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ADA4870的问题

你好,有以下几个问题麻烦解答,非常感谢!

1.我想用ADAD4870做一个恒流1A的压控恒流源,驱动10Ω的负载(这个负载是个假负载即一个电阻),在供电电压±15V的时候是否能实现(散热好的情况下)?详细设计参考的是www.analog.com/.../a-large-current-source-with-high-accuracy-and-fast-settling.html

2.但是这个设计有一点没有明白RO越大功耗越小,但是与图上的数值不符,除了温升还有什么设计时候需要建议的重点吗?

3.ADAD4870显示不推荐新设计使用,是否意味着后续会停产呢,如果是的话有替代型号吗?

Parents
  • 1. 原理上是可以的。你的恒流源的建立时间需要多快(上升时间或者带宽),还有其他的精度要求么?

    2. 因为Ro会吃掉一部分本应加载在放大器上的一些压降;

    3. 我们今年底会推出新封装的ADA4870,原封装的芯片由于供应商问题而停产。如果你希望找到替代型号,可以选择LT1210!

  • 1.建立时间在ms就行,电流的精度要求比较高要输出非常精准的1A,精度0.1%。

    2.我的RO选择在5Ω的高精度电阻,最大功率8W,如果说经过1A的电流就是5W理论上,这样说的话RO越大,RO的功耗也越高;但是ADA4870的功耗怎么计算请指教一下谢谢!

  • 按照下面这个电路设计,你会获得一个高精密电流源,你参考的方案可以获得比较高的速度,但精度未必满足需求。

    附件是仿真电路,你需要下载最新的LTspice软件,才能获得正确的仿真结果。

    CCS-1A_LT1210_Tran-Sim.asc

  • 我做了一下仿真,无论是您提的方案还是我参考的方案在负载在超过20欧姆的时候电流都会明显的下降(如附图),我想在输入5V的时候输出一个精准的1A,尽量大负载能力,电流不随负载的变化而变化,还有什么建议方案嘛,谢谢!

  • 设定输出为1A,而负载20R,这样你的负载电压就为20V,你看你的供电电源轨才+15V。所以输出肯定会被供电钳位,现象就是输出电压衰减。如果要解决这个问题,你需要把你的供电轨改为+25V,如果你的负压不需要输出-1A而且还外接20R,可以将负压的供电轨调低,比如-5V或者-10V。

    另外我给你的仿真电路你为什么把前级的分压电阻给删除了呢?前级的分压电阻会使得输入2.5V电压分压到0.5V,这样控制电流采样电阻上0.5R上的压降也为0.5V,所以才会输出1A。如果你的输入为5V,就需要衰减10倍,使得误差放大器同相端的电压为0.5V。

    输入满幅值为5V,输出电流为1.019A,供电电压改为+25V,由于LT1210的spice模型需要对称供电才能收敛,所以仿真电路中的负压我用了-25V,实际电路的供电需要改为-5V。如果你希望输出电流非常精准,你需要用16bit的DAC来控制输入。我给你的这个控制环路,不需要修改其他,直接用即可!

    3482.CCS-1A_LT1210_Tran-Sim.asc

  • 非常感谢!

    去除分压电阻是因为我使用了16位的DAC做了0-5V的模拟电压的输入,想直接通过DAC的0-5V输入电压直接精准控制电流输出(如果在加分压电阻即使电阻的精度和温漂很低,怕精度上没有直接控制来的更精准),所以我仿真时候将输入修改成了5V,RS为5Ω,还有这个做分压最大的用处是不是使得RS功耗不会这么大而且比较容易购买到精度温漂较好的电流采样电阻??

    按照您的建议,如果负压也需要输出-1A而且还外接20R(也就是能满足输出交直流1A)就得需要至少+20多,-20V多的供电轨,还能有能满足这样的芯片吗,谢谢!

