Что такое мощный операционный усилитель?

Что такое мощный операционный усилитель?

Мощный операционный усилитель (мощный операционный усилитель) — это электрический компонент на основе операционного усилителя, который представляет собой аналоговую схему общего назначения, особенно в роли усилителя.

Это интегральная схема (ИС), используемая в усилителях, которым требуется высокая мощность в соответствии с потребностями времени. Первоначальные операционные усилители — это ИС, которые произошли от серии 741, выпущенной Fairchild Corporation в Соединенных Штатах в 1968 году.

Мощные операционные усилители редко используются в качестве автономных усилителей, но часто подключаются к резисторам и конденсаторам.

Применение мощных операционных усилителей

Мощные операционные усилители в основном используются в схемах усиления, требующих высокого напряжения и большого тока для управления большими драйверами двигателей, сервоконтроллерами, электромагнитными приводами в оборудовании для автоматизации производства и большими динамиками в аудиоусилителях.

Другие приложения включают измерительные приборы и схемы датчиков. OPA541, универсальная ИС от Texas Instruments, которая часто используется в ИС операционных усилителей мощности, поддерживает широкий диапазон напряжений питания от ±5 В до ±40 В и рабочие температуры от -40 °C до +125 °C. Она также может использоваться с высоким током 5 А. Этот широкий динамический диапазон поддерживает множество применений этой ИС. Этот широкий динамический диапазон поддерживает множество приложений.

Ее также можно подключать к низковольтным логическим схемам. При использовании этой ИС требуется радиатор для рассеивания тепла, а при работе с высокой мощностью важно обращать внимание на сопротивление нагрузки.

Принцип работы операционных усилителей мощности

Принцип работы мощного операционного усилителя заключается в том, что к выходному каскаду операционного усилителя добавляется повышающая схема, состоящая из транзистора большого размера для обработки большой мощности, который представляет собой аналоговую схему общего назначения, а также схемы защиты, уникальные для большой мощности, что делает операционный усилитель пригодным для высоких напряжений и больших токов.

Операционные усилители, которые возникли как компонент аналоговой схемы, использовали резисторы, конденсаторы и другие электрические элементы для автоматического выполнения арифметических операций в качестве схемы сложения, вычитания, дифференциации или интегрирования. Благодаря технологическим инновациям операционные усилители были миниатюризированы и интегрированы вместе с полупроводниковыми элементами, такими как транзисторы и полевые транзисторы (FET), а затем в них были включены несколько схем для формирования интегральных схем (ИС).

Другая информация о мощных операционных усилителях

1. Влияние импеданса нагрузки

Среди операционных усилителей, в случае компонентов схемы, называемых мощными операционными усилителями, необходимо проявлять осторожность при работе с импедансом нагрузки, чтобы поддерживать высокую мощность. Например, при управлении двигателем нагрузка не является простым компонентом сопротивления, а включает в себя компонент реактивного сопротивления, поэтому фазы тока и напряжения различаются в случае синусоидальной работы. Даже когда выход равен нулю, через мощный операционный усилитель может протекать относительно большой ток.

В это время потери в мощном операционном усилителе велики, поэтому ИС операционного усилителя сильно нагревается из-за саморазогрева транзисторов. В дополнение к таким мерам, как радиаторы для рассеивания тепла, важно тщательно проверить, что используемый рабочий диапазон не превышает SOA (безопасную рабочую область) продукта.

2. Схема защиты от переходных процессов

В случаях, когда нагрузка довольно индуктивная, например, электромагнитные приводы, могут возникать неожиданные обратные напряжения из-за переходных явлений во время работы. Такие случаи также требуют подтверждения рабочих условий, чтобы предотвратить поломку устройства или ухудшение его характеристик из-за перенапряжения. С точки зрения повышения универсальности многие мощные операционные усилители имеют встроенные схемы защиты внутри мощного операционного усилителя.

Большинство схем защиты относятся к типу, который защищает компоненты путем обнаружения ограничителей тока или повышения температуры и подавления работы, но реакция важна для защиты от скачков напряжения мгновенного типа. По этой причине к линии электропитания или выходному выводу транзистора обычно подключают диод с барьером Шоттки или аналогичное устройство, а меры по ограничению перенапряжения в случае его возникновения оказываются эффективными.