A blog legtöbb automatikus akkumulátortöltő áramkörében láthatott egy opampot, amelynek hiszterézis funkcióval rendelkezik néhány fontos funkcióhoz. A következő cikk elmagyarázza a hiszterézis funkció jelentőségét és tervezési technikáit az opamp áramkörökben.
Hogy pontosan megtudja, mi a hiszterézis, hivatkozhat erre a cikkre relé példáján keresztül magyarázza a hiszterézist
Működés elve
A 2. ábra a komparátor hagyományos kialakítását mutatja be a hiszterézis alkalmazása nélkül. Ez az elrendezés egy feszültségosztó (Rx és Ry) használatával működik a minimális küszöbfeszültség megállapításához.
Az összehasonlító kiértékeli és összehasonlítja a bemeneti jelet vagy a feszültséget (Vln) a beállított küszöbfeszültséggel (Vth).
Az összehasonlítandó összehasonlító bemeneti tápfeszültség az invertáló bemenethez van csatlakoztatva, ennek eredményeként a kimenet fordított polaritású lesz.
Valahányszor a Vin> V-nek a kimenetnek feltételezhetően közel kell kerülnie a negatív tápellátáshoz (GND vagy logikai alacsony a bemutatott diagramon). és amikor Vln Ez az egyszerű megoldás lehetővé teszi annak eldöntését, hogy egy eredeti jel, például a hőmérséklet meghaladja-e az adott döntő küszöbértéket. Ennek ellenére ennek a technikának a használata nehézségekkel járhat. A bemeneti betápláló jel interferenciája a bemenet átkapcsolását okozhatja a beállított küszöbérték felett és alatt, ami következetlen vagy ingadozó kimeneti eredményeket idézhet elő. A 3. ábra hiszterézis nélküli komparátor kimeneti válaszát szemlélteti ingadozó bemeneti feszültségmintával. Míg a bemeneti jel feszültsége megkapja a beállított határt (a feszültségosztó hálózaton keresztül) (Vth = 2,5 V), számos esetben a minimális küszöb felett és alatt állít. Ennek eredményeként a kimenet a bemenettel összhangban is ingadozik. A tényleges áramkörökben ez az instabil kimenet könnyen kedvezőtlen problémákat okozhat. Szemléltetésként gondoljunk arra, hogy a bemenő jel hőmérsékleti paraméter, a kimeneti válasz pedig egy döntő hőmérséklet-alapú alkalmazás, amelyet történetesen egy mikrovezérlő értelmez. Az ingadozó kimeneti jelválasz nem biztos, hogy hű információval járul hozzá a mikrovezérlőhöz, és „zavaró” eredményeket hozhat a mikrovezérlő számára a kritikus küszöbszinteken. Ezenkívül képzelje el, hogy az összehasonlító kimenetre szükség van egy motor vagy szelep működtetéséhez. Ez a küszöbértékek közötti következetlen kapcsolás a szelepet vagy a motort sokszor be- és kikapcsolásra kényszerítheti a kritikus küszöbhelyzetek során. De a „hűvös” megoldás az összehasonlító áramkör szerény megváltoztatásával lehetővé teszi a hiszterézis beiktatását, ami viszont teljesen megszünteti a kimeneti küszöbérték-váltás alatti ingerlést. A hiszterézis kihasznál egy pár külön küszöbfeszültség-határt, hogy távol maradjon az ingadozó átmenetektől, amint az a tárgyalt áramkörben látható. A bemeneti jel előtolásnak túl kell lépnie a felső küszöbön (VH) ahhoz, hogy alacsony kimenetre váltson át, vagy az alsó beállított küszöbérték (VL) alá, hogy áttérjen a magas kimenetre. A 4. ábra a hiszterézist mutatja egy komparátoron. Az Rh ellenállás a hiszterézis küszöbszintjére rögzül. Valahányszor a kimenet logikai magas (5V), Rh párhuzamos marad az Rx-szel. Ez extra áramot tol be Ry-be, a küszöbhatár feszültséget (VH) 2,7 V-ra emelve. A bemenő jelnek valószínűleg VH = 2,7 V