迅维网

标题: 运算放大器+场管的工作原理 [打印本页]

作者: ivwsit 时间: 2016-3-4 23:10
标题: 运算放大器+场管的工作原理

运算放大器+场管的工作原理

运算放大器和场管的工作原理图.JPG

登录/注册后看高清大图

今晚徐总给我们布置的作业，这帖子是新手小白写的，高手飘过请指教

运算放大器加场管的工作原理如下：

1、在运算放大器U21的8脚、MN21的D极分别有12V和1.2V供电，还有由精密稳压器L431稳压后出来的2.5V参考电压的情况下；

2、 2.5V参考电压经过R302的15K和R303的10K两个电阻分压后得到REF_1.0V电压；

3、 1.0V的电压从U21的3脚正向输入端输入，此时3脚有1V的电压，2脚的电压是0V，由于正向输入端3脚的电压大于反向输入端的电压，所以U21的1脚也输出1V左右的电压；

4、 U21的1脚与MN21的G极相连，此时MN21开始导通，在R322电阻上拉的作用下MN21的G极电压慢慢的升高，MN21的S极的电压也跟着慢慢升高，此时S极的电压经过电容EC42滤波后一路给桥供电，另一路经过R310的1.1K电阻到358的2脚进入反向输入端；

5、 U21通过内部和3脚进行电压比较，如果3脚电压比2脚电压高，那么1脚继续输出高电平，经过反馈如果2脚的电压比3脚电压高，那么U21停止1脚输出高电平，此时MN21的G极电压慢慢降低，S极的电压也跟着慢慢降低，这时U21的2脚电压也会慢慢降低，当低于3脚的电压时1脚就会输出高电平从而使MN21导通。

6、就这样通过U21的正反向输入端的电压进行比较使MN21输出的电压始终维持在1.0V~1.2V之间向桥提供源源不断的电压从而保证芯片组稳定的工作。

补充内容 (2016-3-7 23:37):
因为这是一份作业，而我也是个小小白难免会有错误！经过徐老师检查后指出第3点U21的1脚不是马上有1V的电压的，1脚的电压是慢慢升高的，MN21的G极的电压也是慢慢升高！在这里多谢徐老师的指正！

