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前段时间参与项目中电机保护电路的设计,用运放的电压比较功能来实现,初选LM741CN单路运放芯片来实现,经过测试当负端基准电压小于2.0V时,芯片输出不稳定,不能满足要求;接着选择了LM393双路运放芯片,经过深入测试证实,当其负端输入电压在0.05-4.1V范围内均可可靠的进行工作,是一款不错的电压比较运放。下面是设计思路和测试过程,整理于此,共享之!WWW_PLCJS@_COM%-PLC-技.术_网
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1、当A点电压大于B点电压时,Vout反转,由低电平变为高电平,仪器报警,以防止电机过载损坏;WWW_PLCJ-S_COM-PLC-技.术_网(可-编程控-制器技术-门户)
2、运放实际供电为5.12V(微机-11型电源+5V输出);W1WW_P4LCJS_COM-PLC-技.术_网
3、LM741负输入端基准电压V=5*R4/(R3+R4)=1.503V;WWW_PLC※JS_COM-PmLC-技.术_网
4、C1,C2滤波;R1为2W、1%金属膜电阻;R2,R5保护运放LM741正负输入端;R3,R4为LM741负输入端分压电阻,精度为1%;R6反馈电阻,保护芯片;R6保护输出端目标。WWW_P※LCJS_COM-PLC-)技.术_网
5、电机用电阻替代,以实现A点分压;WWW_P※LCJS_CO※M-PLC-技-.术_网
6、LM741正输入端电压来自“微机-11型电源”的+6V~26V在R1上的分压,R1和电机代替电阻根据具体情况配置;WWcW_PLCJS_COM-PLC-技.术_网
7、LM741负输入端电压来自“微机-11型电源”的+5V在R4上的分压,R3和R4根据具体情况配置;WWcW_PLCJS_COM-PLC-技.术_网
8、当B点分压为1.5V、1V、0.4V,A点分压大于或小于B点电压时,运放输出均为高电平,不能达到使用要求;<WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户
9、将B点分压配置为2.476V,调节A端分压:<BR></FONT><FONT face=Verdana> 当A点分压小于2.476V时,输出Vout为低电平1.795V;当A点分压大于2.476V时,输出Vout为高电平4.57V。芯片用作比较器正常工作;WWW_PLCJS※COM-PLC-技×术_网(可编程控※制器技术门户)
10、进行进一步测试,当负端输入电压小于2.0V时,芯片用作比较器时不能正常工作。W1WW_P4LCJS_COM-PLC-技.术_网
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结论:LM741用作比较器时,当负端基准电压小于2.0V,芯片不能正常工作。——可——编——程——控-制-器-技——术——门——户
二、LM393有效基准电压测试WWcW_PLCJS_COM-PLC-技.术_网
二、LM393有效基准电压测试P_L_C_技_术_网——可——编——程——控-制-器-技——术——门——户
1、LM393用作电压比较器,当A点电压大于B点电压时,LED点亮,用以警告电机负载过大;WWW_PL※CJS_COM-PLC-技.术_网
2、由于芯片输出端的内部电路为三极管的集电极,因此根据手册Vout需接入10K上拉电阻;——可——编——程——控-制-器-技——术——门——户
3、输出端接一个白色LED,以指示电平转换,由于芯片输出能力不强,不需接入限流电阻;WWW.PLCJS.COM——可编程控制器技术门户
4、LM393正输入端电压来自“微机-11型电源”的+6V~26V在R1上的分压,R1和电机代替电阻根据具体情况配置;WWW_PLCJ-S_COM-PLC-技.术_网(可-编程控-制器技术-门户)
5、LM393负输入端电压来自“微机-11型电源”的+5V在R4上的分压,R3和R4根据具体情况配置;W1WW_P4LCJS_COM-PLC-技.术_网
6、据手册说明,LM393只用单路运放时,闲置管脚需进行接地处理。WWcW_PLCJS_COM-PLC-技.术_网
7、以下测试用来确定LM393用作比较器时能够正常工作的最大和最小基准电压(两路均做测试):WW.W_PLC※JS_C,OM-PL,C-技.术_网
第一路:(1,2,3脚)当负端输入为0.164V(分压电阻为R3=10K,R4=330),芯片可以正常工作,正负端压差为12mV。当负端输入为0.272V(分压电阻为R3=10K,R4=560),芯片可以正常工作,正负端压差为8mV。当负端输入为2.0V(分压电阻为R3=10K,R4=6.8K),芯片可以正常工作,正负端压差为6mV。WWW_PLC※JS_COM-PLC-技.术_网(可编程控※制器技术门户)
第二路:(5,6,7脚)当负端输入为0V(6脚接GND),芯片可以正常工作,正负端压差为2.1mV。当负端输入为0.0506V(分压电阻为R3=10K,R4=100),芯片可以正常工作,正负端压差为2mV。当负端输入为1.540(分压电阻为R3=10K,R4=4.3K),芯片可以正常工作,正负端压差为3mV。当负端输入为3.580V(分压电阻为R3=4.3K,R4=10K),芯片可以正常工作,正负端压差为4mV。当负端输入为3.936V(分压电阻为R3=4.3K,R4=14.3K),芯片可以正常工作,正负端压差为8mV。当负端输入为4.133V(分压电阻为R3=4.3K,R4=18K),芯片可以正常工作,正负端压差为180mV。当负端输入为4.214V(分压电阻为R3=4.3K,R4=20K),芯片不能正常WWW_P※LCJS_COM-PLC-)技.术_网