fölé kell mennie ahhoz, hogy a kimeneti válasz logikai alacsonyra (0 V) mozogjon. Míg a kimenet logikai alacsony (0V), az Rh párhuzamosan van beállítva Ry-vel. Ez csökkenti az áramot a Ry-be, ezzel csökkentve a küszöbfeszültséget 2,3 V-ra. A bemenő jel VL = 2,3 V alá akar menni, hogy a kimenetet logikai magasra (5 V) állítsa. Az 5. ábra egy komparátor kimenetét jelzi hiszterézissel, ingadozó bemeneti feszültséggel. A bemeneti jelszint állítólag meghaladja a felső küszöbértéket (VH = 2,7V), hogy az opamp kimenet logikai alacsonyra (0V) süllyedjen. Emellett a bemeneti jelszintnek az alsó küszöb alatt kell mozognia, hogy az opamp kimenet simán logikai magasba (5V) emelkedjen. A példa szerinti zavar elhanyagolható lehet, ezért a hiszterézisnek köszönhetően figyelmen kívül hagyható. De ennek ellenére azokban az esetekben, amikor a bemeneti jelszintek meghaladják a hiszterézis által kiszámított tartományt (2,7 V - 2,3 V), további ingadozó kimeneti átmeneti válaszok generálódhatnak. Ennek orvoslásához a hiszterézistartomány-beállítást elégségesen ki kell terjeszteni ahhoz, hogy az adott specifikus áramköri modellben kiváltsa a kiváltott zavart. A 2.1 szakasz megoldást kínál az összetevők meghatározására a küszöbértékek rögzítéséhez az Ön által kiválasztott alkalmazási igényeknek megfelelően. Az (1) és (2) egyenletek segíthetnek a VH és VL hiszterézis küszöbfeszültség létrehozásának kívánt ellenállások eldöntésében. Egyetlen érték (RX) megadására van szükség önkényesen. Ezen az ábrán az RX-t 100k-ra határozták meg, hogy segítsen csökkenteni az áramfelvételt. Rh-t 575k-nak számítottuk, ennek megfelelően az azonnali standard értéket 576k-t alkalmaztuk. Az (1) és (2) egyenlet megerősítését az A. függelék tartalmazza. Rh / Rx = VL / VH - VL Vegyünk egy példát egy IC 741 akkumulátortöltő áramkörre, és megtudhatjuk, hogy a visszacsatolt hiszterézis ellenállás lehetővé teszi-e a felhasználó számára, hogy a relé teljes töltöttségi szintjét és alacsony töltöttségi szintjének helyreállítását bizonyos feszültségkülönbséggel elkülönítse. Ha a hiszterézist nem vezették be, akkor a relé gyorsan kikapcsol a kikapcsolási szinten, ami komoly problémát okoz a rendszerben. A kérdést a blog egyik elkötelezett olvasója, Mr. Mike vetette fel. Kérdés: 1) Szia ez az áramkör nagyon zseniális! De van néhány kérdésem az összehasonlító opampokkal kapcsolatban Miért használnak 4,7 zenert a referenciafeszültségre? Ha nem akarjuk, hogy a 12 volt 11 alá csökkenjen a kisütésért, miért olyan alacsony a zener értéke? A visszacsatolási ellenállás a virtuális földelési pontra megy-e 100K-os ellenállás? Ha igen, miért ezt az értéket választották? Köszönöm a segítséget! 2) Ezenkívül elnézést kérek, elfelejtettem, miért van 4,7 zenér a BC 547 tranzisztorok tövében? 3) A mai kérdésem is ehhez az áramkörhöz. A piros / zöld jelzőfények hogyan világítanak? Úgy értem, hogy a piros LED az ellenállásán keresztül csatlakozik a felső + sínhez, csatlakozik az OPAMP kimenetéhez, majd sorosan lemegy a zöld LED felé. Úgy tűnik, hogy mindkettő egyszerre lenne bekapcsolva, mivel sorban vannak, mindkét áramkörben. Van valami köze a visszacsatoló áramkörhöz és a virtuális földhöz? Ó, azt hiszem, látom. Tehát amikor az OPAMP ki van kapcsolva, a felső piros LED világít Áram megy keresztül a visszacsatoló ellenálláson (tehát bekapcsolt állapotban) a virtuális