מבוא לתקנה Active Voltage עם המפעילים

מגברי הפעלה יוצרים את הליבה של אינספור מערכות אלקטרוניות דיוק, המשמש כמגבר שגיאה בשרירים מתח פעיל כי ציוד רגיש כוח.מכשור רפואי, ממירים אנלוגיים-לדיגיטליים ברזולוציה (ADCs), רדיו מוליד תדרים הקדמיים, ומדידת מעבדה כל דורשות מפרטי אספקה עם ript ורעש נמוך יותר מכמה מ"ממתחים"ל יכול אפילו להזיז תגובה אוטומטית, או להזיז תגובה מהירה יותר, אם אתה יכול להציג תגובה יעילה יותר, כלומר, כלומר, אם אתה יכול ליישם את הלחץ המהיר, כלומר, אם הוא מסוגל ליישם את הלחץ על ידי ניתוח יעיל יותר, כלומר, אם הוא יעיל יותר, אם הוא מסוגל ליישם את זה יכול ליישם את הלחץ על ידי ניתוח יעיל יותר, כלומר, אם הוא יעיל יותר, אם הוא מסוגל ליישם תגובה יעילה יותר, בין אם הוא מסוגל ליישם את זה יכול ליישם תגובה מהירה יותר, אם הוא יעיל יותר, דרך לחץ יעיל של מערכת הפעלה מהירה יותר, באמצעות תצורה יעילה יותר, בין אם הוא יעיל יותר, בין אם הוא יכול להיות יעיל יותר, בין אם הוא יכול להיות יעיל של לחץ ניתוח אבטחה מהירה יותר, בין אם הוא מסוגל ליישם את זה, על ידי ניתוח טמפרטורה יעילה יותר, אם הוא יכול להיות יעיל יותר, אם הוא מסוגל ליישם את

מפתחי Amplifier

בלולאה רגולטורית, ה- OPD הופך למגבר שגיאה גבוה שמשווה באופן רציף את מתח הפלט (הגדל על ידי מפיץ משוב) ליחס מתח מדויק.זה מניע אלמנט עובר - transistor או MOSFET - כדי למזער את השגיאה.בחירת ה-O-amp הנכון דורש תשומת לב זהירה למספר פרמטרים מרכזיים מעבר לרווח ולרוחב הפס.

פרדוקסים קריטיים ל- Regulator Op-Amps

  • (הרווחה פתוחה (AFLT:1irOLFLT:2): חיקוי 3 A גבוה DC רווח, בדרך כלל 100 dB או יותר, חיוני עבור עומס הדוק ותקנה שורה.
  • (FLT:0) חישוב מתח וסחף: FIRLT:1 ; אפילו מיקרו וולט של ההתחלה בקלט גרף מופיעים בפלט מוכפל על ידי רווח משוב. עבור דיוק תת--0.1%, phos דיוק בחירה מדויקת כגון OPAx188 או ADA4522 עם ירידה מתחת ל 25 מיקרוV וסחף פחות מ-Vμ / C ב-F.
  • יחס דחיית האספקה של FLT:0 (PSRR): LT:1 ; דחיית האספקה של הדג עצמו משפיעה ישירות על כמה זוגות לא רשומים של קרוע לתוך לולאה הבקרה.בדוק את ה-PSRR בתדירות הקרועה (למשל, 100 dB בשעה 1 kHz) ושימו לב כי PSRR יורד בתדרים גבוהים יותר; פלט קרמיקה עשוי להיות נחוץ כדי לעקוף רעש גבוה.
  • (FLT:0)Bandwidth ו- זחלת: ההרחבה שגיאה חייבת להגיב במהירות כדי לטעון טראנסים. עבור עומסים דיגיטליים שמשתפים 0–100 mA ב- ננו השניות, לבחור דגימה עם מוצר בעל פרופיל גבוה של לפחות 10Hz עד 20 מ"ג ושיעור מזחלות גבוה מעל 5V / מיקרון.
  • (FLT:0Output Drive and נדנדה:FLT:1; הדג חייב לנהוג בבסיס או שער העובר. Rail-to-rail של תפוקה שלבים מועילים כאשר מתח ההתייחסות הוא ליד רכבת האספקה.אם אלמנט המעבר דורש זרם בסיס מעבר ליכולת של הדגימה (המועיל עם טרנסים דו קוטביים), להוסיף זוג דארלינגטון או שלב דחיפה נוכחי.
  • (FLT:0) Input Common-mode טווח:FreaLT:1) ודא מתח ההתייחסות ומתח משוב נשאר בטווח ה-MO-de המשותף המפורט של הדג, במיוחד כאשר אספקת הקלט נמוכה. Rail-to-rail קלט דגימות (למשל, OPA340, AD8605) מציעים ניתוח משותף מלא.

