Lm393n схема включения как работает

Линейный источник питания с импульсным регулированием

Для создания небольших регулируемых сетевых источников питания можно использовать простые схемы. В базовой схеме на Рисунке 1 показан универсальный источник питания 5 В, в котором используются стабилитрон и эмиттерный повторитель. Необходимо рассчитать и спроектировать трансформатор таким образом, чтобы транзистор Q₁ был близок к насыщению при низком сетевом напряжении и номинальном выходном токе. Кроме того, следует выбрать такое значение сопротивления R₁, чтобы обеспечить правильный рабочий ток стабилитрона. На Рисунке 2 показано, что Q₁ должен рассеивать около 0.75 Вт при номинальных уровнях входного напряжения и выходного тока. Для токов до 300 мА подходит малосигнальный транзистор в корпусе TO-92, такой как BC337, но лучше выбрать устройство средней мощности, например, BD135. Чтобы снизить цену, радиатор в этой конструкции не используется. Поскольку схема находится внутри невентилируемого корпуса сетевого блока питания, температура перехода транзистора BD135 достигает 100 °C и более.

Рисунок 1.

Этот простой сетевой блок питания эффективен, но не имеет ограничения тока.

При использовании линейной схемы ограничения тока транзистор Q₁ в случае короткого замыкания выхода должен рассеивать почти 2.5 Вт. Вероятным результатом является расплавление пластикового корпуса и выход из строя транзистора Q₁. Чтобы избежать этой катастрофы, можно использовать ограничение тока в импульсном режиме. На Рисунке 3 показана схема Рисунка 1 с некоторыми дополнительными компонентами, а Рисунок 2 помогает понять преимущества импульсного ограничения тока. Q₁ и Q₂ работают как один эмиттерный повторитель, но с меньшим током базы. Малосигнальный диод Шоттки BAT85, получающий ток смещения через резисторы R₃ и R₂, обеспечивает приблизительно 0.25 В опорного напряжения для неинвертирующего входа компаратора IC_1A. Инвертирующий вход считывает падение напряжения, создаваемое выходным током на резисторе R₃. Пока выходной ток меньше уровня 300 мА, выход компаратора находится в высокоимпедансном состоянии (открытый коллектор), и схема работает как линейный регулятор.

Рисунок 2.

Без использования импульсного режима ограничения тока схема на Рисунке 1 может выйти из строя и сгореть.

Рисунок 3.

Добавление нескольких компонентов защищает схему на Рисунке 1 от перегрузки по току.

Если выходной ток достигает 300 мА, на выходе компаратора устанавливается низкий уровень, выключающий транзисторы Q₁ и Q₂. Ток через дроссель L₁ экспоненциально убывает, протекая через диод Шоттки D₁. Поскольку напряжение эмиттера транзистора Q₁ в этом случае составляет примерно 0.5 В, ток смещения диода D₂ уменьшается, и падение напряжения на диоде D₂ снижается примерно на 10%. Вследствие этого выходной ток уменьшается, пока не достигнет 270 мА. Затем компаратор снова переключается в высокоимпедансное состояние, включая транзисторы Q₁ и Q₂ и снова смещая D₂ током через резисторы R₁ и R₂. Ток дросселя L₁ экспоненциально увеличивается, пока снова не достигнет 300 мА. L₁ представляет собой дроссель индуктивностью 300 мкГн с сердечником из порошкового железа. Действие импульсной схемы ограничения тока иллюстрирует Рисунок 4.

Рисунок 4.

Импульсный режим ограничения удерживает ток в схеме на Рисунке 3 на уровне примерно 320 мА.

