在平时做项目的或者比赛的过程中,我们往往会发现用平时应用的运放搭建的电路在空载时各种性能还能够按照当时设计的表现,但是一旦接入负载应用起来就会发现随着工作时间的延长,慢慢其驱动后续的负载的能力就会减弱,达不到后续电路的电流要求,但是我们一般的做法是在负载前面加上一级电压跟随,用以提高一下带动负载的能力,用此方法也只能提高一些带动负载的能力,效果并不是特别好。
不久前做的一个模块中用到较强驱动负载能力的要求,于是搜索资料中发现了具有较强驱动能力的高功率单片运放OPA541,下面简单说明下它的使用情况:它可以用±40V电压供电,输出电流的峰值能够达到10A,具有可编程电流限制功能,主要用于电机驱动前端、音频功率放大等较强驱动能力的电路中,其11TO-220封装也加强了自身的驱动散热能力。
图1 管脚分布图
由此管脚分布图来看和普通的运放使用无大的区别,电源端和驱动端口使用两管脚输入增强稳定性,其中8管脚具有电流传感器的能力。
芯片的应用电路如下所示:
图2 钳位驱动感应负载
图3 双路并行驱动
图4 可编程电压源
图4 的设计中通过单片机DA输出一定的电压,电压值可以由程序控制在一定的范围之内,两个二极管的作用是绪流,以免回流的电流对单片机产生影响,输出0-50V可调。输出端0.3Ω的电阻用大功率的水泥电阻,普通电阻不能承受高电流。
另外,用于便携式设备的电子器件本着低功耗的原则以节省电能,使使用更加长久。因此便携式系统中的放大器要求在很低的电源电压下工作,且电源电流应很小以尽量延长电池寿命。这些放大器一般还须有良好的输出驱动能力和高开环增益。但是同时要留心低电压下工作可能引起的性能问题。有些低功耗运算放大器,当输出电压改变时其电源电流具有较宽的变化范围。在低电源电压下,输出电流驱动能力也可能显著下降。可查阅参数表以确定在特定的电源电压下所能达到的输出电流驱动能力。另一种选择是使用具有“关闭”特性的放大器。虽然这种放大器具有较高的电源电流,但当不工作时能被关闭从而进入超低电流状态。较高的电源电流可使放大器具有较快的速度和很大的输出驱动能力。
TLV2460是具关断状态的单路低功耗轨至轨输入/输出运算放大器,这个运算放大器有6.4MHz带宽和1.6V/μs压摆率,只有500μA的工作电流,低功耗的同时提供好的交流性能。它提供一个掉电控制端,那个模式运放是在一个超低电流模式(I=0.3μA/ch)。当掉电模式时,运算放大器的输出是高阻状态。在输入噪声电压11 nV/√Hz ,输入失调电压100μV时,直流应用也有好的表现。单电源供电电压2.7-6V,双电源供电电压±1.35-±3V,耗电很低,5V供电时输出电流能够达到80mA,适用于手持便携式设备中高驱动的应用。
管脚分布图如下图所示:
图5 管脚分布图
其中6管脚是掉电模式控制端,置低电平有效,此时每个通道电流降低到0.3uA,运放此时无放大功能,输出高阻状态,不用此项功能时,将端口置高或者悬空处理,其余应用和普通运放一样,电路图不再举例。
另外,还有一款双路宽带高输出驱动运放TLC072AIP,其驱动能力和带宽均较高,带宽10MHz,最高输出电流57mA.
图6 管脚分布图
使用方法和普通运放同理,不在赘述。