特征

●高輸出電流：

8A連續

10A峰值

●供電范圍廣：

單電源：+8V至+60V

雙電源：±4V至±30V

●輸出電壓擺幅大

●完全保護：

熱關機

可調限流

●輸出禁用控制

●熱關機指示燈

●高轉換率：9V/μs

●控制參考引腳

●11-引線電源包

應用

●閥門、致動器驅動器

●同步、伺服驅動器

●電源

●試驗設備

●傳感器勵磁

●音頻功率放大器

說明

OPA549是一種低成本、高電壓/大電流的運算放大器，是驅動各種負載的理想選擇。這種激光微調單片集成電路提供了優良的低電平信號精度和高輸出電壓和電流。

OPA549采用單電源或雙電源供電，以提高設計靈活性。輸入共模范圍擴展到負電源以下。

OPA549具有內部保護，可防止溫度過高和電流過載。此外，OPA549提供了一個用戶選擇的精確電流限制。與其他設計不同的是，在輸出電流路徑中串聯使用“功率”電阻器，OPA549感測負載間接的。這個允許使用電阻器/電位計將電流限值從0A調整到10A，或使用電壓輸出或電流輸出數模轉換器（DAC）進行數字控制。

啟用/狀態（E/S）引腳提供兩種功能。它可以被監控以確定設備是否處于熱關機狀態，并且可以強制其降低以禁用輸出級并有效地斷開負載。

OPA549采用11芯電源包。它的銅質標簽可以方便地安裝到散熱器上，以獲得優異的熱性能。規定的操作溫度范圍為-40°C至+85°C。

接線圖

典型特征

TCASE=+25°C，VS=±30V，E/S引腳開路，除非另有說明。

應用程序信息

圖1顯示了OPA549作為基本的非轉換放大器連接。OPA549可用于幾乎任何運算放大器配置。

電源端子應使用低串聯阻抗電容器旁路。建議采用圖1所示的并聯陶瓷和鉭的技術。電源接線應具有低串聯阻抗。

確保連接兩個輸出引腳（引腳1和2）。

電源

OPA549可在單電源（+8V至+60V）或雙電源（±4V至±30V）下工作，性能優異。在整個工作電壓范圍內，大多數特性保持不變。典型特性中顯示了隨工作電壓顯著變化的參數。有些應用不需要相等的正、負輸出電壓擺幅。電源電壓不需要相等。OPA549可以在電源之間的最小電壓為8V，電源之間的電壓為60V。例如，可以將正極電源設置為55V，負極電源設置為–5V。請確保將兩個V–針腳（針腳5和7）連接到負極電源，將兩個V+針腳（針腳10和11）連接到正極電源。Package tab在內部連接到V–；但是，不要使用tab來傳導電流。

控制參考（Ref）引腳

OPA549具有一個參考（Ref）引腳，ILIM和E/S引腳被引用。Ref只是提供一個用戶可以訪問的參考點，可以設置為V-、ground或用戶選擇的任何參考。Ref不能設置為低于負電源或高于（V+–8V）。如果使用最小VS，則Ref必須設置為V–。

可調限流

OPA549的精確，用戶定義的電流限制可以通過控制ILIM引腳的輸入從0A設置到10A。與其他設計不同的是，OPA549使用與輸出電流路徑串聯的功率電阻器，它可以感應負載間接的。這個允許使用0μa至633μa控制信號設置電流限制。相比之下，其他設計需要一個限制電阻來處理全部輸出電流（在這種情況下高達10A）。

雖然OPA549的設計允許輸出電流高達10A，但不建議在該水平下連續操作該設備。最高額定連續電流能力為8A。在大于8A的輸出電流下連續運行OPA549將降低長期可靠性。

在電流限制小于1A的情況下操作OPA549會導致電流限制精度降低。要求較低輸出電流的應用可能更適合于OPA547或OPA548。

電阻控制電流限制

有關用于設置電流限制的內部電路的簡化示意圖，請參見圖2a。保持ILIM引腳打開編程輸出電流為零，而將ILIM直接連接至Ref編程最大輸出電流限制，通常為10A。

對于OPA549，根據方程式1，調整電流限制的最簡單方法是使用連接在ILIM引腳和Ref之間的電阻器或電位計：

參考圖2了解常用值。

數控限流

低電平控制信號（0μA至633μA）還允許通過設置電流（ISET）或電壓（VSET）對電流限制進行數字控制。根據方程式2，可通過改變ISET來調整輸出電流ILIM：

圖2b展示了實現該特性的電路配置。

根據方程式3，可通過改變VSET來調整輸出電流ILIM：

圖11演示了實現此特性的電路配置。

啟用/狀態（E/S）引腳

Enable/Status引腳提供兩種獨特功能：1）通過強制引腳降低輸出禁用，2）通過監測引腳電壓水平實現熱關機指示。這兩個功能中的一個或兩個都可以在應用程序中使用。對于正常操作（輸出啟用），E/S引腳可保持打開或高電平驅動（至少高于Ref 2.4V）。對于噪聲應用，可能需要在E/S引腳和CREF之間連接一個小值電容器。

