电压比较器应用电路,lm339电压比较器

VIC56 · 发表于 2022-8-15 10:51

EDA365欢迎您登录！

您需要登录才可以下载或查看，没有帐号？注册

x

　LM339集成块内部装有四个独立的电压比较器，该电压比较器的特点是：1）失调电压小，典型值为2mV；2）电源电压范围宽，单电源为2-36V，双电源电压为±1V-±18V；3）对比较信号源的内阻限制较宽；4）共模范围很大，为0~（Ucc-1.5V）Vo；5）差动输入电压范围较大，大到可以等于电源电压；6）输出端电位可灵活方便地选用。
　　 LM339集成块采用C-14型封装，图1为外型及管脚排列图。由于LM339使用灵活，应用广泛，所以世界上各大IC生产厂、公司竟相推出自己的四比较器，如IR2339、ANI339、SF339等，它们的参数基本一致，可互换使用。。

图 1
　　 LM339类似于增益不可调的运算放大器。每个比较器有两个输入端和一个输出端。两个输入端一个称为同相输入端，用“+”表示，另一个称为反相输入端，用“-”表示。用作比较两个电压时，任意一个输入端加一个固定电压做参考电压（也称为门限电平，它可选择LM339输入共模范围的任何一点），另一端加一个待比较的信号电压。当“+”端电压高于“-”端时，输出管截止，相当于输出端开路。当“-”端电压高于“+”端时，输出管饱和，相当于输出端接低电位。两个输入端电压差别大于10mV就能确保输出能从一种状态可靠地转换到另一种状态，因此，把LM339用在弱信号检测等场合是比较理想的。LM339的输出端相当于一只不接集电极电阻的晶体三极管，在使用时输出端到正电源一般须接一只电阻（称为上拉电阻，选3-15K）。选不同阻值的上拉电阻会影响输出端高电位的值。因为当输出晶体三极管截止时，它的集电极电压基本上取决于上拉电阻与负载的值。另外，各比较器的输出端允许连接在一起使用。 LM339制作电池自动充电器方法试用LM339电压比较器制作的这款充电器,适宜于5号或7号镍镉、镍氢电池充电,电路简单易制,元件无特殊要求,具有自动检测功能,效果颇佳.工作原理如附图所示,LM339共有四个单元,每个单元独立充一节可充电池.这里仅绘出其中一个单元. 工作原理电源经过三端稳压块IC1 KA78M05R稳压后,+5V为IC2③脚提供工作电压,此外+5V电压通过电阻R1和R2、R3分压后把IC2 LM339反相输入端④脚电位设定在1．42V作为参考电压,同相输入端⑤脚电位受控于被充电池端电压.刚放进用尽的电池,由于电池端电压低于反相端④脚设定的参考值1．42V,那么②脚输出低电平,V1正偏导通,+5V电压经V1c、e极,R5限流对电池充电,R5取值10Ω时,充电电流约150mA.当电池充满即端电压达到(或高于)1．42V(镍镉和镍氢电池电压阈值)时,此电压值通过R4取样加到IC2⑤脚,与④脚参考值作比较,使IC2比较器翻转,②脚输出高电平,V1截止,指示灯LED2灭,充电结束,实现自动控制. 指示灯LED1(红)作电源指示(常亮),LED2(绿)作充电指示. 实际上电池充满时,LED2表现为不断闪烁的指示状态,原因是电池端电压上升到(或超过)1．42V时,比较器翻转,停止充电,灯灭;此时电池端电压就可能下降,比较器又要翻转,又充电,灯亮.也就是说电池电压达到1．42V临界点上下时,比较器是在不断反复翻转,使电池进入"停"与"充"的交替状态,这是一种"浮充"状态,所以LED2闪烁发光. 　　LM339制作单限比较器电路　　图1a给出了一个基本单限比较器。输入信号Uin，即待比较电压，它加到同相输入端，在反相输入端接一个参考电压（门限电平）Ur。当输入电压Uin>Ur时，输出为高电平UOH。图1b为其传输特性。

　　图3为某仪器中过热检测保护电路。它用单电源供电，1/4LM339的反相输入端加一个固定的参考电压，它的值取决于R1于R2。UR=R2/（R1+R2）*UCC。同相端的电压就等于热敏元件Rt的电压降。当机内温度为设定值以下时，“+”端电压大于“-”端电压，Uo为高电位。当温度上升为设定值以上时，“-”端电压大于“+”端，比较器反转，Uo输出为零电位，使保护电路动作，调节R1的值可以改变门限电压，既设定温度值的大小。

图 3
　　LM339制作迟滞比较器　　迟滞比较器又可理解为加正反馈的单限比较器。前面介绍的单限比较器，如果输入信号Uin在门限值附近有微小的干扰，则输出电压就会产生相应的抖动（起伏）。在电路中引入正反馈可以克服这一缺点。　　图1a给出了一个迟滞比较器，人们所熟悉的“史密特”电路即是有迟滞的比较器。图1b为迟滞比较器的传输特性。

图 1
　　不难看出，当输出状态一旦转换后，只要在跳变电压值附近的干扰不超过ΔU之值，输出电压的值就将是稳定的。但随之而来的是分辨率降低。因为对迟滞比较器来说，它不能分辨差别小于ΔU的两个输入电压值。迟滞比较器加有正反馈可以加快比较器的响应速度，这是它的一个优点。除此之外，由于迟滞比较器加的正反馈很强，远比电路中的寄生耦合强得多，故迟滞比较器还可免除由于电路寄生耦合而产生的自激振荡。　　如果需要将一个跳变点固定在某一个参考电压值上，可在正反馈电路中接入一个非线性元件，如晶体二极管，利用二极管的单向导电性，便可实现上述要求。图2为其原理图。

图 2

　　图3为某电磁炉电路中电网过电压检测电路部分。电网电压正常时，1/4LM339的U4<2.8V，U5=2.8V，输出开路，过电压保护电路不工作，作为正反馈的射极跟随器BG1是导通的。当电网电压大于242V时，U4>2.8V，比较器翻转，输出为0V，BG1截止，U5的电压就完全决定于R1与R2的分压值，为2.7V，促使U4更大于U5，这就使翻转后的状态极为稳定，避免了过压点附近由于电网电压很小的波动而引起的不稳定的现象。由于制造了一定的回差（迟滞），在过电压保护后，电网电压要降到242-5=237V时，U4

图 3
　　LM339制作双限比较器（窗口比较器）　　图1电路由两个LM339组成一个窗口比较器。当被比较的信号电压Uin位于门限电压之间时（UR1
　　LM339制作用LM339组成振荡器　　图1为有1/4LM339组成的音频方波振荡器的电路。改变C1可改变输出方波的频率。本电路中，当C1=0.1uF时。f=53Hz；当C1=0.01uF时，f=530Hz；当C1=0.001uF时，f=5300Hz。　　 LM339还可以组成高压数字逻辑门电路，并可直接与TTL、CMOS电路接口。