Was passiert mit der maximalen Betriebsleistung, wenn das Gerät stromlos ist?

Ich habe eine Schaltung mit einem OpAmp und einem Stromwandler. Meine Schaltung legt eine DC-Vorspannung an den CT an, um das Signal mit einem OpAmp mit einer einzigen Stromversorgung verarbeiten zu können, da der CT ein AC-Signal liefert. So weit, ist es gut.

Ich frage mich, was passiert, wenn der Stromkreis nicht mit Strom versorgt wird, der Stromwandler jedoch noch angeschlossen ist. In diesem Fall habe ich keine DC-Vorspannung, sodass ich am OpAmp-Eingangspin ± 1 V RMS haben könnte, und das Datenblatt gibt eindeutig an, dass die absoluten Maximalwerte -0,5 V und Vcc + 0,5 V betragen. Dies ist kein Problem, wenn die DC-Vorspannung funktioniert, aber es verschwindet, wenn das Gerät ausgeschaltet ist.

Die Frage ist also einfach: Was passiert mit dieser Schaltung, wenn sie nicht mit Strom versorgt wird, der Stromwandler aber immer noch ein Wechselstromsignal liefert?

Sollte ich so etwas wie das Hinzufügen eines FET parallel zum Stromwandler tun, um den Stromwandler kurzzuschließen, wenn kein Strom verfügbar ist?

Ich mache mir Sorgen um den Zustand des OpAmp und die Transienten beim Ein- und Ausschalten.

Was sind Spezifikationen für CT und R.burden und Vdd?

Antworten (4)

Sie haben Recht, wenn die Schaltung nicht mit Strom versorgt wird, könnte der CT-Ausgang die absoluten Maximalwerte des Operationsverstärkers verletzen. Das ist nicht gut.

Die Schutzdioden werden in Vorwärtsrichtung vorgespannt und die Stromschiene teilweise mit Strom versorgt. Dies kann in Ordnung sein, je nachdem, was an die Stromversorgung des Operationsverstärkers angeschlossen ist und was genau das Datenblatt dazu sagt. Es kann akzeptabel sein, Dioden in Reihe mit den Stromleitungen des Operationsverstärkers hinzuzufügen, damit die ±1 V an den Eingangspins nicht versuchen, das gesamte Stromnetz einzuschalten. Stellen Sie in diesem Fall sicher, dass die Bypass-Kondensatoren auf der Opamp-Seite der Dioden platziert sind.

Eine einfache Lösung besteht jedoch darin, einen CT mit halber Verstärkung zu verwenden. Jetzt werden nur noch ±500-mV-Signale erzeugt, die der Operationsverstärker verarbeiten kann, wenn er ausgeschaltet ist. Sie haben sowieso einen Verstärker drin, also sollten ±500 mV gut genug sein, es sei denn, Sie machen etwas Ungewöhnliches.

Sie sollten genügend Reihenwiderstand hinzufügen, um den Eingangsstrom auf weniger als 10 mA zu begrenzen. Sie können die +/-0,5 V überschreiten, wenn Sie den Strom begrenzen.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich schlage vor, es auf deutlich unter 10 mA zu begrenzen, damit etwaige Spitzen keine Probleme verursachen. Tatsächlich ist es genau das, was ich tun würde, den Strom auf weniger als 10 mA an dem Punkt zu begrenzen, an dem der Stromwandler gesättigt ist , da Sie möglicherweise nicht in der Lage sind, unter allen möglichen Bedingungen zu steuern, welcher Strom durch den Primärstromwandler fließt.

Sie könnten auch Schottky-Dioden wie BAT54 verwenden, um Strom von den Eingängen wegzuleiten, aber solche Dioden neigen dazu, undicht zu sein (was möglicherweise die Genauigkeit beeinträchtigt), und Sie müssen immer noch sicherstellen, dass der Strom angemessen begrenzt ist.

Beachten Sie die Empfehlung, die negative Eingangsspannung unter Betriebsbedingungen zu begrenzen. Dies kann zu Startproblemen führen , wenn Sie die Schottky-Diode nicht zusätzlich zur Strombegrenzung mit Masse verbinden. Der vorgeschlagene 1N5818 hat mehr Leckage als der BAT54, hat aber eine bessere Chance, die Spannung zu begrenzen. Sie sollten ernsthaft in Betracht ziehen, einen anderen Operationsverstärker ohne diese Latch-up-Funktion zu verwenden, wenn dies eine Komplikation darstellt. Es ist die Art von Dingen, die dazu führen können, dass Sie sich mit Feldproblemen die Haare raufen.

Könnte eine "normale" Diodenklemme in Kombination mit einem Widerstand verwendet werden, um den vom Chip gesehenen Klemmstrom zu begrenzen, ohne Leckage hinzuzufügen? Selbst wenn die interne Diode nur einen Abfall von 0,5 V und die externe Klemmdiode einen Abfall von 0,8 V aufweist, würde ein 1K-Vorwiderstand den Klemmstrom des Chips auf 300 uA begrenzen.

