HJ544C功率運(yùn)算放大器應(yīng)用指南解析

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概述

HJ544C功率（運(yùn)算放大器）是一種符合GJB2438B規(guī)定的厚膜混合（集成電路）。由一個(gè)運(yùn)算放大器、功率驅(qū)動(dòng)器、補(bǔ)償（網(wǎng)絡(luò)）和過(guò)流保護(hù)網(wǎng)絡(luò)組成。在工藝上，采用BeO基板絲網(wǎng)印刷和改進(jìn)的厚膜集成電路工藝（共晶焊工藝），有效的降低了熱阻，提高了器件的可靠性。具有低輸入失調(diào)電壓、低輸入失調(diào)（電流）、（電源）電壓范圍寬、共模輸入電壓高和輸出電流高等特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于馬達(dá)轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)器、快速偏轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器、電纜驅(qū)動(dòng)器、陀螺線圈加矩、程控電源以及石油測(cè)井系統(tǒng)中。已實(shí)現(xiàn)了對(duì)于OPA544中壓應(yīng)用下的完全國(guó)產(chǎn)化替代。

2.

封裝形式

封裝采用TO-257F五引線金屬全密封封裝和TO-257-5L五引線金屬全密封封裝。

3.

典型應(yīng)用及注意事項(xiàng)

注：

1.（PCB）布局時(shí)，電源濾波（電容）應(yīng)連接在緊靠運(yùn)算放大器的電源端，以有效的吸收電源上的高頻雜波，提高器件的工作穩(wěn)定性與可靠性。電源濾波電容采用大容量（10μF）鉭電容和小容量（0.1μF）瓷介電容并聯(lián)，0.1μF的瓷介電容更應(yīng)該靠近運(yùn)算放大器電源端。且應(yīng)選用耐高溫?zé)o感電容。

2.ZL可為阻容性負(fù)載或感性負(fù)載。

HJ544C為純國(guó)產(chǎn)化器件，（芯片）內(nèi)部補(bǔ)償電容與進(jìn)口器件有所差異，直接原位替代時(shí)，需要重新設(shè)置外圍的反饋電容（Cf）參數(shù)值（通常是需要減小電容值的，有時(shí)甚至需要去掉反饋電容）。若存在輸出振蕩或輸出幅度不對(duì)稱等異?，F(xiàn)象時(shí)，可在（Rf）（如圖5所示）上并聯(lián)一個(gè)100～1000pF的電容或輸出對(duì)地串聯(lián)一個(gè)100～1000pF的電容（其原理和重新設(shè)置外圍相位補(bǔ)償電容值一致）。

3.若在電源端需要增加限流電阻時(shí)，要注意限流電阻阻值選取的合理性，電阻值不能過(guò)大以保證消耗在限流電阻上的壓降不能太大，避免導(dǎo)致近器件端的電壓值過(guò)低而造成的輸出波形異常的現(xiàn)象發(fā)生。

4.HJ544C內(nèi)部具有輸出接地（短路）保護(hù)功能。當(dāng)輸出異常接地（短路）時(shí)，器件處于過(guò)流態(tài)，會(huì)迅速產(chǎn)生大量的熱，若散熱器功率不足，器件會(huì)因熱量不能及時(shí)散去而導(dǎo)致溫度上升，嚴(yán)重的使得器件熱燒毀，導(dǎo)致功能失效。

同理，HJ544C全功率使用時(shí)必須配合適的散熱器。

5.在印刷線路板布局時(shí)，需要考慮散熱器的位置及擺放的選擇。結(jié)合以往應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，建議應(yīng)用以下兩種擺放方式：

（1）垂直布局（僅限HJ544CT）

垂直布局指器件垂直于PCB板而放置，這種放置方式為散熱器的選擇提供了很大便利。將散熱器平行于器件放置，散熱器的面積就可做得比較大，可以在最大程度上提高散熱效率。在空間沒(méi)有要求的情況下，可以選擇垂直布局。垂直布局加散熱器實(shí)物圖如下圖：

（2）平行布局

平行布局指器件平行于PCB板而放置，HJ544CTW就是專門(mén)為平行布局而設(shè)計(jì)的。這種放置方式節(jié)省了空間，提高了系統(tǒng)的集成度，可用于小功率的使用。若平行布局需要使用散熱器時(shí)，可在PCB板與器件之間增加一個(gè)冷板，以此來(lái)增大散熱面積。平行布局實(shí)例圖如下：

6.外引線使用注意事項(xiàng)：

HJ544CT的外引線通過(guò)陶瓷絕緣子與外殼燒結(jié)而成。為了使外引線和陶瓷絕緣子具有相同的熱膨脹系數(shù)來(lái)適應(yīng)溫度變化所引起的形變，避免氣密性受損，同時(shí)還需要滿足良好的導(dǎo)電性，因此選擇導(dǎo)電性能良好的銅和與陶瓷絕緣子熱膨脹系數(shù)相匹配的鋼作為外引線的材料，其結(jié)構(gòu)為鋼包銅結(jié)構(gòu)（示意圖如圖8所示）。但是相比于塑封器件，這種材料硬度較大，不易成形。塑封器件的塑料外殼和外引線存在熱膨脹系數(shù)不同的問(wèn)題，無(wú)法在高溫環(huán)境下長(zhǎng)期、穩(wěn)定使用，甚至使用前需要預(yù)烘來(lái)去除水氣否則無(wú)法正常工作。

按照以往的進(jìn)口器件使用方法，一般是將器件的外引線成形為“前3后2”的布局，如圖9所示。由于外引線間距僅為1.7mm，這樣布局，很大程度上解決了外引線與外引線之間可能存在的短路及焊接等問(wèn)題，但無(wú)法保證HJ544CT成形時(shí)外引線的可靠性，并且，“前3后2”的布局需要對(duì)管腳二次成形，在第二次成形時(shí)，第一次已成形好的外引線對(duì)第二次成形工裝的設(shè)計(jì)及使用起到了極大的負(fù)面作用。若不使用專業(yè)的成形工具，會(huì)造成陶瓷絕緣子破裂（正常陶瓷絕緣子如圖10所示，破裂的陶瓷絕緣子如圖11所示），影響氣密性；若成形時(shí)未對(duì)外引線進(jìn)行有效的保護(hù)，會(huì)造成外引線異常形變（如圖12所示），嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致器件的外引線脫落（如圖13所示），使得起器件功能失效。

綜上：當(dāng)需要使用的功率較大或者全功率使用時(shí)，可以使用HJ544CT且采用垂直布局；當(dāng)需要使用的功率較小時(shí)，可以使用HJ544CTW，采用表貼結(jié)合冷板布局設(shè)計(jì)。

若要使用HJ544CT且采用水平布局，可在