[参考译文] OPA2735：-40 C 时电流需求增加

您好 Kavindu、

"当前需求"是什么意思？ OPAMP 的电源电流？ 示波器图中的斜坡来自哪里？ 是否显示了上电？

电源电流的异常增加可能有多种原因。 您能否显示完整的原理图？

Kai

正如 Kai 所说、我们需要查看您的原理图、包括电源电压、输入/输出电压和负载。  话虽如此、如果在加电期间发生这种情况、您需要记住、低于2.7V (或+/-1.35V)的最小电源电压时、OPA2735无法正确偏置、这可能导致更高的电源电流。

尊敬的 Kai：

感谢您的回答。 是的、您认为我们的电源电流存在问题是对的。 这些图是在加电实例时绘制的。 但是、稍后我们可以观察到、即使在上电后的稳态期间、此问题也很普遍。 随附原理图-一个显示放大部分、另一个显示电源。 请注意、U1和 U2来自两个不同的 rails.e2e.ti.com/.../PITCH-CH.pdfe2e.ti.com/.../Power-and-filtering.pdf

此外、请在4 OPA2735的稳态电流与温度间的关系中找到所附的。您可以观察到2个 OPA2735中的电流增加。

尊敬的 Marek：

感谢您的回答。 请找到与 Kai 共享的信息、希望它对您有所帮助。

Kavindu

您好 Kavindu、

我在 PDF 中找不到 U4。 我们讨论的是哪种运算放大器？

Hhm、L3和 L4看起来可疑。 急剧关闭通过电感的电流可能会产生不必要的电感反冲、从而很容易损坏 U6A 或 U6B 的输出。 可能必须增加 OPAMP 电源电压轨的二极管钳位。

是否可以移除 L3和 L4进行测试？ 此外、将运算放大器替换为新的运算放大器、并再次检查电源电流。

Kai

Kavindu、

我在您的原理图上看到 U1、U2和 U6、但正如 Kai 提到的、您没有显示 U4来消耗更高的电流-请进行解释。  此外、您的所有电路都将负载连接到其输出端、因此 Vout 的任何变化都会导致总电流发生变化-您在哪里测量电流？ 如前所述、 我们需要查看您的原理图、包括电源电压、输入/输出电压和负载。

尽管如此 、增加的电流可能与输出振荡相关- OPA735不能仅使用10 Ω 串联输出电阻器(R45)来驱动100nF 负载。

如果您运行瞬态分析、您将看到一个较大的过冲-请参阅下面的内容。

交流仿真显示的相位裕度仅为8度-请参阅以下内容-而建议的最小值为45度。

为了确保电路的稳定运行、您需要将 R1增大到至少45欧姆-请参阅下面的。

e2e.ti.com/.../OPA735-Transient.TSC

e2e.ti.com/.../OPA735-AC-stability.TSC

尊敬的 Kai：

非常感谢、很抱歉我无法分享包含 U4的其他相同渠道的原理图。请访问 attached.e2e.ti.com/.../ROLL-CH.pdf

L3、L4是铁氧体磁珠、用于将电源轨与数字电位器的潜在开关电流隔离、希望10 Ω 和100nF 能够在情况下缓冲任何电压反冲。 但感谢您的建议。 在这里、我应该提到电流与温度间的关系图是在所有4个 ORAM 都安装在一个 vero 板上并分别施加电源(+5V、-5V)的情况下生成的、因此进行了隔离测试。  

正如您所建议的、我们确实更换了新的问题、以查看问题是否消失。 因此、这确实很有帮助、但我们正在尝试了解问题的根本原因。

Kavindu

尊敬的 Marek：

谢谢、我将回到稳定性主题、因为我需要回顾一下。

关于电流消耗问题、请找到我在对 Kai 的响应中所附原理图中缺少的位。 此外、请查看您请求的以下详细信息。

 电源电压-这是一个双电源电路：P21为+5V、P22为0V、P23为-5V (请参阅电源和滤波部分)

 *。输入- 5k 续流电桥 (请参阅 俯仰/侧倾 输入部分)

*。输出-双极输出+/- 4V

*。 负载-~270千欧  

如 Kai 所述、请注意  、电流与温度间的关系图是由安装在 vero 板上的所有4个运算放大器分别施加电源(+5V、-5V)生成的、因此进行了隔离测试。

Kavindu

您好 Kavindu、

由于 U1和 U2由两个不同的电源轨供源、哪个电源轨会消耗过多 电流？    您是否已按照 Kai 的建议更换了新零件、以消除因电感反冲而损坏零件的可能性？  此外、我认为导致电流增加的一个很可能的原因是 U6输出不稳定、从而导致100nF 负载的输出充电/放电-您是否已确认 TP10和 TP11是否出现振荡？

