特征

•高輸出電流：1.5A

•電源范圍廣：

–單電源：+7V至+24V

–雙電源：±3.5V至±12V

•輸出擺幅大：1.5A時為20VPP

•完全保護：

–熱關機

–可調電流限制

•診斷標志：

–過流

–熱關機

•輸出啟用/關閉控制

•高速：

–增益帶寬產品：17MHz

–全功率帶寬為10VPP:1.3MHz

–轉換速率：40V/ms

•用于結溫監測的二極管

•HSOP-20電源板™ 包裝（底部和頂部隔熱墊版本）

應用

•電力線通信

•執行器驅動器閥

•VCOM驅動程序

•電動機驅動器

•音頻功率放大器

•電源輸出放大器

•測試設備放大器

•傳感器勵磁

•激光二極管驅動器

•通用線性功率放大器

說明

OPA564是一種低成本、大電流運算放大器，非常適合驅動高達1.5A的無功負載。高轉換率提供1.3MHz的全功率帶寬和良好的線性度。這些單片集成電路在高要求的電力線通信和電機控制應用中提供了高可靠性。

OPA564在單電源7V至24V或雙電源±3.5V至±12V下工作。在單電源操作中，輸入共模范圍擴展至負極電源。在最大輸出電流下，寬輸出擺幅提供20VPP（IOUT=1.5A）能力，標稱24V電源。

OPA564具有內部保護，可防止溫度過高和電流過載。它旨在提供一個準確的，用戶選擇的電流限制。提供兩個標志輸出；一個表示電流限制，另一個表示過熱狀態。它還有一個啟用/關閉引腳，可以強制低關閉輸出，有效地斷開負載。

OPA564安裝在一個熱增強的表面貼裝電源板中™ 封裝（HSOP-20），可在封裝的頂部或底部選擇熱墊。兩種型號的操作都是在工業溫度范圍內，即-40°C到+85°C。

OPA564相關產品

引腳配置

（1）、PowerPAD內部連接到V，始終需要將PowerPAD焊接到PCB，即使是低功耗的應用程序也是如此。

（2）、PowerPAD內部連接到V。

功能引腳圖

典型特征

TCASE=+25°C，VS=±12V，RLOAD=20kΩ到GND，RSET=7.5kΩ，E/S引腳啟用，除非另有說明。

申請信息

基本配置

圖35顯示了作為一個基本的非轉換放大器連接的OPA564。然而，OPA564幾乎可以用于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。介紹了陶瓷電容器和鉭電容器并聯使用的技術。電源接線應具有低串聯阻抗。

注：（1） RSET將電流限制值從0.4A設置為1.5A。

（2） E/S引腳強制低關閉輸出。

（3） VDIG不得超過（V–）+5.5V；有關為VDIG生成信號的示例，請參見圖56。

電源

OPA564在單路（+7V至+24V）或雙路（±3.5V至±12V）模擬電源和+3.3V至+5.5V（參考V-引腳）的數字電源方面具有出色的性能。請注意，只要總電壓保持在24V以下，模擬電源電壓不需要對稱。例如，正極電源可以設置為14V，負極電源電壓為–10V。在工作電壓范圍內，大多數行為保持不變。典型特性中顯示了隨工作電壓顯著變化的參數。

電源排序必須確保數字電源電壓（VDIG）在電源電壓之前施加，以防止對OPA564造成損壞。圖36顯示了可接受和不可接受的電源排序。

（1） 不允許（A）中所示的電源順序。此電源順序會損壞設備。

圖36：電源順序

可調限流

OPA564通過其精確的、用戶可調的電流限制為負載提供過電流保護（ISET引腳）。通過控制通過ISET引腳的電流，可以將電流限制值ILIM設置在0.4A到1.5A之間。設置電流限制不需要特殊的功率電阻器。輸出電流不流過ISET引腳。

