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[参考译文] OPA1622:作为单电源变压器驱动器

Guru**** 2393725 points
Other Parts Discussed in Thread: INA1620, OPA1622, BUF634A, OPA210, BUF634, NE5534

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/audio-group/audio/f/audio-forum/969287/opa1622-as-single-supply-transformer-driver

器件型号:OPA1622
主题中讨论的其他器件:INA1620BUF634AOPA210BUF634NE5534

我想使用 OPA1622作为并联缓冲器来驱动具有33Ω Ω 100Ω Ω 初级阻抗和10dBu 升压的线路输出变压器。 单电源为24V。 一个小 PCB 将执行其中的六个输出、系统中将有六个 PCB。  我已经将 INA1620应用手册中的并行缓冲器与 BUF634A 数据表中的中间电源参考应用图相结合。 每个 PCB 上有一个 BUF634A 和六个 OPA1622。 我怀疑此设计的半导体方面需要超过80kHz 的平坦带宽。

以下是一些神秘和可能的调整...欢迎您提出任何想法!

  1. 我不确定这种负载的平滑/旁路电容值。
  2. 我是否缺少任何支持组件?
  3. 对于该10K 偏置电阻器、我无法判断 OPA1622的一半是否需要在其反馈环路中使用电阻器(或 RC 对)。 瞬变可能无法预测(不确定它们是否超过10mA)、并且我不能完全理解当放大器用作具有低或不存在源电阻的单位增益缓冲器时、上电时会发生什么情况。
  4. 我不确定接地引脚是连接到中间电源还是0V。 我认为中间电源、因此被消耗。
  5. 如果使能引脚简单地连接到 Vcc、而不是连接到 Vcc 22K 和接地10K、则会产生多大的启动瞬态? 数据表介绍了耳机上的明显现象。
  6. 虽然 BUF634A 是缓冲1/2 Vs 基准的一个简单选择,但我不确定它是否是超性能的-也许一个 OPA210或类似的器件就足够了? 失调电压有多重要? BUF634A 具有较大的偏移 IIRC。

感谢您的观看。

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    从 Vcc 和 Vee 到中间电源的10n 陶瓷电容器应该为100N、而流入初级电源的交流耦合现在为1000uF ||.1uF。

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    Jonah、

    感谢您提供原理图。 我需要一些时间来查看这一点、但要开始、接地引脚应连接到系统接地或中间电源系统参考点。  

    关于使能引脚、我不确定电流消耗对您的应用有多大影响、但这是需要考虑的一个因素。 您可以估算使能引脚上的电流消耗、如下所示。  

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    在这里、这个应该更易于阅读。 我更新了一些内容...放大器不需要这么努力、现在它是位于每个变压器上的单通道 PCB。

    在这种情况下、使能引脚的电流消耗似乎为~20uA。 与在1K2 || 10K 端接时驱动90Ω Ω 的1622 33Ω 相比、尤其是在1K2 || 600R 端接时驱动 Ω 没有什么不同。 在这个应用中,没有为1622完成电流消耗计算,也不确定具体情况--任何指导都值得赞赏。 应小于用于此类应用的传统分立式运算放大器、并由于负载共享而提高效率。

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    我想是固定了电源。

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    Jonah、

    我将查看您的更新原理图。  

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    Jonah、

    1. 我不确定这种负载的平滑/旁路电容值。
      1. 通常、建议添加与0.1uF 并联的大容量去耦电容(100uF)。 10R 1/2W 和100nF 电容器将存在一个时间常数。 您通过更改电容器值来考虑过这一点。 如果我的数学计算正确、相关频率现在约为159kHz。 之前的 RC 可能会在1.6kHz 左右下降,这对于传递上述信号会有问题。 这确实是在具有较低去耦电容值的情况下进行的折衷。 我将联系一些团队成员、看看我们是否可以在这里找到更好的滤波器方案。

    2. 我是否缺少任何支持组件?
      1. 您可能会考虑添加 TVS 保护二极管。 请参阅下面有关此保护的 TI 高精度实验室链接:
      2. 您还可以考虑在 OPA1622器件的输入端放置零欧姆占位器。 U1A 具有1.5k Ω 的保护。 在高频事件期间、它可能会被并联电容器绕过、因此我建议在需要时添加一个与输入串联的零欧姆占位器。 U1B 不受变压器反激电流的影响。 我还会添加与输入串联的零欧姆占位器。

