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作者：德州儀器（TI） 由于運算放大器（運放）規(guī)格不同，工程師們經(jīng)常需要選擇多個運放以滿足其電路板上每個子系統(tǒng)的需求。這會使從采購到生產(chǎn)的工作更加復(fù)雜。 但是，可以選擇一個運放來滿足您的系統(tǒng)需求，這將有助于優(yōu)化定價和降低設(shè)計總成本。讓我們來看一看一個單運放如何處理三個常見的功能：電流感測、溫度感測和比較器操作。 電流感測 低側(cè)電流感測可以通過測量負載和接地之間分流電阻上的壓降來實現(xiàn)，如圖1所示。通常在這類應(yīng)用中看到低壓（5V）放大器。然而，僅僅因為放大器的最大電源電壓為36V或40V并不意味著它只能用于高壓電源。 
圖1：單電源低側(cè)單向電流感測電路 低側(cè)電流感應(yīng)通常也需要高壓擺率的運放以應(yīng)對一些系統(tǒng)故障情況。對OPA2990和OPA2191的功耗水平來說，兩者的壓擺率可以說很高：OPA2990靜態(tài)電流120 μA，壓擺率為4.5 V/μs，OPA2191靜態(tài)電流為140 μA，壓擺率為5.5 V/μs。 由于這兩顆運放都可以在36V和40V下工作，因此也非常適合高側(cè)電流感測功能。與低側(cè)電流感測相比，高側(cè)電流感測的一個主要優(yōu)勢是能夠檢測出短路。高側(cè)電流感測在電源和負載之間的分流電阻上使用差分放大器拓撲結(jié)構(gòu)，如圖2所示。
圖2：高側(cè)電流感測電路 在設(shè)計高側(cè)電流感測電路時，必須考慮運放的共模電壓。共模電壓由圖2中的母線電壓和由電阻R2和R3形成的電阻分壓器來設(shè)置。由于共模電壓通常等于母線電壓，因此擁有軌到軌輸入輸出的放大器最適合此功能。OPA2990和OPA2191均具有軌到軌共模輸入范圍，并且在36V（OPA2191）和40V（OPA2990）電源供電范圍內(nèi)都支持軌到軌輸出。 溫度感測 在許多應(yīng)用中，溫度感測對于控制環(huán)境狀態(tài)或確保安全的工作條件至關(guān)重要。測量溫度的系統(tǒng)需要通過縮放和放大傳感器輸出來獲得大小合適的信號輸入到ADC，從而確保精確的測量。圖3顯示了如何配置運放來檢測正溫度系數(shù)（PTC）熱敏電阻的電阻輸出，并將該信號放大到ADC。
圖3：帶PTC電路的溫度感測 OPA2990和OPA2191可在-40°C至125°C的溫度范圍內(nèi)工作，這對于環(huán)境溫度預(yù)計發(fā)生顯著變化的溫度感測功能非常有用。此溫度范圍也強調(diào)了低溫漂運放的重要性。對于通用應(yīng)用，OPA2990的失調(diào)溫漂為0.5 μV/°C；對于需要向ADC發(fā)送極其精確信號的系統(tǒng)，OPA2191的溫漂為0.15 μV/°C。 運放實現(xiàn)比較器功能 對于具有多路復(fù)用器友好型輸入的放大器，它的設(shè)計旨在使其能夠很好地與多路復(fù)用器的大電壓瞬變特性相連接。這些放大器的內(nèi)部輸入結(jié)構(gòu)不使用背對背二極管進行靜電放電保護，如圖4a所示。相反，這些多路復(fù)用器友好型輸入的設(shè)計使得運放的輸入差分電壓范圍可以擴展到全電源電壓范圍，這使得OPA2990和OPA2191在閉環(huán)和開環(huán)比較器類似的拓撲結(jié)構(gòu)中非常實用。
圖4：OPA2990輸入保護不限制差分輸入能力（a） 常規(guī)輸入保護限制差分輸入能力（b） 為您選擇合適的放大器 TI的全新高電壓放大器減少了各種運放的數(shù)量，簡化了材料清單，只需選擇一顆運放就能滿足您的系統(tǒng)要求。OPA2990和OPA2191為需要多運放功能的系統(tǒng)提供了非常靈活的選擇。它們可以與多種其他芯片產(chǎn)品搭配，包括多路復(fù)用器、傳感器和ADC。 |
