3,3 V DAC-Ausgang mit 50 V Verstärkung

artelse

2013-05-04 02:22:35 UTC

view on stackexchange narkive permalink

Ich habe mit DAC 3,3 V schmale Rechteckimpulse erzeugt, die ich auf 50 VDC verstärken muss. Zu diesem Zweck funktioniert ein OPA551-Operationsverstärker mit einfacher Versorgung einwandfrei, aber sein Ruhestrom von ~ 7 mA bei 50 V verbraucht zu viel Strom.

Ich hatte gehofft, einen LT1013 bei 44 V (Kompromiss) und 0,5 mA Iq zu verwenden, aber er scheint nur zur negativen Schiene zu schwingen.

Da Hochspannungs-Einzelversorgungs-Operationsverstärker schwer zu finden und teuer sind, sollte ich einen Transistor oder eine FET-Verstärkerschaltung verwenden, um die 3,3-V-Impulse zu verstärken? Irgendwelche Vorschläge, wie dies erreicht werden kann? Oder andere Designideen?

Update: Weitere Details zur Schaltung nach Bedarf. Es ist batteriebetrieben, die 50V werden von einem DC-DC-Wandler erzeugt, sind stabil und funktionieren einwandfrei mit dem OPA551. Die Pulsfrequenz beträgt 1 kHz und ist 50 µS breit. Der erforderliche Ausgangsstrom überschreitet 10-15 mA nicht. Der OPA551 passte neben dem Stromverbrauch gut. Das heißt, ich möchte aufgrund des Batteriebetriebs so viel Strom wie möglich sparen.

Und tatsächlich hatte der LT1013 als Low-Power-Verstärker auch Probleme mit der Anstiegsgeschwindigkeit.

Sie arbeiten mit 50-V-Swings, aber 7 mA sind zu viel Strom vom Verstärker? 50V: aber wie hoch ist die Last? Über welche Impedanz müssen 50 V erzeugt werden?

Welche Genauigkeit hat der DAC? Welche Genauigkeit benötigen Sie für den 50-V-Ausgang? Bei welcher Frequenz liegen die Impulse? Achten Sie bei Schwachstrom-Operationsverstärkern auf Einschränkungen der Anstiegsgeschwindigkeit.

... Wie breit sind die Impulse? Welche Wiedergabetreue erwarten Sie am Ausgang? Was ist für Sie in dieser Anwendung vor allem ein angemessenes Strombudget?

Denken Sie auch nicht, dass Sie unbedingt einen Operationsverstärker verwenden, dessen Datenblatt besagt, dass es sich um einen Einzelversorgungsbetrieb handelt. Jeder Operationsverstärker kann mit der entsprechenden Sorgfalt an einer einzigen Versorgung verwendet werden, z. B. beim Erzeugen einer stabilen V / 2-Referenz, die versucht, ein gutes PSRR zu erhalten. Ich denke, dass der Hauptunterschied bei einem Verstärker, der "für den einmaligen Gebrauch" bestimmt ist, darin besteht, dass sich sein Gleichtaktbereich in der Nähe oder an der negativen Schiene gut verhält. Ein Dual-Supply-Verstärker, der nur innerhalb von 2 V der negativen Schiene liegen kann, verursacht offensichtlich Schwierigkeiten bei einigen Einzelversorgungsanwendungen.

Ich gehe davon aus, dass Sie eine Stromversorgung haben, die zwischen 54 V und 60 V liegt - was sind die Verluste bei der Erzeugung - ist sie geregelt - was sind die Verluste im Regler? Wenn dies nicht geregelt ist, besteht die Gefahr, dass Sie entweder keine 50 Vpk produzieren oder die OP551 max-Schienen mit Wechselstromversorgungsschwankungen überschreiten

Was sind akzeptable Anstiegs- und Abfallzeiten? (Zum Beispiel gemessen bei 10% und 90% Spannung)

Wenn Sie die angeforderten Details nicht angeben möchten - * alle * -, muss die Frage als "keine echte Frage" geschlossen werden.

In Bezug auf die Fragen zu Genauigkeit, Anstiegs- und Abfallzeiten, DAC, denke ich nicht, dass diese für die Anwendung kritisch sind. Das heißt, eine gewisse Verzerrung ist zulässig. @DaveTweed Dies ist mein erster Beitrag hier. Gebe ich genügend Details an?

Nein noch nicht. Zum Beispiel verwenden Sie einen "DAC", um die Impulse zu erzeugen, was bedeutet, dass Sie eine gewisse Kontrolle über ihre Amplitude haben möchten. Wie genau muss das sein? Und wenn die anderen Parameter für Sie nicht kritisch sind, müssen Sie dies mit einigen Zahlen angeben. Wäre es in Ordnung, wenn die Anstiegszeit bei einem Puls von 50 us 20-30 us betragen würde? Wäre es in Ordnung, einen Niederspannungsverstärker zu verwenden, der einen Transformator ansteuert, um die Ausgangsspannung zu erhöhen?

Ok, ich verstehe, habe nicht an diese 'Extreme' gedacht. Die erzeugten Impulse müssen innerhalb weniger µs eine Anstiegs- und Abfallzeit haben. Sie müssen ziemlich scharfe Nadeln mit einem Arbeitszyklus von 1:20 und einer variierenden Amplitude von 0 bis 50 V sein. Aufgrund dieser Anforderungen wäre ein Transformator keine Lösung für diese Anwendung. Hoffe das klärt es ein bisschen mehr!

Möchten Sie die Spannung des Impulses steuern? Wenn ja, wie genau müssen Sie sein? Wenn nicht, wenn Sie nur die volle Versorgungsspannung schwingen möchten, ist dies eine viel einfachere Spezifikation.

Ja, der DAC erzeugt Impulse mit variierender Spannung.

Wie genau muss die Spannung sein? Wie viele Bits hat Ihr DAC?

7 Bit, also ziemlich grobe Auflösung, aber ausreichend. Können Sie erläutern, warum dies wichtig ist?

Präzision beeinflusst das Design des restlichen Systems.

Wäre es ausreichend, ein kontinuierliches analoges Signal zur Darstellung der Spitzenspannung und ein separates digitales Signal zur Auslösung der Impulse zu haben?

Die Schaltung multiplext eine Reihe von Aktuatoren, die spannungsgesteuert sind (daher die vom DAC erzeugten Impulse). Ich generiere also eine Impulsfolge, bei der die Aktuatoren zeitlich geschaltet werden.

Kann die Betriebslast von der Erde isoliert werden, d. H. In keiner Weise mit der Erdungsreferenz der Erzeugungsschaltung verbunden werden? Oder muss direkt oder indirekt auf denselben Grund verwiesen werden?

@AnindoGhosh Load kann isoliert werden, solange ich die gewünschte Potentialdifferenz erhalte.

Was ist die Batteriespannung?

3V Lithiumzelle.