高壓運放可改善性能并縮減電路板空間

圖 4：PCB 保護環(huán)布局示例

高電壓 DAC 緩沖器

高電壓放大器的另一個用途是對較低壓的數(shù)模轉(zhuǎn)換器 (DAC) 進行緩沖。在測試設備中，有可能必需產(chǎn)生任意的高電壓以滿足多種應用的需要，而且在某些控制應用中，大電壓信號適用于驅(qū)動激光器、壓電組件和其他換能器或引導光束。如圖 5 所示，可以使用諸如 LTC6090 等高電壓放大器。在該例中，從一個 2.5V DAC 輸出產(chǎn)生了一個 140VP-P 電壓。

圖 5：高電壓 DAC 緩沖器

熱考慮

在 140V 的總電源電壓和 2.7mA 的典型靜態(tài)電流條件下，LTC6090 的功耗為 378mW。添加一個負載功耗就會超過 1W，因而優(yōu)良的熱設計成為需要的優(yōu)先考慮。SOIC 和 TSSOP 這兩種版本在封裝底部都具有一個裸露襯墊，該裸露襯墊在內(nèi)部連接至負電源軌 V–。封裝的熱阻與焊接至裸露襯墊的金屬量成正比，所以在實際條件允許的情況下最好是把裸露襯墊連接到一塊盡可能大的 PCB 金屬平面。在熱布局良好的情況下，SO 封裝的熱阻 ΘJA 為 33°C/W。當產(chǎn)生 1W 功耗時，芯片的結(jié)溫將上升至比環(huán)境溫度高 33°C。

一種重要的輸出停用 (OD) 功能可在結(jié)溫變得過高時關(guān)斷輸出級，以避免 LTC6090 超過 150°C 的結(jié)溫。這是通過把過熱引腳 (TFLAG) 連接至 OD 引腳來完成的。當芯片結(jié)溫達到 145°C 時，漏極開路 TFLAG 引腳將被拉至低電平。當結(jié)溫達到 140°C 時，5°C 的內(nèi)置遲滯將導致 TFLAG 引腳復位。將低電平有效的 OD 引腳拉至低電平 (相對于 COM 引腳)可關(guān)斷輸出級，這接著又把器件的靜態(tài)電流減低至 670μA。COM 引腳為 OD 和 TFLAG 引腳所公用，可提供 LTC6090 的低電壓控制。當 TFLAG和 OD 引腳連接在一起時，LTC6090 將在芯片結(jié)溫達到 145°C 時停用。請注意，這些引腳既可以浮置，也可以連接在一起。

一種附加的熱安全特性可在芯片結(jié)溫達到約 175°C 時關(guān)斷輸出級。7°C 的內(nèi)置遲滯可在芯片結(jié)溫回落至大約 168°C 時使輸出級接通。該特性旨在避免器件遭受災難性的熱故障。在高于其 150°C 的絕對最大結(jié)溫下運作 LTC6090 會降低其可靠性，應對這種做法加以阻止。

結(jié)論

諸如 LTC6090 等放大器既擁有高性能精準放大器的高性能規(guī)格指標，同時又可在采用 ±70V 電源時工作，因而簡化了高電壓精準設計。保護引腳實現(xiàn)了優(yōu)良的低漏電 PCB 設計，而 TFLAG、OD 和 COM 引腳則簡化了上佳的熱設計。LTC6090 與近期推出的 LTC2057 和 LT6016 相結(jié)合，可實現(xiàn)眾多超過 ±15V 的高電壓電路設計。LTC2057 具有 60V 操作、一個零漂移輸入級和低噪聲操作特性，以實現(xiàn)最佳的高精度和穩(wěn)定的 DC 性能。LT6015 / LT6016 / LT6017 是單 / 雙 / 四路運算放大器，具有 Over-the-Top® 輸入，其允許在輸入共模電壓高出負電源軌達 76V 的情況下正常運作，而不受電源電壓的影響。