使用高壓放大器簡(jiǎn)化您的BOM

由于運算放大器（運放）規格不同，工程師們經(jīng)常需要選擇多個(gè)運放以滿(mǎn)足其電路板上每個(gè)子系統的需求。這會(huì )使從采購到生產(chǎn)的工作更加復雜。

但是，可以選擇一個(gè)運放來(lái)滿(mǎn)足您的系統需求，這將有助于優(yōu)化定價(jià)和降低設計總成本。讓我們來(lái)看一看一個(gè)單運放如何處理三個(gè)常見(jiàn)的功能：電流感測、溫度感測和比較器操作。

電流感測

低側電流感測可以通過(guò)測量負載和接地之間分流電阻上的壓降來(lái)實(shí)現，如圖1所示。通常在這類(lèi)應用中看到低壓（5V）放大器。然而，僅僅因為放大器的最大電源電壓為36V或40V并不意味著(zhù)它只能用于高壓電源。

圖1：?jiǎn)坞娫吹蛡葐蜗螂娏鞲袦y電路

高電壓、多用途放大器

TI的高電壓放大器選擇具有寬共模范圍、高感測能力和更強的電源兼容性。

低側電流感應通常也需要高壓擺率的運放以應對一些系統故障情況。對 OPA2990 和 OPA2191 的功耗水平來(lái)說(shuō)，兩者的壓擺率可以說(shuō)很高：OPA2990 靜態(tài)電流120 μA，壓擺率為4.5 V/μs，OPA2191 靜態(tài)電流為140 μA，壓擺率為5.5 V/μs。

由于這兩顆運放都可以在36V和40V下工作，因此也非常適合高側電流感測功能。與低側電流感測相比，高側電流感測的一個(gè)主要優(yōu)勢是能夠檢測出短路。高側電流感測在電源和負載之間的分流電阻上使用差分放大器拓撲結構，如圖2所示。

圖2：高側電流感測電路

在設計高側電流感測電路時(shí)，必須考慮運放的共模電壓。共模電壓由圖2中的母線(xiàn)電壓和由電阻R2和R3形成的電阻分壓器來(lái)設置。由于共模電壓通常等于母線(xiàn)電壓，因此擁有軌到軌輸入輸出的放大器最適合此功能。OPA2990 和 OPA2191 均具有軌到軌共模輸入范圍，并且在36V（OPA2191）和40V（OPA2990）電源供電范圍內都支持軌到軌輸出。

溫度感測

在許多應用中，溫度感測對于控制環(huán)境狀態(tài)或確保安全的工作條件至關(guān)重要。測量溫度的系統需要通過(guò)縮放和放大傳感器輸出來(lái)獲得大小合適的信號輸入到ADC，從而確保精確的測量。圖3顯示了如何配置運放來(lái)檢測正溫度系數（PTC）熱敏電阻的電阻輸出，并將該信號放大到ADC。

圖3：帶PTC電路的溫度感測

OPA2990 和 OPA2191 可在-40°C至125°C的溫度范圍內工作，這對于環(huán)境溫度預計發(fā)生顯著(zhù)變化的溫度感測功能非常有用。此溫度范圍也強調了低溫漂運放的重要性。對于通用應用，OPA2990 的失調溫漂為0.5 μV/°C；對于需要向ADC發(fā)送極其精確信號的系統，OPA2191 的溫漂為0.15 μV/°C。

運放實(shí)現比較器功能

對于具有多路復用器友好型輸入的放大器，它的設計旨在使其能夠很好地與多路復用器的大電壓瞬變特性相連接。這些放大器的內部輸入結構不使用背對背二極管進(jìn)行靜電放電保護，如圖4a所示。相反，這些多路復用器友好型輸入的設計使得運放的輸入差分電壓范圍可以擴展到全電源電壓范圍，這使得 OPA2990 和 OPA2191 在閉環(huán)和開(kāi)環(huán)比較器類(lèi)似的拓撲結構中非常實(shí)用。 

圖4：OPA2990 輸入保護不限制差分輸入能力（a）  常規輸入保護限制差分輸入能力（b）

為您選擇合適的放大器

TI的全新高電壓放大器減少了各種運放的數量，簡(jiǎn)化了材料清單，只需選擇一顆運放就能滿(mǎn)足您的系統要求。OPA2990 和 OPA2191 為需要多運放功能的系統提供了非常靈活的選擇。它們可以與多種其他芯片產(chǎn)品搭配，包括多路復用器、傳感器和ADC。

其他資源

●   請參閱 OPA2990和OPA2191之間的規格比較。

●   下載“16位、400KSPS、四通道用于高壓輸入的低失真、多路復用數據采集系統參考設計?！?/p>