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运算放大器如何利用空闲运放产生负电源介绍

返回列表来源:壹芯微 发布日期 2022-11-30 浏览:-

对于需要较低供电电流(100mA 或更小)并且包含一个空闲运放的系统,可以利用图 1 所示电路从不稳定的正电压和负电压产生稳定的正电压和负电压。运算放大器可以利用它产生的电源(这里为±5V)为其自身供电。图 2 所示为上电响应,无论哪一路非稳压电源先上电,系统均可保证稳定工作。
411.png

图 1. 该电路从不稳定的±输入电压产生稳定的±电压
412.png

图 2. 图 1 所示电路的上电响应

CH1 = 稳定的 -5V 输出

CH2 = 负电源电压

CH3 = 稳定的+5V 输出

CH4 = 正电源电压

通过控制 Q1 的基极驱动,运算放大器能够保持其反相输入的平衡,确保 VN = -VP(R3/R1)。在 OP1 接管之前由电阻 R5 为 Q1 提供初始基极电流,此时,OP1、Q1 和 R1、R3、R4、R5 组成一个负反馈网络,用于调整 VN 到 -VP(R3/R1):

VOP1+ = VOP1-

VOP1+ = 0V

叠加后:

VOP1-' = VP(R3/(R3+R1)

VOP1-'' = (VN(R1/(R1+R3)

VOP1- = VOP1-' + VOP1-''

VOP1- = VP(R3/(R3+R1)) + VN(R1/(R1+R3))

VN = -VP(R3/(R3+R1))((R1+R3)/R1)

因此:VN = -VP(R3/R1)

也可以表示为:

IR1 = VP/R1

因此:VN = -IR1 × R3 = (-VP/R1)R3

不稳定的负电源所允许的电压范围为:-6V 至 -24V。对于更宽的输入电源范围,可以使用增益更高的晶体管替代 Q1 或者是阻值较小的 R4 和 R5。VN 可提供最高 100mA 的输出电流而且没有失真,但 VP 受限于 IC1 基准,最大电流为 30mA,该电流下 VP 比标称值降低约 0.3V (需要较大的正负载电流时,可以选择其它正向稳压源)。

图中所示的运算放大器的 IBIAS 忽略不计,为了降低其它运算放大器的 IBIAS 误差,R2 应等于 R1||R3。

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