电压比照器电路原理介绍

2017-03-31 13:34分类：家电维修阅读：

电压比照器(以下简称比照器)是一种常用的集成电路。它可用于报警器电路、主动操控电路、丈量技能，也可用于V/F改换电路、A/D改换电路、高速采样电路、电源电压监测电路、振荡器及压控振荡器电路、过零查看电路等。这篇文章首要介绍其根柢概念、作业原理及典型作业电路，并介绍一些常用的电压比照器。啥是电压比照器简略地说，电压比照器是对两个仿照电压比照其巨细(也有两个数字电压比照的，这儿不介绍)，并区别出其间哪一个电压高，如图1所示。图1(a)是比照器，它有两个输入端：同相输入端(“+” 端) 及反相输入端(“-”端)，有一个输出端Vout(输出电平信号)。别的有电源V+及地(这是个单电源比照器)，同相端输入电压VA，反相端输入VB。VA和VB的改动如图1(b)所示。在时刻0～t1时，VA>VB；在t1～t2时，VB>VA；在t2～t3时，VA>VB。在这种状况下，Vout的输出如图1(c)所示：VA>VB时，Vout输出高电平(丰满输出)；VB>VA时，Vout输出低电平。依据输出电平的凹凸便可知道哪个电压大。

假定输入电压VA与某一个固定不变的电压VB比照照，如图3(a)所示。此VB称为参看电压、基准电压或阈值电压。假定这参看电压是0V(地电平)，如图3(b)所示，它通常用作过零查看。

从图4中能够看出，比照器电路便是一个运算拓宽器电路处于开环状况的差分拓宽器电路。同相拓宽器电路如图5所示。假定图5中RF=∞，R1=0时，它就成为与图3(b)相同的比照器电路了。图5中的Vin恰当于图3(b)中的VA。

比照器与运放的纷歧样运放能够做比照器电路，但功用较好的比照器比通用运放的开环增益更高，输入失调电压更小，共模输入电压计划更大，压摆率较高(使比照器照料速度更快)。别的，比照器的输出级常用集电极开路构造，如图6所示，它外部需要接一个上拉电阻或许直接驱动纷歧样电源电压的负载，运用上愈加活络。但也有一些比照器为互补输出，无需上拉电阻。

这儿趁便要指出的是，比照器电路自身也有技能方针恳求，如精度、照料速度、传达推延时刻、活络度等，大有些参数与运放的参数相同。在恳求不高时可选用通用运放来作比照器电路。如在A/D改换器电路中恳求选用精细比照器电路。因为比照器与运放的内部构造根柢相同，其大有些参数(电特性参数)与运放的参数项根柢相同(如输入失调电压、输入失调电流、输入偏置电流等)。比照器典型运用电路这儿举两个简略的比照器电路为例来阐明其运用。 1.散热电扇主动操控电路一些大功率器材或模块在作业时会发作较多热量使温度添加，通常选用散热片并用电扇来冷却以确保正常作业。这儿介绍一种极简略的温度操控电路，如图7所示。负温度系数(NTC)热敏电阻RT张贴在散热片上查看功率器材的温度(散热片上的温度要比器材的温度略低一些)，当5V电压加在RT及R1电阻上时，在A点有一个电压VA。当散热片上的温度上升时，则热敏电阻RT的阻值降低，使VA上升。RT的温度特性如图8所示。它的电阻与温度改动曲线尽管线性度并欠好，可是它是单值函数(即温度必守时，其阻值也是必定的单值)。假定咱们设定在80℃时应接通散热电扇，这80℃即设定的阈值温度TTH，在特性曲线上可找到在80℃时对应的RT的阻值。R1的阻值是不变的(它设备在电路板上，在环境温度改动不大时能够为R1值不变)，则能够核算出在80℃时的VA值。

R2与RP构成分压器，当5V电源电压是安稳电压时(电压安稳性较好)，调度RP能够改动VB的电压(电位器基地头的电压值)。VB值为比照器设定的阈值电压，称为VTH。计划时期望散热片上的温度一旦跨过80℃时接通散热电扇完毕散热，则VTH的值应等于80℃时的K值。一旦VA>VTH，则比照器输出低电平，继电器K吸合，散热电扇(直流电机)得电作业，使大功率器材降温。VA、VTH电压改动及比照器输出电压Vout的特性如图9所示。这儿要阐了解的是在VA开端大于VTH时，电扇作业，但散热体有较大的热量，要通过必守时问才调把温度降到80℃以下。

从图7可看出，要改动阈值温度TTH非常便利，只需相应地改动VTH值即可。VTH值增大，TTH增大；反之亦然，调整非常便利。只需RT断定，RT的温度特性断定，则R1、R2、RP可便利求出(设流过RT、R1及R2、RP的电流各为0.1～0.5mA)。 2.窗口比照器窗口比照器常用两个比照器构成(双比照器)，它有两个阈值电压VTHH(高阈值电压)及VTHL(低阈值电压)，与VTHH及VTHL比照的电压VA输入两个比照器。若VTHL≤VA≤VTHH，Vout输出高电平；若VAVTHH，则Vout输出低电平，如图10所示。图10是一个冰箱报警器电路。冰箱正常作业温度设为0～5℃，(0℃到5℃是一个“窗口”)，在此温度计划时比照器输出高电平(标明温度正常)；若冰箱温度低于0V或高于5℃，则比照器输出低电平，此低电平信号电压输入微操控器(μC)作报警信号。

温度传感器选用NTC热敏电阻RT，已知RT在0℃时阻值为333.1kΩ；5℃时阻值为258.3kΩ，则按1.5V作业电压及流过R1、RT的电流约1.5 uA，可求出R1的值。R1的值断定后，可核算出0℃时的VA值为0.5V(按图10中R1=665kΩ时)，5℃时的VA值为0.42V，则VTHL=0.42V，VTHH=0.5V。若设R2=665kΩ，则按图11，可求出流过R2、R3、R4电阻的电流I=(1.5V-0.5V)/665kΩ=0.0015mA，按R4×I/=0.42V，可求出R4=280kΩ再按0.5V=(R3+R4)0.0015mA，则可求出R3=53.3kΩ。

本例中两个比照器选用低作业电压、低功耗、互补输出双比照器LT1017，无需外接上拉电阻。