模拟设备 UG-685 评估 ADA4870 高速高输出电流 Amp使用指南

ADA4870 是一款 40 V、单位增益稳定的高速电流反馈 amplifier 能够从 1 V 电源提供 40 A 的输出电流。使用 Analog Devices, Inc. 制造，这是一种专有的高音量tage XFCB 工艺，ADA4870 的创新架构可在各种要求苛刻的应用中实现高输出功率和高速信号处理解决方案。
ADA4870 非常适合驱动高音量tage 功率 FET、压电换能器、PIN 二极管和各种其他要求高电源电压的高速应用tage 和大电流输出。
ADA4870 采用功率 SOIC 封装 (PSOP_3)，具有外露散热片，可为印刷电路板 (PCB) 和散热器提供高导热性，从而实现高效热传递，从而提高苛刻环境中的可靠性。 ADA4870 在 -40°C 至 +85°C 的工业温度范围内工作。
ADA4870ARR-EBZ 评估板为快速轻松地评估 ADA4870 提供了一个平台。图 1 显示了评估板的顶部。图 2 显示了电路板的底面，其具有较大的裸铜区域，可根据需要安装散热器。
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警告和法律条款和条件。

修订历史

6/2016—牧师。 0 至版本 A
对应用程序部分、图 1 和图 2 的更改………… 1
板堆叠部分、电源和
去耦部分和输入输出部分……………….. 3
添加了对称电源和直流耦合输入部分
图3；按顺序重新编号……………………………… 3
添加了不对称电源和中间电源偏置 (VMID)
截面、图 4 和图 5 …………………….. 4
对表 1 的更改………………………………。 4
更改为 ON，初始上电，短路部分，
关断 (SD) 部分和热设计和
散热片部分…………………………。 5
增加图6…………………………。 5
增加了图7………………………………。 6
热性能部分的更改，图 8，以及
图 9 …………………………………… 6
对图 10 的更改……………………………………。 7
对表 2 的更改………………………….. 8
6 年 2014 月 — 修订版 0：初始版本

评估板硬件

板堆叠
ADA4870ARR-EBZ 评估板是一个 6 层板。所有信号路由都在顶层；底层是裸露的铜接地层，以方便使用散热器。高功率耗散项目需要散热器，例如以最大输出摆幅驱动 20 Ω 负载。内部层（第 2 层到第 5 层）由 GND、VCC、VMID 和 VEE 平面组成。
电源和去耦
评估板可以使用单电源或双电源供电。总供应量tage (VCC − VEE) 必须在 10 V 和 40 V 之间。电路板通过安装在 C22 和 C10 的 1 μF 和 2 μF 钽电容器为大电流、快速摆幅信号提供足够的电源去耦，其中 VCC 电源电压为tage应用于板子； 22 μF 和 10 μF 钽电容安装在 C22 和 C23，其中 VEE 电源电压tage 应用于电路板。此外，0.1 μF 陶瓷片式电容器（C4 和 C5）放置在靠近 VCC 引脚（引脚 1、引脚 18、引脚 19 和引脚 20）的位置。 0.1 μF 陶瓷片式电容器（C25 和 C26）放置在靠近 VEE 引脚（引脚 10、引脚 11、引脚 12 和引脚 13）的位置。
输入和输出
图 10 显示了评估板发货时出厂默认设置的原理图。该评估板在输入和输出上使用边缘安装 SMA 连接器，以便轻松连接到信号源和测试设备。评估高音量时tage 使用标准 50 Ω 测试设备输出信号，R29 可以替换为 2.45 kΩ 电阻器，该电阻器在 DIV_OUT SMA 连接器处提供 49.6 的信号分频。该板可容纳以 GND 为参考的电容器负载 (C71)，和/或以 VMID 为参考的 TO-220 封装 (R30) 中的功率电阻器。使用 5 V 及以下的输入信号时，该板在 R49.9 和 R0.25 处配备了 17 Ω、18 W 电阻器，能够处理使用出厂默认设置时的功率。出厂默认配置可在双对称电源上运行，正相和反相增益分别为 +4.5 V/V 和 -4.0 V/V。对于单电源和非对称电源操作，请参阅非对称电源和中间电源偏置 (VMID) 部分和表 1，了解有关配置输入终端和电源设置的指南。
对称电源和直流耦合 输入
图 3 显示了使用双对称电源时的同相或反相配置原理图。当使用具有同相输入的出厂默认设置时，接地参考是通过 49.9 Ω 终端电阻（R17 和 R18）建立的，并且可以使用 R20/(R19 + R18) 计算增益。对于出厂默认设置，增益为 +4.5 V/V。当使用带有反相输入的出厂默认设置时，可以使用 R20/R19 计算增益。出厂默认设置的增益为 -4.0 V/V。在双电源运行中，在反相或同相应用中安装 R30 时，将跳线置于 P4 以将 VMID 短接到 GND。
笔记

