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LM224A: 运放Vcc供电由±12V瞬间切换为+24V和-0.1V供电,对运放本体和输出采样结果的影响

Part Number:LM224AOther Parts Discussed in Thread: TL084B, LM2596, TL084

您好,请教运放供电问题:

使用LM224A作为AC交流、母线电压和电池电压采样,由于做单点故障实验,LM224A的供电由正常工作时的双电源±12V,瞬间切换为单电源供电的+24V和-0.1V供电。

除了LM224A以外,板子上使用的TL084B运放供电也发生了如上描述的改变。

问题:①这种供电方式的瞬间切换会对运放本体产生不可逆损坏吗?

②供电方式的突然改变对运放采样的输出结果有什么变化?

谢谢~

Amy Luo:

您好,

LM224A推荐的供电范围是3~30V, Absolute Maximum Ratings值是到32V,超过 Absolute Maximum Ratings 值就可能永久性损坏芯片。

1、上述描述的“瞬间切换”具体是怎样切换,是先断开供电然后在加+24V和-0.1V供电?是否存在-12V先断开,+12V后断开的情况? 是否存在24V先接电,-0.1V后接电的情况?

总之这个过程要保证运放的两供电端同时供电和断电,否则的话,要加保护电路,即在运放的两供电管脚外部加上TVS管为电源电流提供路径。

另外,也不能出现两供电端电压差超过30V的情况,即12V已断开而-12V未断开且电源正供电端接上了24V,这样整个供电电压就超过了30V,会永久性损坏芯片。

2、首先会产生很大的误差输出,由运放的电源抑制比PSRR参数评估,它是评估运放电源电压变化对其输出影响的参数,如下截图所示,可见随着变化频率的增加,PSRR是降低的。

另一个考虑信号的输入在此切换过程中是否还满足输入范围,因为信号输入范围与供电电压直接相关。

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user450161651:

Hi Amy, 感谢回复。

给运放供电的正负12V是通过LM2596 BUCK IC做的Flybuck电路,"切换"指的是LM2596的FB脚反馈电阻被开路,也即是Vout=Vref(1+R2/R1)的R2被开路,所以导致辅源输出原本输出的+12V变为+24V,副边的负12V几乎为0V,即是上述的被切换为-0.1V和24V给运放供电了。

追问一下,TL084B的数据手册写的是±18V供电,如果瞬间变为-0.1V和24V供电,会损坏TL084吗,输出采样信号会有什么变化?

谢谢。

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Amy Luo:

user450161651 说:给运放供电的正负12V是通过LM2596 BUCK IC做的Flybuck电路,"切换"指的是LM2596的FB脚反馈电阻被开路,也即是Vout=Vref(1+R2/R1)的R2被开路,所以导致辅源输出原本输出的+12V变为+24V,副边的负12V几乎为0V,即是上述的被切换为-0.1V和24V给运放供电了。

如上所述,这个过程需保证运放两供电端电压差不超过其绝对最大额定值,否则的话会永久性损坏芯片。另外,切换的过程中也不能出现其中一个供电管脚浮空,这也会损坏芯片。我上一个回复提到的“在运放的两供电管脚外部加上TVS管”好像不能使用于您的应用,因为您的运放有两种供电电压,没法选择TVS管。

您描述的这个过程,具体切换过程是怎样的,很抱歉我不清楚,这属于电源管理的范畴,建议您到“电源管理”版块咨询电源工程师。

user450161651 说:追问一下,TL084B的数据手册写的是±18V供电,如果瞬间变为-0.1V和24V供电,会损坏TL084吗,输出采样信号会有什么变化?

TL084B应该没有供电电压超过其绝对最大额定值的问题,因为最糟糕情况是-12V和24V加在运放供电端,这样是36V,未超过(±18V);

但是此运放与LM224A有一样的问题,即切换过程中是否会出现运放的一个供电管脚浮空的情况。这一点请咨询电源工程师。

user450161651 说:输出采样信号会有什么变化?

我理解运放输出应该会产生一个突变,因为供电电压突变了。下面是仿真运放± PSRR的示例,您可以修改运放模型和突变的电压值以仿真运放输出:

AN1516_PSRR-_TLV9102.TSCAN1516_PSRR+_TLV9102.TSC

TI提供的器件的仿真模型可以在其产品首页,如下路径中下载:

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