DC/DC-Überspannungsproblem

Ich verwende einen 12 V bis + -5 V NMH1205DC- Konverter. Wenn ich die Ausgangsspannung ohne Last messe, misst sie etwa +-8V. Dieser Konverter versorgt einen Niederstromkreis, der mehrere OpAmps enthält. Ihre maximale Nennspannung beträgt +-5,5 V. Ich befürchte, dass diese Überspannung vom Konverter die OpAmps töten könnte. Ist das ein Problem? Wie man es repariert?

Wenn ich die Ausgänge mit 1k Lastwiderstand klemme, sinkt die Spannung auf +-5,2V. Ist das eine akzeptable Lösung?

Außerdem wird auf Seite 4 vorgeschlagen, wie die Ausgangswelligkeit reduziert werden kann. Sie bieten eine Tabelle mit vorgeschlagenen Werten für eine maximale Welligkeit von 5 mV pp, und meinerseits sind dies 47 uH und 4,7 uF. Wenn ich die Welligkeit noch weiter reduzieren möchte, sagen wir auf 1 mV pp oder 500 uV pp, welche Werte sollte ich verwenden?

Haben Sie den Hinweis „Mindestlast“ auf Seite 3 des Datenblatts gesehen?
Ist die Auswahl eines anderen Operationsverstärkers keine Option? Es gibt viele Operationsverstärker, die höhere Spannungen aufnehmen können.
@ThePhoton Ich wollte aus den Komponenten, die ich zur Hand habe, schnell ein Protoboard zusammenstellen.
NB Die Antworten unten haben die Frage zur Ripple-Reduktion (Teil Ihrer) ignoriert ... Wahrscheinlich wegen meta.stackexchange.com/questions/246328/…

Antworten (4)

Der Tod des Operationsverstärkers ist wahrscheinlich, wenn Vmax 5,5 V beträgt und Sie möglicherweise 8 V erhalten.

Wenn Sie irgendeine Art von Spannungsreferenz und einen Operationsverstärker oder einen Klemmregler (z. B. TL431 usw.) "zur Hand" haben, könnten Sie eine dynamische Ausgangslast implementieren, die knapp unter V_max_allowed eingestellt ist. Dies würde bei Bedarf klemmen und nicht, wenn nicht. Sogar eine Zenerdiode kann ausreichen, aber die Spannungs-Strom-Kurve ist etwas weich.

Als Beispiel würde ein TL431 + 2 Widerstände funktionieren.
Je nachdem, wo Sie sich befinden, kann dies schnell und einfach sein oder nicht.

Ein TO92 TL431 kostet 0,28 $ in 1 auf Lager Digikey.
**Datenblatt hier

Diese sind für max. 100 mA und 200 C/W Tja im TO92-Gehäuse ausgelegt. Bei einem Anstieg von beispielsweise 50 ° C erhalten Sie 250 mW oder etwa 50 mA Klemmung bei 5 V = mehr als genug.

Wenn Sie eine zuverlässige Referenzspannung haben, können Sie dasselbe mit "jedem alten Operationsverstärker" (LM358 / LM324 ...) und einem kleinen Transistor tun.

Die Welligkeitsreduzierung würde wahrscheinlich als Bonus erreicht, wenn Sie die Klemme so einstellen, dass sie immer mit mindestens etwas Last arbeitet.


Hinzugefügt:

Zenerdioden sind in der Tat ein sehr bewegliches Fest, und es lohnt sich, zu überprüfen, was sie in Anwendungen tun sollen, in denen es darauf ankommt. Die folgenden Kurven gelten für MCC 500 mW Durchgangsloch-DO-35-Gehäuse-Zener.
Der Nennwert ist mit 20 mA angegeben.
WENN die linke Achse echt logarithmisch ist, dann sind die Teilungen bei ... 1 2,15 4,6 10 ... mA
YMMV.

Ab 1 mA verhält sich der 5V1-Zener relativ gut und ergibt etwa 4,95 V bei 1 mA (oder 1 mA bei 4,95 V, je nachdem, welcher Parameter Ihnen wichtig ist), der bei 10 mA auf etwa 5,05 V ansteigt.
Wechseln Sie zu einem 5V6-Zener und Sie erreichen die Operationsverstärker-Abs-Max-Vcc von 5,5 V bei nur etwa 1 mA.

Ein 5-V-Zener würde in diesem Zusammenhang einen mäßig guten Job machen, um die unbelasteten Überspannungsdränge der Wandler zu entschärfen.

Beachten Sie sorgfältig, dass Zener in der Regel sehr locker spezifiziert sind, außer mit Vz und Iz und vielleicht auch dort. Für diese Geräte weist das Datenblatt darauf hin , dass ein A-Suffix-Teil eine Toleranz von 10 %, ein B-Suffix 5 % und ein C-Suffix 2 % beträgt – es kann also eine große Rolle spielen.
Kaufen Sie einen von Digikey für 1,8 Cent/10000, und Sie erhalten wahrscheinlich ein B-Suffix-Teil, wenn Sie dies nicht überprüfen. Könnte schlimmer sein. Kaufen Sie das Fairchild-Teil für 12 Cent in 1 und Sie werden feststellen, dass das Datenblatt Ihnen viel weniger sagt. Es mag ähnlich sein, aber wer kann das mit Sicherheit sagen? Wenn Ihr Operationsverstärker darauf angewiesen ist, könnten Sie in Schwierigkeiten geraten. Ich würde einen TL431-Klemmregler oder ähnliches
verwenden - entweder direkt, wenn die Verlustleistung in Ordnung war, oder einen externen Jellbean-Transistor ansteuern.

