《電子技術(shù)應(yīng)用》
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大電流型功率放大器PA04及其應(yīng)用
摘要: PA04是美國APEX公司推出的一種場效應(yīng)管功率運算放大器,它具有工作電壓高(200V)、輸出電流大(20A),、高轉(zhuǎn)換速率(50V/μs)、低失真等特點,。
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  1 概述

  PA04是美國APEX公司推出的一種場效應(yīng)管功率運算放大器,它具有工作電壓高(200V),、輸出電流大(20A),、高轉(zhuǎn)換速率(50V/μs)、低失真等特點,。

  PA04的使用很靈活,。休眠方式可保護整個放大器,在待機操作或負載保護時允許很低的靜態(tài)電流,。它的增強電壓輸入(VBOOST)允許運放在小信號段工作在較高的電壓下,,而不需要有較高的輸出電流;PA04具有四線傳感技術(shù)精確限流方式,,而不需要考慮在輸出線內(nèi)部或外部連接毫歐級的相干電阻,。

  PA04采用12腳雙列直插(DIP)封裝,密封性好,,且在內(nèi)部互相絕緣。其引腳排列如圖1所示,。各引腳功能如下:

  1腳(-INPUT):負輸入端,;

  2腳(+INPUT):正輸入端;

  3腳,、4腳(COMP):相位補償,;

  5腳(-VBOOST):負增強電壓輸入;

  6腳(OUTPUT):負電源;

  7腳(-Supply):輸出端,;

  8腳(+Supply):正電源,;

  9腳(+VBOOST):正增強電壓輸入;

  10腳,、11腳(CURRENT,、LIMIT):限流反饋輸入;

  12腳:休眠控制端,。

  當不采用增強電壓輸入時,,可將5腳、6腳以及8腳,、9腳分別短路,。

引腳排列圖

  2 工作原理

  PA04為大電流功率放大器。由于其輸出電流比較大,,因而在設(shè)置和使用方面與普通的功率放大器有很多不同,。這里就PA04的工作原理以及其在應(yīng)用時外部電路需要注意的問題和遵循的原則做一些介紹。

  2.1 限流和限流電阻

  PA04的引腳10和引腳11用于電流反饋輸入時的連接電路如圖2所示,,圖中,,引腳11與放大器的輸出端直接連接,引腳10與限流電阻連接,。這樣連接的好處是可以旁路其它任何寄生阻抗,。限流電阻必須接在圖2所示的位置。其大小可以通過下式計算:

  RCL=0.76/ILIMIT

限流接線圖

  2.2 休眠工作方式

  在休眠工作方式下,,PA04的引腳12與腳9連接時,,放大器內(nèi)部停止工作,此時整個放大器將處于休眠狀態(tài),。休眠時大約有3mA的電流流過引腳12.當不使用休眠方式時,,應(yīng)將引腳12懸空。

  休眠電路可以有很多種,,圖3所示就是一個休眠電路,。電路左端邏輯輸入信號為差模信號,利用三極管導(dǎo)通和截止的特性可實現(xiàn)引腳9和引腳12的斷開或連接控制,。

休眠電路

 

  2.3 增強電壓輸入

  PA04的引腳5和引腳9為增強電壓輸入(VBOOST)腳,,有增強電壓輸入管腳的放大器一般多數(shù)工作于高壓狀態(tài)而很少在大電流狀態(tài)。因此,,+VBOOST管腳(引腳9)和-VBOOST管腳(引腳5)一般被連接到放大器的小信號電路上,,+Vs(引腳8)和-Vs(引腳6)則被連接到大電流輸出端。而當需要輸出電壓接近電源電壓時(即降低管壓降),,可在VBOOST管腳外加5V電壓(即VBOOST=VS+5)以使小信號驅(qū)動輸出晶體管飽和,,同時這樣也可以改善輸出電壓的浮動,。如果不需要改善輸出電壓浮動,+VBOOST管腳和+Vs管腳,、-VBOOST管腳和-Vs管腳必須分別連接到一起,,而且VBOOST管腳電壓一定不能低于Vs管腳電壓。

  VBOOST=VS和VBOOST=VS+5時的輸出電壓浮動與輸出電流的關(guān)系如圖4所示,。

輸出電壓浮動

  2.4 相位補償

  PA04的相位補償可通過外接補償電容和補償電阻來實現(xiàn),。外部補償電容和補償電阻可接在引腳3和引腳4之間,如圖5所示,。

外部補償電容和補償電阻

  Rc和Cc的取值可根據(jù)總體增益的大小來確定,,詳見表1.

補償電容和補償電阻的取值

  3 典型應(yīng)用

  圖6是使用PA04設(shè)計的聲納換能器的驅(qū)動電路。該電路的信號源部分由超聲波驅(qū)動器提供,。利用PA04的高功率帶寬和高輸出電壓性能,,并通過圖示電路和相匹配的調(diào)節(jié)變壓器可驅(qū)動聲納換能器。該系統(tǒng)的負載電路為阻性電路,。但當控制邏輯在休眠狀態(tài)時應(yīng)關(guān)斷運放,。

使用PA04設(shè)計的聲納換能器的驅(qū)動電路

  4 結(jié)束語

  PA04以其體積小、功率頻帶寬,、輸出功率大等特點而在電機驅(qū)動器,、聲納換能器、可編程控制電源等場合得到廣泛的應(yīng)用,。由于該器件為場效應(yīng)管器件,,對靜電的影響非常敏感,因此,,在使用和存放時都應(yīng)該注意防靜電,,以免對器件造成損壞。

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