電壓比較器基本原理及設(shè)計應(yīng)用
從圖4中可以看出,比較器電路就是一個運算放大器電路處于開環(huán)狀態(tài)的差分放大器電路。
同相放大器電路如圖5所示。如果圖5中RF=∞,R1=0時,它就變成與圖3(b)一樣的比較器電路了。圖5中的Vin相當(dāng)于圖3(b)中的VA。
比較器與運放的差別
運放可以做比較器電路,但性能較好的比較器比通用運放的開環(huán)增益更高,輸入失調(diào)電壓更小,共模輸入電壓范圍更大,壓擺率較高(使比較器響應(yīng)速度更快)。另外,比較器的輸出級常用集電極開路結(jié)構(gòu),如圖6所示,它外部需要接一個上拉電阻或者直接驅(qū)動不同電源電壓的負載,應(yīng)用上更加靈活。但也有一些比較器為互補輸出,無需上拉電阻。
這里順便要指出的是,比較器電路本身也有技術(shù)指標要求,如精度、響應(yīng)速度、傳播延遲時間、靈敏度等,大部分參數(shù)與運放的參數(shù)相同。在要求不高時可采用通用運放來作比較器電路。如在A/D變換器電路中要求采用精密比較器電路。
由于比較器與運放的內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本相同,其大部分參數(shù)(電特性參數(shù))與運放的參數(shù)項基本一樣(如輸入失調(diào)電壓、輸入失調(diào)電流、輸入偏置電流等)。
比較器典型應(yīng)用電路
這里舉兩個簡單的比較器電路為例來說明其應(yīng)用。
1.散熱風(fēng)扇自動控制電路
一些大功率器件或模塊在工作時會產(chǎn)生較多熱量使溫度升高,一般采用散熱片并用風(fēng)扇來冷卻以保證正常工作。這里介紹一種極簡單的溫度控制電路,如圖7所示。負溫度系數(shù)(NTC)熱敏電阻RT粘貼在散熱片上檢測功率器件的溫度(散熱片上的溫度要比器件的溫度略低一些),當(dāng)5V電壓加在RT及R1電阻上時,在A點有一個電壓VA。當(dāng)散熱片上的溫度上升時,則熱敏電阻RT的阻值下降,使VA上升。RT的溫度特性如圖8所示。它的電阻與溫度變化曲線雖然線性度并不好,但是它是單值函數(shù)(即溫度一定時,其阻值也是一定的單值)。如果我們設(shè)定在80℃時應(yīng)接通散熱風(fēng)扇,這80℃即設(shè)定的閾值溫度TTH,在特性曲線上可找到在80℃時對應(yīng)的RT的阻值。R1的阻值是不變的(它安裝在電路板上,在環(huán)境溫度變化不大時可認為R1值不變),則可以計算出在80℃時的VA值。
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