400mA、高输出压摆率，纳芯微NSOPA240x系列破解旋转变压器之“难”

时间： 2024-06-25 来源：纳芯微电子公众号

随着市场对高精度、高性能电机控制技术的不断追求，旋转变压器作为其核心部件之一，其精确测量角度位置和转速的能力显得尤为重要。

然而，旋转变压器驱动电路的特殊要求一直是行业发展的技术瓶颈。为解决这一挑战，纳芯微近日发布了全新的NSOPA240x系列运算放大器，旨在简化电路设计并提高系统鲁棒性，为旋转变压器驱动应用带来创新性的解决方案。

旋转变压器作为一种电磁式传感器，可用来精确测量角度位置和转速，在工业电机控制、伺服器、机器人、电动和混动汽车中的动力系统单元中得到了广泛应用。特别是在电动车辆中，旋转变压器可以为电机控制算法提供精确且稳定的位置信息，这对于确保电动车辆在各种驾驶条件下的理想性能至关重要。通过其独特的工作原理，旋转变压器能够实时准确地反馈转子的角度和速度，使电动车辆的电机控制算法能够精确调整电流输出，实现平稳驾驶和即时响应。此外，旋转变压器具有耐高温、机制简单可靠、尺寸小巧和成本低廉等优势，使其能够适应电动车辆紧凑的设计需求，并降低整体成本。

在实际应用中，旋转变压器驱动电路的设计面临多重挑战。首先，需要满足高电流输出和高压摆率的要求，以确保为旋转变压器提供稳定的激励信号，其次，简化电路设计和提高系统鲁棒性也是工程师们面临的重要问题。此外，复杂的噪声环境和严格的安全性要求也给设计带来了更多困难。

纳芯微NSOPA240x大电流输出运算放大器产品凭借其卓越的高增益带宽和压摆率，以及连续高输出电流驱动功能，满足了旋转变压器初级线圈对低失真和差分高振幅激励的严格要求。更重要的是，NSOPA240x内部集成了热关断和过流保护，不仅优化了电路设计，也降低了系统成本，还显著提高了整体系统的可靠性和性能表现。

NSOPA240x产品系列的车规级别满足AEC-Q100 Grade 1的可靠性要求，可在-40~125℃的严苛环境下胜任工作。不同的通道版本以满足客户不同需求，对应单通道有TO252-5封装，双通道版本有HTSSOP14封装，如下表格所示

大电流输出能力

适应各类旋变原边线圈的驱动

输出电流能力和输出摆幅是衡量功率放大器驱动能力最重要的指标之一，负载电流与输出摆幅之间的关系直接决定在驱动运放上的耗散功率。旋转变压器的励磁原边线圈通常是有很低的DCR (直流电阻)，通常小于100Ω，因此需要有较强的电流输出能力才可以驱动线圈，最高至200mA。NSOPA240x设计为最高400mA持续输出电流能力，完全满足各类旋转变压器驱动要求。

高输出压摆率

保证原边线圈激励信号不失真

压摆率是反应运算放大器动态响应性能的重要性能指标之一，对于正弦信号不失真的最低要求如以下公式所示：

对于不同类型的旋转变压器的来说，对于激励信号的幅度和频率要求都有所不同。以7Vrms，10kHz的激励信号为例，根据上述公式的计算结果，保证不失真所需的最低压摆率为0.6 V/μs左右。NSOPA240x压摆率为5.5 V/μs,，可以满足旋转变压器驱动的大部分应用需求。

集成限流保护，过热保护

提高旋变系统的可靠性，降低复杂性和成本

对于选旋转变压器原边驱动端这种几百mA级别的功率级别，必须具有完善的保护措施，否则就会因为过热等原因对系统产生严重的威胁甚至烧毁。NSOPA240x集成了热关断的保护功能，当芯片结温超过173℃时，器件将被禁用，通过OTF/SH_DN状态指示热关断事件发生。为了防止反复触发，过温关断功能具有温度滞回，结温需要回落到155℃，器件才会被重新使能，OTF/SH_DN引脚状态也随之改变，指示热关断事件停止。

如下图所示，NSOPA240x可以提供客户系统级功能安全，可以同时指示短路到电源，短路到地。

除此之外，芯片中的每个运放都对PMOS(高侧)和NMOS(低侧)输出晶体管进行限流保护，因为过流可能发现在上管或者下管。且配备了两个专用引脚(如图中红框所示)，可用来区分上管过流或下管过流，分别对应短路到地和短路到供电电压的应用场景。当输出电流回到正常值时，将同步释放指示引脚，使系统轻松应对类似ISO16750标准中规定的短路测试场景。

