Уменьшение нагрева мощных операционных усилителей

Радиолоцман №3-4/2024, ст.48

Когда вы включаете в свой проект мощ­ный операционный усилитель, такой как PA05 компании Apex, желательно свести к минимуму разницу между напряжением пита­ния и выходным напряжением, чтобы умень­шить рассеиваемую мощность и полностью использовать выходной диапазон усилителя. Нашей целью была разработка усилителя мощности, обеспечивающего пиковое выход­ное напряжение 70 В при токе 10 А с фиксиро­ванным коэффициентом усиления 10 в поло­се частот от 30 Гц до 100 кГц. Чтобы получить размах ±35 В, потребовались источники постоянного напряжения примерно ±38 В и два дополнительных источника ±5 В. Для получения полного выходного тока 10 А при более низком напряжении необходимо уменьшать напряжение питания пропорцио­нально выходному напряжению, чтобы сни­зить рассеиваемую мощность. В этом случае коэффициент усиления фиксируется на уров­не 10. Таким образом, можно поддерживать напряжение питания пропорциональным входному напряжению (Рисунок 1). SMPS1 и SMPS2 — это идентичные источники питания с программируемым выходным напряжени­ем (за исключением вспомогательных источ­ников ±5 В). Высокоточный выпрямитель вырабатывает выходное напряжение, про­порциональное амплитуде входного сигнала. Чтобы в отсутствие входного сигнала полу­чить примерно ±6 В, схема добавляет к сигна­лу напряжение смещения.

По мере увеличения входного напряжения выходное напряжение SMPS увеличивается с 6 до 38 В при входном напряжении 7 В пик-пик. Для управления SMPS отрицательной сторо­ны необходимо передавать информацию из SMPS1 в SMPS2. Передачу осуществляет схема на Рисунке 2, которая вырабатывает ток, пропорциональный входному напряже­нию.

Таким образом, SMPS2 вырабатывает напряжение такой же величины, что и SMPS1, но противоположной полярности. Если нужен больший выходной ток, может потребоваться увеличить запас по напряжению, в зависимос­ти от выбранного усилителя мощности. В про­тивном случае можно столкнуться с ограничением выходного сигнала. Обратите внимание, что при быстро меняющихся входных сигна­лах выходной сигнал может ограничиваться на короткое время, пока не повысится напря­жение источника питания. Этот эффект зави­сит от точного выпрямителя и времени реак­ции источников питания

Похожие записи:

Простой измеритель уровня звука с логарифмической шкалой Снижение тока покоя в 4 разав электронном выключателе с фиксацией Многооборотный TPO датчик положения потребляет нулевую мощность DC/DC преобразователь с отрицательным выходным напряжением Управление КМОП двухтактными каскадами с помощью логических сигналов, связи по переменному току и заземленных затворов