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利用OPA549高压大电流运放搭了一个简易测试源模块,结果带载后电流波形畸变了!

利用OPA549高压大电流运放搭了一个简易测试源模块,参照DATASHEET中的FIGURE14,略作调整,得到测试模块如图1所示;

目的:可出直流,10Hz交流,1KHz 交流,

              直流与10Hz交流电流较小,峰值范围:60mA~2A

              1KHz电流要求较大,峰值范围:60mA~10A


模块接线: 图1中电阻实际为两个功率型0.75Ω/25W铝壳电阻(手头无0.1Ω功率电阻

                         OPA549接±9V/12A双电源;

                         信号发生器接VIN,输出Vo接地;

                         待测设备有一互感器穿芯通过回路(如图1中C处所示)

                         穿芯互感器用电桥测得1KHz条件下电感L=276µH

                                                         图1

OPA549的DATASHEET首页贴图如图2所示。

                                          

                                                              图2 

测试结果:

        OPA549输出电压正常(图1中A处),而图1中B处电流波形受C处穿芯互感器感性影响发生畸变;

波形如图3所示:蓝色曲线为A点电压波形,黄色曲线为B点电流波形。

                                                         图3

 

问题(1):如何让输出电流不受负载感性响应?

OPA549的DATASHEET中给出了一种RC补偿网络,如图4所示。

                                                            图4

按照该电路结构,末端阻抗为:Z = (R+1/jwc)//jwL,通过配方消除表达式Z的虚部,可只剩下实部,理论上表现为纯阻性。但实测无明显改善效果。

 

问题(2):电流源结构能否解决电流波形畸变现象?

有同学建议将电压输出改为恒流源设计,后级采用功放输出。

但一般功放IC频响范围都在20Hz~20KHz之间,直流和10Hz的输出应该满足不了要求。

恒流电源设计这块知识不懂。但在网上找到了两个howland电流源模块,可以进行压电转换,如图5所示。

 

                                                               图5

http://www.ourdev.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=5086427        http://www.dzsc.com/data/2014-4-24/105467.html

左图中Vin/R2等于输出电流I

右图为一种改进型howland电流源模块,其目的是通过选择电阻以最大程度减少接地负载电流源误差;看文章内容输出电流好像一般都是mA级的。

      

想知道这种howland运放结构的电流源输出能力能有多大?

是否跟运放输出能力有主要关系?

OPA549采用这种结构能输出大电流吗?

请诸位赐教。(先不要求精度了,能保证电流波形不畸变就OK)

KW X:

亲;象你这样一个输入做另一个输出,两个输出会有相位差。象你这样连接;就会有环流,输出并不等于两输出代数和。所以;峰值附近有明显失真。

Hua Fu:

回复 KW X:

我想表达的电流波形畸变是指: 电波波形已经不是正常的正弦了,而图中的电压波形仍然为正弦;

设备的互感器不穿过接地回路的话,电流波形是正常的正弦波形,并且与电压波形同相;

存在相位差的原因是因为电流探头穿芯时反向了,就没有重新截图了,不好意思。

KW X:

回复 Hua Fu:

亲;你的互感器是如何穿过接地回路的?是否方便测到接地回路电流波形?

Hua Fu:

回复 KW X:

互感器没有电气连接,直接穿过从B点接到地的回路;见图1。

接地回路的电流波形见图3中的黄色曲线。

谢谢。 

Hua Fu:

回复 Hua Fu:

互感器没有电气连接指的是互感器没有串入接地回路和电源没有任何关系。

接线示意图如图所示。

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