  • 把PA换成下图这个方案,4702可以换成LTC6090或者ADA4700,供电电源需要增加到+/-25V以上, MOS选择IRF540和IRF9540即可。

  • 利用高电压的反馈运算放大器实现大负载的恒流驱动吗?但是我这样仿真下来不太对劲,是哪里错了吗,不太了解烦请指教。

Reply Children
  • 你的仿真的瞬态时间太短!如果只需要输出+/-20V 1A,需要把电路稍微调整一下,参考如下电路:

    CCS-1A_PA2_Tran-Sim.asc

  • 请问下R3/R4和R8/R9的作用是什么?ADHV4702-1可以达到±110V的供电,如果想要驱动更大的负载40-50Ω是不是增加U2的电源电压即可,但是仿真下来好像不太对劲有很大的纹波,是什么原因请指教!

  • R3和R4是闭环功放的闭环增益电阻,R8和和R9是用于限流的;

    你把供电电源改成+/-50V,这个电路就需要重新设计了,你的差动放大器需要用LT6375A或者AD8479,以此实现更高的共模输入,而LT5400+ADA4510只能实现+/-25V的共模输入。同时由于供电电源提高,ADA4510的输出最高仅为15V,所以要想让ADHV4702输出50V以上甚至100V,你需要调整ADHV4702的增益,在这个电路中你用了50V供电,所以需要把R3调到100k。

    这个电路需要改成如下的电路(我采用了AD8479的模型,LT6375A没有收敛):

    仿真文件如下:

    CCS-1A_PA2_-High-Comm_Tran-Sim.asc

  • 非常感谢,如果是±100V供电那么R3需要改成200K对么?除了分压电阻和RS需要非常精准极小温漂的电阻,还有什么需要特别注意的地方么, 基于这个框架我进行0.1%精度的电流源验证设计。

  • 1. 是的,你需要考虑你的增益,在输入为10V的时候是否能满足+/-100V 的输出;

    2. 你需要用阶跃响应考察这个电路的稳定性,影响环路稳定性的主要是C1,C5和C6,尤其是在驱动容性负载的时候,优先调试这三个位置的电容,其次是R6和R7,如果出现高频震荡的情况,可能需要将这两个电阻的阻值调大;

    3. 如果在直流情况下另外你的MOS需要选择合适,如果输出为+/-100V,那么MOS尽量选择+/-200V的,我觉得1A输出,IRF640N和IRF9640N应该是够用的,当然你需要考虑在MOS上的最恶劣功耗从而增加合适的散热器。

    4. 你的Rs需要高精密电阻,可以选择ISA的SMT-0R5这个型号,你要保证实载功率是电阻额定功率的1/10,最高不要超过1/5,这样电流采样电阻本身才不会发热,从而引起温漂的变化。同时需要注意用开尔文连接进行采样,以保证精确的采样。参考下图的Layout。附件是这个电流采样电阻的datasheet!PDF

    5. 如果ADA4510你买不到,可以换成ADA4522.第一级积分器的输入失调电压必须要超低。

    最后祝你好运,如果有问题可以继续来EZ提问!

  • 非常感谢! 我想在问一下,这两个MOS是不是仅需要考虑最大耐受电压和功耗,其它性能上需不需要相互匹配,还有如果这个恒流源的建立时间需要提高的话(输出交流或者直流1A达到us级别)有什么好的方法。

  • 1. 这个控制环路的速度很慢,基本不需要考虑其他的动态参数。

    2. 首先需要提高功放的带宽,然后再提高环路的带宽。

  • 这个模型,我用两个电源分别给ADHV4702-1和两个MOS供电有没有问题(都保持足够的输出电流和±110V供电),仿真下来和使用同一个电源供电是一样的,想在确认一下,谢谢!

  • 实际的情况可能会有差异,建议最好选择双电源,因为输出会有最大2V的headroom。

    所以如果你希望单电源供电,同时输出可以到0V,这很难,最好用双点电源供电。

  • 嗯嗯  是双电源但是是两个不同的双电源,非一个双电源同时给ADHV4702-1和MOS供电。如图