בעוד ש- LM741 מופיע בספרי לימוד רבים, עיצובים מודרניים משתמשים בדרך כלל ב-JFET-input או דיוק CMOS אודגמי CMOS.Good Start Points כוללים את TL071 בעלות נמוכה, OPA134 לרעש נמוך, ו- ADA4077 עבור עקומות יישום מפורטות, להתייעץ עם TLT:0Op Amp BasicsLTs1 ו-Aogal התקנים של ALT2F:

אדריכלות של Op-Amp-Amp-based Linear Regulator

הטופולוגיה הקלאסית כוללת התייחסות למתח, הדגמת כמגימה שגיאה, סדרה מעבירה טרנסטור, וחלוק משוב התנגדות.התפוק של הדגול שולט ביסוד המעבר, ומתאים את התנהגותו כדי לשמור על מתח משוב שווה ליחס.

סדרה Pass Topology and Pass Element Selection

(החריגים החיוביים, NPN דו קוטבי טריסטטור או N-ערוצי MOSFET פועל כמו הסדרה לעבור אלמנט (הדגם) מניע את הבסיס או השער, והטרנסטור מסדיר את הזרם בין הקלט הבלתי מבוקר לבין הפלט של שער ה-Dropout הנוכחי (LDO) פועל על בסיס ספקטרום של ספקטרום של ALT2 (F) אשר עומד על מנת לעבור ספקטרום של ספקטרום של ספקטרום נמוך (D) או ספקטרום של ספקטרום) (DFET) הוא רק כמה מאות ספקטרום (D2FET) ספקטרום (D) גבוה יותר מ-FET) ספקטרום (D2FET) אשר הוא זרם ספקטרום (D) ספקטרום של ספקטרום (D2F) אשר יהיה על גבי ספקטרום של ספקטרום של ספקטרום (D) עם ספקטרום (D) עם ספקטרום (DFET) גבוה יותר מ-FET) עם ספקטרום של ספקטרום של ספקטרום של ספקטרום של ספקטרום של ספקטרום של ספקטרום של ספקטרום של ספקטרום של ספקטרום של ספקטרום של ספקטרום (DV) ספקטרום של ספקטרום של ספקטרום של ספקטרום של ספקטרום (DFET)

שלב-בי-שלב עיצוב נוהל

1.בחר קידוד Stable Voltage

ההתייחסות קובעת את הדיוק האולטימטיבי של הרגולטור ויציבות הטמפרטורה. A Bandgap ההתייחסות כמו LM40 (2.5 V, ±0.1%) או התייחסות סדרה כמו REF02 (5V) פועל היטב עבור עיצובים רבים. עבור הדיוק הגבוה ביותר, לבחור הפניות עם סחף מתחת 5 pm / C, כגון MAX6126 או LTC66, להיות מודע הפניה של התפוקה של התפוקה והמניעה שלילית של ADR (F) ל-APTD.

