当使用高功率电路时，噼啪声、噼啪声和爆裂声是你最不想听到的声音，但这种令人不安的噪音可以通过具有可变限流功能的新型LT1970运算放大器来防止。

电子产品设计师通常不会为元件被过度驱动而消亡的声音而庆祝。融化的塑料和燃烧的金属残留的气味会让你浪费时间和好奇的同事讨论，他们对复制爆炸回路很感兴趣。这种工时成本，加上失效部件的成本，可能是惊人的。

使用高功率电路的一个重要规则是，任何提供大量输出功率的设备都必须为其驱动的电路提供某种保护措施。大多数功率放大器只将输出电流限制在放大器所能提供的最大电流。这种简单的措施主要是保护放大器本身，而不太考虑下游负载电路。一些功率放大器通过可编程的固定电流限制提供稍微更多的保护，其中最大输出电流通过外部电阻固定在(希望)更安全的水平。LT1970 500mA功率运放通过提供动态可调和精确的输出电流限制，可以持续适应和保护负载电路，将负载保护带入下一个逻辑步骤。电流限制，无论是源和下沉，是通过两个0V - 5V电压输入调节，使其易于创建电流限制控制。

LT1970的一个明显的应用是自动测试设备(ATE)。在ATE中，功率放大器用作引脚驱动器。这些测试引脚在被测电路板上的许多点施加条件，以确定连续性和功能。由于每个测试点对驱动器都有一个独特的负载，因此可以定制电压和最大输出电流，以防止对被测试板的损坏。如果没有这种灵活性，如果任何测试节点向驱动程序呈现意外的负载条件，测试器本身可能会破坏它正在测试的单元。ATE只是一个明显的例子。通过对功率放大器输出电压和电流的全面和即时控制，无数有趣的应用成为可能。

透视LT1970

LT1970与任何基础运算放大器一样易于使用。它是一个具有良好性能特性的单位增益稳定电压反馈放大器。输入偏置电压小于1mV，偏置电流160nA，增益带宽积3.6MHz，在1.6V/µs时衰减。它可以在-40°C到125°C的温度范围内工作，总电源电压为36V。它也是一个功率放大器，最大输出电流限制为800mA，包括源和下沉，内置热关闭保护，并配有一个小的20针TSSOP电源封装。包装的底面有一个暴露的金属垫，以促进散热。这些只是放大器的基本特性;还有其他内置功能使LT1970与众不同。

图1是LT1970的框图。标准放大器拓扑结构由差分输入跨导级g(m1)组成，驱动单位增益大电流输出级。输入端可以处理36伏的电压而不传导任何电流。当限流放大器起作用并控制输出电压时，这是一个重要的特性。

电流限制放大器，标记为I(SINK)和I(SRC)，在下沉和源方向提供独特的输出电流限制控制。这些放大器连接到输入级的高阻抗输出，并且具有比g(m1)级高得多的跨导。限流放大器监测两个感测输入引脚之间的电压，sense(+)和sense(-)(为简单起见，此电压差将简称为V(sense))。这些输入引脚通常通过一个小的外部电流感应电阻R(CS)连接。如图所示，每个放大器都有一个独立控制的失调电压，V(SNK)和V(SRC)，它们设置了输出电流限制的阈值。当V(SENSE)小于任意一个失调电压时，限流放大器断开与信号通路的连接。这种功能由二极管D1和D2表示。

当V(SENSE)超过任何一个限流偏置电压时，适用的限流放大器变为活动，并从输入级g(m1)控制信号路径。放大器的反馈控制现在通过限流路径，输出电流被调节到V(SENSE) /R(CS)的值，V(SENSE)根据输出电流的方向被强制到阈值电压V(SNK)或V(SRC)的值。这些阈值的电压控制是动态电流限制调整的关键。

两个限流控制输入，V(CSNK)和V(证监会)设置限流阈值。这些引脚采用0V至5V输入，以独立控制最大下沉或源电流。下沉电流限制阈值V(SNK)等于施加在V(CSNK)引脚上的电压的十分之一(同样适用于源电流限制)。这将两个方向上的最大输出电流设置为电压控制值:

如果选择R(CS)为1欧姆电阻，则0V至5V的控制电压在4mA至500mA范围内调节电流限制。500mA电流限制的精度保证为最大2%或在10mA以内。4mA的下限，而不是0mA，是有意为之。内置了控制输入电压小于0.1V的非线性，以防止源和下沉限制放大器同时被激活。这将导致不受控制的输出。从控制输入到输出的带宽为2MHz，可用于交流电流调制。限流放大器控制输出的响应时间很快，通常为4µs。

其他功能包括一个有效的高使能输入，三个开路集电极错误标志和单独的电源输入线。使能输入关闭LT1970并将电源电流降至600µA。它还将输出级置于高阻抗、零输出电流的状态。错误标志可以驱动led，表明驱动器在电流限制中，在任何方向上，或者负载条件导致LT1970进入其热关闭保护。V(CC)和V(EE)供电引脚为除大电流输出级外的所有内部电路供电。输出级由V(+)和V(-)引脚供电，它们传导所有输出电流。在高电流应用中，从较低的电源电压水平偏置输出级可以显著降低输出级的功耗。

