HJ544C功率運算放大器應用指南解析

1. ? 概述

HJ544C功率運算放大器是一種符合GJB2438B規定的厚膜混合集成電路。由一個運算放大器、功率驅動器、補償網絡和過流保護網絡組成。在工藝上，采用BeO基板絲網印刷和改進的厚膜集成電路工藝（共晶焊工藝），有效的降低了熱阻，提高了器件的可靠性。具有低輸入失調電壓、低輸入失調電流、電源電壓范圍寬、共模輸入電壓高和輸出電流高等特點。廣泛應用于馬達轉矩驅動器、快速偏轉驅動器、電纜驅動器、陀螺線圈加矩、程控電源以及石油測井系統中。已實現了對于OPA544中壓應用下的完全國產化替代。

2. ? 封裝形式

封裝采用TO-257F五引線金屬全密封封裝和TO-257-5L五引線金屬全密封封裝。

3. ?

典型應用及注意事項

注：

1. PCB布局時，電源濾波電容應連接在緊靠運算放大器的電源端，以有效的吸收電源上的高頻雜波，提高器件的工作穩定性與可靠性。電源濾波電容采用大容量（10μF）鉭電容和小容量（0.1μF）瓷介電容并聯，0.1μF的瓷介電容更應該靠近運算放大器電源端。且應選用耐高溫無感電容。

2. ZL可為阻容性負載或感性負載。

HJ544C為純國產化器件，芯片內部補償電容與進口器件有所差異，直接原位替代時，需要重新設置外圍的反饋電容（Cf）參數值（通常是需要減小電容值的，有時甚至需要去掉反饋電容）。若存在輸出振蕩或輸出幅度不對稱等異常現象時，可在Rf（如圖5所示）上并聯一個100～1000 pF的電容或輸出對地串聯一個100～1000 pF的電容（其原理和重新設置外圍相位補償電容值一致）。

3. 若在電源端需要增加限流電阻時，要注意限流電阻阻值選取的合理性，電阻值不能過大以保證消耗在限流電阻上的壓降不能太大，避免導致近器件端的電壓值過低而造成的輸出波形異常的現象發生。

4. HJ544C內部具有輸出接地（短路）保護功能。當輸出異常接地（短路）時，器件處于過流態，會迅速產生大量的熱，若散熱器功率不足，器件會因熱量不能及時散去而導致溫度上升，嚴重的使得器件熱燒毀，導致功能失效。

同理，HJ544C全功率使用時必須配合適的散熱器。

5. 在印刷線路板布局時，需要考慮散熱器的位置及擺放的選擇。結合以往應用經驗，建議應用以下兩種擺放方式：

（1）垂直布局（僅限HJ544CT）

垂直布局指器件垂直于PCB板而放置，這種放置方式為散熱器的選擇提供了很大便利。將散熱器平行于器件放置，散熱器的面積就可做得比較大，可以在最大程度上提高散熱效率。在空間沒有要求的情況下，可以選擇垂直布局。垂直布局加散熱器實物圖如下圖：

（2）平行布局

平行布局指器件平行于PCB板而放置，HJ544CTW就是專門為平行布局而設計的。這種放置方式節省了空間，提高了系統的集成度，可用于小功率的使用。若平行布局需要使用散熱器時，可在PCB板與器件之間增加一個冷板，以此來增大散熱面積。平行布局實例圖如下：

6. 外引線使用注意事項：

HJ544CT的外引線通過陶瓷絕緣子與外殼燒結而成。為了使外引線和陶瓷絕緣子具有相同的熱膨脹系數來適應溫度變化所引起的形變，避免氣密性受損，同時還需要滿足良好的導電性，因此選擇導電性能良好的銅和與陶瓷絕緣子熱膨脹系數相匹配的鋼作為外引線的材料，其結構為鋼包銅結構（示意圖如圖8所示）。但是相比于塑封器件，這種材料硬度較大，不易成形。塑封器件的塑料外殼和外引線存在熱膨脹系數不同的問題，無法在高溫環境下長期、穩定使用，甚至使用前需要預烘來去除水氣否則無法正常工作。

按照以往的進口器件使用方法，一般是將器件的外引線成形為“前3后2”的布局，如圖9所示。由于外引線間距僅為1.7mm，這樣布局，很大程度上解決了外引線與外引線之間可能存在的短路及焊接等問題，但無法保證HJ544CT成形時外引線的可靠性，并且，“前3后2”的布局需要對管腳二次成形，在第二次成形時，第一次已成形好的外引線對第二次成形工裝的設計及使用起到了極大的負面作用。若不使用專業的成形工具，會造成陶瓷絕緣子破裂（正常陶瓷絕緣子如圖10所示，破裂的陶瓷絕緣子如圖11所示），影響氣密性；若成形時未對外引線進行有效的保護，會造成外引線異常形變（如圖12所示），嚴重的還會導致器件的外引線脫落（如圖13所示），使得起器件功能失效。