¿Por qué las entradas de este amplificador operacional del circuito CC necesitan sujeción?

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Estoy estudiando el circuito de corriente constante de la fuente de alimentación de banco de CC HP E3610A. Estoy creando un suministro de topología similar utilizando componentes de montaje en superficie y el LF442 no está disponible en un paquete SOIC-8. Por lo tanto, debo volver a especificar este amplificador operacional, lo cual es realmente bienvenido ya que volver a realizar el ejercicio de diseño completo es la mitad de la razón por la que comencé el proyecto :).

(Hagaclicparaampliar.Eloriginales aquí en la 3ª a la última página y contiene valores de componentes para los marcados con asteriscos.)

El amplificador de error actual es el bloque en la parte central derecha. Tenga en cuenta los dos diodos de sujeción en las entradas del amplificador operacional (1/2 LF442).

Me pregunto por qué este amplificador operacional necesitaría diodos de sujeción de entrada ?

  • La entrada que no se invierte va a tierra (0V wrt + 12 / -12 supply, S + en este esquema)
  • La entrada de inversión va a un punto de suma que estará a 0 V cuando la salida de corriente sea igual al punto de ajuste de corriente constante (CC).
  • El punto de suma es un divisor resistivo 20/1 formado por R24 (50K) y R23 (2.5K). R24 recibe el voltaje de punto de ajuste, 0 a -6 V en la parte superior y R23 recibe 0 a 0,3 V de una resistencia de detección de corriente 0R1 en la parte inferior. El caso más desfavorable (punto de consigna máximo, corriente real cero) da como resultado que se aplique -0.3V al terminal inversor.
  • El condensador de realimentación C12 es 180pF.
  • Así que asumo que es poco probable que estos voltajes se vuelvan demasiado locos y no veo ninguna fuente de transitorios violentos en el inicio o el apagado. Sin embargo, el C12 podría cargarse hasta +/- 12V, así que quizás sea algo.
  • El LF442 tiene un índice de Voltaje de Entrada Diferencial de +/- 30V, que habría pensado que sería suficiente para propósitos de protección de entrada.

Así que no veo por qué se necesitarían los diodos de sujeción. Supongo que me inclino a pensar que es para mejorar el tiempo de respuesta de entrar y salir del modo CC en lugar de proteger las entradas del amplificador operacional.

¿Alguien puede ayudarme a comprender por qué los diseñadores podrían haberlos puesto allí?

    
pregunta scanny

2 respuestas

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En el modo de señal pequeña (corriente dentro de la especificación con corrientes variables) U4B funciona como un integrador. Curiosamente, U4A (la otra mitad del amplificador, que proporciona la referencia del conjunto actual) no tiene tales diodos en sus entradas.

Las dos razones principales para los diodos en una entrada son:

  1. Evitar que se viole el voltaje del modo diferencial de entrada

  2. Garantizar que el bucle pueda responder rápidamente.

Como no veo ningún mecanismo en el que se pueda violar el voltaje del modo diferencial de entrada, la otra razón (como usted sospechaba) es el posible culpable.

Una inspección de respuesta de señal pequeña y señal grande (es decir, en el límite de velocidad de respuesta) es informativa:

Tenga en cuenta que el eje de tiempo para señal pequeña y señal grande es un orden de magnitud diferente (0.5 \ $ \ mu \ $ s para señal pequeña, 10 \ $ \ mu \ $ s para señal grande). Es cierto que el eje de voltaje también es mucho más pequeño para una respuesta de señal pequeña, pero este es el tipo de respuesta que nos gustaría ver.

Para que el integrador mantenga una respuesta adecuada (y posiblemente permanezca estable, aunque no lo he examinado detenidamente. La estabilidad del integrador o la falta de ella ha causado muchos días de jalado de cabello) cuando está en modo de señal pequeña (y más particularmente) , al entrar y salir del modo de pequeña señal) no queremos que las entradas se desvíen mucho entre sí, por lo que C12 establece la respuesta del bucle dominante.

No puedo ver ninguna otra razón para los diodos (aunque eso no significa otra razón no existe ).

[Update◆

Como el suministro solo se puede configurar en modo de corriente constante sin carga adjunta (consulte la página 5 del manual), la transición que podemos ver es del modo de corriente constante a voltaje constante.

Cuando la salida de la fuente supera la tensión máxima programada, U1 se conecta y toma el control del bucle y esto elimina (efectivamente) U4B del bucle de control a través de la operación de la compuerta OR analógica CR4 y CR5.

Cuando esto ocurra, habrá transitorios en la salida de U4B, que pueden desestabilizar fácilmente el integrador. Cualquier perturbación se realimentará, pero los diodos lo sujetarán a una caída de diodo alrededor de Vout (que es donde se conectan R22 y R23), lo que evita las perturbaciones graves de la salida que afectan el rendimiento del amplificador de error de voltaje.

    
respondido por el Peter Smith
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Los diodos protegen el amplificador operacional de la sobretensión que puede ocurrir en la salida de la PSU (puedo hacer algunas "cosas malas" al conectar el suministro al circuito bajo prueba). Se conecta directamente a la salida mediante R23, R27, R34.

Esto puede ser útil: enlace

    
respondido por el Antonio

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