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[参考译文] OPA548:OPA548是否适用于驱动电感线圈

Guru**** 667810 points
Other Parts Discussed in Thread: OPA548, OPA548EVM, ALM2403-Q1
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/1217871/opa548-whether-opa548-are-suitable-for-driving-inductive-coil

器件型号:OPA548
主题中讨论的其他器件:ALM2403-Q1

嗨、大家好

抱歉、我搜索了一些有关在音频应用之外使用扬声器放大器的文章、但找不到解决方案。

我的应用是驱动电感线圈负载(亥姆霍兹线圈)。  

输入信号:  频率扫描1kHz-100kHz 正弦波电压信号

输出信号:   1kHz-100kHz 正弦波、0.1A

负载:   线圈的 L = 133uH、 线圈的直流电阻为0.5欧姆。  

我们想要的是流过线圈中的特定已知电流来产生磁场(磁场仅与线圈中的电流有关、例如0.1A、0.2A)、因此我们不关心线圈中的电压。 我的问题是  

我的问题是:

Q1稳定问题:  功率放大器能否直接驱动电感线圈(有多种能够产生大电流的放大器、例如 OPA548)? 我知道对于电容性负载、我们需要补偿相位裕度、但对于饱和负载、我很少看到任何材料、我们似乎可以直接连接它?

由于我不熟悉功率运算放大器设计、所以我想直接购买评估板 OPA548EVM。 我可以直接连接信号发生器并将正弦波馈送到此评估板吗? 使用反相/非反相/ Howland 配置?\

问题2 :  因为我希望扫描频率从1kHz-100kHz、0.1A。 例如、在100kHz 时、L 的阻抗是84欧姆、因此0.1A×84欧姆= 8.4V < OPA548的10V 最大值? 只要不超过 OPA 548输出电压范围和压摆率、该怎么办?  

此致

格兰特·沃德

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    grant,

    1. 我 在非反相配置中查看了器件。  在您的帖子中、您提到了几 种不同的配置、因此如果您 想针对不同的配置重新进行分析、请告诉我。
    2. 稳定性在一定程度上受到电感器的影响。  您认为很多文献中没有涉及这一点是正确的。  也许这是我们应该为一般用途而写的东西。
    3. 我通过两种不同的方式实现了稳定性:
      1. 开环稳定性测试
      2. 闭环交流响应测试
    4. 稳定性分析方法在这里进行了记录: 放大器稳定性系列 
    5. 在缓冲器配置中、相位裕度为32度。  理想情况下、我们需要45度的相位裕度。  在某些情况下、工程师会发现32deg 是可以接受的、但我建议  进一步改进。
    6. 提高相位裕度的一种简单方法是使用增益。  我在增益为5的情况下运行了相同的仿真。  相补角提高 到了62度。  如果  在您的应用中使用增益不是可接受的方法、我们可以考虑其他 替代方案。
    7. 下面的演示显示了结果: e2e.ti.com/.../opa548_2D00_stability_2D00_inductive-load.pptx
    8. 针对电感负载的一种预防措施是、电感负载在断电后往往会产生高电压反冲。  因此、您需要使用外部保护二极管来保护放大器输出免受损坏。  EVM 在设计中包括这些二极管、因此您可以将其用于初始原型。  我认为在 EVM 上测试此功能是一个好主意。
    9. 我认为这是一个很好的起点。  请告诉我您想要如何修改电路以满足您的特定需求、我们可以重新进行仿真以确认稳定性。

    此致、Art Kay  

  • 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。

    你好、Art Kay

    我非常感谢你提供如此详细的解释和非常容易的答案和模拟。 另外、非常感谢您有关电感负载反冲的提醒。 现在、我知道如何自行通过仿真来分析相补角。  

    关于地面的一点问题:

    我首先尝试在差动模式下驱动电感线圈。 但是、由于大多数功率运算放大器是单端输出。 现在进入单端连接。

    我的另一个应用是以1A 甚至更高的电流驱动线圈。 但我面临 GND 问题。 黑点是 GND 端口、每个评估板都有一个 PCB 接地板、因此我只需连接它们。  如果我只是将线圈的右端连接回 OPA 548 EVM GND、这会导致问题吗? 由于 我认为 OPA 548可以产生高达3A 的电流、因此当 OPA 548采用单端连接到负载时、这些集电流会流入接地。

    我认为差分连接不是问题、电流将只是从一个运算放大器流向另一个运算放大器、而不是接地(ALM2403-Q1是差分输出、但其电流仅为500mA、不能满足我的需求)

    我非常感谢你根据你的经验给我一些评论

    此致

    格兰特·沃德

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    尊敬的 Grant:

    您可以这样做:

    e2e.ti.com/.../grant_5F00_opa548.TSC

    e2e.ti.com/.../grant_5F00_opa548_5F00_1.TSC

    未显示和未仿真是输出端抗电感反冲的保护二极管。 我由你来决定。

    R6 = 100R 是一种好主意、可防止过高电流进入亥姆霍兹线圈、并增强输出对电感反冲的保护。

    该主题可能对您也感兴趣:

    https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1064022/opa548-loop-stability-analysis-of-current-out-bridge-drive

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    Kai、

    感谢您的详细回答。   

    grant,

    我想 Kai 解决了您的担忧。  如果您还有其他问题、敬请告知。

    艺术