https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/1448159/ina1620-ina1620
器件型号：INA1620工具与软件：
Dears、
目前、在使用 INA1620进行调试、测试和老化的过程中、运算放大器会过热、背景噪声变大、失真变大。 您能否帮助检查我们的设计图纸中是否存在问题、或者我们能否对其进行优化
e2e.ti.com/.../INA1620-Schematic.pdfe2e.ti.com/.../INA1620-Issue-summary.docx
您好、李宁
我正在阅读你的中文报告。 我需要了解一些问题、然后才能对这些问题发表评论。 我是团队中唯一能够阅读中文报告的人(除非使用翻译工具)。 请确认以下内容。
1、您使用的是开关电源。 INA1620电源引脚上的开关频率和纹波电压是多少？
2.您的电源好像有一个开关、并由 SGM 的 LDO 进一步调节、什么是 LDO 后面的纹波电压。 您是否在电源轨(+/-电源轨)上具有 FFT 频谱。 对于音频应用、高频纹波电压应小于1mVpp。 换句话说、清洁无纹波电源。
INA1620由 ±5Vdc 供电。 INA1620输出的负载阻抗是多少。 我想知道它驱动多少电流、然后可以计算 INA1620中的热耗散。 每个 IC 有两个运算放大器、我需要计算总散热。 如果耗散0.5W 功率、则总功率为1W。
4.散热垫连接到什么? 它应该被连接至 V-或者 PCB 上的最低电压。 我看到有许多散热过孔、但它需要连接到大 V-电源平面以进行散热。 我建议使用2oz 铜(应大于1oz 铜)。 您需要增加铜耗散面积以去除耗散的热量。
根据图片、我的感觉是、您没有足够的耗散铜面积来将 INA1620散热焊盘上的热量带走。
5、根据报告,似乎焊接是手动完成的。 您提到您遇到了焊接问题。 您认为您的焊接问题已得到解决、而不是着眼于 INA1620的性能问题。
6.请确认您没有超出输入 Vcm 和输出线性工作区域。 输出阻抗负载、600Ω 等等是什么？
7.当您第一次对电路进行故障排除时,您需要从较低的电压开始,然后逐渐增大电源轨。 您应该限制电源的输出电流并检查运行状态。 不要在满功率状态下打开 DUT、希望获得最佳效果。
请使用电流探头并捕获音频电压和电流波形。 负载似乎过驱。
这是双层 PCB 设计吗？
请告诉我相关信息、我将尝试对您的电路进行仿真。
E2E 是一个公共论坛。 如果您更喜欢隐私、可以申请与我的 E2E 个人资料的"友谊"连接。 我们可以在不同的平台支持应用程序。
此致！
Raymond
您好、李宁
对于精密音频应用、应按照以下方式连接 INA1620。 输入和输出阻抗必须良好匹配才能优化失真并抑制共模噪声。 输入馈入同相高阻抗节点、配置与仪表放大器类似、请参阅随附的原理图。
这是 Tina 仿真。
e2e.ti.com/.../INA1620-Overheating-Issue-Option2-12072024.TSC
我想您要执行以下操作、即并联两个运算放大器以驱动音频应用(您需要使输出电流加倍)。
https://www.ti.com/lit/ab/sboa553a/sboa553a.pdf?ts = 1733526321801
如果您有其他问题、请告诉我。
此致！
Raymond
尊敬的 Raymond：
请帮助查找附有客户回复的附件、谢谢。
您好、李宁
我阅读了您的 Xcel 文档。
电源纹波已超过高质量音响运放设计的指标 μ A。 我假设示波器屏幕截图是在轻负载或空载条件下捕获的。 您必须在满载条件下测量纹波并消除高频噪声。 对于高质量音频应用、 ±5.5Vdc 电源的纹波电压必须小于1mVpp、并滤除所有纹波和谐波噪声。