2.בחר ואפיין את המעבר

(הופנה מהדף ויקרא י"ד) , למשל, תפוקה של 3.3 V מ-5 V עם 1 A עומס שיחות עבור מ"ס מסוג P- Channel" עם RFLT נמוך:0DS(on)FLT1) למזער את שער ההורדה והכוח (p-FLT) עבור טרנסג'נדרים מרובים (ILT) 1=FRED) 1=FLT5=F)

עיצוב רשת Feedback עבור רעש נמוך ויציבות

משוב נבחר מתנגד R1 ו- R2 עם דיקור שווה בין 1 k ⁇ ו 10 k ⁇ כדי לאזן רעש צריכת חשמל. ערכים גבוהים יותר להגדיל את איסוף הרעש ואת רגישות לזרמים להטיה קלט; ערכים נמוכים מבזבזים כוח לטעון את הפלט. Place a littlefeed-forward capacitor (10–100 nF) על פני R1 כדי לשפר את התגובה הטרנסנדנטית גבוהה על ידי נתיב זה גם על ידי לחץ נמוך.

4.הפעלת תדירות

הרגולטורים של דיסקטר מספקים תנודות כיוון שהעברת מציגה מעבר שלב נוסף (בדרך כלל 90 מעלות מהכסא הפנימי שלה) רשת פיצוי דומיננטית של פול לעתים קרובות נדרשה.לוסיף קפיטור מילר (שלב CIRLT:0compFLT:1) מפלט ה-FLT כדי למנוע את כניסתו ל- 100F ולוודא כיאות רוחב פס גבוה יותר.

5.הוספת Decoupling ו- Outputing filter

מקום רובה קיבולת בפלט הרגולטור (10 μF עד 100 μF, נמוך ESR טנטלום או פולימר אלומיניום) כדי להתמודד עם עומס טראנסים. Add קרמיקה (0.1 μF ו 1 μF) ב קלט ופלט של photam-Frm עבור decoupling מקומי. סדרה קטנה מתנגד (1-10 ⁇ ) בין regated ⁇ ⁇ ) בין ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

שיקולים מתקדמים

טכניקות ניכוי רעשים לעומסים רגישים

מעגלים Analog דורשים לעתים קרובות רצפת רעש מתחת 5 מיקרו-מעונות. טכניקות מפתח כוללות:

  • בחר דגימה עם צפיפות רעש מתח מתחת 10 nV / ⁇ Hz (למשל, OPA211, AD8676). עבור רעש נמוך קיצוני, לשקול שלבים קלט JFET, אבל הפריסה הופכת קריטית.
  • Band-limit את הלולאה משוב עם קיבול קדימה להאכיל על פני R1; זה מקטין רווח גבוה ומשכנע את הרעש של דגימה.
  • הוסף מסנן פסיבי RC נמוך פאסיבי בין פלט ההתייחסות לבין קלט הדגה (למשל, 1 k ⁇ + 10 μF עבור פינה 16 הרץ) כדי לדכא רעש פס רחב מן ההתייחסות IC.
  • השתמש בהתנגדות לסרט מתכת (1% או יותר) כדי למזער רעש עודף, ולשמור ערכים מתחת ל -100 k ⁇ כדי להגביל את רעש ג'ונסון.
  • שמור על צומת רחב וגן עליהם עם שפך קרקע. השתמש בסעיפים קרקע אנלוגיים ייעודיים עם נקודת חיבור אחת לקרקע הראשית.

אופטימיזציה לתגובה

כאשר העומס משתנה בפתאומיות, מתח הפלט מתפוגג או overshoots עד הלולאה לתקן.

