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使用运算放大器驱动LED 照明中的注意事项

2022-01-19
来源:21IC中国电子网

  在晚上开车时, LED 车头灯能够照亮我们的前路。在幕后,帮助确保我的车头灯正常工作的是一个通常很小但很重要的设备——运算放大器(op amp)。在这篇文章中,我将介绍为外部照明应用选择运算放大器时要考虑的关键参数。

  在深入研究运算放大器之前,让我们总结一下 LED 照明的工作原理。LED 的电流是照明系统的主要考虑因素,因为它控制着光的亮度和强度。LED 实际上以高于 200Hz 的频率发出调制光——人眼将其平均化。

  由于 LED 电流控制光的亮度和强度,因此运算放大器通常用作电流检测器,以帮助控制进入 LED 的电流。脉宽调制 (PWM) 信号中的高电流峰值可能会超过 LED 的指定电流水平并对其寿命产生负面影响。

  要选择合适的运算放大器作为电流检测,它应该具备:

  · 低失调电压 (Vos) 可提高 LED 电流输出的精度

  · 低温度漂移,帮助系统在各种温度范围内实现恒定的亮度。

  · 如果运算放大器直接连接到 LED(而不是连接到缓冲器或晶体管),则具有高输出电流能力(在某些情况下)可驱动 LED。

  · 轨到轨功能可最大限度地提高信号输入和输出,并避免削波。

  由于成本在这些系统中始终是一个重要因素,因此 TI 提供了多种适用于外部照明应用的运算放大器,例如TLC2272A-Q1或TLV2372-Q1。

  TLC2272和TLC2274是来自德州仪器的双和四倍运算放大器。在单电源或分电源应用中,这两种设备都具有轨到轨输出性能,可增加动态范围。TLC227x系列提供了2 MHz的带宽和3 V/μs的旋转速率为高速应用程序。与现有的CMOS运算放大器相比,这些器件提供了相当的交流性能,同时具有更好的噪声、输入偏置电压和功耗。TLC227x的噪声电压为9 nV/√Hz,比竞争解决方案低两倍。

  TLC227x系列器件表现出高输入阻抗和低噪声,非常适合高阻抗源(如压电换能器)的小信号调理。由于微功耗水平,这些器件在手持监测和遥感应用中工作良好。此外,轨到轨输出特性,单或分路电源,使该系列在与模数转换器(adc)接口时成为一个很好的选择。对于精密应用,TLC227xA系列可提供950 μV的最大输入偏置电压。这一科在5v和±5v时具有充分的特征。

  TLC227x也在标准设计上对TLC27x进行了很大的升级。它们提供了更大的输出动态范围,更低的噪声电压和更低的输入偏置电压。这个增强的特性集允许它们在更广泛的应用程序中使用。

  ITLC227x设备温度等级:-40℃~ 125℃环境工作温度范围

  设备HBM ESD分级2级

  设备CDM ESD分级C6级

  输出摆动包括两个供应轨

  低噪音:9 nV/√Hz f = 1 kHz时的典型噪音

  低输入偏置电流:1 pA典型

  完全指定的单电源和分电源操作

  共模输入电压范围包括负轨

  高增益带宽:2.2 MHz典型

  高转换速率:3.6 V/μs典型

  低输入偏置电压950 μV在TA = 25°C时最大

  对于更高分辨率的需求,OPA365-Q1是另一种选择,因为它具有宽带宽、极低的失调和轨到轨输出 (RRO) 特性。

  OPAx365 零交叉系列轨至轨高性能 CMOS 运算放大器针对超低电压单电源应用进行了 优化。轨至轨输入或输出、低噪声 (4.5nV/√Hz) 和高速运行(50MHz 增益带宽)使得这些器件非常适合驱动采样模数转换器 (ADC)。应用 包括音频、信号调节和传感器放大。OPA365 系列运算放大器也非常适合手机功率放大器控制环路。

  特殊 特性, 包括出色的共模抑制比 (CMRR)、无输入级交叉失真、高输入阻抗和轨至轨输入和输出摆幅。输入共模范围同时包括正负电源。输出电压摆幅在电源轨的 10mV 以内。

  · 增益带宽:50MHz

  · 零交叉失真拓扑:

  · 出色的 THD+N:0.0004%

  · CMRR:100dB(最小值)

  · 轨至轨输入和输出

  · 输入超出电源轨 100mV

  · 低噪声:100kHz 时为 4.5nV/√Hz

  · 压摆率:25V/?s

  · 快速趋稳:0.3?s 至 0.01%

  由于太阳开始落山较早,当我们打开车头灯并驱车回家时,请不要忘记这些运算放大器。





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