Tại sao các đầu vào của mạch CC op-amp này cần kẹp?

Tôi đang nghiên cứu mạch điện không đổi của Bộ cấp nguồn DC HP E3610A. Tôi đang xây dựng một nguồn cung cấp cấu trúc liên kết tương tự bằng cách sử dụng các thành phần gắn trên bề mặt và LF442 không có sẵn trong gói SOIC-8. Vì vậy, tôi cần phải xác định lại op-amp này, điều này thực sự được hoan nghênh vì việc truy cập lại bài tập thiết kế đầy đủ là một nửa lý do tôi bắt đầu dự án :).

(Bấm để phóng to. Bản gốc ở đây trên trang thứ 3 đến cuối cùng và chứa các giá trị thành phần cho những dấu được đánh dấu hoa thị.)

Bộ khuếch đại lỗi hiện tại là khối ở giữa bên phải. Lưu ý hai điốt kẹp trên các đầu vào op amp (1/2 LF442).

Tôi đang tự hỏi tại sao op amp này sẽ cần điốt kẹp đầu vào ?

• Đầu vào không đảo ngược đi xuống đất (cung cấp 0V wrt + 12 / -12, S + trong sơ đồ này)
• Đầu vào đảo ngược đi đến điểm tổng sẽ ở 0V khi đầu ra hiện tại bằng với điểm đặt dòng không đổi (CC) không đổi.
• Điểm tổng là một dải phân cách điện trở 20/1 được hình thành bởi R24 (50K) và R23 (2.5K). R24 nhận điện áp điểm đặt, 0 đến -6V trên đỉnh và R23 nhận 0 đến 0,3V từ điện trở cảm giác dòng 0R1 ở phía dưới. Trường hợp xấu nhất (điểm đặt tối đa, dòng thực tế bằng không) dẫn đến -0.3V được áp dụng cho thiết bị đầu cuối đảo ngược.
• Phản hồi tụ C12 là 180pF.
• Vì vậy, tôi cho rằng các điện áp này dường như không trở nên quá điên rồ và tôi không thấy bất kỳ nguồn nào cho các quá độ bạo lực khi khởi động hoặc tắt máy. C12 có thể bị tính phí lên tới +/- 12V, vì vậy có lẽ đó là một cái gì đó.
• LF442 có xếp hạng Điện áp đầu vào khác biệt là +/- 30V, mà tôi nghĩ sẽ có nhiều cho mục đích bảo vệ đầu vào.

Vì vậy, tôi không thấy lý do tại sao các điốt kẹp sẽ cần thiết. Tôi cho rằng tôi có xu hướng nghĩ rằng nó sẽ cải thiện thời gian phản hồi khi vào và ra khỏi chế độ CC bằng cách nào đó hơn là để bảo vệ các đầu vào op-amp.

Bất cứ ai có thể giúp tôi hiểu tại sao các nhà thiết kế có thể đã đặt chúng ở đó?

Trong chế độ tín hiệu nhỏ (dòng trong đặc điểm kỹ thuật với dòng điện khác nhau) U4B đang hoạt động như một bộ tích hợp. Thật thú vị, U4A (nửa còn lại của bộ khuếch đại, cung cấp tham chiếu thiết lập hiện tại) không có điốt như vậy trên các đầu vào của nó.

Hai lý do chính cho điốt trên một đầu vào là:

1. Ngăn chặn điện áp chế độ vi sai đầu vào bị vi phạm

2. Đảm bảo vòng lặp có thể đáp ứng nhanh chóng.

Như tôi có thể thấy không có cơ chế nào mà điện áp chế độ vi sai đầu vào có thể bị vi phạm, lý do khác (như bạn nghi ngờ) là thủ phạm có khả năng.

Việc kiểm tra đáp ứng tín hiệu nhỏ và tín hiệu lớn (nghĩa là trong giới hạn tốc độ xoay) là thông tin:

Lưu ý rằng trục thời gian cho tín hiệu nhỏ và tín hiệu lớn là một thứ tự cường độ khác nhau (0,5$\mu$s cho tín hiệu nhỏ, 10$\mu$s cho tín hiệu lớn). Phải thừa nhận rằng trục điện áp cũng nhỏ hơn nhiều đối với đáp ứng tín hiệu nhỏ, nhưng đây là loại phản ứng mà chúng ta muốn thấy.

Để bộ tích hợp duy trì phản hồi thích hợp (và hoàn toàn có thể duy trì ổn định, mặc dù tôi chưa xem xét kỹ về điều đó. Sự ổn định hoặc thiếu của bộ tích hợp đã gây ra nhiều ngày kéo tóc) khi nó ở chế độ tín hiệu nhỏ (và đặc biệt hơn, khi vào và thoát khỏi chế độ tín hiệu nhỏ) chúng tôi không muốn các đầu vào lệch rất nhiều với nhau để đáp ứng vòng lặp chiếm ưu thế được đặt bởi C12.

Tôi không thể thấy bất kỳ lý do nào khác cho điốt (mặc dù điều đó không có nghĩa là lý do khác không tồn tại ).

[Cập nhật]

Vì nguồn cung cấp chỉ có thể được đặt ở chế độ dòng không đổi mà không có tải (xem trang 5 của tài liệu hướng dẫn), nên quá trình chuyển đổi chúng ta có thể thấy là từ dòng không đổi sang chế độ điện áp không đổi.

Khi đầu ra của nguồn cung cấp vượt quá điện áp tối đa được lập trình, U1 sẽ tham gia và điều khiển vòng lặp và điều này thực sự (có hiệu quả) loại bỏ U4B khỏi vòng điều khiển thông qua hoạt động của cổng OR tương tự CR4 và CR5.

Khi điều này xảy ra, sẽ có các quá độ ở đầu ra U4B, có thể dễ dàng làm mất ổn định bộ tích hợp. Bất kỳ nhiễu loạn nào cũng sẽ phản hồi nhưng sẽ bị kẹp bởi các điốt rơi xuống xung quanh Vout (nơi gắn R22 và R23), điều này ngăn chặn các nhiễu đầu ra nghiêm trọng ảnh hưởng đến hiệu suất của bộ khuếch đại lỗi điện áp.

Các điốt bảo vệ op-amp khỏi quá điện áp có thể xảy ra trên đầu ra của PSU (Tôi có thể thực hiện một số "điều xấu" kết nối nguồn cung cấp với mạch đang được thử nghiệm). Nó được kết nối trực tiếp với đầu ra bởi R23, R27, R34.

Điều này có thể hữu ích: http://www.analog.com/l Library / ananDialogue / archives / 49-10 / esd-diodes.html