作者: ivwsit 时间: 2016-3-4 23:10
自己沙发。。自己顶下。。。

作者: wangniuliu 时间: 2016-3-4 23:44
重新巩固了一下电路知识，还是不错

作者: kavdfj 时间: 2016-3-5 01:45
不明白场管G极为何缓慢变化

作者: 罗国培 时间: 2016-3-5 04:18
复习了一下，加强了记忆

作者: neco 时间: 2016-3-5 06:53

kavdfj 发表于 2016-3-5 01:45
不明白场管G极为何缓慢变化

这与电压放大比较器内部自带三级管组合门电路导通和截止状态变化所需延时时间值有关系

作者: ivwsit 时间: 2016-3-5 12:01

neco 发表于 2016-3-5 06:53
这与电压放大比较器内部自带三级管组合门电路导通和截止状态变化所需延时时间值有关系

原来内部还有个三极管的啊多谢NECO指教那跟上拉电阻有关系吗？

作者: ivwsit 时间: 2016-3-5 12:04
以后徐总布置的作业我发上到坛子上供大家学习研究{:2_32:}

作者: 风神一笑 时间: 2016-3-5 12:42

这图纸不是上次我发得吗那次我还不懂去算。，，，。

作者: ivwsit 时间: 2016-3-5 12:48

风神一笑发表于 2016-3-5 12:42
这图纸不是上次我发得吗那次我还不懂去算。，，，。

风神姐姐好！这是徐总昨晚布置的作业{:2_32:}

作者: ivwsit 时间: 2016-3-5 12:51

风神一笑发表于 2016-3-5 12:42
这图纸不是上次我发得吗那次我还不懂去算。，，，。

风神姐姐说的上次。。。N年前？现在风神姐姐技术一流咯还是版主呢！什么时候能像你这样要N年后吧

作者: 年轻贵在拼搏， 时间: 2016-3-5 13:02

好，50期我看你行！

作者: laoshu3149 时间: 2016-3-5 13:06
好基础知识很重要啊

作者: ivwsit 时间: 2016-3-5 13:08

年轻贵在拼搏，发表于 2016-3-5 13:02
好，50期我看你行！

行不行现在还不知道。。。时序才是最头疼的！

作者: xinzhew 时间: 2016-3-5 14:01
名师出高徒！讲的明白透彻，学的不错！

作者: xu641781400 时间: 2016-3-5 14:13
学习学习下，多谢分享

作者: spaul 时间: 2016-3-5 16:45

学习学习下，多谢分享

作者: ivwsit 时间: 2016-3-5 16:54

spaul 发表于 2016-3-5 16:45
学习学习下，多谢分享

不要灌水兄弟。。。。。

作者: 风神一笑 时间: 2016-3-5 17:44

ivwsit 发表于 2016-3-5 13:08
行不行现在还不知道。。。时序才是最头疼的！

掌握好上电时序就可以了
加油让徐老师给个组长当当
我从没背过时序。。。。
我是倒着来检查得

我要气死老师

作者: ivwsit 时间: 2016-3-6 21:52

风神一笑发表于 2016-3-5 17:44
掌握好上电时序就可以了
加油让徐老师给个组长当当
我从没背过时序。。。。

风神姐姐还能把时序倒过来啊。。。厉害啊！！

作者: 110警察 时间: 2016-3-7 09:41
本帖最后由 110警察于 2016-3-7 09:43 编辑

问一下12伏电压经电阻322后是缓慢升高的还是马上升高的？我只知道这个电阻在这里起钳卫的作用，限制电流流过，你图上左边应该是2.5吧，你上面写的是25

作者: 风神一笑 时间: 2016-3-7 10:10

ivwsit 发表于 2016-3-6 21:52
风神姐姐还能把时序倒过来啊。。。厉害啊！！

{:3_54:}我修主板都是时序倒过来检测得。。。

作者: neco 时间: 2016-3-7 11:44

ivwsit 发表于 2016-3-5 12:01
原来内部还有个三极管的啊多谢NECO指教那跟上拉电阻有关系吗？

有一定关系，上啦电阻内部阻值越大，MN21G极电压升高速度就越慢，但G级导通电压不会升到12V左右。

作者: neco 时间: 2016-3-7 11:51

110警察发表于 2016-3-7 09:41
问一下12伏电压经电阻322后是缓慢升高的还是马上升高的？我只知道这个电阻在这里起钳卫的作用，限制电流流 ...

是缓慢上升的，如果考虑到电阻本身内部压降的话，马上升高的话，除非是R322本身内部阻值变小短路。

作者: neco 时间: 2016-3-7 11:55

110警察发表于 2016-3-7 09:41
问一下12伏电压经电阻322后是缓慢升高的还是马上升高的？我只知道这个电阻在这里起钳卫的作用，限制电流流 ...

这里2.5V就是基准电压。

作者: neco 时间: 2016-3-7 11:58

110警察发表于 2016-3-7 09:41
问一下12伏电压经电阻322后是缓慢升高的还是马上升高的？我只知道这个电阻在这里起钳卫的作用，限制电流流 ...

马上升高的话，容易引起MN21 MOS管瞬间达到饱和导通状态，时间久了容易引起烧本身。

作者: ivwsit 时间: 2016-3-7 23:41

neco 发表于 2016-3-7 11:58
马上升高的话，容易引起MN21 MOS管瞬间达到饱和导通状态，时间久了容易引起烧本身。

嗯嗯。。。多谢NECO我更加了解这个电路的工作原理！

作者: yinghaocd 时间: 2016-3-8 00:33

kavdfj 发表于 2016-3-5 01:45
不明白场管G极为何缓慢变化

我也认为这不是缓慢变化的,想要缓慢变化的效果一般是加个阻值大的电阻,并且电阻之后必须有一个电容吸收升高的电压来缓冲.而上面电路明显不符合这种条件.

作者: w25975 时间: 2016-3-8 09:06
也复习一下基础很重要

作者: yinghaocd 时间: 2016-3-8 10:50
G极电压可不是1V,那里有个12V的上拉电压,在U21第2脚电压高于3脚REF的时候1脚截止,12V电压马上把G极电压上拉到12V,而当2脚高于3脚的时候1脚则把这个12V上拉电压拉低,大家认为是不是这样.

作者: e75xiuli 时间: 2016-3-8 11:33
本帖最后由 e75xiuli 于 2016-3-8 11:44 编辑

楼主要结合 mos管子的开启电压什么可变电阻区什么恒流区以及结合输入输出的电容不能瞬变特性才可以把这个运放加mos 说清楚

作者: neco 时间: 2016-3-8 12:22

yinghaocd 发表于 2016-3-8 10:50
G极电压可不是1V,那里有个12V的上拉电压,在U21第2脚电压高于3脚REF的时候1脚截止,12V电压马上把G极电压上拉 ...