http://www.mccsemi.com/up_pdf/1N5221-1N5267(DO-35).pdf

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Guter Punkt! Da dies ein Problem mit der "Mindestlast" ist, könnte ein Zener möglicherweise ohne Widerstand direkt über den Ausgang arbeiten. Stellen Sie einfach sicher, dass die Zenerspannung höher als der Nennausgang und niedriger als der maximale Eingang des Operationsverstärkers ist. Dann wird der Widerstand, der normalerweise zu einem Zenerregler gehört, nicht benötigt, da nur so viel Strom (die Mindestlast) benötigt wird, um die Versorgung dorthin zu ziehen, wo sie sein soll.
@RusselMcMahon Ich habe gerade zwei 1N5231B ausprobiert und sie gaben mir +-5,11 V ohne Last: gut genug für mich. Da das Datenblatt nicht sehr aussagekräftig ist, wie soll ich die Daten aus der Tabelle verwenden, um ... aktuelle oder andere wichtige Werte zu schätzen? Für die beste Leistung sollte ich den Zener-Ansatz oder den Volt verwenden. Referenz mit einem Power-Opamp-Ansatz?

Ich denke nicht, dass dies ein geeigneter DC-DC-Wandler ist, wenn Sie nur 10% zwischen dem Nennwert und dem absoluten Maximum haben. Ein besserer Wandler kann garantieren, dass die Spannung unter 5,5 V bleibt, aber dieser tut dies nicht, selbst bei einer Mindestlast von 10 % kann er 10 % über dem Nennwert liegen (genau an Ihrem absoluten Maximum) und dann eine Leitungsregelung hinzufügen.

Das 8,0-V-Problem ist auf eine unzureichende Mindestlast zurückzuführen, aber selbst bei der Mindestlast sind Sie meiner Meinung nach zu nah dran, um sich wohl zu fühlen (es wird durch eine einfache Schaltung im DC-DC-Wandler in Kombination mit einer Streuinduktivität im Transformator verursacht - und nein Opto-Rückkopplungsschleife überhaupt - halbgeregelt durch Betrachten der reflektierten Spannung am Transformator).

Wenn Sie diesen DC-DC-Wandler verwenden möchten, können Sie möglicherweise die Ausgangsspannung mit einem LDO-Regler auf 3,3 V oder 4,0 V reduzieren und die Operationsverstärker davon betreiben (beachten Sie die maximale Eingangsspannung am LDO, viele sind nur gut für 6V). Das würde wahrscheinlich auch zu besseren Ergebnissen führen, da der LDO einen Teil des Rauschens auf dem DC-DC-Wandler entfernt.

Dieser Konverter ist zur Hand und ich möchte nur schnell eine Brotplatinenschaltung bauen, um die Operationsverstärker auszuprobieren. Wäre es in Ordnung, die in der Frage erwähnten "Klemmlastwiderstände" zu verwenden, um die Hochspannung zu vermeiden? Nehmen wir an, ich werde sowohl + als auch - Ausgänge auf 20 % der maximalen Last laden, was jeweils 40 mA entspricht. Dann brauche ich 5V/40mA=125 Ohm Widerstände. Ist das in Ordnung?
In der Praxis kommt man mit ziemlicher Sicherheit damit durch, vor allem für einen einmaligen Test bei Zimmertemperatur. Das Datenblatt garantiert nicht, dass Sie in Ordnung sind.

Ja. Wenn Sie auf Seite 3 unter "Anwendungshinweise - Mindestlast" nachsehen, heißt es, dass Sie mindestens 10 % der vollen Nennlast haben müssen, um die Ausgangsspezifikationen im Datenblatt zu erfüllen, also sollten Sie den Widerstand auf 250 Ohm verringern.

Leider sagt Spehro Pefhany oben an, dass die Ausgangsspezifikation (selbst nachdem Sie die Mindestlastanforderung erfüllt haben) nicht besagt, dass die Spannung genau +-5 V beträgt ... sondern um 10 % variieren kann (S. 2 in der Spezifikation). Sie könnten also 5,5 V erhalten ... und das ist, bevor Sie das maximale Welligkeitsrauschen von 200 mV pp hinzufügen, das weitere 100 mV hinzufügen kann, wodurch 5,6 V-Spitzen entstehen. Wenn er Glück hat und der Wandler näher an den typischen Werten liegt, betragen diese "Boosts" nur 3% bzw. 75 mV, also 5,15 V + 0,075 = 5,225 V, was in Ordnung sein kann ... für einen einmaligen Prototyp, bei dem Sie messen der angegebene DC-DC-Wandler genau.

Ursprünglich ein Kommentar. Beim zweiten Nachdenken verdient es eine Antwort:

Da dies ein Problem mit der "Mindestlast" ist, könnte ein Zener möglicherweise ohne Widerstand direkt über den Ausgang arbeiten. Stellen Sie einfach sicher, dass die Zenerspannung höher als der Nennausgang und niedriger als der maximale Eingang des Operationsverstärkers ist. Dann wird der Widerstand, der normalerweise zu einem Zenerregler gehört, nicht benötigt, da nur so viel Strom (die Mindestlast) benötigt wird, um die Versorgung dorthin zu ziehen, wo sie sein soll.