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电压比较器其实就是集成运放应用的一个变种,其是在集成运放的基础上发展而来,由于电压比较器应用比较广泛,所以开发出了专业的比较器电路,如LM393,LM358等。电压比较器简称比较器,其基本功能是对两个输入电压进行比较,并根据比较结果输出高电平或低电平电压,据此来判断输入信号的大小和极 性。电压比较器常用于自动控制、波形产生与变换,模数转换以及越限报警等许多场合。例如,前几天讲的电磁炉原理中就应用了LM339比较器(没看过的点击关注去我的文章中查看)。
工作原理:
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看上图,以LM393为例,内部集成了两个比较器,除电源VCC和GND,其余每个比较器都有两个输入端和一个输出端,其中3脚和5脚为同相输入端用+号表示,6脚和7脚为反相输入端用—号表示,1脚和7脚为两个比较器的输出端。工作过程如下,同相输入端电压大于反相输入端,在输出端就会输出高电平;反相输入端大于同相输入端,在输出端就会输出低电平。这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。下面举例说明一下。
简单应用举例:
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上图为很简单的温度控制电路,图中NTC是一个负温度系数热敏电阻,负温度系数就是温度越高,阻值越小。图中K是一个继电器,热敏电阻和R1组成“电阻分压器”(我上一篇文章中),取R1两端电压值VA送入比较器的反相输入端;R2和RP也构成一个分压器,取RP上某一点的电压值VB送入同相输入端。
我们设定温度超过80摄氏度时,风扇自动运行,根据热敏电阻在80摄氏度时的取值,确定R1的阻值大小,从而计算VA点在80度时的的电压值,调整RP,使VB点的电压值比此VA点低于10mv以上就可以了。当工作时,一旦温度超过80摄氏度,NTC热敏电阻阻值下降,使得VA点电压值升高超过VB点,即反相输入大于同相输入,比较器输出反转,输出低电平,继电器中线圈导通,开关闭合,使风扇运行。而低于这个温度时,VB点上的电压值比VA点高,即同相输入大于反向输入,比较器输出高电平,继电器线圈中没有电流流过,开关不闭合,风扇不转。
上面举例中,采用的是低电平控制风扇运行,所以不需要外接上拉电阻,另处需要说明,比较器通常都是集电极开路输出。所以必需加上拉电阻,上拉电阻一般取值3K~10K。说白了,就是不接上拉电阻,就不能输出高电平。