電路板空間和輸出晶體管偏置方面帶來(lái)哪些挑戰(zhàn)

通常，在定義一種新器件以達(dá)到嚴(yán)格的汽車標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，我們的團(tuán)隊(duì)會(huì)看其它需要相同功能的系統(tǒng)，并且我們會(huì)設(shè)計(jì)跨所有這些應(yīng)用的器件。這正是我們的團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)新型ALM2402（專為汽車應(yīng)用設(shè)計(jì)的雙大電流運(yùn)算放大器（運(yùn)放））時(shí)發(fā)生的情況。

在定義ALM2402時(shí)，我們意識(shí)到許多汽車和工業(yè)系統(tǒng)均需要一種可驅(qū)動(dòng)大電流電容性或電感性負(fù)載的運(yùn)放。

在過(guò)去，常要求設(shè)計(jì)人員用分立組件來(lái)滿足這種需要。要用分立組件設(shè)計(jì)一種簡(jiǎn)單的大電流放大器，您需要放大器、雙極結(jié)型晶體管（BJT）和二極管。圖1所示就是這樣的一個(gè)范例，通常用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用。該實(shí)施方案可驅(qū)動(dòng)解析器（用來(lái)測(cè)量電機(jī)軸旋轉(zhuǎn)角度）的勵(lì)磁線圈。您可在許多汽車和工業(yè)應(yīng)用中找到放大器設(shè)計(jì)（如驅(qū)動(dòng)電感性負(fù)載）。這種典型的解決方案會(huì)在電路板空間和輸出晶體管偏置方面給設(shè)計(jì)人員帶來(lái)挑戰(zhàn)。

此外，還需提供附加電路以實(shí)現(xiàn)過(guò)電流保護(hù)功能，這增加了分立實(shí)施方案的空間挑戰(zhàn)。沒(méi)有過(guò)電流保護(hù)功能，該系統(tǒng)會(huì)變“啞”。如果沒(méi)有任何保護(hù)功能，還將繼續(xù)燒毀電源。

圖1：驅(qū)動(dòng)勵(lì)磁線圈的分立實(shí)施方案

為了比較，讓我們看看圖2所示用于驅(qū)動(dòng)勵(lì)磁線圈的ALM2402實(shí)施方案。很簡(jiǎn)單，對(duì)不對(duì)？無(wú)需外部晶體管的偏置，ALM2402最多可驅(qū)動(dòng)400mA的電流通過(guò)每個(gè)通道。該電路體積很小，置于3mm × 3mm DRR封裝中，使設(shè)計(jì)人員能最大限度地減少他們的整體解決方案尺寸。

圖2：采用ALM2402-Q1的勵(lì)磁線圈驅(qū)動(dòng)器

在大電流驅(qū)動(dòng)應(yīng)用中，保護(hù)功能是關(guān)鍵要求。ALM2402集成了多種系統(tǒng)保護(hù)功能，包括以下列項(xiàng)：

集成過(guò)電流保護(hù)功能

輸出對(duì)電池短路功能，適用情況：當(dāng)串聯(lián)二極管從電池連接到器件的供電引腳時(shí)。過(guò)溫保護(hù)功能，可關(guān)斷器件，適用情況：當(dāng)布局出錯(cuò)或系統(tǒng)中的環(huán)境溫度超過(guò)規(guī)定時(shí)。

此外，該器件的標(biāo)記引腳有一種便利功能，具備多種用途。當(dāng)過(guò)溫事件發(fā)生時(shí)，標(biāo)記志引腳變?yōu)榈碗娖?，從而允許用戶設(shè)計(jì)反饋機(jī)制以關(guān)閉系統(tǒng)。這些還可從外部下拉標(biāo)記引腳以關(guān)閉運(yùn)放，使運(yùn)放進(jìn)入睡眠模式，消耗很少的電流。對(duì)功耗至關(guān)重要的電池應(yīng)用而言，該功能非常有用。

作為一種大電流運(yùn)算放大器，ALM2402除適用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和LED驅(qū)動(dòng)應(yīng)用外，對(duì)許多其它應(yīng)用而言可能也非常有用。在以后的博文中，筆者還將討論可用ALM2402來(lái)實(shí)施的其它應(yīng)用。