在4–20mA电流环中如何使用高压、大电流驱动运算放大器

时间:2013-11-09来源:网络
al; COLOR: rgb(0,0,0); WORD-SPACING: 0px; -webkit-text-size-adjust: auto; -webkit-text-stroke-width: 0px" border=0 width="80%">α= (1/RSENSE) + R2/(R1 × (R1 + R2))(式3)
β = 1/RSENSE+ (1/R1) + 1/RLOAD(式4)

在式2和式3中代入元件值:
V1 = 4.876 × VIN- 4.872 × VREF(式5)

式5中的关系式有助于避免输出器件饱和。实际上,当VIN= +2.5V时,下端运算放大器的输出(V1)达到12.2V左右。如果输入电压超过2.5V,最终输出器件将达到其饱和点,输出电压不再增大。图4曲线变得平坦,与理想特性曲线不一致。反相端输入低于-2.5V时,将出现类似结果。

在4–20mA电流环中如何使用高压、大电流驱动运算放大器
图4. ±2.5V输入电压范围可产生±20mA输出电流。蓝色曲线为理想的增益曲线;红色曲线为实测数据。VCC= +15V;VEE= -15V。

图4数据说明,当源出、吸入电流达到大约±21.5mA时,相当于±2.68V输入和正向(下端)运算放大器输出达到±13V,MAX9943仍然能够工作在线性范围。因为MAX9943的输出电压能够非常接近负电源电压,实际负向电流可以达到较大幅度。该器件的正向输出摆幅限制在正电源电压的2V以内(2V电压值取决于负载,给出的是最差工作条件下的技术指标与工艺、温度的关系曲线)。

有些应用需要更大的输出电流,以满足设计裕量的需求或为校准保留一定空间。对于这类应用,图3电路可采用±18V双电源(代替±15V)供电。此时,运算放大器能够驱动最大±24mA (对应于±3V输入)的电流,并保持工作在线性区域,如图5所示。

图5. ±3V输入电压		<center>
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关键词: 电流环 高压 大电流 驱动 运算放大器

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