应用创意比比皆是

在单个设备中完全控制施加到负载上的电压和电流会带来无数的应用可能性。LT1970的输出电流易于限制或调制，解决了许多电路问题，可以保护许多负载电路。这里有一些建议。

图2显示了LT1970功率放大器的基本应用。这是一个简单的非反相增益的两个放大器，直到限流被激活。图3显示了源和下沉的单独限流控制。当V(CSRC)设为4V，感测电阻R(CS)为1欧姆，放大器负载为10欧姆时，由于电流限制在400mA，最大输出电压为4V。设置V(CSNK)为2V，则本例中的下沉电流为200mA。三个错误标志被放在一起，以提供LT1970达到电流或热极限的单一指示。

需要500mA以上?

LT1970的500mA输出级足以满足许多应用，但也有一些更高电流的应用可以从独特的限流控制中受益。图4显示了使用一对外部互补的mosfet将输出电流提升到±5A是多么容易。输出电流检测电阻按比例缩小至0.1欧姆，以将相同的0V至5V限流控制扩展到从40mA到5A的范围。栅极电压驱动由V(+)和V(-)电源引脚开发，具有LT1970输出级驱动100欧姆负载所需的电流。这种B级功率级适用于直流和低频(1kHz)设计，因为在更高频率下，源电流和下沉电流之间的交叉失真会变得很明显。在非常高的电流设计中，具有外部连接的增益设置电阻允许在负载上进行开尔文感应。通过在负载上连接反馈电阻，负载上的电压正好是它应该是什么。通过电流检测电阻的任何电压降都在反馈回路内，因此不会产生电压误差。

“快回”电流限制

图4还显示了使用开路集电极错误标志为负载电路提供额外保护的独特方法。当放大器在任何方向上进入电流限制时，相应的错误标志变低。这种高阻抗到0V的转换可以为电流限制控制输入提供大量的滞后，迫使输出电流急剧减少。在这个例子中，电阻R1, R2和R3将电流限制控制设置为最大2V和最小200mV。如果负载电流超过预定的最大限制，输出电流就会恢复到最小水平。输出电流保持在这个较低的水平，直到信号下降到负载电流小于最小设定值的一点。当信号足够低时，标志输出打开，电流限制恢复到最大值。这个动作模拟了一个自动复位的保险丝。图5显示了这种迟滞的作用，当超过任何一个方向的最大电流限制2A时，该迟滞会弹回200mA。

数字控制V和I

图6显示了一种将4位10位LTC1664等数模转换器与LT1970相结合的方法，可以完全控制输出电压和电流。该电路可作为ATE应用的引脚驱动器。该电路是一个增益为3的差分放大器，从0V到5V DAC产生的输入产生±15V输出。另外两个dac控制最大输出电流。再一次，开尔文感应在负载引脚保持整个负载的精确电压控制。LT1970的使能引脚可用于在每次DAC更新后为负载设置新的电压和电流限制设置。

力量比较器

图7所示的简单电路是一种不同类型的比较器。这种比较器控制电流流过负载的方向，可以是电阻式、电容式或电感式。电流的大小由正常的电流限制控制输入电压控制，可以是直流电或调制到2MHz。没有电压反馈，因此输入电压驱动顶部或底部输出晶体管完全打开。根据输入电压的极性，输出将产生或吸收负载电流。需要注意的是，如果负载不能传导控制电流水平，输出电压将转到一个供电轨或另一个。从输出到电源的钳位二极管与SENSE(-)引脚处的小频率补偿电容器一起显示。这是在负载是高度感性的情况下，能够在电流反转的时刻产生高电压瞬态。

对称电压钳

电压箝位放大器电路通常是复杂的设计，需要背靠背二极管，齐纳或参考来限制输出摆幅到精确的水平。箝位电压线性变化的能力增加了更多的挑战。对称钳位电路(图8)通过使用LT1970的电流限制检测放大器来监测输出电压而不是输出电流，实现起来相当简单。放大器正常工作，直到V(SENSE+)电压超过由电流限制控制输入电压控制的阈值。从控制输入到箝位阈值的内部除以10需要电路输出和SENSE(+)引脚之间的外部除以20的电阻网络。这允许0V至5V控制信号产生±80mV至±10V范围内的输出箝位电压。由于阈值电压在任何方向上都是相同的，因此输出箝位是对称的。图9说明了这个夹紧动作。

结论

LT1970是一款多功能且易于使用的功率运放，内置精确可调限流，可保护负载电路免受放大器功率过大造成的损坏。此特性在ATE系统中特别有用，因为每个测试节点的负载是可变的(并且可能是错误的)。严格控制这些系统的输出电流对于防止损坏被测装置是很重要的。LT1970控制输出电压和电流的能力使许多创新应用成为可能，否则将难以实现或不切实际。