文章來源 Macnica Engineer

如何保護運算放大器免受意外故障的影響

注意過電壓和電源順序

articale header 圖1:傳感器輸入和運算放大器連接圖

運算放大器的電源必須在輸入信號被輸入的同時或之前確立。否則,可能會出現過電壓或閂鎖問題。

 

作為外置傳感器的輸入電路使用運算放大器時(圖1)。

 

將傳感器的信號輸入到運算放大器之前,運算放大器的電源接通狀態是正確的順序。但是,能保證這個程序總是被正確地遵守嗎?

 

在這種情況下,使用通道保護器產品,可以輕鬆地保護運算放大器免受意外輸入信號的影響。

4通道保護器(ADG5462F)產品說明

ADG5462F是提供±55V的過電壓保護功能的4通道保護器,該產品有如下特點:

 

易於使用,串聯插入信號通路以保護敏感部件不受過電壓影響。

 

無需序列化,可在未通電時切斷輸入線,為敏感的輸入電路提供強有力的保護。通電後,低導通電阻(10ΩRon)不會影響輸入線。

 

不僅是接通電源前,接通電源後也能將過電壓切斷設定為上限和下限。設定電壓可以直接連接運算放大器電源,也可以通過電阻分壓進行設定。

 

通過高耐壓工藝實現承受能力。即使元件增加,擔心也不會增加。

主要特性

  • 輸入未接通時,輸入引腳受到-55V~+55V電壓的保護。
  • 通過溝槽隔離防止閂鎖。
  • 針對低導通電阻和導通電阻的平坦度進行了優化。
  • 通過過電壓檢測,數字輸出通道的動作狀態。
  • ADG5462F可使用±5V~±22V雙電源或8V~44V單電源工作。

端子功能

articale header 圖2 : ADG5462F功能框圖

Sx:輸入(源)端子

Dx:輸出(漏極)端子

VDD:電源(+)

VSS:電源(-)

POSFV:故障檢測電壓電平(+)

NEGFV:故障檢測電壓電平(-)

DR:故障時輸出設定輸入(Hi-Z/故障檢測等級)

FF:故障狀態輸出

GND:基準電位

保護電路示例

以下是三個使用ADG5462F的保護電路示例 :

用法1:切斷開機前傳感器的輸入

articale header 圖3: 開機前切斷傳感器輸入的連接圖

將光學系統的元件等作為傳感器使用的話,輸入信號無論如何都會有比運算放大器的電源投入早,將傳感器的輸出輸入到運算放大器的情況。

 

這種時候,如圖3所示,通過使用ADG5462F,可以隔離傳感器和運算放大器,因此可以避免問題。

 

ADG5462F在沒有電源的狀態下也有±55V的耐壓,因此即使在接通電源前對ADG5462F輸入了傳感器信號也不會發生故障。

使用方法2:切斷過大輸入

articale header 圖4:防止過度輸入的連接圖

可輸入運算放大器的信號範圍在運算放大器的電源範圍內,所以圖4的情況下,在±5V以內。

 

即使是為了不給運算放大器施加±5V以上的過電壓而進行了計算和設計,由於傳感器是對自然界的信息進行監視的,因此有可能會突發性地輸出門限以上水平的信號。

 

這種情況下的解決方法是圖4的連接事例。

 

如圖4所示,輸入信號達到POSFV和NOGFV引腳設定的±5V閾值電壓以上時,保護器檢測到過電壓,輸出關閉,保護運算放大器。

使用方法3:根據後段電路調整斷路條件

articale header 圖5:將斷路條件與後斷路條件的連接圖

使用方法2的應用。

 

即使前級電路和後級電路的電源電壓不同,如果達到POSFV和NOGFV引腳設定的±5V的閾值電壓以上,保護器就會檢測出過電壓,關閉輸出,保護運算放大器。

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