輸出禁用

為了禁用輸出，E/S引腳被拉至邏輯低電平（高于Ref不超過0.8V）。通常，輸出在1μs內關閉。要將輸出恢復到啟用狀態，應斷開（打開）E/s引腳或將其拉至至少高于參考電壓2.4V。應注意的是，驅動E/s引腳高電平（輸出啟用）不會破壞內部熱關機；但是，它確實阻止用戶監視熱關機狀態。圖3顯示了實現此功能的示例。

此功能不僅在空閑期間（靜態電流降至約6mA）節省電力，而且允許在多通道應用中進行多路復用。關于開關放大器配置中的兩個OPA549，請參見圖12。兩個放大器的開/關狀態由E/S上的電壓控制別針。在下面在這些情況下，禁用的設備將表現為750pF的負載。旋轉速度超過3V/μs將導致失效設備中的泄漏電流迅速增加，并將產生額外的負載。在高溫（125°C）下，轉換閾值下降至約2V/μs。必須限制輸入信號，以避免多路復用應用中的過度回轉。

熱關機狀態

OPA549有熱關機電路，保護放大器不受損壞。當結溫達到約160°C時，熱保護電路將禁用輸出，并允許設備冷卻。當結溫冷卻到大約140°C時，輸出電路將自動重新啟用。根據負載和信號條件，熱保護電路可以循環打開和關閉。可以監視E/S引腳，以確定設備是否處于關機狀態。在正常運行期間，E/S引腳上的電壓通常比參考值高3.5V。一旦發生停機，該電壓將下降到高于參考值約200mV。圖4顯示了實現該功能的示例。

外部邏輯電路或LED可用于指示輸出是否已熱關機，見圖10。

輸出禁用和熱關機狀態

如前所述，OPA549的輸出可以被禁用，禁用狀態可以同時被監視。圖5提供了一個連接到E/S管腳的示例。

安全操作區

輸出晶體管上的應力由輸出電流和導電輸出晶體管的輸出電壓VS–VO決定。輸出晶體管消耗的功率等于輸出電流和穿過導電晶體管的電壓的乘積，VS–VO。安全工作區（SOA曲線，圖6）顯示了電壓和電流的允許范圍。

隨著VS–VO的增加，安全輸出電流減小。輸出短路對SOA來說是一個非常苛刻的情況。對地短路迫使整個電源電壓（V+或V-）穿過導電晶體管。提高外殼溫度會降低可容忍的安全輸出電流，而無需激活OPA549的熱關機電路。

功率損耗

功耗取決于電源、信號和負載條件。對于直流信號，功耗等于輸出電流乘以通過導電輸出晶體管的電壓的乘積。通過使用所需的盡可能低的電源電壓以確保所需的輸出電壓擺幅，可以將功耗降至最低。

對于電阻負載，最大功耗發生在電源電壓一半的直流輸出電壓。交流信號的損耗更低。應用公告SBOA022解釋了如何計算或測量異常信號和負載的功耗。

熱防護

在OPA549中消耗的功率將導致結溫升高。當模具溫度達到大約160°C時，內部熱關機電路關閉輸出，當模具冷卻到140°C時復位。根據負載和信號條件，熱保護電路可以循環打開和關閉。這限制了放大器的損耗，但可能對負載產生不良影響。

任何啟動熱保護電路的趨勢都表明功耗過大或散熱不足。為了可靠運行，結溫最高應限制在125°C。為了估計完整設計（包括散熱器）的安全裕度，請提高環境溫度，直到觸發熱保護。

使用最壞情況下的負載和信號條件。為了獲得良好的可靠性，熱保護應觸發高于應用的最大預期環境條件35°C以上的溫度。這將在最大預期環境條件下產生125°C的結溫。

OPA549的內部保護電路設計用于防止過載。這并不是為了取代適當的散熱。連續運行OPA549進入熱停堆將降低可靠性。

放大器安裝和散熱

大多數應用需要一個散熱器，以確保不會超過最高工作結溫度（125°C）。此外，為了提高可靠性，結溫應盡可能低。結溫可根據以下公式確定：

式中：

TJ=結溫（°C）

TA=環境溫度（°C）

PD=消耗功率（W）

θJC=接頭與外殼之間的熱阻（°C/W）

θCH=外殼到散熱器的熱阻（°C/W）

θHA=熱沉對環境熱阻（°C/W）

θJA=接頭對空氣的熱阻（°C/W）

圖7顯示了使用和不使用散熱器時的最大功耗與環境溫度的關系。如圖7所示，在給定的環境溫度下，使用散熱器可以顯著提高最大功耗。

選擇所需散熱片的挑戰在于確定OPA549所消耗的功率。對于直流輸出，功耗就是負載電流乘以傳導輸出晶體管的電壓，PD=IL（VS–VO）。其他的負荷就不那么簡單了。請參閱SBOA022應用程序報告，以了解有關計算功耗的更多信息。一旦知道應用的功耗，就可以選擇合適的散熱器。

散熱器選擇示例-一個11導聯的電源壓縮包消耗10瓦。預期的最高環境溫度為40°C。找到合適的散熱片，使結溫保持在125°C（150°C減去25°C安全裕度）以下。

