[参考译文] OPA202：使用 OPA202IDBVR 进行设计

诗班、

1. 您要展示的拓扑通常用于驱动容性负载。  包括 R242和 R241在内的反馈路径应保持输出(在 R239之后)不受分压器影响。  该拓扑的缺点是会稍微限制输出摆幅。  通常、OPA202在没有负载的情况下可以向电源轨摆动约750mV。   对于10k 负载、输出可以在距离电源轨900mV 范围内摆动。  添加 R239将进一步限制输出摆幅 Iout x R239。
2. 大多数运算放大器都在器件中集成了短路保护限制。 OPA202短路限值为35mA。  这意味着输出可能会短接到放大器电源轨内部的任何电压、并且器件不会损坏。  但是、短路限制保护不能防止发生超出电源轨范围的故障。  连接到外部世界的放大器可能具有会损坏器件的过载信号。  这就是有时使用肖特基二极管和串联电阻器的原因、如所示。  但是、在电源上设置瞬态电压抑制器非常重要。  这是因为连接到运算放大器输出的任何外部过载信号都将路由到电源。  电源通常无法吸收瞬态过载信号、因此在电源中添加了一个 TVS 二极管。  对于您的情况、由于您连接到外部电缆、我认为您可能会看到过载信号、因此建议您使用保护电路。  我只想提一下集成的短路保护功能、以实现完整性。  
3. 我不确定您的电路中的哪个组件是 PTC 保险丝。  我怀疑它是 R239。  使用 PTC 保险丝代替 R239将有助于保护输出。  触发 PTC 时、需要一些时间才能恢复到其标称值。  这是正常的、因为您具有我在第1项中提到的输出感应路径。  触发 PTC 后、保险丝的值将保持高电平一段时间(即使在复位周期之后也是如此)。  这只会限制应用中的输出摆幅。
4. 我可能忽略了一些内容、但我认为您的电路没有出现重大问题。  我建议的唯一变化是电源上的 TVS 二极管。  TVS 二极管的关断电压应等于标称电源电压。  您应该不会看到分压器效应。

如果我错过了什么、请告诉我。  我们可以模拟此电路、R239之后的输出将跟踪输入、与负载无关。

艺术

你好、AK、
感谢您的答复。
我计划在电阻器 R239之后使用 PTC、而 PTC 将成为运算放大器的反馈环路。
我希望 PTC 位于反馈环路中、不会产生任何分压器效应。
请更正我的错误。

下面的电路跟随所附第一幅图像中的运算放大器。
我们需要通过同一连接器获取模拟电压(0- 10V)和模拟电流(-20mA)。
所以我们使用多路复用器(TMUX6219DGKR)在模拟电压和电流之间切换。


电阻 R235与负载电阻一起形成了一个分压器。
当负载电阻器设置为500欧姆时、模拟电压输出为9.7V、对应于 DAC 的5V。

您能评论一下我们是否可以使用限流二极管、如(CMJDH220 TR)。

诗班、

1. 将 PTC 保险丝放在运算放大器反馈电路中是一种合理的方法。  本文档   在幻灯片2上介绍了这种限制放大器输出电流的方法：e2e.ti.com/.../slides_2D00_protecting_5F00_low_5F00_voltage_5F00_adc_5F002D005F00_improved_5F00_solution.pdf。  您还可以观看以下视频形式的内容：  保护低电压 ADC -改进的解决方案 .在环路中放置保护元件是限制放大器直流输出电流的好方法。  但是请记住、反馈是返回反相输入的路径、因此过载信号可以施加到反相输入端。  在您的情况下、到反相输入的路径似乎有一个7.5k 电阻器、因此这将提供电流限制和一些保护。
2. 关于你的整体方案： 我真的不清楚多路复用器将如何纳入这个方案。   您是否计划通过 MUX 和 R235的另一侧连接 U39的反馈？  如果是,我认为这不是一个好主意。  相反、我建议多路复用器输出包含与上面 PDF 中类似的放大器配置。
3. 如果您想获得有关电路的进一步建议、请绘制一个完整的原理图、说明您的所有预期电路。   

此致、

艺术

你好、AK、
感谢您的答复。
U39的反馈将来自电阻器 R239和 PTC、而不是来自多路复用器的输出。
多路复用器的 S2引脚将具有模拟电流输出。
MPU 将选择需要模拟电压(0 - 10V)还是模拟电流输出(4 - 20mA)。

如果我们希望在多路复用器的输出端使用缓冲器、我们可能需要另一个能够驱动电缆高容性负载的运算放大器。
请更正我的错误。

正在寻找您的回复。

Vijay,

更有道理的。  我建议您在多路复用器的输出端添加一个缓冲器。  请注意、您展示的 U39配置可用于驱动容性负载。  这是该配置的主要目的。  此外、该配置旨在驱动阻性负载并避免分压器效应。  最后、该配置中的串联电阻器(R239)具有限制输出电流的次生效应(如果放大器输出连接到放大器电源电压范围之外的电压、则为故障电流)。  我想说的是、用于 U39的配置应该与输出缓冲区的配置相同。  此外、您可以考虑简化 U38、或消除 U38、因为该放大器将不再驱动电容。  如果您能告诉我您需要驱动的电容范围、我可以帮助您选择该电路中的组件。  此外、您可能应该将 PTC 保险丝与固定电阻器串联、并选择具有低正常电阻的 PTC。  在这种情况下、PTC 将充当保护机制、固定电阻器将充当电容驱动隔离电阻。  您不必依赖 PTC 具有特定的电阻值、因为它们很多。  PTC 电阻在跳闸后会发生很大变化(即电阻值在长时间复位后发生变化)。   

此致、

艺术

你好、AK、
感谢您的答复。
如果我理解正确、我必须将运算放大器修改为增益为2V/V 的同相放大器、并且我应该在多路复用器(U38)的输出端添加另一个缓冲器、以便驱动电缆的高容性负载。
多路复用器的输出可以是模拟电压(0-10V)或模拟电流(4 -20mA)。
如果我在多路复用器的输出端建立缓冲器、它会影响电流输出吗？

正在寻找您的回复。

诗班、

1. 有一点很重要。  要使输出将4mA 驱动到20mA、就不能有缓冲器。  您只能使用该缓冲器驱动电压。
2. 电路建议与您的原始电路非常接近。  电压输出运算放大器可以使用 PTC 保险丝以及串联电阻器来保护和稳定容性负载的电路。  该电路将强制 为广泛的负载电阻器提供精确的输出电压。  但是、对于重负载、多路复用器本身会出现一些压降。  多路复用器电阻相当低(约为2.1欧姆)、因此应该不会看到太大的误差。  不过、由于电流输出无法通过缓冲器、实际上没有任何选择。
3. 如果您需要有关组件值选择的帮助、请告诉我您的输出电容范围是多少。

此致、  

艺术