【应用】运算放大器TP2272在正弦波控制BLDC电流检测中的应用
一、放大器建立时间概述
放大器的建立时间是当运放输入为阶跃信号时,运放的输出响应进入并保持在规定误差带所需的时间,是一个含有过冲和振铃的二阶(或近似)响应。下图是运放的建立时间的示例说明图。
运放的建立时间,主要由两段组成,第一段是运放的输出电压从起始值到达目标值附近,是一个非线性过程。这一段的时长(TSR)是由运放的补偿电容充电的电流所决定的,即和压摆率有关。第二段时间是指输出已经接近最终目标值了,进入这一阶段后,运放处在准线性区。这段的时长(TSET),主要受运放的零-极点对(doublets)影响。从运放的指标上讲,运放的建立时间会受到大信号参数-压摆率(SR)的影响和小信号参数-闭环增益的影响。
二、 运放建立时间和ADC的采样误差关系
运放的建立时间,对于其后的ADC至关重要。如一个12bits的ADC,它的一个LSB对应的电压范围是其满量程的1/4096。如果驱动ADC的运放还没有达到最终的值就被ADC采样了,这必然会引起ADC的采样误差。
为保证采样的准确性,运放的建立时间与ADC的采用时间应匹配,即只有当ADC采用输入信号的时间长于最差情况下放大器的建立时间时,才能保证转换结果的精度。对于12位的ADC,为避免误差,假定电压稳定后其误差应小于1/2LSB。就要求运放的建立时间短于电压稳定在0.01%以内的时间。
放大器的建立时间是当运放输入为阶跃信号时,运放的输出响应进入并保持在规定误差带所需的时间。这个误差带常见的值为0.1%、0.01%(用Δ表示)。误差大小与建立时间不是线性关系。如误差0.01%的建立时间可能是误差0.1%的建立时间的30倍以上。运放闭环系统可以近似为二阶系统,其传递函数如下:
ζ:阻尼系数
ωn:无阻尼自然振荡角频率
二阶系统的单位阶跃响应,因ζ不同,而有不同的表现形式,通常二阶系统工作在0.4<ζ<0.8下,欠阻尼(0<ζ<1)二阶系统的单位阶跃响应,其曲线(示意图中的虚线)和示意图如下:
公式1
TSET和误差带Δ的函数如下:
公式2
三、运算放大器TP2272在正弦波控制BLDC电流检测中的应用
参考TP2272的Datasheet,其SR:20V/us,GBWP:7M
正弦波BLDC控制的框图如下:
此系统中的ADC为12位,最快转化时间为0.375us。正弦波BLDC控制的PWM控制输出波形如下图:
在每个PWM周期都对母线电流进行采样一次,而且在PWM开的周期中部都对母线电流进行采样一次。
若PWM的频率为16KHz,最小占空比为5%,信号Gain:5,那么信号的宽度:3.125us,对应的方波频率:1/(2*3.125us)=160KHz,方波的5次谐波频率F信号=160KHz*5=800KHz。因为Gain为5,那么要求OPA的GBW=4MHz。
12位ADC: Δ=0.01%, ζ=0.5
依据公式2得到建立时间:
TP2272的SR和GBWP参数适用于正弦波控制BLDC电流检测电路,满足12位ADC的精度需求。下表是TP2272的部分参数。
- |
- +1 赞 0
- 收藏
- 评论 0
本文由董慧转载自思瑞浦,原文标题为:TP2272在正弦波控制BLDC电流检测中的应用,本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的,且明确注明来源,不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。
相关推荐
【应用】思瑞浦高共模差动放大器TPA9151助力无刷直流电机实现精确电流检测,增益误差最大为0.03%
常见的电机电流检测可采用霍尔电流传感器、电流互感器和采样电阻加运放的方法,而考虑到采用霍尔检测的方案会导致电磁干扰,所以此处使用采样电阻配合运放的方式进行,运算放大器采用的是思瑞浦TPA9151-SO1R进行无刷直流电机的三相检测。
【应用】国产电流检测运算放大器SGM8199用于放风机,典型的供电电流为70μA
本文推荐SGMICRO(圣邦微)的电流检测运算放大器SGM8199系列(具体型号分别为SGM8199A0XC6G/TR、SGM8199A1XC6G/TR),最高可达到100倍的检测运算放大,适用于直流12V、24V和交流220V、380V版的放风机产品,用在电机开路电流过大,用互感器电测电压进行放大。