G极电压在这里推测正常是6到7V之间，当处于1V左右时候，MN21是不会完全开启导通输出桥供电的，U21第2脚电压高于3脚REF的时候1脚相连的R322电阻将会失去对12V电压上啦作用，即G级工作电压不会上升，1脚内电路处在接地啦低状态，G级电压通过相连滤波电容接地出现缓慢下降情况，相反当2脚低于3脚时候，这里1脚相连的R322电阻将会起到上啦限流作用，这里G级电压上升所需时间与R322本身内部阻值大小和MOS本身开启导通电压有关系。

作者: neco 时间: 2016-3-8 12:30

110警察发表于 2016-3-7 09:41
问一下12伏电压经电阻322后是缓慢升高的还是马上升高的？我只知道这个电阻在这里起钳卫的作用，限制电流流 ...

电阻在这里也起到当2脚的电压比3脚电压高，1脚停止输出高电平时候阻碍防止12V电压直接流入MN21 G级工作误导通这个MOS管作用。

作者: 金丝楠木 时间: 2016-3-8 12:44
本帖最后由金丝楠木于 2016-3-8 12:45 编辑

运算放大器就是两输入端有电压差就会有输出。正常工作常态时，因为3脚REF为1.0V，所以2脚也为1.0V,运放不考虑输入端电流，所以2脚电压理想化为R310、R304分压而来，可由公式算出S极电压。不过有两个个疑惑：1. 一通电12V 由R322不是直接加到G极了吗？运放1脚是怎么影响到G极电压为慢慢上升的？ 2. 假如U21A坏掉了，比如1脚开路，那场管G极不是直接加上12V电压了，那D-S是不是直接导通了，不受控了？在这例子里D 1.2V 转为S 1.1 V 相差还不大。如果是5V转为1.1V那种，那5V电压直接由S极输出，会不会损坏后面的电路？

作者: yinghaocd 时间: 2016-3-8 12:51

neco 发表于 2016-3-8 12:22
G极电压在这里推测正常是6到7V之间，当处于1V左右时候，MN21是不会完全开启导通输出桥供电的，U21第2脚电 ...

我认为G极电压是瞬间升高的,这电路和PWM电路其实没有本质的区别.看看PWM上管G极波形就明白了,瞬间导通,反馈电压到了之后马上截止,PWM电路一秒钟通断次数一般是几百K.只不过PWM波形比较有规律,这种比较器控制的的波形比较杂乱而已,但肯定不缓慢,一秒钟通断几千几万次.

作者: 金丝楠木 时间: 2016-3-8 13:39
按我的分析，应该是马上升高的。一是12V电压经R322上拉直接加到G级，DS导通，二是U2A 1脚不分分流G级电流，反而是输出电流，加速G级电压上升，原因是加电时U2A +输入端有电压，-输入端电压为0V，U2A 1脚为正输出电压，加速G级电压到位，DS加速导通。

作者: neco 时间: 2016-3-8 14:00

金丝楠木发表于 2016-3-8 12:44
运算放大器就是两输入端有电压差就会有输出。正常工作常态时，因为3脚REF为1.0V，所以2脚也为1.0V,运放不考 ...

按你的理解应该是马上升高G级电压的，U21A坏掉造成 1脚开路情况很少，一般是正反向输入和输出引脚高低电平状态转换逻辑发生改变，假设开路的话，场馆导通和截至状态转变交替工作将失去运算放大器工作控制，当G级为12V时候，DS之间导通几乎不存在阻抗大小，等同于一条导线，如果是是5V转为1.1V那种，5V电压直接由S极输出就会引起烧桥，由于EC42电容耐压直是6.3V左右，所以不会损坏。

作者: 梦想电脑老板 时间: 2016-3-8 14:07

不明白场管G极为何缓慢变化

作者: neco 时间: 2016-3-8 14:14

金丝楠木发表于 2016-3-8 12:44
运算放大器就是两输入端有电压差就会有输出。正常工作常态时，因为3脚REF为1.0V，所以2脚也为1.0V,运放不考 ...

2脚理想化为R310、R304分压推测当运算放大器工作在常态时候，推测工作输入电压在0.1到0.9V左右范围，根据电阻分压公式计算的话。

作者: 金丝楠木 时间: 2016-3-8 14:33

yinghaocd 发表于 2016-3-8 12:51
我认为G极电压是瞬间升高的,这电路和PWM电路其实没有本质的区别.看看PWM上管G极波形就明白了,瞬间导通,反 ...