DNI = 不要安装。
NI = 未安装（用户定义的值）。
图 3. 具有同相或反相输入的双对称电源原理图

UG-685

不对称电源和中间电源偏差 (VMID)

图 4 和图 5 显示了使用具有交流耦合输入的单电源时的原理图。
ADA4870 必须以直流工作点为参考。使用单电源或非对称双电源时，应用适当的参考电压tage 使用低阻抗源（如直流电源）连接到 P4 的 VMID 引脚。推荐的 VMID 参考卷tage 是 VEE + (VCC – VEE)/2。
当耦合到同相输入 (INP) 时，直流工作点的 amp可以通过在连接到 VMID 的 R9 上安装一个电阻器并用交流耦合电容器 (C1) 代替 R1 来建立升压器，如图 4 所示。交流耦合电容器 (C1) 与 VMID 偏置电阻器 (R9) 结合形成一个高截止频率为 1/(2 × π × R9 × C1) 的通滤波器。
交流耦合电容 (C1) 的值可以根据所需的截止频率计算。
当耦合到反相输入 (INN) 时，直流工作点 amplifier 可以通过将 R9 短接到 VMID 来建立。不要安装 R1。

模拟设备 UG 685 评估 ADA4870 高速高输出电流 Amp升力器-图 4

模拟设备 UG 685 评估 ADA4870 高速高输出电流 Amp升力器-图 5

表 1. 输入组件的配置

供应1	配置	耦合	获得（电压/电压）	R9 （Ω）	R10（Ω）	R1 （Ω）	R2 （Ω）	P4 （VMID）
双重的	同相	DC	+4.5	不要插入	不要插入	0	0	Open2
双重的	倒相	DC	−4.0	不要插入	不要插入	0	0	Open2
单身的	同相	AC	+5.0	1,000	0	电容器3	不要插入	直流电压tag供应
单身的	倒相	AC	−4.0	0	不要插入	不要插入	电容器3	直流电压tag供应

Dual 表示对称供应；单一意味着任何非对称供应。
如果安装了 R30，则将 VMID 短接到 GND。
当需要输入交流耦合时，用交流耦合电容代替直流耦合电阻。

开启、初始上电和短路
该板在发货时将 ON 引脚拉低至 P1 处的 VEE，以确保 amp升压器已启用。随后，浮动 ON 引脚启用短路保护功能，而 amp升压器保持开启。当 ON 保持低电平时，短路保护功能被禁用。
ON引脚开启 amp初始上电后和短路事件后的升压器。该引脚以负电源 (VEE) 为参考。
当检测到短路情况时， amplifier 被禁用，电源电流下降到大约 5 mA，并且 TFL 引脚输出一个 dc voltage 约高于 VEE 300 mV。转动 amp短路事件后重新打开升压器，按照前面描述的顺序进行初始上电。
拉高 ON 引脚禁用 amplifier 并导致电源电流下降到大约 5 mA，就好像检测到短路情况一样。 P3 的引脚 2 使用 5 V 齐纳二极管 (CR1) 将高电平设置为高于 VEE 5 V。
ON 时的阻抗约为 20 kΩ。 ON 引脚通过 C8 与 VEE 去耦，以将噪声从 ON 中分流，并有助于避免误触发。
关机（标清）
(P3) 跳线的电路板出厂默认设置将 SD 引脚拉至 HI 位置，VEE + 5.2 V。将 SD 引脚拉低至 VEE 将 amplifier 处于低功率关断状态，将静态电流降低至约 750 μA。 SD 引脚必须拉低至最大值 VEE + 0.9 V 以关闭或拉高至最小值 VEE + 1.1 V 以启用 amp升华器。不要浮动引脚。当转动 amplifier 从关断状态重新打开，将 SD 引脚拉高，然后将 ON 引脚拉低。需要遵循此序列才能开启 ADA4870。要启用短路保护，ON 引脚必须在开启序列之后浮动。
热监控器/短路标志 (TFL)
TFL 引脚可用于监控芯片温度的相对变化和检测短路情况。在正常操作期间，TFL 引脚输出一个 dc voltage 大约比 VEE 高 1.7 V（典型值），并且与芯片温度有关。 TFL 卷tage 在大约 -3 mV/°C 时变化。当芯片温度超过约 140°C 时， amplifier 切换到关闭状态，将电源电流降至大约 5 mA，而 TFL 继续报告 voltage 指示芯片温度。当芯片温度恢复到可接受的水平时， amp升力器自动恢复正常运行。
散热设计和散热器选择
在某些应用中，可能需要 ADA4870 在高达 +10°C 的升高环境温度下消耗高达 85 W 的功率。评估板在这些条件下提供强大的热管理。
电路板顶部有一个裸露的铜区域，ADA4870 PSOP 封装必须焊接到该区域。分配给 PSOP 块附件的裸露铜区域通过 136 个热通孔阵列连接到底部的裸露铜接地层。还附加了一个内部接地层（第 2 层）。图 6 显示了安装在评估板上的 ADA4870 封装模型，带有一个应用散热器。
UG-685
必要时，可以使用安装孔和应用的热界面材料 (TIM)，例如 GC Electronics 10-8109，将散热器安装到底部裸露的铜上。应用 TIM 时请参考制造商指南； TIM 热阻 (θTIM) 必须不超过 0.3°C/W。有关散热器和安装孔位置的尺寸，请参见图 7。散热器的近似热阻可以通过公式 1 计算，其中 θJC 等于 1.1°C/W，θCBOT 大约等于 1.0°C/W。具有 4.2°C/W 热阻的散热器在 10°C 的环境温度下允许 85W 的功率耗散。
在哪里：
TJ 是结温。
TA 是环境温度。
PDISS 是芯片功耗。
θJC 是芯片的热阻。
θCBOT 是芯片焊接材料和 PCB 的热阻。
θTIM 是 TIM 热阻。