  • השתמש בדג עם קצב גבוה ומספיק רוחב פס רווח (למשל, ADA4898-2 עם 1380 V / מיקרו).
  • הוסף חיץ נוכחי בין פלט הדגה ואת אלמנט המעבר - חסיד פשוט פולט יכול להגדיל את יכולת הנהיגה ולבודד את הדגן מן מכסה השער גדול.
  • הגדלת התפוקה קפוצנטיות, אך צפה ב-ESR של קיבולטור להוסיף אפס שיכול לגרום לאי יציבות אם לא לפצות. השתמש בציפוי קרמיקה נמוכים (X5R או X7R) ולשמור על סך ESR מתחת 10 m ⁇ .
  • ה-Fine-forward capacitor ברחבי R1 מסייע גם להגיב על ידי מתן נתיב גבוה לסימן השגיאה.

מעגל הגנה

רגולטורים בסיסיים של דגי אומגה חסרים מגבלות והפסקת חום נוכחית.לעיצובים חזקים, יש לשקול:

  • חישה נוכחית באמצעות 0 ⁇ התנגדות בסדרה עם אלמנט המעבר. a comparator או transistor קטן יכול למשוך את קלט של הדגמה למנוע גבוה במהלך overcurrent, יישום קפלבק או הגבלה קבועה-הווה.
  • הגבלת הגבלת הגבלת הנוכחית של Foldback מפחיתה את הניתוק בתנאים קצרים של ציונות על ידי הורדת הגבול הנוכחי כמו טיפות מתח פלט.
  • דיודה שטאקי מפלט כדי קלט מונע זרימה הפוכה כאשר הקלט מכבה או את כוח המטען בחזרה.
  • הגנה תרמית באמצעות ממתאם הרכוב על תנור החום של העובר; הפלט של המrmistor, עם מפרש נוסף, יכול לסגור את הרגולטור או להפחית את הזרם מעל טמפרטורה בטוחה.

ניתוח קיבולת: גישה מעשית

(Stdoability הוא ההיבט המאתגר ביותר של עיצוב רגולטורי דיסקרטי.שלב שולי חייב לעלות על 45 מעלות תחת כל תנאי העומס והטמפרטורה.הפלט של אלמנט המעבר ואת הצפה ליצור קוטל המשתנה עם הזרם; aFET ב-Breakuration שלב 1 {\displaystyle L-R} כולל תפוקה נמוכה יותר מאשר רצף דו קוטבי, שינוי התדר.

יישום מעשי ובדיקה

לבנות את המעגל על לוח ניקוי נקי עם מסלולים קצרים, רחבים גבוהים יותר. השתמש בטופולוגיה הקרקע כוכב שבו הקרקע הפניה, משטח משוב הרץ, וקרקע פלט capacitor להיפגש בנקודה אחת. החל כוח עם אספקה מוגבלת הנוכחית שנקבעה ל -50% של העומס הצפוי.לעקוב אחר התפוקה עם קו oscilloscope נמוך יותר להגדיר הפיכה (10V / div).

השוואת קונסולטורים ל-Integrated Linear Regulators

מונוליטי LDOs כמו LM317 או ADP7118 הם נוח, אבל רגולטורי מבוסס דגימה מציעה שליטה מלאה על כל פרמטר.You יכול להגדיר את מתח התפוקה עם דיוק שרירותי באמצעות התנגדות גבוהה סובלנות גבוהה, לבחור מדד אולטרה-נמוך לא יכול להיות ייחודי יותר מאשר אלה בתוך הרגולטורים המשולבים, ועיצוב התגובה AC כדי להתאים עומס מסוים.

יישום אמיתי-עולם: נמוך- Noise ±5 V אספקה עבור Photodiode Amplifier

בהתחשב במערכת spectroscopy באמצעות photodiode transimpedance amplifier ואחריו שרשרת זיהוי מדויקת 0.1a הקדמי דורש ±5 ±5 V אספקת פחות מ 5 μVrms ripple. a mp-amp רגולטורי יכול לייצר משוב חיובי מ 9 Vffer נגד ADR50 (2.5 V הפניה) מסונן על ידי 1 ⁇ + 10FI מקבילה DR (R) DR.