这个电路跟PWM电路有本质的区别的。这个是靠G级控制DS的导通系数（可理解为可调电阻）来调整输出电压的，应该用在小电流电路上（图纸上有@4.5A 是指4.5A输出工作电流吗？似有不妥，这样的话输出电流变化大的话DS功耗会比较大过热损坏场管？） PWM是靠关断，导通，线圈储能供电，效率高，DS损耗很少，适合大电流工作电路。

作者: neco 时间: 2016-3-8 15:03

金丝楠木发表于 2016-3-8 14:33
这个电路跟PWM电路有本质的区别的。这个是靠G级控制DS的导通系数（可理解为可调电阻）来调整输出电压的， ...

运算放大器控制的MOS管一般工作在线性小电流区域，而PWM控制的则相反是开关大电流工作区域，即MOS管导通和截止状态交替变化工作频率有一定区别, 4.5A推测是MN21处于饱和导通状态 S级输出的最大工作电流，即这时候DS级之间功耗比较大容易引起过热烧毁MOS管。

作者: lijie1524712299 时间: 2016-3-8 15:09
基础知识基础知识

作者: 一杯2锅头 时间: 2016-3-8 15:15
本来我是懂得怎么回事的，看了你的分析我觉得越来越糊涂了。

作者: 民康维修 时间: 2016-3-8 15:27
好资料，学习了

作者: neco 时间: 2016-3-8 15:31
实际上R322电阻一端应该是有连接滤波电容接地的，即电容本身容量大小决定了MN21的G极电压上升和下降时间值范围。

作者: yinghaocd 时间: 2016-3-8 15:43
本帖最后由 yinghaocd 于 2016-3-8 15:50 编辑

neco 发表于 2016-3-8 15:03
运算放大器控制的MOS管一般工作在线性小电流区域，而PWM控制的则相反是开关大电流工作区域，即MOS管导通 ...

这个电路MOS管S极之后不是有电容吗,电容起个储能拉平电压的的作用,我理解是MOS管通了电压升高,反馈到1脚比较,超过了则MOS管截止,低了则再导通MOS管.这个过程一直反复,由电容来储能,拉平电压,而不是由MOS管的阻值来降压.

作者: neco 时间: 2016-3-8 16:04

yinghaocd 发表于 2016-3-8 15:43
这个电路MOS管S极之后不是有电容吗,电容起个储能拉平电压的的作用,我理解是MOS管通了电压升高,反馈到1脚 ...

MOS管S级相连电容一般是稳定桥供电输出作用的，同时也起到充放电储能滤波效果。

作者: hdcpcdiy 时间: 2016-3-8 16:08
作业都拿出来了，，，

作者: 不集中 时间: 2016-3-8 16:15
谢谢分享,以前总是一知半解

作者: 金丝楠木 时间: 2016-3-8 16:29

yinghaocd 发表于 2016-3-8 15:43
这个电路MOS管S极之后不是有电容吗,电容起个储能拉平电压的的作用,我理解是MOS管通了电压升高,反馈到1脚 ...

这个运放是不会输出方波的，你看电路图就知道了。它不是工作在关、断工作状态的。运放如果工作在开环状态可能会工作在导通和关断工作区间。但这个是有反馈的，它是用1脚的输出电压（可能输出正电压，也可能是负电压）来调整G的电压（R322可以理解是为G极提供偏置电压）的。S极的电容是稳定输出电压的，电压电路都是要有滤波电容的,可以滤除杂波。PWM是要有上下管，在上管关断期间，下管导通提供电流回路的。

作者: 金丝楠木 时间: 2016-3-8 16:38
我仔细看了下电路图，发现大家忽视了U21A 3脚 REF 端接地的C240了，容量为1UF，在刚上电时这个电容要储能，电压要慢慢上来，U21A 通过G极控制MN21 S极的电压， S电压＝ REF 电压，所以G 和S都是慢慢上升到正常电压，等C240正极电压＝REF电压，电路才工作在正常状态

作者: 金丝楠木 时间: 2016-3-8 16:43

金丝楠木发表于 2016-3-8 16:38
我仔细看了下电路图，发现大家忽视了U21A 3脚 REF 端接地的C240了，容量为1UF，在刚上电时这个电容要储能， ...

