您需要选择一个能够以30kHz 的频率运行且具有最小磁芯损耗的变压器。 您是否有传感器的阻抗参数？ 除了最大限度降低变压器的磁芯损耗、次级变压器需要具有更低的阻抗才能驱动传感器。 请告诉我们该项目的更多设计要求。
最棒的
Raymond
感谢您的帮助；
这里是我几年前构建的驱动程序的草图；这里我们使用 Apex Analog 的 OP04、这是一种昂贵的设备、我们需要对其进行更改。
OP04的输出提供170Vpp 以驱动初级电感约1.1mH 的变压器、次级电感约为14.25mH、因此比率为3.6。
换能器620Vpp 上的峰值约为310V、 超声波功率约为80W。
对于新设计、我们考虑使用 OPA549、它可以输出 50Vpp；我们无法更改次级侧的电感、因为它与换能器匹配以获得最大功率、因此它为14.25mH；我们现在需要更改变压器的比率以获得相同的峰值310v 峰值。 因此新比率为 620/50=12,4。 因此初级电感现在为92uH。
为了减小电流、我们需要提高电压以降低变压器比、从而在初级侧获得更高的电感； 考虑在差分配置中使用两个 OPA549以获得100vpp ；这是可行的吗？ 因此输出电流可以更低至0.8A。
是否有其他建议可以解决此问题？ 非常感谢大家的参与
传感器的信息随附于此处，其 CP = 3000pF； e2e.ti.com/.../2032--Specification-_2800_9_2900_.pdf
此致
Hector
Hector、您好！
封闭是驱动变压器上的浮动驱动示例。 由于您没有向我提供 ESL 数字、我估计了一个用于仿真的值、并且我没有在驱动器侧包含所有保护元件。 此外、驱动输入从50Vpp 更改为80Vpp。 因此、请考虑这是 HV 应用的推荐驾驶示例。
所示为 Tina 仿真。
e2e.ti.com/.../OPA541-32kHz-Transformer-01062023.TSC
如果您有其他问题、请 告知我们。
最棒的
Raymond
Hector、您好！
[引用 userid="405754" URL"~/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1183690/opa549-hirel-opa549-hirel-for-ultrasonic-transducer/4464505 #4464505")，即使没有负载，初级侧也将消耗最低380mA；对吧？ [/报价]我将一次侧电感更改为570uH、在没有超声波传感器负载的情况 下、最小电流约为±600mApk。
如果断开超声波连接、则单独驱动变压器时的功率耗散约为29W。 上部 OPA541将耗散15.2W、而下部功率放大器将耗散13.7W。
e2e.ti.com/.../OPA541-32kHz-Transformer-01092023.TSC
下面的幻灯片显示了如何通过 Tina 连接功率耗散表。 请记住、仿真假设 ESL 为2Ω μ F、因为我没有实际的变压器数字。
在棒球场中、这是正确的。
变压器次级侧的阻抗会反射回初级侧、因为 ZP_READ = Z_s*(NP/NS)^2。
LP = 570uH、LS = 14mH
LP/LS = ZP/ZS =(NP/NS)^2 -> NP/NS = 0.202、这大约为1：5的匝数比。 它取决于超声波换能器中的 ZS、它决定了 OPA541将消耗的功率。
如果您将层压 Si 钢芯用于变压器(磁通密度为∼14000高斯)、它应该能够处理32kHz 的频率、而不会产生明显的磁芯损耗。 变压器设计中有两种类型的损耗(我猜是您希望构建自己的磁性变压器)、即涡流损耗和铜损耗。 您应该能够在设计中实现大约95%的效率、但设计由损耗驱动、而不是由变压器尺寸的 physical size 驱动。 损耗越低、变压器磁芯将越大。 也许您可以告诉我您用于驱动超声波换能器的现有变压器有多大。
[引用 userid="405754" URL"~/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1183690/opa549-hirel-opa549-hirel-for-ultrasonic-transducer/4464505 #4464505)]现在，我认为我们需要高侧配置 来测量初级侧的电流，对吧？ [/报价] 
就电流传感器而言、您可以在 OPA541的反馈环路中插入感应电阻器(请参阅用蓝色框标记的位置)、使用仪表放大器或电流监视器来获取电流信息。
热指标表如下所示。 由于我没有关于 Tamb 运行条件的信息、我不想对该主题发表评论。 该应用需要较大的散热器和气流来去除 OPA541s 产生的热量、并且更喜欢在接近室温的条件下运行。
如果您有其他问题、请告诉我。
最棒的
Raymond
Hector、您好！
请告诉我、电源仿真非常有用。 如果您要使用 OPA541、请确保功率放大器将在推荐的安全工作区(SOA)下工作、请参阅下面的部分。
如果您的应用能够通过大型散热器/气流或冷却板等有效地冷却 OPA541s、则您应该能够使其工作(实验室或室温工作条件和应用)。 如果这是汽车应用、我不确定您是否能够有效冷却 OPA541s。
由于您没有向我提供实际的变压器参数、因此上面的示例是仿真如何驱动变压器以及估算驱动器上的功率损耗等。
在上一个答复中、我提到了功率因数校正。 驱动 L、R、C 负载时、它涉及实际功率、无功功率和视在功率。 如果您能够降低复杂负载中的无功功率(使变压器/传感器更好地充当"阻性"负载)、则可以进一步降低 OPA541s 中的功率耗散。
最棒的
Raymond