为了确定导致电源电流增加的实际原因、首先我们需要开始消除上述潜在问题。  

尊敬的 Marek：

感谢您再次接通。

是的、我同意我们需要寻找所有可能性并逐一排除。

在这种情况下、如前所述、我们可以通过用新的 IC 替换被发现消耗更高电流的 IC 来消除该问题。

在您建议的电源轨振荡场景中、我们今天在室温和-40C 下进行了测试、同时监控+/-Vin 电源轨和+/-EXE 电源轨、我可以确认我们无法观察到任何振荡。 这里我们捕获了示波器图、如果需要、我们可以共享这些图。   

感谢您在结束时提供的更多信息

您好 Kavindu、

嗯、U6A 的输出将通过 L4看到所有去耦电容器悬挂在+DCP 上。 也不要忘记在+EXC 线路上悬挂的去耦电容器。 因此、U6A 的容性负载将远高于 C11？？

Kai

Kavindu、

由于您确认用新的单元替换 IC 可消除增加的电流、这意味着您最有可能由于电感反冲而损坏器件。  因此、您必须在输出和电源轨之间添加额定值适当的外部肖特基二极管-请查看下面的应用手册：

https://www.ti.com/lit/an/sboa447/sboa447.pdf?ts=1616630049631&ref_url=https%253A%252F%252Fwww.google.com%252F

尽管如此、我不清楚您是否认为上述问题与  您在本帖子顶部显示的低温下的上升电流分离。 通过分析 PICS 可以很明显地看出、即使在室温下、显示的8mA 电流也远高于静态电流(两个通道的最大额定电流为1.5mA)、更不用说-40C 时的40mA、 因此、电流的增加是由于负载较重或输出级损坏(最有可能是电感反冲)。

在可能的振荡情况下、完全不能投入具有典型8度相位裕度的生产(建议最小45度)。  这是因为、即使典型单元不会有持续振荡、 晶圆制造厂工艺的变化也会导致另一批更快的单元出现不稳定的输出。

尊敬的 Marek：

感谢您的回答。

我需要澄清的是、电流测量是在我在之前的帖子中分享了原理图的整个 PCB 上完成的。 当我们跟踪到电流增加的根源时、问题在于运算放大器之一。  

可以排除反冲理论、因为 U4也被发现有缺陷、这与+/- EXC 轨无关。 输出不稳定性理论也是如此。 另一方面、如果输出级由于某种原因而被吹过、我怀疑它们在室温下的功能是否正常、这对于目前发现的缺陷器件来说是完全可以的。

此外、我再次查看了相补角、发现您遗漏了一些信息。 因此、我将输出电容修改为  496nF 以表示较差情况、并在输出和-EXC 之间添加了400欧姆负载以表示实际情况。 对于这些、我们具有28度的相位裕度、我认为这是可以的、但不是理想的。 这就是为什么我认为我们在实际测试曲线中没有看到任何振荡的原因。

此时、我可以建议、如果这可能是与批次或多批次相关的制造缺陷。 或者，如果 TI 生产出最好的产品，那么这种假设还为时过早：)  

您好 Kavindu、

我不想回答 Marek、但根据我的理解、28°的相位裕度太低。 OPAMP 电路中的最小相位裕度被认为是45°、而我在我的所有电路中选择的最小相位裕度为60°。

Kai

您好 Kavindu、

使用极为简化的测试电路检查问题确实是个好主意！ 太棒了  

但我有一个问题：您是否以任何方式连接运算放大器、使其能够以线性运行模式运行？ 如果不是、那么我会将运算放大器连接为电压跟随器(-OPAMP 的输入到 OPAMP 的输出)、并将 OPAMP 的+INPUT 连接到信号接地。 否则、未连接的输入和悬空输入可能会导致其他问题。

Kai

Kavindu、

大多数模拟 IC 都是针对具有正 TC 的 IQ 而设计的(随温度增加 Iq)、以保持 GBW 恒定-请参阅下文-但变化不应超过30%(PTAT)。   

因此、您看到的 IQ 的巨大变化必须由其他因素造成、例如器件或浮动输入/输出引脚的损坏。  正如 Kai 提到的、为了使任何运算放大器正常工作、您必须 使用负反馈并将输入偏置在接地端(Vout=Vs/2 - 1/2 -中位电压)、以 确保输入和输出电压处于器件的线性范围内 (例如、双电源中的1/2 Vs 为接地)。-请参阅以下内容：