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凡亿专栏 | 运放的几个应用:精密整流电路、理想二极管
运放的几个应用:精密整流电路、理想二极管

今天给大家介绍几个运放和二极管构成的实用电路:精密整流电路、理想二极管电路。


1)精密全波整流电路

电路图如下,可以看出,整流输出没有二极管压降的损失:

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这个电路是反向比例放大电路变化而来的。

当输入负电压时,由于运放的输出电压升高,二极管正向导通,运放可以工作在负反馈状态,所以输出是输入的反相;当输入正电压时,由于运放的输出电压降低,二极管截止,运放不能形成负反馈,输入电压可以通过R1、R2直接到达输出处。由于运放的作用,可以消除二极管正向导通的压降,以此实现精密整流。

但是这个电路有个小问题,就是在输入正电压时,信号是通过R1、R2两个电阻才到达输出,如果输出处有负载电阻,也就会因为三个电阻的分压作用,使得输出信号幅值变小,如下图所示:

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所以,如果负载的等效电阻比较小的话,需要在输出处再接一个运放跟随一下,再接后端的负载,才能实现精密全波整流。


2)理想二极管电路

电路图如下:

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这个电路是在电压跟随器上增加了一个二级管;显然,当输入正电压时,运放输出高电压,二极管导通,运放工作在负反馈状态,虚断特性成立,输出等于输入的正电压;当输入负电压时,运放输出低电压,二极管截止,运放的负反馈状态不成立,输出为0。

所以,该电路效果等同于一个没有正向压降的二极管。

这个电路也有个小问题,就是输出信号的驱动能力受限于运放,如果要求输出的功率也很大,那么输出的运放需要选择大功率运放,或者像下图一样,再接一个NPN三极管进行扩流,当然这种用法的效率不高,会有很多功率消耗在运放或者三极管上:

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关于理想二极管,LT公司有一款成熟的产品:LT4358,它是在内部使用MOS实现单向导通,由于MOS管的等效电阻很小,导通压降比普通二极管低很多,所以近似于理想二极管的功能。

这款芯片的导通电阻只有20mΩ,下图是它的应用电路,以及不同电流下和二极管相比的功耗,感兴趣的可以了解一下:

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