模擬設備 UG-685 評估 ADA4870 高速高輸出電流 Amp使用指南

ADA4870 是一款 40 V、單位增益穩定的高速電流反饋 amplifier 能夠從 1 V 電源提供 40 A 的輸出電流。使用 Analog Devices, Inc. 製造，這是一種專有的高音量tage XFCB 工藝，ADA4870 的創新架構可在各種要求苛刻的應用中實現高輸出功率和高速信號處理解決方案。
ADA4870 非常適合驅動高音量tage 功率 FET、壓電換能器、PIN 二極管和各種其他要求高電源電壓的高速應用tage 和大電流輸出。
ADA4870 採用功率 SOIC 封裝 (PSOP_3)，具有外露散熱片，可為印刷電路板 (PCB) 和散熱器提供高導熱性，從而實現高效熱傳遞，從而提高苛刻環境中的可靠性。 ADA4870 在 -40°C 至 +85°C 的工業溫度範圍內工作。
ADA4870ARR-EBZ 評估板為快速輕鬆地評估 ADA4870 提供了一個平台。圖 1 顯示了評估板的頂部。圖 2 顯示了電路板的底面，其具有較大的裸銅區域，可根據需要安裝散熱器。
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警告和法律條款和條件。

修訂歷史

6/2016—牧師。 0 至版本 A
對應用程序部分、圖 1 和圖 2 的更改………… 1
板堆疊部分、電源和
去耦部分和輸入輸出部分……………….. 3
添加了對稱電源和直流耦合輸入部分
圖3；按順序重新編號……………………………… 3
添加了不對稱電源和中間電源偏置 (VMID)
截面、圖 4 和圖 5 …………………….. 4
對錶 1 的更改………………………………。 4
更改為 ON，初始上電，短路部分，
關斷 (SD) 部分和熱設計和
散熱片部分…………………………。 5
增加圖6…………………………。 5
增加了圖7………………………………。 6
熱性能部分的更改，圖 8，以及
圖 9 …………………………………… 6
對圖 10 的更改……………………………………。 7
對錶 2 的更改………………………….. 8
6 年 2014 月 — 修訂版 0：初始版本

評估板硬件

板堆疊
ADA4870ARR-EBZ 評估板是一個 6 層板。所有信號路由都在頂層；底層是裸露的銅接地層，以方便使用散熱器。高功率耗散項目需要散熱器，例如以最大輸出擺幅驅動 20 Ω 負載。內部層（第 2 層到第 5 層）由 GND、VCC、VMID 和 VEE 平面組成。
電源和去耦
評估板可以使用單電源或雙電源供電。總供應量tage (VCC − VEE) 必須在 10 V 和 40 V 之間。電路板通過安裝在 C22 和 C10 的 1 μF 和 2 μF 鉭電容器為大電流、快速擺幅信號提供足夠的電源去耦，其中 VCC 電源電壓為tage應用於板子； 22 μF 和 10 μF 鉭電容安裝在 C22 和 C23，其中 VEE 電源電壓tage 應用於電路板。此外，0.1 μF 陶瓷片式電容器（C4 和 C5）放置在靠近 VCC 引腳（引腳 1、引腳 18、引腳 19 和引腳 20）的位置。 0.1 μF 陶瓷片式電容器（C25 和 C26）放置在靠近 VEE 引腳（引腳 10、引腳 11、引腳 12 和引腳 13）的位置。
輸入和輸出
圖 10 顯示了評估板發貨時出廠默認設置的原理圖。該評估板在輸入和輸出上使用邊緣安裝 SMA 連接器，以便輕鬆連接到信號源和測試設備。評估高音量時tage 使用標準 50 Ω 測試設備輸出信號，R29 可以替換為 2.45 kΩ 電阻器，該電阻器在 DIV_OUT SMA 連接器處提供 49.6 的信號分頻。該板可容納以 GND 為參考的電容器負載 (C71)，和/或以 VMID 為參考的 TO-220 封裝 (R30) 中的功率電阻器。使用 5 V 及以下的輸入信號時，該板在 R49.9 和 R0.25 處配備了 17 Ω、18 W 電阻器，能夠處理使用出廠默認設置時的功率。出廠默認配置可在雙對稱電源上運行，正相和反相增益分別為 +4.5 V/V 和 -4.0 V/V。對於單電源和非對稱電源操作，請參閱非對稱電源和中間電源偏置 (VMID) 部分和表 1，了解有關配置輸入終端和電源設置的指南。
對稱電源和直流耦合 輸入
圖 3 顯示了使用雙對稱電源時的同相或反相配置原理圖。當使用具有同相輸入的出廠默認設置時，接地參考是通過 49.9 Ω 終端電阻（R17 和 R18）建立的，並且可以使用 R20/(R19 + R18) 計算增益。對於出廠默認設置，增益為 +4.5 V/V。當使用帶有反相輸入的出廠默認設置時，可以使用 R20/R19 計算增益。出廠默認設置的增益為 -4.0 V/V。在雙電源運行中，在反相或同相應用中安裝 R30 時，將跳線置於 P4 以將 VMID 短接到 GND。
筆記