földpontig? De hogyan kapcsolható ki, ha az OPAMP-nak van kimenete? Amikor az OP AMP kimenetet kap, látom, hogy a zöld LED-re megy, de ebben az állapotban hogyan kapcsol ki a piros LED? Még egyszer köszönöm a segítséget! Válaszom A 4.7 nem rögzített érték, hanem más értékekre is módosítható, a 3. számú előre beállított pin végül beállítja és kalibrálja a küszöböt a kiválasztott zener értéknek megfelelően. Kérdés Tehát a referenciafeszültség a zener a 2. tűnél van (felülnézet opamp)? A 100K visszacsatolási ellenállás és a pot létrehozza a hiszterézis értéke (vagyis a 2. és a 3. érintkező közötti különbség, hogy az opamp magasan + sínfeszültségig lendüljön)? Ebben a konfigurációban az opamp mindig azt próbálja elérni, hogy a 2. és a 3. érintkező a visszacsatoló ellenállása révén azonos értéket érjen el, helyes (nulla, mivel a visszacsatolási osztó @ 0, a 3. érintkező pedig földelt)? Láttam, hogy ezt a szolár töltővezérlőt visszacsatolás nélkül készítették, csak több opampot használtak feszültség referencia csapokkal és egy fazekat a másikon. Csak azt próbálom megérteni, hogy működik a hiszterézis ebben az esetben, nem értem a matematikát ebben az áramkörben. Feltétlenül szükséges a 100 ezer 10 ezer előre beállított visszajelzés? Más opamp áramkörökben nem használnak semmilyen visszacsatolást, csak komparátor konfigurációs módban használják őket ref-feszültséggel invert / non invert csapon, és ha túllépik, az opamp a sínfeszültségére ugrik Mit csinál a visszacsatolás? Értem az opamp erősítési képletet, ebben az esetben 100k / 10k x POT feszültség (előre beállított) érték és 4,7 zener feszültségkülönbség? Vagy ez egy Schmidt-trigger típusú hiszterézis UTP LTP áramkör Még mindig nem kapom meg a visszajelzést a legtöbb opamp komparátorral, amelyet láttam, csak telítettségben használom az opampot, meg tudnád magyarázni, hogy miért erre a visszajelzés és nyereség? Ok, nem tudom, hogy a 10K-os előre beállított értéket osztják-e a 12 voltos sínről, igaz? Tehát, ha a POT ablaktörlő szerint előre beállított értéke több? mint a 4,7 V-os zener, magasra lendítjük az opampot? még mindig nem kapja meg a 100 ezer visszajelzést, és miért használja azt egy összehasonlító áramkörben Válaszom Kérjük, olvassa el a fenti ábrát, hogy megismerje a visszacsatoló ellenállás működését egy Opamp áramkörben Biztos vagyok benne, hogy tudja, hogyan működnek a feszültségosztók? Amint a teljes töltésküszöböt észlelünk, mivel a 3. érintkező beállításának előre beállított feszültsége a 3. érintkezőnél csak magasabb lesz, mint a 2. tű zener feszültsége, ez arra kényszeríti az opamp kimenetét, hogy a korábbi nulla voltból a tápszintre lendüljön .... vagyis mondjuk 0-ról 14 V-ra változik azonnal. Ebben a helyzetben feltételezhetjük, hogy a visszacsatolás összekapcsolódik a „pozitív táp” és a # 3 érintkező között ... amikor ez megtörténik, a visszacsatolási ellenállás elkezdi táplálni ezt a 14 V-ot a # 3-as érintkezőhöz, ami azt jelenti, hogy tovább erősíti az előre beállított feszültséget, és hozzáad néhány extra feszültség az ellenállási értékétől függően, technikailag ez azt jelenti, hogy ez a visszacsatolás párhuzamos lesz az előre beállított ellenállással, amely a középső karja és a pozitív kar között van beállítva. Tehát tegyük fel, hogy az # 3 átmeneti érintkező alatt 4,8 V volt, és ez a kimenetet tápszintre kapcsolta, és lehetővé