使用 LDO 可能会有所帮助、但通常情况下、LDO 的 PSRR 仅适用于低频、例如<10kHz (>80dB)。 在接近100kHz 或更高的频率下、PSRR 会降至20-30dB 或更低、因此无法有效衰减纹波噪声。
设计输出负载：16Ω～300Ω、典型平衡并联输出最高950mW 32Ω。我不喜欢音频拓扑。 如果要拉/灌入更高的电流、则需要使用不同类型的放大器配置、例如 BUF634A。 并联 INA1620将增加输出电流、但这不是音频应用的设计配置。
品质会使用最低6Ω的耳机听音-我不确定 BUF634A 是否 能够驱动低阻抗。 当音量增大时、性能将变差且失真很大。
目前PCB板厚度0.8mm、长宽60mmX27mm、8层PCB、铜厚1安司。Δ-我们必须首先计算 INA1620在最坏工作条件下的功率耗散。 适合该应用的最高 Tamb。
使用回流焊机器自动焊接-典型 IC 的回流焊工艺设计为不超过大约3倍。 是的、可能会发生降级。
我们的方案是按照提供的参考资料设计-哪个设计参考。 您是否参考以下设计参考？ 不过、您的负载比预期应用高得多。
https://www.ti.com/lit/an/slma002h/slma002h.pdf?ts = 1733845143434
使用运放内部电阻做反馈、是否能承受80℃的温度？是的、INA1620的额定防篡改条件如下。 如果 IC 的 Tj 不超过125C、则在较高温度下运行时的降级将是最小值。 最大 该器件的 Tj 为150°C。 如果可以、请尽量避免较高的 Tj 工作温度。 然而、对于给定的 TAMB 运行条件、最好将 Tj 保持在尽可能低的水平。
如果外壳采用金属(例如铝)制造、则最好提供外壳的导热路径、增加耗散面积并降低 INA1620的 PCB 和/或 Tj 温度。 板载1kΩ 电阻器匹配电阻器(不是绝对1kΩ 值)。 您需要将它们成对使用(按比例使用)。
热焊盘为负压、是否需要跟芯片负压引脚直连？μ A
如图测试输出OK的波形。正常底噪6uV。≥信噪比100dB -我不理解这个拍摄镜头。 如果这是±6.2Vdc 上的纹波电压、则电源未被正确滤除。 如果您的音频应用的工作频率在100Hz 至20kHz 之间、那么您的纹波频率应滤除于10Hz 以下或更低、并且纹波电压必须低至<1mVpp (在10Hz 或更低频率下)。 否则、 大量的开关谐波将出现在音频频带内。 如果这不是音频应用、这可能是可以接受的、则可能不需要使用 INA1620高级放大器来驱动它。
让我们来解决您的高温操作问题。 我需要知道您在标称条件下驱动多少功率耗散、以及最坏情况下的设计要求是什么。
此致！
Raymond
您好、李宁
好的、我看到应用手册。
我将在 INA1620中对功率耗散进行仿真。 INA1620可驱动高达±100mA、但每通道的输出电流应限制在约 ±80mA。 根据 INA1620、输出电流应限制在 ±160mA。 除了输出电流之外、还会导致失真和过热、这对于音频应用来说并不理想(除了良好的散热能力之外)。
问题是测试或者老化一段时间后出现不可逆转的劣化-我不知道老龄化在环境中意味着什么。 如果在125°C (Tamb)下运行、该器件的寿命应至少为1000小时。
此致！
Raymond
您好、李宁
很抱歉这么晚才回复。
32Ω 阻抗负载上的功耗约为190mW、请参阅仿真。 如果超出+/-4V 输入 VCM 范围、器件将开始使输出信号失真。
e2e.ti.com/.../INA1620-Parallel-Topology-PD - 12122024.TSC
根据0.2W 功耗、您应该得到 Tj = TMB + 13.1C/W * 0.2W = 25C + 2.62C = 27.62C。
如果根据特殊应用执行0.9W 的功率、Tj = 25C + 13.1C/W* 0.9 = 36.8C、这似乎仍然可以。 但该测试假设 INA1620中累积的热量能够穿过 PCB 覆铜进行耗散、并且您有足够的表面积来正确散热。