热性能

图 8 和图 9 显示了芯片温度与时间的关系，而内部功耗在几个小时内增加。图 8 的环境温度为 25°C，静止空气；对于图 9，周围环境在静止空气中为 85°C。图 8 显示了两种情况下的芯片温度：一种没有散热器，另一种有散热器，额定温度为 5.4°C/W。图 9 显示了三种情况下的管芯温度：一种没有散热器，第二种使用额定为 5.4°C/W 的散热器，第三种使用额定为 4.2°C/W 的散热器。对于图 8 和图 9，电路板的底部或散热器朝上放置，以促进自然对流。使用交流功率耗散和/或强制对流可降低温度。

评估板原理图

UG-685

材料清单

表 2.

物品	数量	参考代号	描述	价值	制造商/零件不。
1	1	不适用	ADA4870评估板	不适用	ADI公司/ADA4870ARR-EBZ
2	1	被测物1	ADA4870	不适用	模拟设备/ADA4870
3	2	C1,C22	电容器，钽，7343	22微法	AVX/泰杰D226K050R
4	2	C2、C23	电容器，钽，7343	10微法	AVX/TAJD106M050RNJ
5	5	C4，C5，C9，C25，C26	电容器，陶瓷，X7R，0603	0.1微法	AVX/06035C104KAT2A
6	1	C7	电容器，陶瓷，X7R,0805, 50 V	0.1微法	村田/GRM21BR71H104KA01L
7	1	C71	电容器，陶瓷，COG，0603，50 V	未安装	村田/GRM1885C1H301JA01D
8	1	C8	电容陶瓷, X7R, 0603, 50 V	1000 皮法	AVX/06035C102KAT2A
9	2	CR1、CR2	二极管，齐纳二极管，SOT-23	5.6 伏	ON Semiconductor/BZX84C5V6LT1/T3G
10	3	INP、INN、DIV_OUT	连接器，SMA 端发射	不适用	约翰逊/142-0701-801
11	1	地线	连接器、测试点	黑色的	零部件公司/TP104-01-00
12	3	第 1 页，第 2 页，第 3 页	连接器，PCB，berg，头，直，	不适用	Samtec/TSW-103-08-GS
			男，3P
13	1	P4	连接器，PCB，berg，跳线，直，	不适用	FCI/69157-102HLF
			男，2P
14	2	R1，R2	电阻器，0603，跳线	0 Ω	松下/EERJ-3GEY0R00V
15	2	R9，R10	电阻器，0805	未安装
16	2	R17，R18	电阻器, 1206, 1%	49.9 Ω	松下/ERJ-8ENF49R9V
17	1	R19	电阻器, 1206, 1%	300 Ω	威世戴尔/CRCW1206300RFKEA
18	1	R20	电阻器, 2010, 1%	1.21kΩ	松下/ERJ-12SF1211U
19	1	R28	电阻器, 2512, 1%	4.99 Ω	威世戴尔/CRCW25124R99FKEG
20	1	R29	电阻器，1206，跳线	0 Ω	威世戴尔/CRCW12060000Z0EA
21	1	R30	电阻器，TO-220	未安装
22	4	R4、R5、R6、R7	电阻器, 0603, 1%	20kΩ	松下/ERJ-3EKF2002V
23	1	R8	电阻器, 0603, 1%	49.9 Ω	松下/ERJ-3EKF49R9V
24	1	R89	电阻器, 0603, 1%	1kΩ	松下/ERJ-3EKF1001V
25	1	交通流量	连接器、测试点	绿色的	零部件公司/TP104-01-05
26	1	电压控制电路	连接器、测试点	红色的	零部件公司/TP104-01-02
27	1	VEE	连接器、测试点	蓝色的	零部件公司/TP104-01-06
28	2	跳线	P2 和 P3 跳线插座	不适用	FCI/65474-001LF