    3. 对于该10K 偏置电阻器、我无法判断  OPA1622的一半是否 需要在其反馈环路中使用电阻器(或 RC 对)。 瞬变可能无法预测(不确定它们是否超过10mA)、并且我不能完全理解当放大器用作具有低或不存在源电阻的单位增益缓冲器时、上电时会发生什么情况。
      1. 您也可以将反馈电阻器匹配为10k。 在单位增益下、器件将正常。 我们建议针对大于10mA 的电流提供保护。 您必须对这些瞬变进行电路内测量。 很难说变压器会产生多少反激电流。 与输入串联的零欧姆占位符将为您节省电路板设计(如果您发现需要)。  

    4. 我不确定接地引脚是连接到中间电源还是0V。 我认为中间电源、因此被消耗。
      1. 我已就此与设计人员联系、以提供更清晰的信息。 我将在听到他的讲话后向您介绍最新情况。

    5. 如果使能引脚简单地连接到 Vcc、而不是连接到 Vcc 22K 和接地10K、则会产生多大的启动瞬态? 数据表介绍了耳机上的明显现象。
      1. 该引脚上已经有一个500k 的串联电阻器。 在这里添加任何更多的电阻都没有什么关系。
      2. 您能向我介绍一下您在耳机上找到的讨论吗?

    6.  虽然 BUF634A 是缓冲1/2 Vs 基准的一个简单选择,但我不确定它是否是超性能的-也许一个 OPA210或类似的器件就足够了? 失调电压有多重要?
      1. 大多数运算放大器无法驱动大电容负载、因此 BUF634在这里是独一无二的。 我想说、这是一个提供具有高容性负载的基准电压的好选择。
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    感谢 Chris 的周到回应。

    以下内容可能有助于讨论。 这是后来的一个(仍然是1980年以前的!) 设计用于驱动该变压器的电流放大器。 下面是变压器规格。

    上面的 IC1是非常早的 NE5534。

    通常、通过一个电阻器和大电容串联将-ve 连接到0V、此级的增益为10。 为了实现增益、我可能会在 U1A 的反相输入处使焊盘保持开路。 无论如何、我仍然对如何在单位增益中安全使用1622而不增加任何串联电阻感到困惑。 如果保护 U1B 的唯一方法是添加串联电阻、我们在这里讨论的是100Ω Ω 还是1000Ω Ω? 我当然可以在 PCB 上为它放置0Ω Ω 焊盘、在去耦和分流之后、U1A 也是如此。 只是想知道1622与传统放大器是否完全不同、串联电阻器必须全部较大才能限制电流。 我假设另一种方法是简单地在 U1A 和 U1B 反馈环路中同时放置1K、并完全避开旁路。 对 THD 没有帮助、但可能更简单、更安全。 最后(假定只有单位),我可以将 U1A 和 U1B *实际上*并联运行,方法是将它们的同相输入绑定在一起,匹配它们的反馈环路 RC,并通过所绘制的1Ω Ω 电阻器进行求和。 你怎么看? 我认为这是最大的问题。

    此类放大器的每个典型应用中的1/2 Vs 基准电压都是无缓冲的。 我添加缓冲器的一个原因是能够为我的分频器使用100K 的值、而不是4K7或10K 的值、我认为这在电源上更友好。  但我缓冲基准的主要原因是 OPA1622的超高偏置电流、我认为对于大于10K 分流/偏置电阻器的任何电流而言、这会有问题。 否则、最好使用1uF 耦合和100K 分流器连接到中间电源。 如果我以错误的方式考虑这一点、请更正我的问题;不必缓冲基准将会非常好。 现在、我将切换回 BUF634A。

    我认为,根据你的意见,我将把100 μ F 储油罐盖的价值提高到至少220 μ F。 即使是现代470uF/35V (这是该放大器级的传统值)的尺寸也不是真正的问题。 然而、我不确定我从1/2 Vcc 和 Vee 电源中抽取的两个10uF X7R 是 A)完全必要、还是 B)太小、更好的是" lytic "。 (?)

    关于使能引脚、我指的是下面的分压器。 如果电源没有斜升、是否没有必要? 我在这个论坛上看到了一条 TI 建议、就是简单地将 ENABLE 与 Vcc 绑定在一起。 我只是想了解是否有任何关于这一点的警告。 我找不到关于耳机的帖子、但它在这里的某个位置。 如果我们只讨论几 mV、我肯定不会添加部件来减轻这种情况。

    再次感谢您在周末提供的深入见解!