tette, hogy az áramellátás a visszacsatolási ellenálláson keresztül visszanyúljon a # 3 tűhöz, ami a 3-as tűt kissé magasabbra mondta 5 V-nál .... ennek a 3. tűnek a miatt a feszültség hosszabb ideig tart, amíg visszatér a 4,7 V-os zener érték alá, mert 5 V-ra emelték ... ezt hiszterézisnek hívják. Mindkét LED soha nem fog világítani, mert csatlakozásuk az opamp # 6-os csatlakozójához van kötve, amely 0 V-nál vagy a tápfeszültségnél fog működni, ami biztosítja, hogy vagy a piros LED világítson, vagy a zöld, de soha nem együtt. Kérdés Köszönöm, hogy válaszolt minden kérdésemre, különösen a visszajelzéssel kapcsolatos kérdésemre, ami kissé fejlett konfigurációnak tűnik, így nekem új lenne, ha ez az alacsony feszültségű alapjelű áramköri opció is működne 14 volt a nem inverteren, 12 volt a zener az inverteren referenciatű. Miután a 14 VDC sín 12-re esett, az opamp kimenet kiold. Ez aktiválná az áramkör kisfeszültségű részét. A te esetedben a 10k pot csak 'beállítja', 'osztja' vagy a 14 voltos sínt feszültséghez juttatja, közelebb a 4.7zener-hez? Még mindig te irányítod a 14 VDC-t. Mármint ha egyszer 11 VDC-re megy, akkor olyan arányt szeretne, amely magasra lendíti az opampot. ha kicserélné a 4.7-et egy másik zener értékre, akkor a potosztó új arányt állítana fel, de a pot még mindig „követi” vagy arányban van a 14 VDC sínnel? Ahelyett, hogy 14VDC-t rakna egy opamp tűre, elválasztón osztja át, de az arány még mindig szabályozza a 10K poton keresztüli, például 14VDC-ről 11 VDC-re eső kis esést, amely 4,7V-ra csökken? Csak azt próbálom megérteni, hogy az áramkör hogyan zárja le a 11VDC (ahol azt akarjuk, hogy az alacsony feszültségű alapjel legyen) és a 4,7 Vdc ref feszültséget. Az általam látott összehasonlító áramkörök többségének éppen a ref. vdc van a 2. érintkezőnél, például 6 VDC. és mondjuk 12 VDC sínfeszültség. Ezután egy edény felállít egy elválasztót arról a 12 VDC sínről, amely az elválasztó középső pontján át esik, vagyis 6 VDC. Amint a 3. érintkező feszültsége megközelíti a 6 ref. VDC @ 2. tűt, az opamp a konfigurációjának megfelelően (invert vagy nem invert) Talán itt van, ahol elrontom - más általam vizsgált áramkörökben feltételezzük, hogy a sínfeszültség merev, de ebben az esetben ez le fog esni. Ez a csökkenés (14 VDC - 11 VDC) felborítja a 10 K feszültségosztót hányados? És ezt az arányt használja a 4.7 zener hivatkozására? Tehát ha a 10K pot 5 k középső helyzetében van, akkor az elválasztó a 14 VDC-t 7 VDC-re állítja (R2 / R1 + R2), ha a 14 sín 11 VDC-re megy, az osztó középső pozíciója most 5,5, tehát attól függ, hol van az ablaktörlő, kezdem megszerezni? Csak beállítjuk az ablaktörlőt, amíg a 4.7 arányban van a feszültségosztóval és a kívánt síneséssel? Tehát ez az áramkör szokásos opamp komparátor elveket alkalmaz, de a hiszterézis további hatásával jár az alacsony feszültségű alapjel vezérléséhez? Válaszom Igen, jól érted. Egy 12 V-os zener is működne, de ez az opamp 12 V és 12,2 V közötti átkapcsolását eredményezné, a visszacsatolási rendszer lehetővé teszi az opamp számára, hogy 11 V és 14 V között váltson, ez a visszacsatolt hiszterézis ellenállás használatának fő előnye. Hasonlóképpen az én esetemben, ha a visszacsatoló ellenállást eltávolítják, az opamp gyakran kezd oszcillálni a 14,4 V-os határérték és a 14,2 V-os visszatérő szint között. mert a 10K-os előre beállított értéknek