DNI = 不要安裝。
NI = 未安裝（用戶定義的值）。
圖 3. 具有同相或反相輸入的雙對稱電源原理圖

UG-685

不對稱電源和中間電源偏差 (VMID)

圖 4 和圖 5 顯示了使用具有交流耦合輸入的單電源時的原理圖。
ADA4870 必須以直流工作點為參考。使用單電源或非對稱雙電源時，應用適當的參考電壓tage 使用低阻抗源（如直流電源）連接到 P4 的 VMID 引腳。推薦的 VMID 參考卷tage 是 VEE + (VCC – VEE)/2。
當耦合到同相輸入 (INP) 時，直流工作點的 amp可以通過在連接到 VMID 的 R9 上安裝一個電阻器並用交流耦合電容器 (C1) 代替 R1 來建立昇壓器，如圖 4 所示。交流耦合電容器 (C1) 與 VMID 偏置電阻器 (R9) 結合形成一個高截止頻率為 1/(2 × π × R9 × C1) 的通濾波器。
交流耦合電容 (C1) 的值可以根據所需的截止頻率計算。
當耦合到反相輸入 (INN) 時，直流工作點 amplifier 可以通過將 R9 短接到 VMID 來建立。不要安裝 R1。

模擬設備 UG 685 評估 ADA4870 高速高輸出電流 Amp液化器 - 圖 4

模擬設備 UG 685 評估 ADA4870 高速高輸出電流 Amp液化器 - 圖 5

表 1. 輸入組件的配置

供應1	配置	耦合	獲得（電壓/電壓）	R9 (Ω)	R10（Ω）	R1 (Ω)	R2 (Ω)	P4 （VMID）
雙重的	同相	DC	+4.5	不要插入	不要插入	0	0	開放2
雙重的	倒相	DC	−4.0	不要插入	不要插入	0	0	開放2
單身的	同相	AC	+5.0	1,000	0	電容器3	不要插入	直流電壓tag電子供應
單身的	倒相	AC	−4.0	0	不要插入	不要插入	電容器3	直流電壓tag電子供應

Dual 表示對稱供應；單一意味著任何非對稱供應。
如果安裝了 R30，則將 VMID 短接到 GND。
當需要輸入交流耦合時，用交流耦合電容代替直流耦合電阻。

開啟、初始上電和短路
該板在發貨時將 ON 引腳拉低至 P1 處的 VEE，以確保 amp升壓器已啟用。隨後，浮動 ON 引腳啟用短路保護功能，而 amp升壓器保持開啟。當 ON 保持低電平時，短路保護功能被禁用。
ON引腳開啟 amp初始上電後和短路事件後的升壓器。該引腳以負電源 (VEE) 為參考。
當檢測到短路情況時， amplifier 被禁用，電源電流下降到大約 5 mA，並且 TFL 引腳輸出一個 dc voltage 約高於 VEE 300 mV。轉動 amp短路事件後重新打開升壓器，按照前面描述的順序進行初始上電。
拉高 ON 引腳禁用 amplifier 並導致電源電流下降到大約 5 mA，就好像檢測到短路情況一樣。 P3 的引腳 2 使用 5 V 齊納二極管 (CR1) 將高電平設置為高於 VEE 5 V。
ON 時的阻抗約為 20 kΩ。 ON 引腳通過 C8 與 VEE 去耦，以將噪聲從 ON 中分流，並有助於避免誤觸發。
關機（標清）
(P3) 跳線的電路板出廠默認設置將 SD 引腳拉至 HI 位置，VEE + 5.2 V。將 SD 引腳拉低至 VEE 將 amplifier 處於低功率關斷狀態，將靜態電流降低至約 750 μA。 SD 引腳必須拉低至最大值 VEE + 0.9 V 以關閉或拉高至最小值 VEE + 1.1 V 以啟用 amp昇華器。不要浮動引腳。當轉動 amplifier 從關斷狀態重新打開，將 SD 引腳拉高，然後將 ON 引腳拉低。需要遵循此序列才能開啟 ADA4870。要啟用短路保護，ON 引腳必須在開啟序列之後浮動。
熱監控器/短路標誌 (TFL)
TFL 引腳可用於監控芯片溫度的相對變化和檢測短路情況。在正常操作期間，TFL 引腳輸出一個 dc voltage 大約比 VEE 高 1.7 V（典型值），並且與芯片溫度有關。 TFL 卷tage 在大約 -3 mV/°C 時變化。當芯片溫度超過約 140°C 時， amplifier 切換到關閉狀態，將電源電流降至大約 5 mA，而 TFL 繼續報告 voltage 指示芯片溫度。當芯片溫度恢復到可接受的水平時， amp升力器自動恢復正常運行。
散熱設計和散熱器選擇
在某些應用中，可能需要 ADA4870 在高達 +10°C 的升高環境溫度下消耗高達 85 W 的功率。評估板在這些條件下提供強大的熱管理。
電路板頂部有一個裸露的銅區域，ADA4870 PSOP 封裝必須焊接到該區域。分配給 PSOP 塊附件的裸露銅區域通過 136 個熱通孔陣列連接到底部的裸露銅接地層。還附加了一個內部接地層（第 2 層）。圖 6 顯示了安裝在評估板上的 ADA4870 封裝模型，帶有一個應用散熱器。
UG-685
必要時，可以使用安裝孔和應用的熱界面材料 (TIM)，例如 GC Electronics 10-8109，將散熱器安裝到底部裸露的銅上。應用 TIM 時請參考製造商指南； TIM 熱阻 (θTIM) 必須不超過 0.3°C/W。有關散熱器和安裝孔位置的尺寸，請參見圖 7。散熱器的近似熱阻可以通過公式 1 計算，其中 θJC 等於 1.1°C/W，θCBOT 大約等於 1.0°C/W。具有 4.2°C/W 熱阻的散熱器在 10°C 的環境溫度下允許 85W 的功率耗散。
在哪裡：
TJ 是結溫。
TA 是環境溫度。
PDISS 是芯片功耗。
θJC 是芯片的熱阻。
θCBOT 是芯片焊接材料和 PCB 的熱阻。
θTIM 是 TIM 熱阻。

