ZHCSFE8A August 2016 – November 2016 TLV8801 , TLV8802
PRODUCTION DATA.
- 1 特性
- 2 應(yīng)用
- 3 說(shuō)明
- 4 修訂歷史記錄
- 5 引腳配置和功能
- 6 規(guī)格
- 7 詳細(xì) 說(shuō)明
- 8 應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)
- 9 電源相關(guān)建議
- 10布局
- 11器件和文檔支持
- 12機(jī)械、封裝和可訂購(gòu)信息
封裝選項(xiàng)
機(jī)械數(shù)據(jù) (封裝 | 引腳)
- DBV|5
散熱焊盤機(jī)械數(shù)據(jù) (封裝 | 引腳)
訂購(gòu)信息
8 應(yīng)用和實(shí)現(xiàn)
NOTE
以下 應(yīng)用 部分的信息不屬于 TI 組件規(guī)范，TI 不擔(dān)保其準(zhǔn)確性和完整性?？蛻魬?yīng)負(fù)責(zé)確定 TI 組件是否適用于其應(yīng)用?？蛻魬?yīng)驗(yàn)證并測(cè)試其設(shè)計(jì)是否能夠?qū)崿F(xiàn)，以確保系統(tǒng)功能。
8.1 應(yīng)用信息
TLV880x 是超低功耗運(yùn)算放大器，能夠提供 6kHz 的帶寬（典型靜態(tài)電流僅 320nA）和近似半精密漂移規(guī)格。這些軌至軌輸出放大器專為電池供電的 應(yīng)用而設(shè)計(jì)。輸入共模電壓范圍擴(kuò)展至負(fù)電源軌，并且輸出擺幅范圍處于相對(duì)于電源軌的數(shù)毫伏以內(nèi)，從而保持寬動(dòng)態(tài)范圍。
8.2 典型應(yīng)用：三端 CO 氣體傳感器放大器
Figure 38. 三端氣體傳感器放大器原理圖
8.2.1 設(shè)計(jì)要求
Figure 38 顯示了用于三端非偏置 CO 傳感器的簡(jiǎn)單微功耗穩(wěn)壓器電路，但它還適用于許多其他類型的三端氣體傳感器或電化學(xué)電池。
基本傳感器具有三個(gè)電極：感應(yīng)或工作電極（“WE”）、計(jì)數(shù)器電極（“CE”）和參比電極（“RE”）。電流在 CE 和 WE 之間流動(dòng)，其大小與檢測(cè)到的濃度成正比。
RE 監(jiān)測(cè)內(nèi)部參考點(diǎn)的電勢(shì)。對(duì)于非偏置傳感器，必須通過(guò)調(diào)節(jié) CE 上的偏置將 WE 和 RE 電極保持在相同的電勢(shì)。通過(guò)由 U1 形成的穩(wěn)壓電路，伺服反饋操作會(huì)將 RE 引腳保持在由 VREF 設(shè)置的電勢(shì)。
由于傳感器的大電容，R1 將保持穩(wěn)定性。C1 和 R2 形成穩(wěn)壓器積分器并設(shè)置反饋時(shí)間常數(shù)。
U2 形成跨阻放大器（“TIA”），以將產(chǎn)生的傳感器電流轉(zhuǎn)換為與之成正比的電壓?？缱柙鲆婧妥罱K的靈敏度由 RF 根據(jù)Equation 2 進(jìn)行設(shè)置。
RL 是值通常由傳感器制造商指定（通常為 10 歐姆）的負(fù)載電阻器。WE 上的電勢(shì)由施加的 VREF 進(jìn)行設(shè)置。 Riso 提供電容隔離，并與 C2 相結(jié)合形成輸出濾波器和 ADC 充電電容器以驅(qū)動(dòng) ADC。
8.2.2 詳細(xì)設(shè)計(jì)流程
對(duì)于該示例，我們將使用靈敏度為 69nA/ppm 的 CO 傳感器。電源電壓和最大 ADC 輸入電壓為 2.5V，最大濃度為 300ppm。
首先，必須確定 VREF 電壓。該電壓是在最大上余量與分辨率之間進(jìn)行折衷的結(jié)果，也是 CE 端子上最小擺幅的“下余量”的限額，因?yàn)殡S著濃度（傳感器電流）增加，CE 通常會(huì)相對(duì) RE 電勢(shì)變?yōu)樨?fù)值。對(duì)于該特定的傳感器，基準(zhǔn)測(cè)量發(fā)現(xiàn)濃度為 300ppm 時(shí) CE 和 RE 之間的差值為 180mV。
為了允許在 10k 電阻器上出現(xiàn)負(fù) CE 擺幅“下余量”和壓降，我們?yōu)?VREF 選擇了 300mV 的值。
因此，+300mV 將用作最小 VZERO 以添加一些上余量。
where
- VZERO 是零濃度電壓
- VREF 是基準(zhǔn)電壓 (300mV)
接下來(lái)，我們計(jì)算最高預(yù)計(jì)濃度下的最大傳感器電流：
where
- ISENSMAX 是最大預(yù)計(jì)傳感器電流
- IPERPPM 是制造商指定的每 ppm 傳感器電流（以安培為單位）
- ppmMAX 是所需的最大 ppm 讀數(shù)
現(xiàn)在，求出可用于測(cè)量的基準(zhǔn)電壓之上的可用輸出擺幅范圍：
where
- VSWING 是預(yù)計(jì)的輸出電壓變化
- VOUTMAX 是最大放大器輸出擺幅（通常接近 V+）
現(xiàn)在我們使用最大擺幅和最大傳感器電流計(jì)算跨阻電阻器 (RF) 值：
8.2.3 應(yīng)用曲線
Figure 39. 接觸 200ppm CO 時(shí)監(jiān)測(cè)到的電壓
Figure 39 顯示了當(dāng)傳感器接觸濃度為 200ppm 的一氧化碳?xì)怏w時(shí)產(chǎn)生的電路電壓。VC 是監(jiān)測(cè)到的 CE 引腳電壓，它清楚地顯示了隨著濃度的增加預(yù)計(jì)下降至 WE 電壓 VW 以下的 CE 電壓。
VTIA 是跨阻放大器 U2 的輸出。VDIFF 是計(jì)算出的 VREF 和 VTIA 之間的差值，將用于 ppm 計(jì)算。
Figure 40. 計(jì)算出的傳感器電流
Figure 41. 計(jì)算出的 ppm
Figure 40 顯示了使用Equation 7 中的公式計(jì)算出的傳感器電流：
Equation 8 顯示了最終的傳感器電流到 ppm 的轉(zhuǎn)換。
放大器部分的總電源電流小于 700nA，不包括傳感器電流。請(qǐng)注意，傳感器電流源自放大器輸出，該輸出又來(lái)自放大器電源電壓。因此，電源電流預(yù)算計(jì)算中還必須包含任何持續(xù)傳感器電流。
8.3 注意事項(xiàng)
應(yīng)正確旁路掉電源。
在驅(qū)動(dòng)電容負(fù)載（尤其是電纜、多路復(fù)用器和 ADC 輸入）時(shí)，應(yīng)向輸出端添加串行電阻。
如果輸入電壓預(yù)計(jì)會(huì)超過(guò)電源，則應(yīng)添加串行電流限制電阻器和外部肖特基鉗位二極管。將電流限制為 1mA 或更?。糠?1KΩ）。