Материалы по теме

1. Datasheet Fairchild 1N5818
2. Datasheet Vishay BAT85
3. Datasheet Texas Instruments LM393

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

ШИМ на компараторе LM393

Добрый день! Недавно стал интересоваться цифровой схемотехникой и незаметно перешёл к аналоговой. А почему так произошло? Во время проектирования динамической индикации на дискретной логике, появилась идея реализовать ШИМ. Идея интересная, но опыта особенно не было. Поэтому сразу возникла идея поставить микроконтроллер. Но это не так интересно, особенно когда цель учится. И так спустя некоторое время я пришёл к тому, что можно реализовать ШИМ на компараторах. Концепция ШИМ состоит в том, что есть пилообразный сигнал который поступает на вход компаратора и сигнал с делителя напряжения. И в момент возникновения пересечения, выставляется сигнал на выходе компаратора. Чем ближе напряжение с делителя к пику пилы, тем меньше время высокого сигнала и наоборот. Задача была сгенерировать пилообразный сигнал. Для этого я решил собрать релаксационный генератор на компараторе. Но особенность его заключается в том, чтобы он был с маленькой скважностью (то есть 90-95% высокий уровень и 5-10% низкий). Это нужно для того, чтобы размах для регулировки ШИМ был практически полным. В ином случае будет доступно только 50% и не более (если генератор со скважностью 50%). И для создания низкой скважности была использована схема разрядки RС цепочки через диод и резистор (резистором R2 задаётся соотношение высокого и низкого уровня). А затем с помощью интегрирующей (RC) цепочки необходимо сделать пилу. Во время тестирования возникла идея вместо резистора в RC цепочке, использовать источник тока на двух транзисторах. Это было сделано для равномерной зарядки конденсатора. А быстрая разрядка происходит благодаря диоду. Теперь когда есть источник пилообразного сигнала, не составит труда создать ШИМ сигнал. Для этого необходимо на инвертирующий вход компаратора подать напряжения с делителя. Но тут возникает проблема в том, что для регулировки используется фоторезистор. Его особенность в том, что на свету его сопротивление порядка 1 килоома или нескольких, а в темноте достигает 2-3 мегаомов. И из этой особенности надо настроить систему так, чтобы напряжение не было выше пикового напряжения пилы, иначе на выходе будет низкий сигнал, что для системы динамической индикации не приемлемо. Для этого было решено, установить подстроечный резистор, которым в темноте надо настроить сопротивление так, чтобы напряжение было чуть ниже пика пилы. Так как в темноте сопротивление фоторезистора мегоомы, а в плече подстроечного резистора будет значительно меньше, поэтому фоторезистор не будет влиять на систему. А при свете его сопротивление уменьшится и не будет уже влиять сопротивление нижнего плеча подстроечного резистора. И так теперь уже не страшно, что в темноте может погаснуть подсветка. А в конце решил установить полевой транзистор для того, чтобы регулировать значительные нагрузки. Примечание: В микросхеме LM393 выходы open-drain, а это означает что выходы необходимо подтянуть к питанию через резисторы. А то было очень смешно, собрал и сигнал вроде есть, а вроде нет. Думал, ошибся в схеме, а оказалось надо было просто подтянуть. Номиналы, которые используются в схеме рассчитаны на частоту ШИМ около 20кГц и напряжение питания 5 вольт. Так же при изменении номиналов надо обратить внимание на интегрирующую цепочку и пересчитать для необходимой частоты.

1. t1 – прямоугольный сигнал с низкой скважностью.
2. t2 – пилообразный сигнал.
3. t3 – напряжение с делителя напряжения (в крайних значения не должно заходить за пределы напряжения пилы).
4. t4- ШИМ сигнал.

Думаю, такой вариант проверки будет удобен.

Возвращаясь к идее использовать микроконтроллер вместо данной схемы удобна тем, что во-первых стабильность системы будет выше, так как в схеме будут сильные колебания из-за температурных изменений (в особенности сильный разброс параметров керамических конденсаторов) и будет колебаться частота, во-вторых МК проще и даже можно сказать, что дешевле, чем большое количество «расыпухи» и времени затраченного на наладку всего устройства. Так что в каждой отдельной задачи есть своё хорошее, подходящее решение.

В конце статьи прикреплены файлы схемы и печатной платы в EasyEDA.

Спасибо за уделённое внимание. Пишите если есть вопросы, с радостью Вам на них отвечу!

Lm393n схема включения как работает

LM393N/LM393D — двухканальный компаратор для работы в бытовом диапазоне температур (0..+70°С). Выход — открытый коллектор.

Микросхема компараторов LM393 по функциональному назначению и расположению выводов аналогична таким микросхемам как LM193, LM293, LM2903, но отличается от них температурным диапазоном работы и незначительно другими параметрами.