熱性能

圖 8 和圖 9 顯示了芯片溫度與時間的關係，而內部功耗在幾個小時內增加。圖 8 的環境溫度為 25°C，靜止空氣；對於圖 9，周圍環境在靜止空氣中為 85°C。圖 8 顯示了兩種情況下的芯片溫度：一種沒有散熱器，另一種有散熱器，額定溫度為 5.4°C/W。圖 9 顯示了三種情況下的管芯溫度：一種沒有散熱器，第二種使用額定為 5.4°C/W 的散熱器，第三種使用額定為 4.2°C/W 的散熱器。對於圖 8 和圖 9，電路板的底部或散熱器朝上放置，以促進自然對流。使用交流功率耗散和/或強制對流可降低溫度。

評估板原理圖

UG-685

材料清單

表 2.

物品	數量	參考代號	描述	價值	製造商/零件不。
1	1	不適用	ADA4870評估板	不適用	ADI公司/ADA4870ARR-EBZ
2	1	被測物1	ADA4870	不適用	模擬設備/ADA4870
3	2	C1,C22	電容器，鉭，7343	22微法	AVX/泰傑D226K050R
4	2	C2、C23	電容器，鉭，7343	10微法	AVX/TAJD106M050RNJ
5	5	C4，C5，C9，C25，C26	電容器，陶瓷，X7R，0603	0.1微法	AVX/06035C104KAT2A
6	1	C7	電容器，陶瓷，X7R,0805, 50 V	0.1微法	村田/GRM21BR71H104KA01L
7	1	C71	電容器，陶瓷，COG，0603，50 V	未安裝	村田/GRM1885C1H301JA01D
8	1	C8	電容陶瓷, X7R, 0603, 50 V	1000皮法	AVX/06035C102KAT2A
9	2	CR1、CR2	二極管，齊納二極管，SOT-23	5.6V	ON Semiconductor/BZX84C5V6LT1/T3G
10	3	INP、INN、DIV_OUT	連接器，SMA 端發射	不適用	約翰遜/142-0701-801
11	1	接地	連接器、測試點	黑色的	零部件公司/TP104-01-00
12	3	P1、P2、P3	連接器，PCB，berg，頭，直，	不適用	Samtec/TSW-103-08-GS
			男，3P
13	1	P4	連接器，PCB，berg，跳線，直，	不適用	FCI/69157-102HLF
			男，2P
14	2	R1、R2	電阻器，0603，跳線	0Ω	松下/EERJ-3GEY0R00V
15	2	R9、R10	電阻器，0805	未安裝
16	2	R17、R18	電阻器, 1206, 1%	49.9Ω	松下/ERJ-8ENF49R9V
17	1	R19	電阻器, 1206, 1%	300Ω	威世戴爾/CRCW1206300RFKEA
18	1	R20	電阻器, 2010, 1%	1.21kΩ	松下/ERJ-12SF1211U
19	1	R28	電阻器, 2512, 1%	4.99Ω	威世戴爾/CRCW25124R99FKEG
20	1	R29	電阻器，1206，跳線	0Ω	威世戴爾/CRCW12060000Z0EA
21	1	R30	電阻器，TO-220	未安裝
22	4	R4、R5、R6、R7	電阻器, 0603, 1%	20kΩ	松下/ERJ-3EKF2002V
23	1	R8	電阻器, 0603, 1%	49.9Ω	松下/ERJ-3EKF49R9V
24	1	R89	電阻器, 0603, 1%	1kΩ	松下/ERJ-3EKF1001V
25	1	TFL	連接器、測試點	綠色的	零部件公司/TP104-01-05
26	1	電壓控制電路	連接器、測試點	紅色的	零部件公司/TP104-01-02
27	1	VEE	連接器、測試點	藍色的	零部件公司/TP104-01-06
28	2	跳線	P2 和 P3 跳線插座	不適用	FCI/65474-001LF