发送到邮箱 |
+1 赞 0
收藏
评论 0
| 转发至：

本文由玉鹤甘茗转载自纳芯微电子公众号，原文标题为:400mA、高输出压摆率，纳芯微NSOPA240x系列破解旋转变压器之“难”，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。

全部评论（0）

暂无评论

【应用】国产类比半导体高精度电流检测放大器CSA240用于伺服驱动器，具有增强的PWM共模抑制能力

伺服驱动器的电流检测对精度要求很高。推荐类比半导体高精度电流检测放大器CSA240具有增强的PWM共模抑制能力，可以在宽共模电压范围-6至80V内精确的检测；供电电压2.7至5.5V，静态电流1.4mA。

2023-01-31 - 应用方案代理服务技术支持采购服务

【应用】同时支持单/双电源供电的轨对轨运算放大器用于激光测距模块，可将电源电流降低至75μA

在扫地机器人中会采用激光测距模块收集环境信息，激光测距方案采用激光收发对管和放大器/驱动器的组合实现信号的收发处理，在此应用中选用了款圣邦微（SGMICRO）的轨对轨运算放大器SGM8051，250MHz高速单通道运放。

2021-10-22 - 应用方案代理服务技术支持采购服务

国产高速运放SGM8061在低成本智能扫地机器人测距模块中的应用

智能路线规划机器人采用测距模块收集环境信息，包括激光、超声、红外等。激光测距方案采用激光收发对管和跨导放大器/驱动器的组合实现信号的收发处理，成本较高。本文给大家介绍一款国产圣邦微品牌的高速运放SGM8061，-3dB带宽500M，压摆率420V/us，可满足跨导放大器相同应用功能需求，适合高速激光信号处理，降低产品设计成本。

2019-03-31 - 应用方案代理服务技术支持采购服务

扬州国芯（Gcore）电源管理IC/运放/比较器/逻辑电路/音频电路/触摸IC选型指南

目录- AC-DC转换开关电源产品系列 DC-DC转换器产品系列线性稳压器产品系列音频功率放大器IC系列（AB类）运算放大器/比较器时基电路电话机电路触摸芯片专用电路 2018新品

型号- DS1302,LM386,XL1410,GC4054,GC4056,L4960,LM3915,LM3914,GC386,LMV358,NE556,NE555,GC2273,LV358,LM358S,KA7500,LM311,LTC4056,L293,L298,GC4560,TDA2030,FT232BL,LTC4054,GC2269,KA2284,GC2263,MX618,GC13700,U211B,LM78MXX,TL072,TDA2003,TDA2005,LM1084,LM1085,KA3843,KA3842,OB25XX,GC78MXX,GC6283,GC6282,LM258,GC9034,GC1302,GC4536,TL082,GC4538,TL084,GC1025A,GC8054,GC2907,LMV321,GC8128L,LM2907,GC4532,GC4535,HT4560,LM34119,KA2411,SC4001,LM358,GC4001,GC34119,L298N,OB2535,GC1410,OB2536,OB2538,GC2068,CD6283,SGM8054,TL062,CA3140,GC232BL,CD6282,OB2532,LM13700,LV321,LM324,GC518,APA2068,OB2263,SG3526,SG3524,SG3525,OB2269,MOS555,TS08,LM331,TS04,OP07C,OB2273,7555,TS01,74HC922,74HC923,AM1025,GC2284,MC34018

扬州国芯 - 选型指南代理服务技术支持采购服务

士模（CIMO）专注于高性能模拟信号链芯片的设计，旨在帮助工业，医疗，汽车等领域客户解决卡脖子难题。公司所有产品均采用全新架构正向设计，无任何专利风险，为产业落地提供了充分的保障，目前，高性能ADC/DAC产品线已经实现产品量产，实测性能指标在同类产品中处于领先地位。

数据转换器数模转换器模数转换器放大器精密ADC 高速ADC 精密DAC 高速DAC 运算放大器仪表放大器差分放大器基准源高精度基准源 LDO 全集成信号链芯片

代理服务线上商城技术资料

Pai8300E 5.0kVRMS 增强绝缘隔离放大器

描述- Pai8300E是一款高精度差分输入、差分输出隔离放大器，具备5kVRMS的电气隔离能力。该产品具有低输入失调和温漂、固定初始增益、低非线性度和温漂等特点，适用于工业电机控制、驱动器和隔离电源等领域。

