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OPA140: 输入级问题

Part Number:OPA140

用一个差分运放 做了个霍兰德恒流源,OPA140用来当缓冲 ,缓冲位置为电流设定电阻下端,到差分运放负反馈 回路 。简单跟随器。

正常用恒流测试电阻时效果 很好,直到被测电阻附带感性,OPA140开始坏掉,原因在于同相输入端直接连接的是恒流输出点,即被测负载的一端,感性负载断开时,这个位置有高电压,损坏运放。

问题 在于:

1.有些坏了的运放同相端与电源 短路了 ,有些整个测试电路指标不对,但是OPA140似乎没坏(万用表测试同相反相端电压相等),该判断是否有效?

2.OPA140有内部静电防护电路,不超过10mA就不会有问题,基于这个条件 ,电路计划在同相端串入10k电阻,不知是否有效(感性负载放电电压不确定,但可以确定断开前电流不超过50mA)?

3.如上图,OPA140内部ESD防护,四个二极管是否不是实际 的二极管,而是OPA140供电后ESD保护等效模型?当时想用万用表简单判断下该处是否有问题时,发现万用表二极管档没有反应,没使用过的新芯片同样无法测试出二极管。?

Amy Luo:

您好,

1、用万用表测试同相反相端电压相等,不能完全判断芯片是否损坏,也可能同向端和反向端短路了呢,即使没短路,也不能排除其他管脚存在异常时不能形成负反馈。

2、在运放手册最大额定值表格中,对运放输入管脚有两个限制,一个的电压不超过V+ +0.5V,一个是输入电流不超过±10mA,两个都需保证。

3、我再确认下其内部集成的二极管是否可以测出来

4、您的电路中在正负供电处加TVS管了没?下面视频讲了运放过应力损坏的原因以及防护电路和器件选择,您可以看下:

https://edu.21ic.com/lesson/1917

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user1993031:

感谢你的回答。

第一个结果我再想想 ,手头事解决完 ,详细测试下有 问题的。

第二个结果,现在 改进方案 为 同相端 串10K电阻,是否可以达到预期效果

第三个期待你的结果

第四个,正负电压 没 加TVS,考虑 的是 电源近处的退耦电容,稍远处的储能电容 ,足够 大 ,被测件的电感 能量不足 以将这两组电容充起来。

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user1993031:

你好,这几个问题有新的想法吗?

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Amy Luo:

user1993031 说:第二个结果,现在 改进方案 为 同相端 串10K电阻,是否可以达到预期效果

如果是运放输入管脚处电压超过了运放手册最大额定值造成的损坏,那么串电阻不起作用

关于运放内部集成保护二极管的测量,我认为是测量不出来的。查看运放内部功能简图,可以知道与保护二极管存在一个并联回路。我们测试二极管都是从板子上拆下来以防止板子上存在其他回路对二极管测试造成影响。但是集成内部的二极管无法单独拿出来测试。

user1993031 说:第四个,正负电压 没 加TVS,考虑 的是 电源近处的退耦电容,稍远处的储能电容 ,足够 大 ,被测件的电感 能量不足 以将这两组电容充起来

电源的退耦合电容在电源稳定时就已经充满电了,其上面的电压等于电源电压。建议看下我上面所附视频,里面讲了一个输入端过压是怎样损坏运放的例子,同时也讲了解决方案,我想这对您解决问题有很大帮助

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user1993031:

第二个结果,现在 改进方案 为 同相端 串10K电阻,是否可以达到预期效果

这个呢我是认为感性负载断开时,电流是会逐步减小,电压不确定,只要保证进入运放保护二极管的电流不超绝对最大额定值就行,结合第四个自己的想法“运放的退耦电容较大,并且OPA140的最大分裂电源供电为±18V,实际供电电源为±5V,期望的是受限电流通过保护二极管向退耦电容充电,进行能量转移,这个电容上的电压不可能超过±18V的”

不过还是非常感谢你的回答,我立即去看下链接,或许能直接解决这个问题。

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Amy Luo:

我这里的意思是,OPA140不仅有绝对最大额定输入电流的要求,还有绝对最大输入电压的要求,如下截图,这里的任何一个参数超标都会造成运放永久性损坏。

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user1993031:

内部不是有保护二极管吗,小电流下这个二极管的压降 不会 超过0.5的。

另外,视频培训是关于EOS的,这个是持续性的,我这个感性负载放电是瞬态的。

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Amy Luo:

user1993031 说:正常用恒流测试电阻时效果 很好,直到被测电阻附带感性,OPA140开始坏掉,原因在于同相输入端直接连接的是恒流输出点,即被测负载的一端,感性负载断开时,这个位置有高电压,损坏运放

如果这个位置的电压高于运放的供电电压V+ 0.5V(运放输入管脚的绝对最大额定电压值),那么这个运放就会发生永久性损坏。

我认为这里的主要问题是,在感性负载断开时,这个位置的高电压到底会不会超出运放的绝对最大额定值,与这个位置的高电压持续时间关系不大,只要外接的TVS管能将电压钳位住就可以

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user1993031:

我坚信同相反相端输入 不允许超过电压轨0.5V,只是因为为钳位二极管没有限流。只要电流限制住,低导通压降的二极管正向电压不会超过这个 值。我这个比较特殊,恒流有10uA,和1A切换,加TVS会增加泄漏电流,关键是还随温度变化。所以用不了。先给同相端串电阻试试吧,并且增加了被测件并联的聚丙烯薄膜电容,相信后面问题能解决,已经按这个方式改了发用户,过段时间回访下。

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Amy Luo:

好的,有问题后续再讨论

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