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[参考译文] TLV9041:电流消耗高于预期

Guru**** 1817040 points
Other Parts Discussed in Thread: TLV9041, TLV7031, OPA310
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/1421246/tlv9041-higher-current-consumption-than-expected

器件型号:TLV9041
主题中讨论的其他器件: TLV7031OPA310

工具与软件:

嗨、团队:

我正在设计中使用 TLV9041 (请参阅随附的原理图)。

TLV9041用作同相放大器。 运算放大器的输入是 直接来自 MCU GPIO 引脚的0-3.3V 1KHz 5%占空比信号。

我不明白为什么电流消耗远高于数据表上提到的值。

请参阅随附的图像、其中我捕获了当前数据。

在我的实验中、我将输出保持开路、即 V_amp 未连接到任何物体。

我们可以看到 平均电流 接近2mA。

请帮助我理解可能会出现什么问题。

如需更多信息、请告诉我。

谢谢。

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    该电路尝试强制输出电压高于电源电压。 这会使输出级饱和、从而确实增加了功耗。

    此电路的用途是什么? 您说这是一个放大器、但输入电压为0V 或3.3V 时、输出也将是0V 或3.3V。根据您要尝试的操作、可能会有更好的电路或器件。

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    尊敬的 Nhan:

    有趣、2mA 太高了! 您提到使用馈入 OPA 的3.3V PWM 信号、但该信号使用不好、因为这会导致 OPA 由于高增益配置而使输出饱和。  

    GV/V = RF/R1 +1 = 31V/V OPA 有一个3.3V 电源轨、无法输出 31V/V * 3.3V 的 VOH

    运行该 IQ 测试时、您的输入是什么? 我怀疑预期 Iq 与测量 Iq 之间的这种差异是 OPA 非线性导致的。 您甚至可以在 IQ 图中看到这一点、当输出大概处于线性运行状态而 IQ 降至正常状态时。  

    此电路的目的是什么? 我们是否尝试缓冲 PWM 信号?  

    谢谢!

    Jacob

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    感谢您的回答、Clemens 和 Jacob!

    现在、感谢您、我知道运算放大器饱和会导致高电源电流。

    关于我的申请:

    我的应用中的输入信号实际上在0-200mV 范围内(取决于环境光)。 我需要将其放大到0V 至3.3V 范围。

    我选择将增益设置这么高(原理图中的增益= 31)的原因是、如果最大输出电压小于3V、它对于后续处理电路不是很有用、即漏脉冲检测器。 放大器将达到饱和、但输出电压的振幅会是我想要的。 下面是捕获的波形:

    我的应用具有低功耗要求。 因此、我认为我应该尽量避免运算放大器饱和。

    如果我仍然希望获得非常高的增益、我应该怎么做才能避免饱和?

    谢谢。

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    如果您将峰值与固定(或某种动态)基准电压进行比较、则可以使用比较器、如 TLV7031。

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    谢谢、Clemens。 我的输入将会产生脉冲(请参阅上图中的青色波形)、因此此处不能使用比较器。 我也不会得到您所说的"动态基准电压"。

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    如果基准电压不需要快速变化、那么就能够使用 DAC。

    V_amp 信号在干什么? 如何区分好峰和坏峰?

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    Nhan、

    这必须有多低功耗?

    我对您的电路进行了测试、并在实验室中确认存在这种行为。  

    值得注意的是、当 OPA 配置为较小的闭环增益时、该 IQ 变化会更低一些。

    解决该问题的最佳方法是避免出现这种饱和情况。 由于输出削波导致输入引脚被分离、因此 OPA 变得不快乐。 也许放大器输入级上采用独特的外部二极管钳位结构可以防止输入之间的显著分离。

    您可以更改为其他 OPA 吗? 我尝试了 OPA310IDCKR、使用反馈元件时、饱和 IQ 约为370 μ A、正常 IQ 约为170 μ A。 我怀疑这种较低的饱和 Iq 部分是由于 OPA310的独特 ESD 二极管结构。 该 IQ 在您的系统中是否可以容忍?

    请告诉我您的看法。

    谢谢!

    Jacob