型号- PAI8300E,PAI8300E-W5R

2023-07-11 - 荣湃半导体 - 数据手册 - Rev.0.5 代理服务技术支持采购服务

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。

2023-07-06 - 签约新闻代理服务技术支持采购服务

IND901 ±275V 高共模差分放大器

描述- IND901是一款高共模电压范围的精密差分放大器，具有±275V的输入共模电压范围和高达500V的共模或差分过载能力。它采用SOIC-8封装，适用于多种工业应用，如电机控制系统和高电压电池电压监测。

型号- IND901,IND902ASOIC8,IND901ASOIC8

20 March 2023 - 类比半导体 - 数据手册 - Rel 1.1 代理服务技术支持采购服务

LMV358x 5 V、轨到轨输入/输出、1.5 MHz运算放大器

描述- LMV358X系列是一款5V供电、具有轨对轨输入/输出和1.5MHz带宽的CMOS双运算放大器。该产品具有低偏移、低功耗和稳定的频率响应，适用于各种应用，如仪器、电机控制和工业控制。

型号- LMV358X,LMV358X-SO1R,LMV358X-VS1R,LMV358X SERIES,LMV358X FAMILY

2023-09-04 - 思瑞浦 - 数据手册 - Rev.A.0 代理服务技术支持采购服务

Pai8311E 5.0kVRMS 增强绝缘隔离放大器

描述- Pai8311E是一款高精度单端输入、差分输出隔离放大器，具有5kVRMS的电气隔离能力。它支持高压侧和低压侧3.3V到5V的供电，并具备系统级报警功能。该产品适用于工业电机控制和驱动器等应用。

型号- PAI8311E,PAI8311E-W5R

2023-08-20 - 荣湃半导体 - 数据手册 - 版本号 0.2 代理服务技术支持采购服务

LM2904A/LM2902A 36 V通用运算放大器，汽车应用认证

描述- 该资料介绍了3PEAK公司生产的LM2904A/LM2902A系列通用运算放大器。这些放大器具有高供电电压、低偏移、低功耗和稳定的频率响应等特点。它们采用了3PEAK专有的专利设计技术，实现了良好的交流性能，带宽为0.9 MHz，转换速率为0.5 V/μs。输入共模电压范围扩展到地电位，输出摆幅可达电源轨至地轨。适用于汽车、工业控制、电机控制和音频应用。

型号- LM2902A FAMILY,LM2904A-TS1R-S,LM2904A SERIES,LM2902A-SO2R-S,LM2904A-VS1R-S,LM2902A SERIES,LM2904A-SO1R-S,LM2904A FAMILY,LM2904A,LM2902A-TS2R-S,LM2902A

2023-06-01 - 思瑞浦 - 数据手册 - Rev.A.1 代理服务技术支持采购服务查看更多版本

【IC】尼得科新推支持AC伺服电机的“S-FLAGⅡ”系列AC伺服放大器，编码器分辨率为32bit，速度响应频率2.5kHz

日本电产三协株式会社推出了可支持AC伺服电机的AC伺服放大器“S-FLAGⅡ”系列产品。具有优异控制性的AC伺服电机作为需要高速且高精度定位控制的工业机械关键部件，是当今工业领域不可或缺的产品，被广泛应用于冲压设备、医疗器械等各种机器设备。

2023-04-06 - 新产品代理服务技术支持采购服务

【方案】低成本智能扫地机器人测距模块优选元器件方案

描述- 智能路线规划机器人采用测距模块收集环境信息，包括激光、超声、红外等。激光测距方案采用激光收发对管和跨导放大器/驱动器的组合实现信号的收发处理，成本较高。本方案通过采用圣邦微公司的低成本高速运算放大器、Silicon Labs公司的高性能MCU及EPC公司的高性能eGaN MOS管，在保证产品测试精度和可靠性的前提下，削减产品设计成本，提升产品市场竞争力。

型号- EPC2036,SGM7SZ08,SGM6607,SGM7SZ04,SGM8061,SGM41285,SGM80582,TSX-3225,SGM8743,EFM32PG,RX8010SJ,SGM2019,SGM4547

EPSON,EPC,SILICON LABS,SGMICRO - 优选器件方案 - V1.0