對于輸出電流的一般粗略限制，負軌上的一個簡單電阻就足夠了。圖30顯示了ISET和IOUT之間的傳遞函數與電流限制設置電阻RSET之間的誤差百分比；圖31和圖32顯示了該誤差如何轉化為IOUT與RSET之間的變化。虛線表示理想的輸出電流設置，該設置由以下等式確定：

限流設置鏡和輸出級之間的失配誤差主要是由~1.2V帶隙基準、內部5kΩ電阻器、限流器和輸出級鏡之間的不匹配以及相對于負軌的RSET電阻器的公差和溫度系數的變化引起的。此外，結溫的增加會導致ISET和IOUT鏡之間的精度增加不匹配。圖53顯示了一種可以使用簡單的零漂移電流源動態改變電流限制設置的方法。該方法將電流限制方程簡化為：

進入ISET引腳的電流由NPN電流源決定。因此，消除了內部1.2V帶隙基準和5kΩ電阻失配引起的誤差，從而提高了傳遞函數的整體精度。在這種情況下，ISET中誤差的主要來源是RSET電阻公差和NPN晶體管的β。

因此，當用戶試圖對輸出電流進行粗略的限制時，應注意第56級的電流輸出通過動態切換當前限制設置。通過OPA564的反饋回路控制輸出電壓，可以更好地實現可預測的性能。

設置電流限制

不連接ISET引腳會損壞設備。不建議將ISET直接連接到V–因為它編程的電流限制遠遠超過設備的1.5A容量，并導致過度的功耗。RSET的最小建議值為7.5kΩ，將最大電流限制編程為約1.9A。RSET的最大值為55kΩ，它將最小電流限制編程為約0.4A。調整電流限制（ILIM）的最簡單方法是使用連接在ISET引腳和V–）之間的電阻器或電位計，根據方程式1。

如果已定義ILIM，則可通過將方程1重新排列為方程3來求解RSET：

RSET與5kΩ內部電阻器一起確定設定所需輸出電流限值的小電流量。

圖37顯示了OPA564電流限制架構的簡化示意圖。

啟用/關閉（E/S）引腳

當E/S引腳強制為低時，OPA564的輸出關閉。對于正常操作（輸出啟用），E/S引腳必須拉高（至少高于V-）2V。為了永久啟用OPA564，E/S引腳可以保持斷開。E/S引腳有一個內部100kΩ上拉電阻器。當輸出關閉時，OPA564的輸出阻抗為6GΩ| | 120pF。輸出關斷輸出電壓與輸出電流的關系如圖42所示。雖然在關閉時輸出是高阻抗的，但是仍然有一條路徑通過反饋網絡進入輸入級接地；見圖43。為防止損壞OPA564，確保輸入端子+IN和–IN之間的電壓不超過0.5V，并且在電源導軌V–和V+之外運行時，流過輸入端子的電流不超過10mA。請參閱輸入保護部分。

輸入保護

OPA564上的輸入保護采用靜電放電（ESD）保護、背靠背二極管和輸入電阻（見圖43）。由于放大器的轉換率有限，超過這些二極管的開啟閾值，如在脈沖條件下，會導致電流流過輸入保護二極管。如果輸入電流不受限制，背靠背二極管和輸入裝置可能會被破壞。高輸入電流源也會對放大器造成細微損壞。雖然該裝置可能仍能正常工作，但重要參數，如輸入偏移電壓、漂移和噪聲可能會發生偏移。

當使用OPA564作為單位增益緩沖器（跟隨器）、作為逆變放大器或處于關機模式時，必須限制輸入端子（+in和–in）之間的輸入電壓，以使電壓不超過0.5V。必須在V–到V+的整個共模范圍內保持這種狀態。如果輸入位于任一供電軌上方，則通過ESD保護二極管的電流必須限制在10mA。在經過軌道的偏移過程中，仍然需要限制輸入端子之間的電壓。如有必要，應在+IN和–IN之間添加外部背靠背二極管，以保持這些連接之間的0.5V要求。