注释……
ESD 警告
ESD（静电放电）敏感器件。 带电器件和电路板可以在不检测的情况下放电。尽管本产品具有专利或专有保护电路，但受到高能 ESD 影响的设备可能会发生损坏。因此，应采取适当的 ESD 预防措施以避免性能下降或功能丧失。

法律条款和条件

使用此处讨论的评估板（连同任何工具、组件文档或支持材料，统称为“评估板”），即表示您同意受以下条款和条件（“协议”）的约束，除非您已购买评估板，在这种情况下，以 ADI 标准销售条款和条件为准。在您阅读并同意本协议之前，请勿使用评估板。您使用评估板即表示您接受本协议。本协议由您（“客户”）与 Analog Devices, Inc.（“ADI”）签订，其主要营业地点位于美国马萨诸塞州诺伍德市的 One Technology Way，邮编 02062。根据协议的条款和条件，ADI 特此授予客户免费、有限、个人、临时、非排他性、不可再许可、不可转让的许可，以将评估板仅用于评估目的。客户理解并同意评估板仅用于上述唯一目的，并同意不将评估板用于任何其他目的。此外，授予的许可明确受到以下附加限制：客户不得 (i) 出租、租赁、展示、出售、转让、转让、再许可或分发评估板； (ii) 允许任何第三方访问评估板。如本文所用，“第三方”一词包括除 ADI、客户、其员工、附属公司和内部顾问之外的任何实体。评估板不出售给客户； ADI 保留此处未明确授予的所有权利，包括评估板的所有权。保密。本协议和评估委员会均应视为 ADI 的机密和专有信息。客户不得以任何理由将评估板的任何部分披露或转让给任何其他方。在停止使用评估板或终止本协议后，客户同意立即将评估板退还给 ADI。附加限制。客户不得对评估板上的芯片进行拆卸、反编译或逆向工程。客户应将其对评估板的任何损坏或任何修改或更改通知 ADI，包括但不限于焊接或影响评估板材料内容的任何其他活动。
对评估板的修改必须符合适用法律，包括但不限于 RoHS 指令。终止。 ADI 可在向客户发出书面通知后随时终止本协议。客户同意届时将评估板退还给 ADI。责任限制。此处提供的评估板按“原样”提供，ADI 对此不作任何形式的保证或陈述。 ADI 明确否认与评估委员会相关的任何明示或暗示的陈述、认可、保证或保证，包括但不限于对适销性、所有权、特定用途的适用性或不侵犯知识产权的暗示保证权利。在任何情况下，ADI 及其许可方均不对因客户拥有或使用评估板而导致的任何附带、特殊、间接或后果性损害负责，包括但不限于利润损失、延迟成本、人工成本或损失善意。 ADI 对任何和所有原因的全部责任应限于一百美元 ($100.00)。出口。客户同意不会将评估板直接或间接出口到另一个国家，并且将遵守与出口有关的所有适用的美国联邦法律和法规。适用法律。本协议应受马萨诸塞州实体法（不包括法律冲突规则）管辖并按其解释。有关本协议的任何法律诉讼将在马萨诸塞州萨福克县有管辖权的州法院或联邦法院审理，客户特此服从此类法院的个人管辖权和审判地。《联合国国际货物销售合同公约》不适用于本协议，并明确否认。

文件/资源

模拟设备 UG-685 评估 ADA4870 高速高输出电流 Amp扩音器 [pdf] 用户指南
UG-685 评估 ADA4870 高速高输出电流 Amplifier，UG-685，评估 ADA4870 高速高输出电流 Amplifier，ADA4870高速高输出电流 Amplifier，高输出电流 Amp升压器，电流 Amp生命者， Amp扩音器

参考

用户手册

UG-685 评估 ADA4870 高速高输出电流 Amp扩音器

特征

应用

一般描述