2025 / 10 / 06
米兰·(milan)-如何利用OTT技术实现模拟前端的80V过压保护

【导读】于工业主动化、电力监控等繁杂情况中,模仿前端(AFE)的运算放年夜器时常需要直面一个严重挑战:输入电压瞬态逾越其供电电源轨。这类过压环境,即便连续时间短暂,也极易致使传统运放内部二极管导通,激发机能劣化甚至永世性毁坏。虽然可经由过程外部门立元件(如二极管、限流电阻)搭建掩护电路,但这类要领会引入泄电流、增长噪声与板面积,并不是最优解。本文将深切剖析一种更集成的解决方案——采用Over-The-Top(OTT)技能的放年夜器(如ADA4098-1/ADA4099-1),论述其怎样依附怪异内部布局,于不捐躯精度与简便性的条件下,提供高达80V的过压耐受能力。

于工业主动化、电力监控等繁杂情况中,模仿前端(AFE)的运算放年夜器时常需要直面一个严重挑战:输入电压瞬态逾越其供电电源轨。这类过压环境,即便连续时间短暂,也极易致使传统运放内部二极管导通,激发机能劣化甚至永世性毁坏。虽然可经由过程外部门立元件(如二极管、限流电阻)搭建掩护电路,但这类要领会引入泄电流、增长噪声与板面积,并不是最优解。本文将深切剖析一种更集成的解决方案——采用Over-The-Top(OTT)技能的放年夜器(如ADA4098-1/ADA4099-1),论述其怎样依附怪异内部布局,于不捐躯精度与简便性的条件下,提供高达80V的过压耐受能力。

OTT技能焦点:双输入级协同事情

OTT放年夜器的过人的地方于在其精良的双输入级架构。以ADA4098-1为例,其内部包罗两个互补的PNP晶体管输入级:

主差分输入级:卖力处置惩罚从负电源轨(-VS)到略低在正电源轨(约+VS - 1.25V)的正常事情旌旗灯号。

共基极输入级(OTT级):当输入共模电压靠近或者跨越+VS时,该级被激活,放年夜器进入“Over-The-Top”模式。

这类设计确保了不管输入旌旗灯号处在正常规模还有是遭受高压瞬变,放年夜器始终有响应的电路举行处置惩罚。当输入电压远超+VS时,OTT模式能使放年夜器输出饱及至+VS,同时内部电路能安全蒙受高达80V的差模或者70V的共模电压。一旦过压消散,放年夜器能刹时恢复线性事情,且直流精度不受影响。

如何利用OTT技术实现模拟前端的80V过压保护

图1. 内部布局的简化暗示(取自ADA4098-1)。

典型运用场景与设计要点

OTT放年夜器特别合适易呈现过压场景的旌旗灯号调度,例如:

高边电流检测:于机电驱动或者电源治理中,负载突变可能引起检测电阻两头电压刹时跨越运放供电轨。OTT放年夜器能有用抵御此打击。

4mA至20mA电流环吸收器:长线传输中可能感到高压浪涌,OTT特征可为吸收端提供内涵掩护。

传感器接口:接近动力线的传感器旌旗灯号可能串入高压噪声。

如何利用OTT技术实现模拟前端的80V过压保护

图2. 采用ADA4098-1的电流丈量示例。

于设计时需留意:

增益设置:凡是由外部反馈电阻收集决议,需选择适量精度(如1%)以减小输入偏置电流引起的偏差。

容性负载驱动:若需驱动较年夜容性负载,可于输出端串联小电阻(如50Ω)以加强不变性。

关断模式:ADA4098-1提供SHDN引脚,关断后输出呈高阻态,但OTT掩护功效依然有用。

结论:集成化掩护晋升体系靠得住性

面临工业情况中的过压危害,Over-The-Top放年夜器提供了一种高度集成、鲁棒性强的掩护方案。它经由过程内部双输入级智能切换,省去了繁杂的外部掩护电路,不仅节省了PCB空间,更防止了引入分外泄电流及噪声,同时确保了旌旗灯号链的丈量精度与持久靠得住性。对于在寻求高稳健性的工业AFE设计而言,ADA4098-1与ADA4099-1等OTT放年夜器是实现过压掩护的抱负选择。

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