註釋……
ESD 警告
ESD（靜電放電）敏感器件。 帶電設備和電路板可以在不被檢測到的情況下放電。儘管本產品具有專利或專有保護電路，但遭受高能 ESD 的設備可能會受到損壞。因此，應採取適當的 ESD 預防措施，以避免性能下降或功能喪失。

法律條款和條件

使用此處討論的評估板（連同任何工具、組件文檔或支持材料，統稱為“評估板”），即表示您同意受以下條款和條件（“協議”）的約束，除非您已購買評估板，在這種情況下，以 ADI 標准銷售條款和條件為準。在您閱讀並同意本協議之前，請勿使用評估板。您使用評估板即表示您接受本協議。本協議由您（“客戶”）與 Analog Devices, Inc.（“ADI”）簽訂，其主要營業地點位於美國馬薩諸塞州諾伍德市的 One Technology Way，郵編 02062。根據協議的條款和條件，ADI 特此授予客戶免費、有限、個人、臨時、非排他性、不可再許可、不可轉讓的許可，以將評估板僅用於評估目的。客戶理解並同意評估板僅用於上述唯一目的，並同意不將評估板用於任何其他目的。此外，授予的許可明確受到以下附加限制：客戶不得 (i) 出租、租賃、展示、出售、轉讓、轉讓、再許可或分發評估板； (ii) 允許任何第三方訪問評估板。如本文所用，“第三方”一詞包括除 ADI、客戶、其員工、附屬公司和內部顧問之外的任何實體。評估板不出售給客戶； ADI 保留此處未明確授予的所有權利，包括評估板的所有權。保密。本協議和評估委員會均應視為 ADI 的機密和專有信息。客戶不得以任何理由將評估板的任何部分披露或轉讓給任何其他方。在停止使用評估板或終止本協議後，客戶同意立即將評估板退還給 ADI。附加限制。客戶不得對評估板上的芯片進行拆卸、反編譯或逆向工程。客戶應將其對評估板的任何損壞或任何修改或更改通知 ADI，包括但不限於焊接或影響評估板材料內容的任何其他活動。
對評估板的修改必須符合適用法律，包括但不限於 RoHS 指令。終止。 ADI 可在向客戶發出書面通知後隨時終止本協議。客戶同意屆時將評估板退還給 ADI。責任限制。此處提供的評估板按“原樣”提供，ADI 對此不作任何形式的保證或陳述。 ADI 明確否認與評估委員會相關的任何明示或暗示的陳述、認可、保證或保證，包括但不限於對適銷性、所有權、特定用途的適用性或不侵犯知識產權的暗示保證權利。在任何情況下，ADI 及其許可方均不對因客戶擁有或使用評估板而導致的任何附帶、特殊、間接或後果性損害負責，包括但不限於利潤損失、延遲成本、人工成本或損失善意。 ADI 對任何和所有原因的全部責任應限於一百美元 ($100.00)。出口。客戶同意不會將評估板直接或間接出口到另一個國家，並且將遵守與出口有關的所有適用的美國聯邦法律和法規。適用法律。本協議應受馬薩諸塞州實體法（不包括法律衝突規則）管轄並按其解釋。有關本協議的任何法律訴訟將在馬薩諸塞州薩福克縣有管轄權的州法院或聯邦法院審理，客戶特此服從此類法院的個人管轄權和審判地。《聯合國國際貨物銷售合同公約》不適用於本協議，並明確否認。

文件/資源

模擬設備 UG-685 評估 ADA4870 高速高輸出電流 Amp改良劑 [pdf] 使用者指南
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參考

使用者手冊

UG-685 評估 ADA4870 高速高輸出電流 Amp改良劑

特徵

應用領域

一般說明