輸出關閉

停機引腳（E/S）參考負極電源（V-）。因此，在單電源和雙電源應用中，停機操作略有不同。在單電源操作中，V–通常等于共同點。因此，停機邏輯信號和OPA564停機引腳參考相同的電位。在這種配置中，邏輯管腳和OPA564 enable可以簡單地連接在一起。當電壓電平低于0.8V時，會發生關機。OPA564在高于2V的邏輯電平下啟用。在雙電源操作中，邏輯引腳仍然參考邏輯地面。但是，OPA564的關閉引腳繼續參考V–。

因此，在雙電源系統中，要關閉OPA564，邏輯信號的電壓電平必須通過某種方式進行電平偏移。改變邏輯信號電壓電平的一種方法是使用光耦，如圖38所示。

為了關閉輸出，將E/S引腳拉低，不高于V–0.8V。此功能可用于在空閑期間節省電力。要使輸出恢復到啟用狀態，E/S引腳應拉至至少高于V–2.0V。圖27顯示了典型的啟用和關閉響應時間。應注意，E/S引腳不影響內部熱關機。

當OPA564用于設備關閉的應用時，應特別注意輸入保護。考慮下面兩個例子。

圖39顯示了在跟隨器配置中的放大器。負載連接在電源V+和V-的中間。

當設備在這種情況下關閉時，負載將VOUT拉至地面。然后很少或沒有電流流過OPA564的輸入端。

現在考慮圖40。這里，負載連接到V–。當設備關閉時，電流從正輸入+IN流過第一個1.6kΩ電阻，通過一個輸入保護二極管，然后經過第二個1.6kΩ電阻器，最后通過100Ω電阻器流向V–。

這種電流在輸入端產生一個遠大于0.5V的電壓，從而損壞OPA564。如果負載連接到正極電源，也會出現類似的問題。

注意安全

此配置會損壞設備。

解決方案是在OPA564輸入端放置外部保護二極管。圖41說明了這種配置。

注意：此配置在關機期間保護輸入。

確保微控制器的兼容性

并非所有的微控制器在通電或復位后輸出相同的邏輯狀態。例如，8051型微控制器輸出邏輯高電平，而其他型號在復位后用邏輯低電平加電。在圖38（a）的配置中，關斷信號施加在光耦內的光電二極管的陰極側。高邏輯電平使OPA564被激活，低邏輯電平使OPA564關閉。在圖38（b）的配置中，邏輯信號施加在陽極側，高電平使OPA564關閉，低電平使運算放大器工作。

電流限制標志

OPA564有一個電流限制標志（IFLAG），可以對其進行監控，以確定負載電流是否在或超過用戶設定的電流限制范圍內工作。與標準的CMOS引腳邏輯兼容（IFLV與標準輸出兼容）。相對于V，+0.8V或更低的電壓電平表示放大器在用戶設置的限制內工作。相對于V，+2.0V或更高的電壓電平表示OPA564的工作電壓高于（超過）用戶設定的電流限制。有關正確的限流操作，請參閱設置電流限制。

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正常工作時，通常不需要輸出補償電路。然而，如果OPA564被驅動到電流極限，則可能需要R/C網絡（緩沖器）。當驅動大的電容性負載（大于1000pF）或感性負載（例如，通過長電纜與放大器分離的電機或負載）時，如圖54所示的緩沖電路也可以提高穩定性。通常，3Ω到10Ω，0.01mF到0.1mF串聯就足夠了。某些負載可能需要電路值的某些變化。

輸出保護

OPA564的輸出結構包括ESD二極管（見圖43）。OPA564輸出端的電壓不得超過任一供電軌0.4V以上，以免損壞設備。產生無功和電磁場（EMF）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。如圖54和圖55所示，從輸出端子到電源的箝位二極管可以避免這種損壞情況。建議使用連續額定值為3A或更大的肖特基整流二極管。

熱防護

OPA564有熱感應電路，有助于保護放大器不超過溫度限制。OPA564中消耗的功率導致結溫升高。當模具溫度達到熱關機溫度限制時，內部熱關機電路將禁用輸出。OPA564輸出保持關閉，直到模具充分冷卻；參見電氣特性，熱關機部分。