简单的说，REF电压开始是变化的，由于存在C240,所以是慢慢上升，直到设定的REF值，在这个过程中由于U21A的控制，所以G和S也是慢慢上升的。至于上升的速度，是由R302 R303 C240的时间系数因数决定的

作者: yinghaocd 时间: 2016-3-8 18:23

金丝楠木发表于 2016-3-8 16:43
简单的说，REF电压开始是变化的，由于存在C240,所以是慢慢上升，直到设定的REF值，在这个过程中由于U21A ...

c240通电瞬间确实是会充电,但是在正常工作后电压就一直保持不变了.

作者: 金丝楠木 时间: 2016-3-8 18:30

yinghaocd 发表于 2016-3-8 18:23
c240通电瞬间确实是会充电,但是在正常工作后电压就一直保持不变了.

是这个意思，不过电路这样设计有什么好处呢？防止桥电流冲击？如果电压到位时间变化了，会不会造成时序不对？桥电压1.1V输出提前了，或是延后了，时序混乱？

作者: neco 时间: 2016-3-8 18:32

金丝楠木发表于 2016-3-8 18:30
是这个意思，不过电路这样设计有什么好处呢？防止桥电流冲击？如果电压到位时间变化了，会不会造成时序不 ...

有些东西不需要了解太深奥，反正自己又不是工程师。

作者: 金丝楠木 时间: 2016-3-8 18:36

neco 发表于 2016-3-8 18:32
有些东西不需要了解太深奥，反正自己又不是工程师。

也是。我也不是想太钻牛角，只是想能了解一遍，过一遍，以后遇到别的板也知道个所以然

作者: ivwsit 时间: 2016-3-8 21:44

金丝楠木发表于 2016-3-8 18:36
也是。我也不是想太钻牛角，只是想能了解一遍，过一遍，以后遇到别的板也知道个所以然

我还以为是滤波作用呢。。。。

作者: neco 时间: 2016-3-9 07:08

金丝楠木发表于 2016-3-8 18:30
是这个意思，不过电路这样设计有什么好处呢？防止桥电流冲击？如果电压到位时间变化了，会不会造成时序不 ...

这样设计目的就是为了防止mos管本身s级输出电压不稳定对桥本身工作造成影响，电压到位时间发生改变一般是滤波电容本身容量值发生变化从而导致充放电时间发生推迟或提前，但是这样子不会造成时序混乱。

作者: neco 时间: 2016-3-9 07:12

neco 发表于 2016-3-8 18:32
有些东西不需要了解太深奥，反正自己又不是工程师。

电容滤波特性其实也可以理解成输出更平稳的电流值工作，防止桥受到大电流冲击而烧毁。

作者: yinghaocd 时间: 2016-3-9 12:56

neco 发表于 2016-3-8 18:32
有些东西不需要了解太深奥，反正自己又不是工程师。

哦,才发现这个是运算放大器,我一直当比较器处理了,比较器就比较简单粗暴,高低电平两种状态.不过问题是这在这电路里是不是只当比较器用.

作者: neco 时间: 2016-3-9 15:02

yinghaocd 发表于 2016-3-9 12:56
哦,才发现这个是运算放大器,我一直当比较器处理了,比较器就比较简单粗暴,高低电平两种状态.不过问题是这 ...

就是当比较器用，其作用就是通过本身正反向输入引脚电压差变化，通过改变输出引脚高低电平状态实现MOS管导通程度变化来稳压控制桥供电输出。

作者: 110警察 时间: 2016-3-11 08:57
比较器用的还是挺多的。加强学习总会有用的

作者: ivwsit 时间: 2016-3-11 09:34

110警察发表于 2016-3-11 08:57
比较器用的还是挺多的。加强学习总会有用的

是啊。。。昨晚徐总又布置作业了。。。

作者: 15665437492 时间: 2016-3-21 12:46
LM358运算放大器是芯片内部运算然后开漏输出的

作者: boycn 时间: 2016-3-21 13:03
果断收藏起来慢慢学习现在很多板用的都是这种模式出电压一但不明白容易走弯路

作者: 15064319533 时间: 2016-4-8 00:06
今天就遇到一个这种电路，我也是小白，我是看迅维计算机主板不是事这本书，才慢慢了解，今天又看你这个帖子，现在懂了了感谢楼主分享

作者: yhmgzy 时间: 2016-4-8 09:51
俺也是一知半解，要深深学习了

欢迎光临迅维网 (https://www.chinafix.com/)

Powered by Discuz! X3.4