megfelelően az opamp 14,4 V-nál megszakad, és amint az akkumulátor feszültsége néhány milliliterrel csökken, az opamp újra kikapcsol, és ez folyamatosan folytatódik, állandó BE / KI-t okozva a relé kapcsolása. A fenti helyzet azonban rendben lenne, ha nem relét használnának, hanem inkább tranzisztort. Kérdés Általában az összehasonlítókban egy fix feszültséget látok, mint amilyen a @ 2-es érintkező, általában egy feszültségosztón vagy zeneren keresztül stb., Majd a 3-as érintkezőnél változó feszültség a forrás - fazék - föld konfigurációval, ablaktörlővel (fazék) középen és a az ablaktörlő megtalálja a 2. tű beállított pontját. A te esetedben 4,7 fix zener feszültség, és az opampot kb. A sínekig lendítsd, a konfigurációjának megfelelően, ahol zavaró, hogy az áramköröd 10K ablaktörlője 14,4 voltra van állítva? Akkor állítólag megszakad a 4.7 zener? Nem kapom fel a mérkőzést? Válaszom Először a fazékon levágott felső küszöbértéket állítottuk be azzal, hogy változó tápegységről 14,4 V-ot tápláltunk, visszacsatolt ellenállással. miután a fentieket beállítottuk, egy helyesen kiválasztott hiszterézis ellenállást csatlakoztatunk a résbe, majd elkezdjük csökkenteni a feszültséget, amíg meg nem találjuk az opampot a kívánt alsó mondjuk 11 V-nál. ez tökéletesen beállítja az áramkört. MOST, mielőtt ezt gyakorlatilag megerősítenénk, meg kell győződnünk arról, hogy az akkumulátort először csatlakoztatjuk, majd bekapcsoljuk az áramot. ez azért fontos, hogy a tápegységet az akkumulátor töltöttségi szintje lehúzza és egy olyan szinttel kezdje, amely pontosan megegyezik az akkumulátor lemerülési szintjével. ennyi, ezek után simán vitorlázik az opamp, követve a felhasználó által beállított elvágási mintát. egy másik fontos dolog, hogy a tápfeszültség áramának az AH akkumulátor 1/10-e körül kell lennie, hogy az áramellátást kezdetben könnyen lehúzhassa az akkumulátor szintje. Kérdés Igen, átgondoltam, és a hiszterézis nélkül nem fog működni. Ha 7 zenert teszek a 2. tűre, akkor a Vin @ pin 3-at egy 5k-os feszültségosztón keresztül 7 voltra állítom, és egy lemerült akkumulátort az áramkörre, amint az akkumulátor 14 voltra feltöltődik, a relé beesik és behúzza a terhelést, de a terhelés azonnal leejti a banknál lévő 7-et, így a relé kiesik. A hiszterézis nélkül most látom, miért nem dolgoznék, köszönöm Válaszom Az akkumulátor terhelés nélkül sem ragaszkodik a 14,4 V-os határértékhez, és azonnal megpróbál 12,9 V vagy 13 V körüli értékre beállni. Amikor az opamp o / p (+) felé lendül, ugyanolyan jó lesz, mint az ellátó sín, ami azt jelenti, hogy a visszacsatoló ellenállás összekapcsolódik az ellátó sínnel, ami azt is jelenti, hogy a # 3 érintkező külön külön párhuzamos feszültségnek van kitéve a előre beállítja a felső szakasz ellenállását, amely csatlakozik a tápvezetékhez. Ez a visszacsatolásból származó hozzáadott feszültség hatására a # 3 tű a 4,7 V-ról 5 V-ra emelkedik ... ez megváltoztatja a pin3 / 2 számítását, és arra kényszeríti az opampot, hogy reteszelt állapotban maradjon, amíg az 5 V 4,7 V alá nem csökken, ami csak akkor történik meg amikor az akkumulátor feszültsége 11 V-ra csökkent .... e nélkül az opampnak folyamatosan 14,4 V és 14,2 V között kellett volna váltania A következő vita arról árulkodik, hogy mi az ólmsavas akkumulátorok teljes töltési feszültsége, és milyen hiszterézis jelentőséggel bír az