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OPA549: OPA549作音频功放接变压器后发热严重

Part Number:OPA549

采用OPA549做宽带的音频功放,在OPA549功放与后面的换能器负载之前用变压器做阻抗匹配并抬升电压,使换能器发射声功率升高。

但是发现加入变压器之后,OPA549静态工作电流猛升,发热严重。(变压器次级断开未带载)

猜测可能跟变压器的初级电感有关,接入的1:12变压器的初级电感为131.5uH,接入后整个功放板系统的静态电流由0.2A变成了1.3A;

更换了另一个1:6变压器初级电感为95.15uH,静态电流则变成了2.1A;OPA549上电同样发热严重;

我更换另一款1:6方型变压器,其初级电感为26mH,静态电流则0.292A,恢复了正常的静态情况。

以上的现象也说明阻抗匹配不仅要考虑匝数比才实现前后级功放与换能器之间的阻匹配,也要考虑前级OPA549与变压器初级电感值的匹配,但目前我无法得到相关的资料,实在不知道如何计算OPA549应该要搭配的变压器初级电感值,希望能得到一些技术支持,期待大佬的解答。

前级OPA549原理图如下:

Amy Luo:

您好,

测试时,运放输入信号是什么?各电感的电阻是多少?我怀疑是大电感的电阻增大了所以静态电流减小了。

另外对于复阻抗负载,建议采用datasheet 中 FIGURE 8 二极管和RC吸收电路进行保护。

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vicerlin gu:

输入测试的信号为信号发生器产生的35kHZ-65kHZ范围内的单频信号,用LCR数字电桥测量变压器初级绕组的电感、电阻按问题提出顺序分别如下:1:12变压器,初级电感131.5uH、电阻Rs 0.027欧  Zs = 0.798欧;

1:6变压器,初级电感95.15uH、电阻Rs 0.013欧  Zs = 0.601欧;

另一款大的1:6变压器,初级电感26mH、电阻Rs 42.91欧  Zs = 141.87欧;

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vicerlin gu:

请问OPA549输出阻抗的值怎么算?本来使用变压器也是想要用于前后的阻抗匹配

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Amy Luo:

看上述变压器等效阻抗,应该是变压器等效阻抗太小造成的电流较大和发热问题;

OPA549 datasheet 没有给出其输出阻抗与工作频率的曲线,但是我看下面链接帖子回复,这个曲线是可以通过TINA仿真得到,我再看下具体怎样仿真得到:

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/985214/opa197-closed-loop-output-impedance-over-frequency?tisearch=e2e-sitesearch&keymatch=closed-loop%20output%20%20impedance%20VS%20frequency#

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vicerlin gu:

好的,期待跟进回复

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Amy Luo:

感谢您的耐心,您可以根据下面链接帖子中的方法仿真和计算闭环输出阻抗,即根据 Zout = Zo/(1+(Aol*B)),其中Zout是闭环输出阻抗,Aol是开环增益,OPA549 datasheet中有其开环增益和频率的曲线,如下截图所示:

Zo是开环输出阻抗,可以根据 Modeling the output impedance of an op amp这个文档中 figure 2仿真得到;

B是反馈因子,如下截图定义:

https://e2e.ti.com/support/amplifiers-group/amplifiers/f/amplifiers-forum/935480/opa227-closed-loop-output-impedance?tisearch=e2e-sitesearch&keymatch=Closed%2520Loop%2520Output%2520Impedance#

通过以上可以仿真出开环输出阻抗Zo,然后通过公式 Zout = Zo/(1+(Aol*B))可以计算出 OPA549的闭环输出阻抗Zout。

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vicerlin gu:

感谢您的回复与帮助,我先尝试一下

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Amy Luo:

好的,不客气~

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