AD7502KN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：2022-02-17
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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。
隔离式误差放大器输出精度与温度的关系
这款新的隔离式误差放大器的优势包括：基准电压源 和运算放大器设计为温度范围内具有小的失调和增益 误差漂移。1.225 V基准电压源电路在温度范围内的精度 调整为1%，流调节器更，且漂移量更低。如 图4所示，隔离式误差放大器的典型输出特性在−40°C至 +125°C范围内的变化量仅为0.2%，实现了高度的 DC-DC输出。为了保持稳定的输出特性，运算放大器的 COMP输出经脉冲编码，可越过隔离栅发送数字脉冲，然后由数字隔离变压器模块解码回模拟信号，完全解决 了使用光耦合器进行隔离时CTR值发生改变的问题。
断开电源后，修改反相放大器电路，如图7所示。重新连接电源，然后使用数字输出控件填写以下两个表格。在个表格中，记录每个数字输出的低电压和高电压。在高阻模式下使用CB-H示波器输入来完成此任务。在第二个表格中，记录PIO 0、PIO 1、PIO 2、PIO 3的所有16种1和0组合的输出电压。你还应确 认，当所有四位悬空或处于高阻(X)状态时，输出电压确实为2.5 V。
表1. 低电压和高电压
数字引脚 低电压 高电压
PIO 0
PIO 1
PIO 2
PIO 3
表2. 输出电压
数字位 输出电压
P3, P2, P1, P0
0000
0001
0010
0011
0100
使用电阻值计算每个输入组合的预期输出电压，并与测量值进行比较。
同相放大器：
同相放大器配置如图8所示。与单位增益缓冲器一样，此电路具有（通常）较好的高输入电阻特性，因此它可用于缓冲增益大于1的非理想信号源。
Figure 8. Noninverting amplifier with gain.
图8. 具有增益的同相放大器
隔离式误差放大器代替光耦合器和分流调节器
前文说明了光耦合器作为线性隔离器使用时在工作稳定 性方面的困难；了解之后，便能检查隔离式误差放大器 随时间和极端温度变化提供稳定可靠性能的能力。如图 3所示，现以宽带运算放大器和1.225 V基准电压源部分代 替分流调节器和VREF功能，并以基于数字隔离器技术的 快速线性隔离器代替光耦合器。器件右侧的运算放大器 具有同相引脚+IN(连接至内部1.225 V基准电压源)和反相 引脚−IN，可用于隔离式DC-DC转换器输出的反馈电压 连接(使用分压器实现连接)。COMP引脚为运算放大器 输出，在补偿网络中可连接电阻和电容元件。COMP引 脚从内部驱动发送器模块，将运算放大器输出电压转换 为调制脉冲输出，用于驱动数字隔离变压器。在隔离式 误差放大器左侧，变压器输出信号解码后转换为电压， 驱动放大器模块。放大器模块产生EAOUT引脚上的误差 放大器输出，驱动DC-DC电路中PWM控制器的输入。
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