OP1678 работает горячим

Я построил схему, которая преобразует сигнал 0-5 В в сигнал +/- 9 В, используя операционные усилители OPA1678 (оригинальный дизайн здесь ). Сигнал 0-5 В поступает от потенциометра 10 кОм по линиям + 5 В и GNDA.

Цепь работает точно так, как нужно, за исключением одного: цепь, даже без подключенной нагрузки, нагревается, слишком горячая, чтобы ее можно было касаться примерно через 1 минуту.

Я выбрал OPA1678 для его работы по железной дороге, поскольку мы хотели получить максимальную разворотную мощность из моего ограниченного запаса. (мой Vin ограничен до +/- 9 В) Мне интересно, сделал ли я плохой выбор компонента или что-то не так.

Большой конденсатор на выходе U3B более чем вероятно вызывает колебания вашего усилителя, рассеивая много избыточной мощности.

Глядя на таблицу, вы можете увидеть следующие графики:

С только 600pF запас по фазе составляет всего около 15 градусов. С 0.1uF у вас большие проблемы.

В техническом описании также сказано о емкостных нагрузках:

8.1.1 Емкостные нагрузки Динамические характеристики серии OPA167x оптимизированы для часто встречающихся коэффициентов усиления, нагрузок и условий эксплуатации. Комбинация низкого усиления в замкнутом контуре и высоких емкостных нагрузок уменьшает запас по фазе усилителя и может привести к пиковому усилению или колебаниям. В результате более тяжелые емкостные нагрузки должны быть изолированы от выхода. Самый простой способ добиться этой изоляции - добавить небольшой резистор (RS, например, 50 Ом) последовательно с выходом. Этот небольшой последовательный резистор также предотвращает избыточное рассеивание мощности, если выходной сигнал устройства становится замкнутым.

Поэтому, если вам нужен фильтр на выходе U3B, сделайте его RC-фильтром, отделяющим емкость от усилителя.

Как уже говорили другие, конденсатор C7 определенно вызывает колебание операционного усилителя внутри, поэтому он нагревается (пытаясь поднять напряжение C7 вверх и вниз от источника +/- 9 В). Если вы внимательно посмотрите на него с помощью осциллографа, вы, вероятно, увидите некоторую пульсацию МГц.

Переместите C7, как показано ниже:

Частота среза $f_c = \frac{1}{2\pi R C }$Таким образом, для 15 Гц понижающей точки 3 дБ вы хотите, чтобы C был около 1 мкФ.

C7 не сделал бы ничего ценного, даже если бы это не вызывало вашей проблемы, выходной импеданс этого усилителя составляет около нуля с замкнутым контуром (что считается) и, возможно, 100 Ом с разомкнутым контуром (фазовый сдвиг от того, что вызывает колебания) ,

Обычно колебания возникают в драйверах напряжения с большими отрицательными реактивными нагрузками. В результате Vmax / 2 * Imax = рассеиваемая мощность Pd.

Наилучшая производительность достигается при:

• << 10 пФ (трассировка) с нагрузкой 10K в буфер стабильного текущего режима * 1 для соответствия требованиям интерфейса
  • Рельсовые выходы имеют высокий импеданс при ограничении тока высокочастотного шума.
• добавьте cap к 2.5Vref и Vin +, чтобы соответствовать постоянной времени Req * C = T.
  • Это действует как умножитель емкости

* 1 даже «линейный» звук Усилители мощности постоянного тока будут колебаться, если только нагрузка R, включенная последовательно с заглушкой, не снизит ВЧ размах ниже единичного усиления. Это включено и обычно не требует добавления. Но управлять батареей с аудио усилителем или большой индуктивностью, например, с двигателем, не очень хорошая идея.

Так что любой хороший дизайн аудио усилителя постоянного тока может работать для ваших гидравлических характеристик