在晚上開(kāi)車時(shí)， LED 車頭燈能夠照亮我們的前路。在幕后，幫助確保我的車頭燈正常工作的是一個(gè)通常很小但很重要的設(shè)備——運(yùn)算放大器（op amp）。在這篇文章中，我將介紹為外部照明應(yīng)用選擇運(yùn)算放大器時(shí)要考慮的關(guān)鍵參數(shù)。

在深入研究運(yùn)算放大器之前，讓我們總結(jié)一下 LED 照明的工作原理。LED 的電流是照明系統(tǒng)的主要考慮因素，因?yàn)樗刂浦獾牧炼群蛷?qiáng)度。LED 實(shí)際上以高于 200Hz 的頻率發(fā)出調(diào)制光——人眼將其平均化。

由于 LED 電流控制光的亮度和強(qiáng)度，因此運(yùn)算放大器通常用作電流檢測(cè)器，以幫助控制進(jìn)入 LED 的電流。脈寬調(diào)制 (PWM) 信號(hào)中的高電流峰值可能會(huì)超過(guò) LED 的指定電流水平并對(duì)其壽命產(chǎn)生負(fù)面影響。下面的圖 1 顯示了 LED 前燈的整體系統(tǒng)框圖以及運(yùn)算放大器在應(yīng)用中的使用位置。

圖 1：LED 前照燈照明的高級(jí)系統(tǒng)框圖

要選擇合適的運(yùn)算放大器作為電流檢測(cè)，它應(yīng)該具備：

· 低失調(diào)電壓 (Vos) 可提高 LED 電流輸出的精度

· 低溫度漂移，幫助系統(tǒng)在各種溫度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)恒定的亮度。

· 如果運(yùn)算放大器直接連接到 LED（而不是連接到緩沖器或晶體管），則具有高輸出電流能力（在某些情況下）可驅(qū)動(dòng) LED。

· 軌到軌功能可最大限度地提高信號(hào)輸入和輸出，并避免削波。

由于成本在這些系統(tǒng)中始終是一個(gè)重要因素，因此 TI 提供了多種適用于外部照明應(yīng)用的運(yùn)算放大器，例如TLC2272A-Q1或TLV2372-Q1。

TLC2272和TLC2274是來(lái)自德州儀器的雙和四倍運(yùn)算放大器。在單電源或分電源應(yīng)用中，這兩種設(shè)備都具有軌到軌輸出性能，可增加動(dòng)態(tài)范圍。TLC227x系列提供了2 MHz的帶寬和3 V/μs的旋轉(zhuǎn)速率為高速應(yīng)用程序。與現(xiàn)有的CMOS運(yùn)算放大器相比，這些器件提供了相當(dāng)?shù)慕涣餍阅埽瑫r(shí)具有更好的噪聲、輸入偏置電壓和功耗。TLC227x的噪聲電壓為9 nV/√Hz，比競(jìng)爭(zhēng)解決方案低兩倍。

TLC227x系列器件表現(xiàn)出高輸入阻抗和低噪聲，非常適合高阻抗源(如壓電換能器)的小信號(hào)調(diào)理。由于微功耗水平，這些器件在手持監(jiān)測(cè)和遙感應(yīng)用中工作良好。此外，軌到軌輸出特性，單或分路電源，使該系列在與模數(shù)轉(zhuǎn)換器(adc)接口時(shí)成為一個(gè)很好的選擇。對(duì)于精密應(yīng)用，TLC227xA系列可提供950 μV的最大輸入偏置電壓。這一科在5v和±5v時(shí)具有充分的特征。

TLC227x也在標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)上對(duì)TLC27x進(jìn)行了很大的升級(jí)。它們提供了更大的輸出動(dòng)態(tài)范圍，更低的噪聲電壓和更低的輸入偏置電壓。這個(gè)增強(qiáng)的特性集允許它們?cè)诟鼜V泛的應(yīng)用程序中使用。

ITLC227x設(shè)備溫度等級(jí):-40℃~ 125℃環(huán)境工作溫度范圍

設(shè)備HBM ESD分級(jí)2級(jí)

設(shè)備CDM ESD分級(jí)C6級(jí)

輸出擺動(dòng)包括兩個(gè)供應(yīng)軌

低噪音:9 nV/√Hz f = 1 kHz時(shí)的典型噪音

低輸入偏置電流:1 pA典型

完全指定的單電源和分電源操作

共模輸入電壓范圍包括負(fù)軌

高增益帶寬:2.2 MHz典型

高轉(zhuǎn)換速率:3.6 V/μs典型

低輸入偏置電壓950 μV在TA = 25°C時(shí)最大

對(duì)于更高分辨率的需求，OPA365-Q1是另一種選擇，因?yàn)樗哂袑拵挕O低的失調(diào)和軌到軌輸出 (RRO) 特性。

OPAx365 零交叉系列軌至軌高性能 CMOS 運(yùn)算放大器針對(duì)超低電壓?jiǎn)坞娫磻?yīng)用進(jìn)行了 優(yōu)化。軌至軌輸入或輸出、低噪聲 (4.5nV/√Hz) 和高速運(yùn)行（50MHz 增益帶寬）使得這些器件非常適合驅(qū)動(dòng)采樣模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC)。應(yīng)用 包括音頻、信號(hào)調(diào)節(jié)和傳感器放大。OPA365 系列運(yùn)算放大器也非常適合手機(jī)功率放大器控制環(huán)路。

特殊 特性， 包括出色的共模抑制比 (CMRR)、無(wú)輸入級(jí)交叉失真、高輸入阻抗和軌至軌輸入和輸出擺幅。輸入共模范圍同時(shí)包括正負(fù)電源。輸出電壓擺幅在電源軌的 10mV 以內(nèi)。

· 增益帶寬：50MHz

· 零交叉失真拓?fù)洌?/span>

· 出色的 THD+N：0.0004%

· CMRR：100dB（最小值）

· 軌至軌輸入和輸出

· 輸入超出電源軌 100mV

· 低噪聲：100kHz 時(shí)為 4.5nV/√Hz

· 壓擺率：25V/μs

· 快速趨穩(wěn)：0.3μs 至 0.01%

由于太陽(yáng)開(kāi)始落山較早，當(dāng)我們打開(kāi)車頭燈并驅(qū)車回家時(shí)，請(qǐng)不要忘記這些運(yùn)算放大器。