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    为了在不增加串联电阻的情况下解决电流限制和反激式电流问题、该 INA1620应用是否是一种更可靠的方法?

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    Jonah、

    我已确认接地引脚可以连接到设计人员的 Vee。 这将是最佳选择、因为它将是到其基准点的尽可能低的阻抗路径。

     

    为了在不增加串联电阻的情况下解决电流限制和反激式电流问题、该  INA1620 应用是否是一种更可靠的方法?

    由于电感反冲导致的任何过压、这种方法不会更加稳健。 如果您担心电感反冲、则必须在电路上进行测量、以确定向 OPA1620提供多少电流。 请记住、INA1620具有匹配的电阻器、但可能在1k 至0.84k 至1.15k 之间变化。

     只是想知道1622与传统放大器是否完全不同、串联电阻器必须全部较大才能限制电流。

    OPA1622没有什么不同。 在输入到电源线之间放置肖特基二极管很常见、因为所有运算放大器都存在一些输入电流限制。 只有当您担心电路会出现过压情况时、才需要执行此操作。 在 PCB 上安装具有从输入到电源线的肖特基位置固定器和从电源到接地的 TVS 保护装置肯定不会造成伤害。 串联电阻是限制流入输入端的电流的唯一方法、仅在电流过大时才需要保护肖特基二极管。 必须根据您在示波器上的测量值确定电阻器的大小、以确定输入端的最大过压。

    我假设另一种方法是简单地在 U1A 和 U1B 反馈环路中同时放置1K、并完全避开旁路。 对 THD 没有帮助、但可能更简单、更安全。 最后(假定只有单位),我可以将 U1A 和 U1B *实际上*并联运行,方法是将它们的同相输入绑定在一起,匹配它们的反馈环路 RC,并通过所绘制的1Ω Ω 电阻器进行求和。 你怎么看? 我认为这是最大的问题。

    我已重新绘制了与 OPA1622器件并联的电路。 从交流角度来看、这将是更好的解决方案。 您基本上会消除串联情况下出现的从一个放大器到另一个放大器的延迟。 此外、您还可以使每个反馈环路与相同的无源器件对称。 除了我的输入保护建议之外、反馈中的无源器件也不是必需的、如果您确定需要、这些建议可以是二极管和串联输入电阻占位器。

    我添加缓冲器的一个原因是能够为我的分频器使用100K 的值、而不是4K7或10K 的值、我认为这在电源上更友好。  

    请记住、BUF634A 已经有大约8mA 的偏置电流。 我已经添加了一个与100k 欧姆电阻器并联的电容、用于低通滤波。 这将为 OPA1622输入提供干净安静的基准。

    然而、我不确定我从1/2 Vcc 和 Vee 电源中抽取的两个10uF X7R 是 A)完全必要、还是 B)太小、更好的是" lytic "。 (?)

    不需要、您无需为电源提供10nF 电容。 您可以使用这些电容器降低响应速度。 拥有位置管理器不会造成伤害。 它们看起来是多余的。 我已将 VCC 线路上的10nF 保持在 VEE 下、如图所示。 根据我之前的评论、我们建议在电源处使用100uF 大容量电容、然后在尽可能靠近 DUT 引脚的位置使用0.1uF 大容量电容进行局部去耦。

    如果您有干净的电源线、则可以消除缓冲器并使用如下所示的等效电阻分压器来生成12V 基准点。

    我认为10R 电阻器对您没有帮助,因此可以将其移除。 同样、为意想不到的事情留下占位符不会造成伤害、但该电阻器尤其会减慢对电容器充电的响应、以实现局部去耦。

     

    关于使能引脚、我指的是下面的分压器。 如果电源没有斜升、是否没有必要? 我在这个论坛上看到了一条 TI 建议、就是简单地将 ENABLE 与 Vcc 绑定在一起。 我只是想了解是否有任何关于这一点的警告。 我找不到关于耳机的帖子、但它在这里的某个位置。 如果我们只讨论几 mV、我肯定不会添加部件来减轻这种情况。

    分压器方案是一种很好的方法、但是我还会添加一个与10.7k 电阻器并联的电容器。 这将减慢导通时间。 实际上,您在这里要做的是,使使使能引脚接通至所需的电压,以便在电源线达到24V 时打开放大器。 这将消除任何有关声音弹出或咔嗒声的问题。 如果需要、您也可以上调电阻器值以降低电流消耗。