对于900mW、您必须增大 Vcc 和 Vee 才能提高功率(或降低麦克风的阻抗)。 请注意、我使用交流耦合输出、因为音频应用不需要驱动直流信号。 如果在没有电容器的情况下直接耦合麦克风、则会散发更多热量。 如果您考虑焊接问题和漏电路径、我认为您的现有设置没有不切实际的问题。 如果应用的 TMB 在室温下工作,我不明白为什么 INA1620表面温度会超过80C(Tj 会比 IC 表面高出13.1C*1W 或1.3W )。 请监视电源的电流、并查看是什么原因导致 IC 的高温升至 TMB 以上。
我看到您在 INA1620的顶部表面上放置了一个带有导热粘合剂的铝板。 这将有助于降低 IC 的表面温度。 但是、超过80%的热量会通过散热焊盘消散、这需要通过 PCB 铜层增加散热面积。 因此、这可能是您的修订可能需要改进的方面。
如果您有其他问题、敬请告知。
此致！
Raymond
左通道的输出失真、重负载后、当输入关闭时、USB 端的电流仍为0.54A、正常电流应为0.25A、此时 U12芯片发热、测试 U12正电压电源电流在80至130mA 左右波动、正常静态电流仅为5.3mA。 芯片冷却后、再上电后可以恢复正常、几次测试后可能是由于发热没有冷却下来、也无法恢复正常。 在无电源故障的情况下、静态电流很大、风扇将熔断电流且不能下降。
您好、李宁
我不知道你的900mW 是如何计算的。 我无法在+/-5.5Vdc 电源轨和16 Ω 负载下仿真损耗为0.9W 的 INA1620。 请注意、采用并联配置时、INA1620的总输出电流不能超过-200mA。
此致！
Raymond
您好、李宁
请帮助检查需要如何优化电路、电阻精度和电容器精度是否受到影响？
请尝试将0.5Ω 或1Ω 电阻器的容差设置为1%或更低。 如果电阻器不匹配良好、则两个输出节点之间可能存在较大的电流。
加沙电阻器的容差可能超过5%或更高、因此可能不适合并联驱动负载。 当电阻器升温时、它还具有不同的温度系数(TC)。 TC 的差异可能会导致出现问题。
您提到、50%的电路出现了问题。 其他50%的情况-请详细描述我们通过电话进行通信时的情况。
我们进入美国的假日季,我建议在我们要休假之前打电话。 请告知我们。 我在之前的电子邮件中提供了 E2E "友谊"请求。
此致！
Raymond
您好、李宁
除了匹配电阻器外、还请移除缓冲器、查看功耗是否降低。 我认为这可能是高电流耗散问题。 请告诉我。
此致！
Raymond
您好、李宁
并行模式、两个通道、不是同一个运算放大器、这会产生影响吗？
在运算放大器并联模式下、在 Vos、输出阻抗和电流源/灌电流电平方面需要匹配两个运算放大器。 否则、总输出电流将不会在运算放大器驱动器之间共享。
连接并行模式后、输出空载、负载可能失真、芯片发热并发生过流。 使用热风枪加热80°C、以100%重现问题。[/报价]我已经完成了您发送的仿真。 电路不存在问题(如果输出级未过驱动)。 并联 INA1620电路已在实验室进行了验证、它应该像模拟的那样运行(由音频工程师执行)。
我还根据我们的仿真验证了总仿真电路为0.916W (具有32Ω 电阻负载)。 每个 INA1620封装的功耗为0.916/2 = 0.46W。 IC 的热量已适当消散、则 IC 应能够承受散热。
e2e.ti.com/.../FIIO-INA1620-Overheating-Power-Analysis-12212024.TSC
在 INA1620数据表中的关断模式下、以下是采集的一部分。 我想知道你是否遇到类似的事件,如该段所述。 当器件中的输出级并联时、请绕过关闭序列。
我记得您曾提到~50%的 INA1620是"正在工作"。 您能告诉我更多关于"工作"单位的信息吗？ 是否所有的行为都是类似的？ 在非并行模式下、INA1620运算放大器可以正常工作。 问题在于 INA1620的两个运算放大器置于并行模式时。
此致！
Raymond
