集成运放输入电压保护的常用方法、设计思路
【集成运放输入电压保护的常用方法、设计思路】 今天讲解集成运放输入电压保护的常用方法、设计思路，以供大家学习借鉴 。
01
差模输入电压保护电路
输入端差模电压超过集成运放差模输入电压的允许范围，将导致集成运放损坏，必要时需加保护电路 。
(1) 稳压管保护电路
将同一型号的两只稳压管反向串联后并在集成运放的两个输入端，应用稳压管的钳位作用可对集成运放的输入端进行保护 。稳压管的稳压值Uz＜|Uidm|，Uidm为集成运放的最大差模输入电压 。
以下举例说明：
应用稳压管设计F001型集成运放的差模电压保护电路 。
电路图如图2.3.4所示 。
文章插图
F001型集成运放的最大差模输入电压UIDM 为±6V 。选择2CW12型稳压管，Uz: 4~5.5V, 4~5.5<1±6V, 满足要求 。
(2) 二极管保护电路
二极管差模电压保护电路如图2.3.5所示 。
文章插图
图2.3.5中，VD1、VD2为保护二极管 。VD1、VD2使集成运放两输入端之间的电压不超过±0.7V，设计时选择VD1、VD2为同型号的二极管，反向电流要小 。
举例说明如下：
应用二极管设计F001型集成运放的差模电压保护电路 。
电路图同图2.3.5 。VD1、VD2选择1N4148 型高速开关二极管，反向电流为0.025μA，正向压降UF<1V 。F001的UIDM为±6V，UF＜|UIDM|，满足要求 。
02
共模输入电压保护电路
电路的共模电压超过集成运放的共模输入电压范围，将导致集成运放损坏，必要时需加保护电路 。
(1) 集成运放共模输入电压范围小于电源电压的保护电路
集成运放共模输入电压范围小于电源电压的保护电路如图2.3.6所示 。
图2.3.6中VD1，VD2为引向管；E+、E_为外加电源，其值等于集成运放的允许共模电压 。集成运放输入电压的绝对值被钳位在|E+0.7|V 。VD1、VD2为同型号的二极管，其最高反向工作电压UR>2E 。其中，E=E+=|E_| 。
举例如下所示：
设计F007型集成运放的共模电压保护电路，电源电压为±15V 。F007的共模电压范围为±12V 。
电路图同图2.3.6 。图2.3.6中，Rn为信号源内阻，RF、 Rt 为反馈电阻 。
文章插图
①选择E+、E_
选择E+、E_为F007的共模电压范围，E+=+12V， E_= -12V
②VD1、VD2
VD1、VD2选用1N4148型高速开关二极管，最高反向工作电压UR为75V，即UR>2E，符合要求 。
(2) 集成运放共模输入电压范围等于电源电压的保护电路
集成运放共模输入电压范围等于电源电压的保护电路如图2.3.7所示 。图2.3.7中，VD1、VD2为保护二极管，集成运放输入端电压被钳位在Uee-0.7V和Ucc+0.7V 。
文章插图
VD1、VD2为同型号二极管，其最高反向工作电压UR应满足2UR＞Ucc-Uee 。Ucc为正电源电压，Uee为负电源电压 。
举例说明如下：
设计F253型集成运放的共模电压保护电路，电源电压为±15V 。
F253的共模电压范围为±15V，等于电源电压 。其共模电压保护电路的电路图同图2.3.7 。
图2.3.7中，Rn为信号源内阻，RF、Rf为反馈电阻 。
VD1、VD2选用1N4148型高速开关二极管 。其UR=75V, 2UR>Ucc-Uee=30V，满足要求 。
03
反相输入端的保护电路
反相输入端保护电路如图2.3.8所示 。图2.3.8中，VD1、VD2为保护二极管 。
VD1、VD2将集成运放反相输入端电压钳位在±UF 。UF为二极管正向压降 。二极管最高反向工作电压应大于电源电压 。
举例说明：应用7F741M 型集成运放组成反相型放大器，设计其反相输入端保护电路 。
电源电压为±15V
电路图同图2.3.8
文章插图
VD1、VD2选用1N4148型高速开关二极管，正向压降UF<1V，最高反向电压UR=75V，电源电压为±15V, 75>|15|，满足要求 。
04
同相输入端的保护电路
同相输入端保护电路如图2.3.9所示 。图2.3.9中，VS1、VS2为同型号的稳压管，稳定电压为Uz 。Ucc、Uee分别为集成运放的正、负电源，并且Ucc=|Uee| 。选择VS1、VS2时，应使(Uz+UF)≤Ucc 。同相输入端被钳位在±(Uz+UF) 。UF为稳压管的正向下降 。
文章插图
举例如下所示：
应用7F741M型集成运放组成同相型放大器，设计同相输入端保护电路，电源电压为±12V 。
电路图同图2.3.9
VS1、VS2选择2CW17型稳压管，Uz：9~10.5V， 正向压降UF≤1V，稳定电流Iz为23mA 。
R1=(Ucc-Uz)/Iz，取Uz为中间值，即Uz=9.75V，则R1=(12-9.75)/(23x10-3)=97.8Ω，取系列值100Ω 。
责任编辑：xj
原文标题：运放输入端保护电路怎么做？这些设计经验值得借鉴
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