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基于LM393的電機保護電路設(shè)計
??????? 前段時間參與項目中電機保護電路的設(shè)計，用運放的電壓比較功能來實現(xiàn)，初選LM741CN單路運放芯片來實現(xiàn)，經(jīng)過測試當(dāng)負(fù)端基準(zhǔn)電壓小于2.0V時，芯片輸出不穩(wěn)定，不能滿足要求；接著選擇了LM393雙路運放芯片，經(jīng)過深入測試證實，當(dāng)其負(fù)端輸入電壓在0.05-4.1V范圍內(nèi)均可可靠的進行工作，是一款不錯的電壓比較運放。
一、LM741測試
1、當(dāng)A點電壓大于B點電壓時，Vout反轉(zhuǎn)，由低電平變?yōu)楦唠娖?，儀器報警，以防止電機過載損壞；
2、運放實際供電為5.12V（微機-11型電源+5V輸出）；
3、LM741負(fù)輸入端基準(zhǔn)電壓V=5*R4/（R3+R4）=1.503V；
4、C1,C2濾波；R1為2W、1%金屬膜電阻；R2,R5保護運放LM741正負(fù)輸入端；R3,R4為LM741負(fù)輸入端分壓電阻，精度為1%；R6反饋電阻，保護芯片；R6保護輸出端目標(biāo)。
5、電機用電阻替代，以實現(xiàn)A點分壓；
6、LM741正輸入端電壓來自“微機-11型電源”的+6V~26V在R1上的分壓，R1和電機代替電阻根據(jù)具體情況配置；
7、LM741負(fù)輸入端電壓來自“微機-11型電源”的+5V在R4上的分壓，R3和R4根據(jù)具體情況配置；
8、當(dāng)B點分壓為1.5V、1V、0.4V，A點分壓大于或小于B點電壓時，運放輸出均為高電平，不能達到使用要求；
9、將B點分壓配置為2.476V,調(diào)節(jié)A端分壓：
?? 當(dāng)A點分壓小于2.476V時，輸出Vout為低電平1.795V；當(dāng)A點分壓大于2.476V時，輸出Vout為高電平4.57V。芯片用作比較器正常工作；
10、進行進一步測試，當(dāng)負(fù)端輸入電壓小于2.0V時，芯片用作比較器時不能正常工作。
結(jié)論：LM741用作比較器時，當(dāng)負(fù)端基準(zhǔn)電壓小于2.0V，芯片不能正常工作。
LM393有效基準(zhǔn)電壓測試
1、LM393用作電壓比較器，當(dāng)A點電壓大于B點電壓時，LED點亮，用以警告電機負(fù)載過大；
2、由于芯片輸出端的內(nèi)部電路為三極管的集電極，因此根據(jù)手冊Vout需接入10K上拉電阻；
3、輸出端接一個白色LED，以指示電平轉(zhuǎn)換，由于芯片輸出能力不強，不需接入限流電阻；
4、LM393正輸入端電壓來自“微機-11型電源”的+6V~26V在R1上的分壓，R1和電機代替電阻根據(jù)具體情況配置；
5、LM393負(fù)輸入端電壓來自“微機-11型電源”的+5V在R4上的分壓，R3和R4根據(jù)具體情況配置；
6、據(jù)手冊說明，LM393只用單路運放時，閑置管腳需進行接地處理。
7、以下測試用來確定LM393用作比較器時能夠正常工作的最大和最小基準(zhǔn)電壓（兩路均做測試）：
第一路：（1，2，3腳）
當(dāng)負(fù)端輸入為0.164V(分壓電阻為R3=10K,R4=330)，芯片可以正常工作，正負(fù)端壓差為12mV。
當(dāng)負(fù)端輸入為0.272V(分壓電阻為R3=10K,R4=560)，芯片可以正常工作，正負(fù)端壓差為8mV。
當(dāng)負(fù)端輸入為2.0V(分壓電阻為R3=10K,R4=6.8K)，芯片可以正常工作，正負(fù)端壓差為6mV。
第二路：（5，6，7腳）
當(dāng)負(fù)端輸入為0V(6腳接GND),芯片可以正常工作，正負(fù)端壓差為2.1mV。
當(dāng)負(fù)端輸入為0.0506V(分壓電阻為R3=10K,R4=100),芯片可以正常工作，正負(fù)端壓差為2mV。
當(dāng)負(fù)端輸入為1.540(分壓電阻為R3=10K,R4=4.3K),芯片可以正常工作，正負(fù)端壓差為3mV。
當(dāng)負(fù)端輸入為3.580V(分壓電阻為R3=4.3K,R4=10K),芯片可以正常工作，正負(fù)端壓差為4mV。
當(dāng)負(fù)端輸入為3.936V(分壓電阻為R3=4.3K,R4=14.3K),芯片可以正常工作，正負(fù)端壓差為8mV。
當(dāng)負(fù)端輸入為4.133V(分壓電阻為R3=4.3K,R4=18K),芯片可以正常工作，正負(fù)端壓差為180mV。
當(dāng)負(fù)端輸入為4.214V(分壓電阻為R3=4.3K,R4=20K),芯片不能正常工作,輸出均為低電平。
結(jié)論：LM393用作比較器時，負(fù)端基準(zhǔn)電壓在0.05--4.1V范圍內(nèi)可正常工作。
功能驗證
1、依據(jù)圖示電路在面包板上搭建2個獨立的電路，必要時需在電源和電機間串入電流表，以檢測電流變化；
2、2個電路分別使用了LM393的兩個單元，以實現(xiàn)兩個單元的同時測試；
3、運放實際供電為5.12V（微機-11型電源+5V輸出）；
4、B點實際電壓為5.12*1.2/(6.8+1.2)=0.768V;
5、當(dāng)A點電壓大于0.768V，Vout輸出高電平，LED點亮，此時通過電機電流I=0.768/5.1=150mA；
?（借住工具阻礙電機轉(zhuǎn)鈾轉(zhuǎn)動，當(dāng)萬用表示數(shù)高于150mA時，LED點亮）
6、將面包板固定在紙盒上，以保護電路、方便測試；
工商網(wǎng)監(jiān)
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