【应用】高压运算放大器LM2902A-TR助力于有源滤波模块设计,EMI抑制性能在1GHz时可达71dB
高压运算放大器LM2902A-TR 是一款高性能、低功耗的运放芯片,广泛应用于各种电子设备中。在有源滤波模块上,该芯片可以起到关键作用,本文将介绍高压运放LM2902A-TR在有源滤波模块中的应用。
思瑞浦(3PEAK)运算放大器选型表
思瑞浦(3PEAK)高性能运算放大器,精密运算放大器:失调电压低至5uV,温漂低至0.008uV,支持双电源供电。低噪声运算放大器:噪声系数低至0.1μVpp/Hz,适用于低噪声系统应用。超低功耗运算放大器:功耗低至300nA,轨到轨输出,适用于电池供电产品。超低功耗比较器:功耗低至300nA。负载驱动电流25mA,适用于便携式设备。
产品型号
|
品类
|
Status
|
Rating
|
Package
|
Channel
|
Supply Voltage(Min)
|
Supply Voltage(Max)
|
Iq per channel (Max)(μA)
|
GBW (Typ) (MHz)
|
Slew Rate(Typ)(V/μs)
|
Rail-Rail In
|
Rail-Rail Out
|
Ishort(Typ) (mA)
|
Vos(Max)(mV)
|
Offset Drift(Typ)(μV/°C)
|
Ib(typ)(pA)
|
Vn (Typ) (nV/rtHz)
|
Peak Noise at 0.1 to 10Hz(μVpp)
|
Operating Temperature Range(°C)
|
LM2904A-VR
|
高压运算放大器
|
Production
|
Industrial
|
MSOP-8
|
2
|
3
|
36
|
200
|
0.9
|
0.5
|
No, to V- only
|
Yes
|
30
|
3
|
7
|
60
|
70
|
20
|
-40 to 125
|
选型表 - 思瑞浦 立即选型
【选型】可完全替代TI INA199的国产电流检测运算放大器,电流放大的强度更大、精度更高
某客户在设计研发一款智能插线板的时候,需要用到电流检测运算放大器检测母线上流过的电流,实现过载保护的功能。客户一开始选择了TI的INA199,各样功能都已完成。不过受国际疫情和晶圆短缺的影响,存在价格与交期等问题,所以急需一款可以实现PIN TO PIN的电流检测运算放大器来替代它。本文将推荐国产思瑞浦半导体的TP181来完全取代INA199。相关的技术参数对比如下图所示:
运算放大器静态功耗最低仅100nA,恒跃半导体授权世强硬创代理全线产品
恒跃半导体的运算放大器静态功耗最低仅100nA,支持1.4~5.5V的工作电压,温度范围覆盖-40~125℃。
OPA333/2333/4333 2μV VOS、0.02μV/°C、17μA、CMOS 运算放大器
描述- 本文介绍了华冠半导体公司生产的OPAx333系列CMOS运算放大器。该系列器件以其低失调电压、零点漂移、低噪声和低静态电流等特点著称,适用于多种应用场景,如电池供电仪器、医疗仪表、温度测量、手持测试设备和传感器应用等。
型号- OPAX333 系列,OPAX333,OPA2333MM/TR,OPA4333,OPA333M/TR,OPA4333M/TR,OPA4333 系列,OPA333,OPA333 系列,OPA333M7/TR,OPA333M5/TR,OPA2333 系列,OPA2333M/TR,OPA2333,OPA4333MT/TR
【经验】可用于I-V转换的精密、高速和对数运算放大器,满足光电采集、高阻抗传感器信号采集和光功率检测的要求
3PEAK(思瑞浦)的TP24xx系列运算放大器采用CMOS工艺生产、低Vos(<1mV)、严格的IB(<200pA MAX)测试,满足精密光电采集、高阻抗传感器高精度信号采集应用。模拟开关TPW3125具有高带宽(250MHz)、低Rdson(<5Ω)、低ON/OFF漏电流(<0.1uA MAX), 适合多量程测量应用。