根據負載和信號條件，熱保護電路可以循環打開和關閉。這種循環限制了放大器的損耗，但可能會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片不足。為了實現可靠、長期、連續運行，IOUT最大輸出為1.5A，結溫應限制在最大+85°C。圖44顯示了直流和均方根信號輸出的最大輸出電流與結溫的關系。要估計完整設計（包括散熱器）的安全余量，請提高環境溫度，直到熱保護觸發。使用最壞情況下的負載和信號條件。為了獲得良好的長期可靠性，熱保護應觸發高于應用的最大預期環境條件35℃以上的溫度。

OPA564的內部保護電路設計用于防止過載；它不是用來替換適當的持續散熱運行OPA564熱關機會降低可靠性。

用TSENSE測量結溫

OPA564包括一個用于結溫監測的內部二極管。該二極管的h系數為1.033。測量OPA564結溫可通過將TSENSE引腳連接到遠程結溫傳感器（如TMP411）來完成（見圖57）。

功耗和安全操作區

功耗取決于電源、信號和負載條件。對于直流信號，功率耗散空間等于輸出電流（IOUT）和傳導輸出晶體管上的電壓的乘積[（V+）-VOUT（源極時）；VOUT–（V–）時]的乘積。交流信號的耗散下。

圖45顯示了在室溫下，不同散熱力下的安全操作區域。請注意，安全輸出電流隨著（V+）-VOUT或VOUT–（V-）的增加而減小。圖46顯示了不同溫度下的安全操作區域，電源板焊接到一個2盎司的銅墊上。

封裝中可以安全散熱的功率與環境溫度和散熱器設計有關。PowerPAD封裝是專門為提供出色的功耗而設計的，但是電路板布局極大地影響了封裝的散熱。請參閱有關詳細信息，請參閱熱增強型PowerPAD封裝部分。

熱阻和功耗之間的關系可以表示為：

將這些方程式組合起來會產生：

式中：

TJ=結溫（℃）

TA=環境溫度（°C）

qJA=連接到環境的熱阻（°C/W）

PD=功耗（W）

為了確定所需的散熱片面積，應計算所需的功耗，并應考慮功耗和熱阻之間的關系，以盡量減少關機條件并允許長期正常工作（結溫不超過+85°C）。

一旦選擇了散熱片區域，應測試最壞情況下的負載條件，以確保適當的熱保護。

對于板尺寸有限的應用，參考圖47了解相對于散熱器面積的近似熱阻。增加散熱片面積OPA564使用HSOP-20 PowerPAD DWP beyond 2in2，熱阻幾乎沒有改善。為了達到電氣特性中所示的33°C/W，使用了9in2的2oz銅平面。根據環境溫度和散熱片面積，PowerPAD封裝非常適合從2W到4W的連續功率級。氣流的增加也會影響最大功耗，如圖48所示。在開關占空比較低的應用中，例如遠程抄表，可以實現更高的功率水平。

熱增強型功率板組件

OPA564使用HSOP-20 PowerPAD DWP和DWD封裝，這是熱增強的標準尺寸IC封裝。這些封裝大大增強了功耗能力，可以使用標準印刷電路板（PCB）組裝技術輕松安裝，并且可以使用標準維修程序拆卸和更換。

DWP PowerPAD封裝的設計使得引線框架芯片墊（或熱墊）暴露在IC的底部，如圖49a所示；DWD PowerPAD封裝在封裝的頂部有一個裸露的焊盤，如圖49b所示。熱墊在芯片和外部之間提供了極低的熱阻（qJC）路徑包的。

帶外露焊盤的PowerPAD封裝被設計成直接焊接到PCB上，使用PCB作為散熱片。Texas Instruments不建議在未將其焊接到PCB的情況下使用PowerPAD封裝，因為存在降低熱性能和機械性能的風險正直。正直此外，通過使用熱通孔，底部熱墊可以直接連接到電源板或設計成PCB的特殊散熱片結構上。電源板的電壓電位應與V–相同。將底部的PowerPAD焊接到PCB始終是必需的，即使對于低功耗的應用也是如此。它在引線框架模具和PCB之間提供必要的熱連接和機械連接。

