AD7224KN亚德诺ADI芯片渠道-集成电路
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行 业：电子 电子有源器件 专用集成电路
发布时间：2021-06-18
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我们首先将讨论一个反激式转换器拓扑，因为就元器件 数目而言，它是简单的电路。反激式电路使用少的 开关；本例中，仅在初级端使用了一个开关，并在次级 端使用了一个整流二极管。简单反激式电路通常用于输 出功率相对较低的应用中，但它确实具有高输出纹波电 流和低交越频率，因为存在右半平面(RHP)零点。结 果，反激式电路需要具备较大输出纹波电流额定值的大 输出电容。图1显示采用光耦合器的方式，分流调节器 在其中用作隔离式输出电压Vo的反馈电压误差放大 器。分流调节器用作标准时，可提供精度典型值为 2%的基准电压。输出电压经过分压，然后由内部误差 放大器将其与分流调节器的基准电压进行比较，比较结果输出至光耦合器的LED电路。光耦合器LED由输出电 压和串联电阻偏置，所需的电流量根据光耦合器电流传 输(CTR)特性确定，相关说明可参见数据手册
缓冲器曲线
移除10kΩ负载，代之以1kΩ电阻。记录幅度。现在移动引脚3和2.5V之间的1kΩ负载，使其与4.7kΩ电阻并联。记录输出幅度如何变化。你能预测新的输出幅度吗？
简单放大器配置
反相放大器：
图5所示为常规反相放大器配置，输出端有10 kΩ负载电阻。
Figure 5. Inverting amplifier configuration.
图5. 反相放大器配置
现在使用R2=4.7kΩ组装图5所示的反相放大器电路。组装新电路之前，请记住断开电源。根据需要切割和弯曲电阻引线，使其平放在电路板表面，并为每个连接使用短的跳线（如图1所示）。记住，试验板有很大的灵活性。例如，电阻R2的引线不一定要将运算放大器从引脚2桥接到引脚6；你可以使用中间节 点和跳线来绕过该器件。
重新连接电源并观察电流消耗，确保没有意外短路。现在将波形发生器调整为500 Hz正弦波，设置为2.1 V小值和2.9 V大值（0.8 V p-p，以2.5 V为中心），并再次在示波器上显示输入和输出。测量和记录此电路的电压增益，并与课堂上讨论的原理进行比较。导出输入/输出波形图，并将其包含在实验报告中。
图形实例如图6所示
Figure 6. Inverting amplifier plot.
图6. 反相放大器曲线
趁此机会说一下电路调试。在课堂中的某个时候，你可能无法让电路工作。这并不意外，没有人是的。但是，你不应简单地认为电路不工作必定意味着器件或实验仪器有故障。这基本上不是事实，99%的电路问题都是简单的接线或电源错误。即便是经验丰富的也会不时出错，因此，学会如何调试电问题是学习过程中非常重要的一部分。为你诊断错误不是助教的责任，如果你以这种方式依赖其他人，那么你就错过了实验的一个关键点，你将不大可能在以后的课程中取得成功。除非你的运算放大器冒烟，电阻上出现了棕色痕迹，或者电容发生爆炸，否则你的元器件很可能没问题。事实上，大多数器件在发生重大损伤之前都能容忍一定程度的滥用。当事情不妙时，好的办法就是断开电源并寻找一个简单的解释，而不要急着责怪器件或设备。在这方面，DMM可是一件十分有价值的调试工具。
输出饱和：
现在将图5中的反馈电阻R2从4.7kΩ更改为10kΩ。现在的增益是多少？将输入信号的幅度缓慢增加至2V，仍然以2.5V为中心，并将波形导出到实验室笔记本电脑中。任何运算放大器的输出电压终都会受电源电压的限制，而在很多情况下，由于电路中存在内部电压降，实际限制要远小于电源电压。根据你的以上测量结果量化AD8541的内部压降。如果你有时间，可尝试用OP97或OP27放大器替换AD8541，并比较它能产生的小和大输出电压。.
求和放大器电路：
两个定子电流、电机速度和位置用作系统状态变量(更 计算方案请参考Boussak的)。
诸如Bon-Ho Bae和Boussak所开发的部署方法，利用无传感 器控制器的可行性将更模型引入实时电机控制方案。 过去5年来，微控制器和DSP制造商一直积极通过新型嵌入 式处理器提供足够的性能和必要的功能， 这是确保设计人 员将现代矢量控制运用于实际的关键因素。
电机效率始于处理器
如今，像ADI公司的新ADSP-CM40x ARM Cortex-M4系列 等增强型处理器正在将性价比提升到新的水平，使得更复 杂电机控制算法的实施开始受到大规模应用解决方案的青 眯。尤其在处理器能力方面——内置数字滤波器功能、高 性能浮点能力和扩展数算能力等都支持更复杂、集成 度更高的算法，以便提供更佳的控制器和控制方案，迫使 电机驱动的效率接近。在工业领域，对运行实时模型 估计器的多观测器模型的改善，无疑将有助于增强：(i)驱 动性能，(ii)系统效率和拓扑结构，以及(iii)设计的部署方 法。就第(iii)方面而言，MATLAB/Simulink®等图形系统便 能够简化设计流程，促进新算法的开发。这些工具与执行 处理器相结合，能够实现更为复杂的部署方案。与内核速 度、模数转换精度和存储器集成有关的处理器级改善将使 设计人员能够实现更高的质量和性能目标，同时加速产品 上市。
CTR为晶体管输出电流和LED输入电流之比。CTR的特 性不是线性的，因光耦合器而异。如图2所示，光耦合 器CTR值会在整个工作寿命内变化，对设计稳定性提出 挑战。今天设计并测试的光耦合器其初始CTR通常具有 2比1的不确定性，但长期工作在高功率和高密度电源的 高温环境下，几年以后CTR将下降40%。将光耦合器用 作线性器件时，它具有相对较慢的传输特性(小信号带 宽约50 kHz)，因此对电源的环路响应也较慢。对于反激 式拓扑而言，较慢的传输特性可能并不存在任何问题， 因为该拓扑要求针对降低环路带宽而对误差放大器作出 补偿，以便输出稳定。问题在于，随着时间的推移，光 耦合器输出特性的变化可能会迫使设计人员进一步降低 环路响应，以确保环路的稳定性。环路响应较慢的缺点 在于这样做会使瞬态响应性能下降，且负载瞬态之后的 输出电压需更长的时间才能恢复。增加一个更大的输出 电容有助于减少输出电压的下降，但会增加输出响应时 间。这样做会导致电源设计更复杂且更为昂贵；而尺寸 更小、成本更低的解决方案是可以实现的。
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