מלכודות נפוצות ופתרונות

  • (ב) [15] , ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (FLT:0) ⁇ עומס גבוה: FIRLT:1 ; הדג עשוי להיות חסר רוחב פס. השתמש מכשיר מהיר יותר או להציב כורח קרמיקה קטן (10 μF) ישירות על העומס כמו מאגר אנרגיה מקומי.
  • (FLT:0Output מתח נסחף עם טמפרטורה:FLT:1 בדרך כלל ההתייחסות או הדגימה של סחף. בחר רכיבים דלתיים נמוכים ולהשאיר אותם הרחק ממקורות חום כמו טרנזיטור המעבר.
  • (FLT:0)Startup Overshoot: FLT:1 הפניה איטית או פלט יתר תפוקה קיבול יכול לגרום overshoot.הוספת קפיטור רך (למשל, בהתייחסות לקרקע) או קלאמפ דיוודה על פני התנגדות משוב. לחלופין, להוסיף התנגדות קטנה בסדרה עם שער המעבר לפשוטו-on איטי.
  • (ב) הפיכה של רעש:0Ground רעש: FLT:1hil מפריד בין נתיבי החזרה הקיימים מן הקרקע ההתייחסות. השתמש בקרקע כוכב ולחבר את הקרקע של מפיץ משוב ישירות אל הקרקע של פלטה, לא אל הקרקע קלט.
  • (FLT:0) אי יציבות עם עומס קיבולי: ראט' 1 (FLT:1) כמה אזכורים מתוסכלים כאשר נהיגה יותר מכמה ננופאראדים. הוסף סדרה של 10-50 ⁇ התנגדות בין התייחסות וקלט אמפ.
  • (FLT:0)Op-amp משותף מפרה טווח: אנדרט 1:1 אם מתח ההתייחסות הוא ליד המעקה החיובית ואת הדג אינו תומך קלט מעבורת עד לשבריר, המגבר השגיאה הופך לא ליניארי.
  • (FLT:0) Thermal Runaway in Pass transistor:cioFLT) 1 ללא הגבלת זמן נוכחית, פלט קצר יכול להרוס את אלמנט המעבר.

מסקנה

ניתוח מתח פעיל מגבר המבצע מציע ביצועים מעולים עבור ציוד רגיש שבו דיוק, רעש נמוך, ותגובה מהירה transient הדרושים. על ידי בניית הלולאה הרגולציה מ בלוקים דיסקרטיים - הקצאה, מגבר שגיאה, לעבור אלמנט, ורשת משוב - אתה מקבל שליטה מלאה על כל היבט של ההיצע, משמעת זו מספקת תובנה עמוקה לתוך בקרת לולאה וניהול רעש, מיומנויות מועברות עיצוב רבים עם רכיב אנלוגי, אבחון, אבחון יעיל, אבחון שיטות פעולה, כדי לבדוק את הגמישות, או ניתוח יעיל יותר, כדי לבדוק את הגמישות מעשית, כדי לבדוק את כל אמצעי פעולה יעילה, כדי לבדוק את הביצועים יעיל יותר, או לתקן את הגמישות, אם אתה יכול לענות על פני כל אמצעי פעולה יעילה יותר, כדי להבטיח את הגמישות, כדי להבטיח את הביצועים יעיל יותר, כדי להבטיח את הביצועים יעיל יותר, או עיצוב יעיל של תפקוד יעיל של ציוד יעיל יותר, אם זה מספק ביצועים ברורים, כדי לבדוק את הביצועים יעיל של כלי יעיל יותר, כדי לבדוק את הביצועים יעיל יותר, או עיצוב יעיל, תכונות הפעלה יעילה יותר, תכונות ברורות יותר, אם אתה יכול לענות על פני כל אחד, כדי להבטיח את הביצועים של כלי פעולה יעילה יותר, כדי להבטיח את הביצועים של פונקציות הפעלה יעילה יותר, כדי להבטיח את הגמישות, כדי להבטיח את הביצועים יעיל