Pad-up-PowerPAD封裝應該有適當設計的散熱片。由于這種類型的散熱器的多樣性和靈活性，其他詳細信息應來自散熱器的特定制造商。

底部電源板裝配工藝：

1、 電源板必須連接到設備的最負電源V–。

2、 準備帶有頂部蝕刻圖案的PCB，如所附的thermal land pattern mechanical圖紙所示。導線和熱焊盤都應進行蝕刻。

3、 在熱墊區域放置建議數量的孔（或熱通孔），如隨附的熱焊盤圖案機械圖紙所示。這些孔的直徑應為13mils（.013in或330.2mm）。它們保持很小，這樣在回流焊期間，通過孔的焊料芯吸不是問題。

4、 建議（但不要求）在封裝下方和熱墊區域外放置少量孔。這些孔在銅地和地平面之間提供了額外的熱通道，直徑為25密耳（.025英寸或635毫米）。它們可能更大，因為它們不在需要焊接的區域，所以芯吸不是問題。該配置在所附的therma land模式機械圖紙中進行了說明。

5、 將所有孔（包括熱焊盤區域內和焊盤區域外的孔）連接到與V-電壓電位相同的內平面上。

6、 當將這些孔連接到內部平面時，不要使用典型的腹板或輪輻連接方法（如圖50所示）。腹板連接具有高熱電阻連接，這有助于在焊接操作期間減緩熱傳遞。這種配置使得具有平面連接的通孔的焊接更加容易。然而，在這種應用中，低熱阻是最有效的傳熱要求。因此，電源板組件下的孔應與內部平面連接，并在整個電鍍通孔周圍進行完整連接。

7、 頂部的焊接面罩應使封裝的端子和熱焊盤區域暴露。熱墊區域應露出13mil的孔。焊盤外部應覆蓋25密耳的熱掩模。

8、 在暴露的熱墊區域和所有封裝端子上涂抹焊膏。

9、 完成這些準備步驟后，PowerPAD IC被簡單地放置在適當的位置，并作為任何標準的表面貼裝元件運行焊料回流焊操作。此處理會導致零件正確安裝。

有關PowerPAD軟件包的詳細信息，包括熱建模注意事項和維修程序。

應用電路

OPA564的高輸出電流和低電源使其成為驅動激光二極管和熱電制冷器的理想選擇。圖51顯示了一個改進的嘯叫電流泵電路。

電力線通信

電力線通信（PLC）應用需要在現有交流電源線上進行某種形式的信號傳輸。將這些調制信號耦合到線路上的常用技術是通過信號轉換器。通常需要一個功率放大器來提供足夠的電流和電壓水平來驅動當今電力線上存在的各種負載。一個這樣的應用程序如圖52所示。OPA564用于驅動頻率調制方案中使用的信號，例如FSK（頻移鍵控）或OFDM（正交頻分復用），以通過電力線傳輸數字信息。OPA564的功率輸出能力需要驅動圖中所示變壓器的電流需求，通過耦合電容器耦合到交流電源線。通常需要或需要電路保護，以防止過大的線電壓或電流浪涌損壞功率放大器和應用電路中的有源電路。

可編程電源

圖53顯示了用于控制ISET以調整OPA564的電流限制的OPA333。

圖54顯示了一個基本的電機速度驅動器，但不包括對電機速度的任何控制。對于需要對電機速度進行良好控制，但不要求轉速表控制精度的應用，圖55中的電路通過使用電流消耗反饋來控制電機驅動。

有關此電路的更多信息，請參閱應用公告直流電機轉速C控制器：控制a無轉速計反饋的直流電機（SBOA043），可從TI網站下載。

圖56顯示了為VDIG生成信號的兩個示例。圖56a使用1N4732A齊納使VDIG精確地高于V–4.7V。圖56b使用高壓子調壓器導出VDIG電壓。圖58顯示了詳細的電力線通信電路。

　　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。