Что такое высоковольтный операционный усилитель?

Что такое высоковольтный операционный усилитель?

Высоковольтный операционный усилитель (HVOPA) — это операционный усилитель, способный обрабатывать входные и выходные напряжения в диапазоне от десятков до сотен вольт. Они используются в сценариях, где стандартные операционные усилители недостаточны для управления диапазонами высокого напряжения.

При развертывании HVOPAs крайне важно проектировать их с надлежащими защитными схемами, учитывая правила и проблемы безопасности, связанные с высокими напряжениями. Эффективное рассеивание тепла и тепловая защита также жизненно важны из-за возможности значительного выделения тепла от высоких токов.

Применение высоковольтных операционных усилителей

Высоковольтные операционные усилители выбираются для приложений, где диапазоны напряжений превышают возможности стандартных операционных усилителей. Они обычно встречаются в пьезопреобразователях в струйных принтерах и ультразвуковых преобразователях, автоматизированном испытательном оборудовании для ИС и модулей, а также в лазерных диодах высокой яркости в системах оптического обнаружения и измерения дальности.

Принципы высоковольтных операционных усилителей

Функционально HVOPA работают аналогично стандартным операционным усилителям, усиливая разность потенциалов между инвертирующими и неинвертирующими входами с высоким коэффициентом усиления. Они обеспечивают высокое входное сопротивление, низкое выходное сопротивление и характерное виртуальное короткое замыкание между входными клеммами.

Для управления более высокими диапазонами напряжения стандартные операционные усилители могут быть дополнены внешними компонентами для увеличения выходного напряжения, но этот подход сложен и дорог, включает в себя многочисленные компоненты и особые соображения по компоновке платы. Это может привести к искажению выходного сигнала и снижению линейности из-за различий в характеристиках компонентов и компоновке платы.

Использование HVOPA решает эти проблемы. Некоторые HVOPA интегрируют схемы защиты от электростатического разряда, схемы повышения для увеличения скорости нарастания, схемы для стабильного управления емкостной и индуктивной нагрузкой, а также схемы тепловой и сверхтоковой защиты, все в одном корпусе ИС. Такая интеграция значительно упрощает процесс проектирования.