結合方程式（4）和（5）得出：

給出了TJ、TA和PD。θJC在規格表中提供，1.4°C/W（dc）。θCH可從散熱器制造商處獲得。它的值取決于散熱器的大小、面積和所用的材料。半導體封裝類型、安裝螺釘扭矩、使用的絕緣材料（如果有）和使用的熱連接化合物（如果有）也會影響θCH。對于已安裝的11引線動力拉鏈封裝，典型的θCH為0.5°C/W。現在我們可以解出θHA：

為使結溫保持在125°C以下，所選散熱器的θHA必須小于6.6°C/W。換言之，高于環境溫度的散熱器溫升必須小于66°C（6.6°C/W•10W）。例如，10W熱合金型號6396B的散熱器溫升為56°C（θHA=56°C/10W=5.6°C/W），低于本例要求的66°C。6399B號熱合金的水槽溫升為33°C（θHA=33°C/10W=3.3°C/W），也低于本規范要求的66°C示例。圖圖7顯示了帶有熱合金6396B和6399B散熱器的11芯電源拉鏈封裝的功耗和環境溫度的關系。

另一個要考慮的變量是自然對流和強迫對流氣流。小風扇強制風冷可以顯著降低θCA（θCH+θHA）。一些散熱器制造商提供了這兩種散熱器的熱數據箱子。熱接收器性能通常是在實際應用中可能難以達到的理想條件下指定的。

如前所述，一旦選擇了散熱片，應在最壞的負載和信號條件下測試完整的設計，以確保適當的熱保護。任何啟動熱保護電路的趨勢都可能表明散熱不足。

11線電源拉鏈包的凸耳與負極電源V–電連接。最好用云母（或其他薄膜）絕緣體將11線動力拉鏈包的凸耳與其安裝面隔離。為了降低整體熱阻，最好將整個散熱器/OPA549結構與安裝表面隔離，而不是在半導體和散熱器之間使用絕緣體。

輸出級補償

功率運算放大器應用中常見的復雜負載阻抗會導致輸出級不穩定。對于正常操作，通常不需要輸出補償電路。然而，對于困難負載或OPA549處于電流限制下，則可能需要R/C網絡。圖8顯示了一個輸出R/C補償（snub  ber）網絡，它通常提供極好的穩定性。

當驅動大的電容性負載（>1000pF）或感性負載（電機、通過長電纜與放大器分離的負載）時，緩沖電路也可以提高穩定性。通常，3Ω至10Ω電阻器與0.01μF至0.1μF電容器串聯即可。某些負載可能需要電路值的某些變化。

輸出保護

產生無功和電動勢的負載可以將負載電流返回到放大器，導致輸出電壓超過電源電壓。從輸出端到電源的鉗位二極管可以避免這種損壞情況，如圖8所示。建議使用連續額定值為8A或更大的肖特基整流二極管。

電壓源應用

圖9說明了如何使用OPA549提供一個只有三個外部的精確電壓源電阻器。第一個根據所需的輸出電流選擇限流電阻RCL。在ILIM引腳上產生的電壓在超溫下是恒定和穩定的。這個電壓，VCL，被連接到運算放大器的不可逆輸入端，用作電壓基準，因此不需要外部基準。選擇反饋電阻以將VCL增益到所需的輸出電壓電平。

可編程電源

使用OPA549可以很容易地構建可編程的源/接收器電源。輸出電壓和輸出電流均由用戶控制。如圖10所示，使用電位計調節輸出電壓和電流，而圖11使用DAC。通過邏輯門連接到E/S引腳的LED指示OPA549是否處于熱關機狀態。

　　安芯科創是一家國內芯片代理和國外品牌分銷的綜合服務商,公司提供芯片ic選型、藍牙WIFI模組、進口芯片替換國產降成本等解決方案,可承接項目開發,以及元器件一站式采購服務,類型有運放芯片、電源芯片、MO芯片、藍牙芯片、MCU芯片、二極管、三極管、電阻、電容、連接器、電感、繼電器、晶振、藍牙模組、WI模組及各類模組等電子元器件銷售。（關于元器件價格請咨詢在線客服黃經理：15382911663）

　　代理分銷品牌有：ADI_亞德諾半導體/ALTBRA_阿爾特拉/BARROT_百瑞互聯/BORN_伯恩半導體/BROADCHIP_廣芯電子/COREBAI_芯佰微/DK_東科半導體/HDSC_華大半導體/holychip_芯圣/HUATECH_華泰/INFINEON_英飛凌/INTEL_英特爾/ISSI/LATTICE_萊迪思/maplesemi_美浦森/MICROCHIP_微芯/MS_瑞盟/NATION_國民技術/NEXPERIA_安世半導體/NXP_恩智浦/Panasonic_松下電器/RENESAS_瑞莎/SAMSUNG_三星/ST_意法半導體/TD_TECHCODE美國泰德半導體/TI_德州儀器/VISHAY_威世/XILINX_賽靈思/芯唐微電子等等

免責聲明：部分圖文來源網絡，文章內容僅供參考，不構成投資建議，若內容有誤或涉及侵權可聯系刪除。