JMA110S/D/Q 1μA, 轨至轨, CMOS 运算放大器
描述- JMA110S/D/Q系列是超低功耗、轨至轨CMOS运算放大器,适用于1.5V至5.5V供电电压,每个通道功耗仅为1μA。该系列具有低失调电压、低失调电流、高增益带宽积等特点,适用于穿戴式设备、烟雾报警器、运动检测装置等场景。
型号- JMA110D-M08,JMA110Q,JMA110S-A05A,JMA110S-A05B,JMA110Q-C14,JMA110D-D08,JMA110D,JMA110S-D05,JMA110,JMA110系列,JMA110Q-Q14,JMA110Q-S14,JMA110D-S08,JMA110S,JMA110S-X05,JMA110S-T05A,JMA110S-T05B
【选型】国产高速运算放大器TPH2501-CR用于电子烟,转换速率高达180V/μs
电子烟电路部分包括MCU、电源管理、锂电池、气压传感器、雾化器、运算放大器、功率放大管、显示模块等。其中运算放大器功能是将微弱的小信号放大为大信号给到MCU处理,本文给大家介绍一款国产的运放,它就是3PEAK的TPH2501-CR。
JMA105S/D/Q 500nA, 轨至轨, CMOS 运算放大器
描述- JMA105S/D/Q系列是超低功耗、轨至轨CMOS运算放大器,最低工作电压1.4V,每个通道功耗500nA。产品具有低失调电压、温漂和输入偏置电流,适用于穿戴式、独立式电池供电设备,如人体热释电传感设备、烟雾报警器、运动检测装置等。
型号- JMA105Q-C14,JMA105Q,JMA105S-X05,JMA105S,JMA105D-S08,JMA105D-M08,JMA105系列,JMA105D,JMA105Q-S14,JMA105S-A05B,JMA105S-A05A,JMA105S-T05A,JMA105Q-Q14,JMA105S-T05B,JMA105D-D08,JMA105S-D05,JMA105
WILLSEMI子公司授权世强硬创,代理低噪声/高精度/高压/高速运算放大器等
夷易半导体高精度运算放大器在相似的性能指标情况下,具有业界最优化的静态电流指标。
HOPAX340运算放大器
描述- HOPAx340系列运算放大器是一款低功耗、轨到轨输入和输出的通用型运算放大器。该系列具有宽带宽(11 MHz)、低噪声(8.3 nV/√Hz at 1kHz)和高斯勒特率(10.5 V/µs),适用于电池供电的各种应用,如音频输出、电机相电流检测、光电二极管放大、条形码扫描仪和白货等。
型号- HOPAX340,HOPA340,HOPA2340UA,HOPA4340,HOPA2340EA,HOPA4340UA,HOPA2340,HOPAX340 SERIES,HOPA340NA,HOPAX340 FAMILY
TP1511/TP1512/TP1514稳定的150-kHz、4μA、轨到轨运算放大器
描述- 该资料介绍了3PEAK公司的TP151x系列运算放大器。这些运算放大器具有低偏移电压、稳定的宽频响应、低功耗、低供电电压和轨到轨输入输出等特点。它们适用于各种电池供电的应用,如传感器调理、电池电流检测、红外温度计、数字秤、汽车无钥匙进入系统、收费亭标签、数据采集设备、便携式仪器等。
型号- TP151X,TP1512,TP1511,TP1511-TR,TP1512-SR,TP1514,TP1512-VR,TP1514-SR,TP1514-TR,TP1511-DF1R,TP151X FAMILY
HOPAX338运算放大器
描述- HOPAx338系列运算放大器是一款低功耗、轨到轨输入和输出的通用型运算放大器。该系列产品具有宽电源电压范围(1.8V至5.5V)、低静态电流(典型值750µA)、高带宽(11MHz)和极低噪声(10kHz处为8nV/√Hz),适用于各种电池供电应用,如音频输出、电机相电流检测、光电二极管放大、条形码扫描仪和白货等。
型号- HOPAX338 FAMILY,HOPA338NA,HOPA338,HOPAX338,HOPAX338 SERIES,HOPA2338
电子商城
现货市场
登录 | 立即注册
提交评论