akkumulátorok töltőrendszereiben. A kérdéseket Mr. Girish tette fel Az akkumulátor töltési paramétereinek megvitatása Teljes töltés-levágás és hiszterézis Alapszabályként ez az áram Ah / 70 körül lehet, ez 50-100-szor kisebb, mint az akkumulátor AH-értéke. Például, ha a hiszterézis nélküli opampot úgy konfigurálják, hogy figyelje az akkumulátortöltő rendszer túltöltési helyzetét, akkor teljes töltöttségi szinten, amint megszakítja az akkumulátor töltőellátását, az akkumulátor megmutatja a tendenciát feszültséget, és próbáljon meg valamilyen alacsonyabb feszültségű helyzetbe beállni. Összehasonlíthatja a cső belsejében lévő levegő szivattyúzásával, amennyiben a szivattyúzási nyomás megvan, a cső belsejében lévő levegő megtartja, de amint a szivattyúzás leáll, a cső lassan leereszteni kezd ... ugyanez történik az akkumulátorral is. Amikor ez megtörténik, az opamp bemenet referenciája visszaáll, és a kimenetet arra kéri, hogy kapcsolja be újra a töltést, ami ismét az akkumulátor feszültségét nyomja a magasabb határérték felé, és a ciklus folyamatosan ismétlődik ... ez a művelet az opamp kimenet gyors kapcsolását eredményezi a teljes töltési küszöbértéknél. Ez az állapot általában nem ajánlott egyetlen opamp által vezérelt összehasonlító rendszerben sem, és ez relé csevegését okozhatja. Ennek megakadályozása érdekében egy hiszterézis-ellenállást adunk a kimeneti csapra és az opamp érzékelő tűjére úgy, hogy a határértéknél az opamp kikapcsolja a kimenetét és ebben a helyzetben reteszelődik, hacsak és amíg az érzékelő előtolás bemenet valóban nem biztonságos alsó határig esett (ahol az oamp hiszterézis nem képes megtartani a reteszt), az opamp ezután újra bekapcsol. Ha további kétségei vannak az ólom savas akkumulátorok teljes töltési feszültségével és az akkumulátor töltőrendszerekben bekövetkező hiszterézis jelentőségével kapcsolatban, ne habozzon, tegye meg ezeket megjegyzésekkel.Komparátor hiszterézis nélkül
Összehasonlító a hiszterézissel
Compartaor kimenet ingadozó bemenettel
A hiszterézis-összehasonlító tervezése
A hiszterézis megvitatása gyakorlati példával
Miért használják a referencia Zener-t?
Miért használják a visszacsatolási ellenállást?
Mi a hiszterézis
Hogyan állítsuk be a küszöbös utazási pontokat
Mi a teljes töltési feszültség és a hiszterézis
Van néhány kérdésem, ami miatt kapkodom a fejem:
1) Mekkora az akkumulátor teljes feszültsége egy szokásos ólom-sav akkumulátorhoz, milyen feszültség mellett kell az akkumulátort leválasztani a töltőről. Mekkora lehet az úszó töltőfeszültség egy ólom savas akkumulátorhoz.
2) A hiszterézis ellenállás döntő fontosságú-e az összehasonlító áramkörben? nélküle rendesen fog működni? Gugliztam, és sok zavaros választ találtam. Remélem tud válaszolni. A projektek úton vannak.
Üdvözlettel.
Szia Girish
1) 12 V-os ólom savas akkumulátorok esetén a tápegység teljes töltése 14,3 V (határérték), az úszó töltés lehet a legalacsonyabb árammennyiség ezen a feszültségen, amely megakadályozza az akkumulátor önkisülését, és megakadályozza a az akkumulátor a túltöltéstől.
A hiszterézisre szükség van az opampokban, hogy megakadályozzák, hogy ingadozó kimenetet (ON / OFF) hozzanak létre válaszként az ingadozó bemenetre, amelyet az opamp figyel.
Előző: Egyfázisú sugárszivattyú vezérlő áramkör Következő: Hogyan készítsünk talajnedvesség-mérő áramkört egyetlen IC 741-gyel