Аналоги: КР1401СА3 / КФ1401СА3.

Микросхема LM393 также может поставляться в зависимости от производителя с маркировкой DV393, UTC393, IL393N и др.

Компаратор LM393: характеристики и аналоги

Микросхема LM393, согласно техническим характеристикам, является сдвоенным прецизионным компаратором напряжения. Они могут работать как с одним, так и с двумя независимыми источниками питания. Устройства этой серии были разработаны для непосредственного подключения с микросхемами TTL и CMOS. Он состоит из двух операционных усилителей, с помощью которых происходит сравнение сигналов, поступающих на входы.

Цоколевка

Чаще всего LM393 можно найти в корпусах DIP-8, для дырочного монтажа и SOP-8 для навесного. Кроме этого, некоторые компании, выпускают этот компаратор в упаковках: SOIC-8, Micro-8 и TSSOP-8. В любом случае распиновка LM393 выглядит следующем образом:

1. Выход первого компаратора (Output A).
2. Отрицательный вход первого компаратора (Inverting input A).
3. Положительный вход первого компаратора (Input A).
4. Земля (GND).
5. Положительный вход второго компаратора (Input В).
6. Отрицательный вход второго компаратора (Inverting input В).
7. Выход второго компаратора (Output В).
8. Питание (VCC).

Внешний вид LM393 и назначение ножек представлен на рисунке выше.

Технические характеристики

Рассмотрим предельно допустимые характеристики LM393. Они важны, так как при их превышении компаратор может выйти из строя. Поэтому на них обращают внимание в первую очередь при конструировании новых устройств и подборе замены. Их измеряли при температуре +25°С. В нашем случае они равны:

• напряжение питания V_CC от ±18 до ±36 В;
• дифференциальное входное напряжение V_I(DIFF) = 36 В;
• входное напряжение V_l от -0,3 до +36 В;
• мощность:
  • корпус DIP-8 P_D = 1040 мВт;
  • корпус SOP-8 P_D = 480 мВт.
  • корпус DIP-8 R_Θja = 120 °С/Вт;
  • корпус SOP-8 R_Θja = 260 °С/Вт.

  Теперь познакомимся с электрическими характеристиками. Они также важны, и от них зависят возможности компаратора. Их тестирование проводилось при температуре +25°С. Значения других параметров, от которых зависят результаты измерения, находятся в колонке «Режимы тестирования» следующей таблицы.

  Электрические характеристики компаратора LM393 (при Т = +25 о C)
  Параметры	Режимы тестирования		Обозн.	min	typ	max	Ед. изм
  Входное напряжение смещения	VO(P) =1,4 В, RS = 0 Ом		VIO	±1	±5	мВ
  	VCM= от 0 до 1,5 В,

  Аналоги

  Перечислим компараторы-аналоги LM393 по техническим характеристикам:

  • LA6393;
  • LM2903B;
  • NJM2903D;
  • TA75393;
  • BA10393F;
  • BA10393;
  • NJM2903D.

  Также можно рассмотреть замену на LM2903, LM293, но при этом нужно знать значения требуемых рабочих параметров используемого для замены компаратора. Отечественный аналог рассматриваемого устройства — КР1040СА1.

  Производители

  Среди основных производителей LM393 можно назвать следующих:

  • Motorola;
  • TAITRON Components Incorporated;
  • NXP Semiconductors;
  • First Components International;
  • Estek Electronics;
  • Shenzhen Luguang Electronic Technology;
  • Guangdong Kexin Industrial.

  В отечественных магазинах присутствуют компараторы, выпущенные такими компаниями:

  • Texas Instruments;
  • ON Semconductor;
  • STMcroelectronics;
  • HTC Korea TAEJN Technology;
  • Fairchild Semconductor;
  • Unsonic Technologes;
  • Rohm.

  Datasheet на LM393 от всех производителей можно скачать в следующим разделе.

  Похожие публикации:

  1. Блуждающий ток в полотенцесушителе что это
  2. Вопрос что такое свободная зона тр безопасности
  3. Как устроен литий ионный аккумулятор
  4. Какие из перечисленных волн являются продольными