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如何设计电流放大器电路将信号电流放大到1A

时间:2023-12-07 16:02:44 作者:博纳德 点击:

如果需要设计一个电流放大器电路,将信号电流放大到1A。并且正在使用微控制器生成信号。该信号为 5v,电流为 10mA(大约未计算)。将该电流放大至 1A - 1.5A 来驱动设备。下面将介绍如何设计电流放大器电路将信号电流放大到1A。

电流放大器

由于通过运算放大器的反馈,R1 两端的电压将为 Vin。这意味着流经 R1 的电流与 Vin 成正比。电流唯一的来源是 N 沟道 FET 的漏极。最终结果是该电路将以与 Vin 成比例的 Iout 吸收电流。总增益为 1/R1。

Vin 变化范围为 0 至 5 伏。这意味着在满电流时,R1 上的电压将为 5V。这不仅会显着影响负载的电源电压范围,而且会导致 R1 在 1 A 的全电流下消耗大量功率。(5 V)(1 A) = 5 W。即使可以使用这么多功率,也必须仔细考虑如何处理热量。

解决方法是在 0-5 V 信号和 Vin 之间放置一个分压器。Vin 范围越低,功耗越低。然而,也会降低整体精度,因为失调电压和任何其他误差将占整体精度的较大比例。还必须考虑运算放大器在两个输入接近接地时的表现如何。可能需要为运算放大器提供一个小的负电源,以使其保持在正常的活动范围内。

因此需要将 0-5 V 信号衰减 5 倍开始,即 0-1 V。这意味着 R1 中的最大耗散为 1 W,因此只需将一个 2 W 电阻器焊接到板上,无需任何特殊的散热装置。

由于已经有了一个微控制器,因此制作一个小的负电源很容易。许多微处理器都有时钟输出,可以驱动电荷泵。通常让微型引脚驱动一对背对背射极跟随器,然后驱动电荷泵。在 BE 结和二极管造成的所有电压损失之后,将得到大约 -2.2 V。然而,这对于许多运算放大器来说已经足够了。

需要考虑 FET 的耗散。它会看到通过它的输出电流,但它两端的电压就不那么清楚了。最坏的情况是负载短路。然后,电源电压减去 FET 上的 R1 压降。例如,如果有 12 V 电源,并且 R1 在 1 A 的全电流下下降 1 V,则 FET 可以消耗高达 11 W 的功率。这对于电源封装来说是可行的,但绝对需要一个散热器。

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