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        運算放大器如何利用空閑運放產生負電源介紹

        返回列表來源:壹芯微 發布日期 2022-11-30 瀏覽:-

        對于需要較低供電電流(100mA 或更小)并且包含一個空閑運放的系統,可以利用圖 1 所示電路從不穩定的正電壓和負電壓產生穩定的正電壓和負電壓。運算放大器可以利用它產生的電源(這里為±5V)為其自身供電。圖 2 所示為上電響應,無論哪一路非穩壓電源先上電,系統均可保證穩定工作。
        411.png

        圖 1. 該電路從不穩定的±輸入電壓產生穩定的±電壓
        412.png

        圖 2. 圖 1 所示電路的上電響應

        CH1 = 穩定的 -5V 輸出

        CH2 = 負電源電壓

        CH3 = 穩定的+5V 輸出

        CH4 = 正電源電壓

        通過控制 Q1 的基極驅動,運算放大器能夠保持其反相輸入的平衡,確保 VN = -VP(R3/R1)。在 OP1 接管之前由電阻 R5 為 Q1 提供初始基極電流,此時,OP1、Q1 和 R1、R3、R4、R5 組成一個負反饋網絡,用于調整 VN 到 -VP(R3/R1):

        VOP1+ = VOP1-

        VOP1+ = 0V

        疊加后:

        VOP1-' = VP(R3/(R3+R1)

        VOP1-'' = (VN(R1/(R1+R3)

        VOP1- = VOP1-' + VOP1-''

        VOP1- = VP(R3/(R3+R1)) + VN(R1/(R1+R3))

        VN = -VP(R3/(R3+R1))((R1+R3)/R1)

        因此:VN = -VP(R3/R1)

        也可以表示為:

        IR1 = VP/R1

        因此:VN = -IR1 × R3 = (-VP/R1)R3

        不穩定的負電源所允許的電壓范圍為:-6V 至 -24V。對于更寬的輸入電源范圍,可以使用增益更高的晶體管替代 Q1 或者是阻值較小的 R4 和 R5。VN 可提供最高 100mA 的輸出電流而且沒有失真,但 VP 受限于 IC1 基準,最大電流為 30mA,該電流下 VP 比標稱值降低約 0.3V (需要較大的正負載電流時,可以選擇其它正向穩壓源)。

        圖中所示的運算放大器的 IBIAS 忽略不計,為了降低其它運算放大器的 IBIAS 誤差,R2 應等于 R1||R3。

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