Die absoluten Höchstwerte für den Strom in die Eingänge des Operationsverstärkers geben 10 mA an, und hier hilft dies. Wenn Sie den Ausgang des Stromwandlers nicht direkt in den Eingangspin des Operationsverstärkers einspeisen, sondern stattdessen über einen 1-kOhm-Widerstand speisen, überschreiten Sie möglicherweise nur dann den Eingangsstrom, wenn die Spitzenspannung des Stromwandlers 10 Volt überschreitet. Sie können natürlich einen Widerstand wählen, der deutlich größer als 1 kOhm ist; Ich habe nur ein Beispiel gegeben.

Abgesehen davon ist es völlig richtig, in dieser Situation vorsichtig zu sein. Wenn man sich das Datenblatt weiter ansieht, wird dies deutlich: -

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Daher würde ich die angezeigten Empfehlungen befolgen.

25 Sekunden zu spät..
Ah, lieber Junge, diese Aussage gilt möglicherweise nur für die erste Minute nach dem Posten.

Was passiert, wenn Vin die Versorgungsschiene um 0,5 V überschreitet? Nichts, bis die Versorgung eingeschaltet wird und sich der CMOS OA dann in eine SCR-Brechstange über der Versorgungsschiene verwandelt, wenn die Bedingung immer noch besteht, die ein inhärentes PNPN-Substrat auslöst, das ein SCR ist. und zieht so viel Strom wie möglich und brät ihn möglicherweise, bis der Strom von der Versorgung entfernt wird. (Lesen Sie mehr über CMOS-Latchup )

Sie müssen Ihre Eingangsumgebung und den ungünstigsten Transienten mit CT, Rb usw. angeben, bevor Sie mit JEDEM Design beginnen. Trotz dieser fehlenden Informationen ... hier sind ein paar Ideen.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Dies ist eine von Dutzenden von Lösungen.

In diesem Beispiel verwende ich den Quellstrom, um die Versorgung über D1,2 zu booten, um Latch-up und Strombegrenzung mit 100k zu verhindern. Dies erhöht natürlich die vorübergehende Belastung des CT und die Sättigung kann ein Problem verursachen, das diese Option ungültig macht, das gleiche gilt für eine Zenerklemme.

IMMER WORST CASE TRANSIENT EINGANG v, i, t ANGEBEN UND ENTWURF ANPASSEN, UM ALLE EINGÄNGE UND AUSGÄNGE UNTER DEM ABSOLUTEN MAX. ZU SCHÜTZEN.

Der Iq des Operationsverstärkers ist < 150 uA bei 5 V, also Req = 6k7. Der 1uF absorbiert Eingangstransienten aufgrund des Impedanzverhältnisses. Der U1-Eingang ist intern diodengeklemmt, aber die Diode ist im Gegensatz zum externen BAT54, der 100 mA bei 0,5 V unterstützt, auf 10 mA begrenzt

Ihr Design ist dem, was ich jetzt verwende, sehr ähnlich. Die Dioden zur Reichweitenbegrenzung sind eine gute Idee und der Widerstand im Eingang hilft, gefährliche Ströme zu vermeiden. Ich muss darüber nachdenken. Vielen Dank für Ihre Zeit. Ich wundere mich über den Effekt, der mit den beiden Kondensatoren verfolgt wird. Könnten Sie ein bisschen mehr erklären?. Ich bin kein Elektroingenieur und meine Elektronikkenntnisse sind "in der Theorie" gut (ich bin Ingenieur in einem anderen Bereich), aber ich habe wenig praktische Praxis. Erklärungen wie "Eingangstransienten aufgrund des Impedanzverhältnisses" ... Ich verstehe die einzelnen Wörter, aber nicht die globale Mission. Danke
Kappen sind wie Erschütterungen für Radstöße
Sehen Sie auch die Notwendigkeit, U2 zu schützen? Ich verstehe, dass das Problem U1 ist, weil die in R1 erzeugte Spannung U2 nicht beeinflusst. Fragt sich nur, ob ich recht habe :-). Danke!
Tony, ich verstehe das Konzept. Viele vorübergehende Probleme werden mit einer Kappe gelöst. Aber ich ziehe es vor, den Grund für jede Komponente im Design zu verstehen. Ich sehe den Sinn von C2 nicht. Es könnte helfen, U2 beim Einschalten "langsam zu starten", könnte aber beim Ausschalten ein Problem sein (vin > vcc). Da Sie der Experte sind und ich mich für mein analoges elektronisches Wissen schäme, möchte ich von Ihnen lernen! :)
U2 muss ein BJT-Typ wie LM324 sein, der eine niedrigere Ausgangsimpedanz und weniger Probleme wie CMOS-OAs hat