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lm358的工作原理及引腳,基于LM358的直流穩(wěn)壓電源及漏電保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

科技觀察員 ? 來源:網(wǎng)絡(luò)整理 ? 作者:網(wǎng)絡(luò)整理 ? 2023-07-11 10:24 ? 次閱讀

LM358引腳圖及功能

LM 358 共有 8 個(gè)引腳,每個(gè)引腳具有不同的單獨(dú)功能,下面為 LM 358引腳圖及功能。

引腳 1 和引腳 8 是比較器的輸出。

引腳 2 和引腳 6 為反相輸入。

引腳 3 和引腳 5 是同相輸入。

引腳 4 是 GND 端子

引腳 8 是 VCC+。

1.png

運(yùn)算放大器

運(yùn)算放大器,或簡稱運(yùn)算放大器,本質(zhì)上是一種直流耦合高增益電壓放大設(shè)備,它們非常適合用于信號調(diào)理、直流放大、濾波,并可與外部反饋組件(如其輸出之間的電容電阻器)一起使用輸入端子。

運(yùn)算放大器根據(jù)其反饋配置執(zhí)行不同的功能,無論是電阻式、電容式還是兩者兼而有之,在此基礎(chǔ)上,它可以使用差分放大器、積分器或加法器。

同相輸入:

運(yùn)算放大器的同相輸入在LM358的電路圖上用“+”號標(biāo)記,同相輸入為3

引腳。發(fā)現(xiàn)正電壓施加到同相輸入,然后它不會發(fā)生變化,它將在輸出端產(chǎn)生正擺動。

如果將變化的波形(例如正弦波)應(yīng)用于非反相輸入(例如 LM358 中的引腳 3),那么它將以相同的方式出現(xiàn)在輸出端,它沒有被倒置。

反相輸入:

運(yùn)算放大器的反相輸入在 LM358 的電路圖中用“-”號標(biāo)記,反相輸入為 2 號引腳。

當(dāng)在反相輸入端施加正電壓時(shí),將產(chǎn)生負(fù)電壓擺幅。因此,對反相輸入應(yīng)用正弦波,將在輸出端出現(xiàn)反相。

2.png

LM358工作原理

這里設(shè)計(jì)了一個(gè)LM358的Proteus模擬,可以讓你更好地了解LM358IC的工作原理。在這個(gè)模擬中,根據(jù)LDR值設(shè)計(jì)了一個(gè)小型自動LED開關(guān)電路。圖像如下圖所示:

3.png

你可以在上圖中看到,我將LDR連接在輸入引腳上,而LED連接在LM358的輸出引腳上。

現(xiàn)在,當(dāng)LDR變暗時(shí),LED將保持關(guān)閉狀態(tài),但當(dāng)LDR亮起時(shí),LED也會亮起。

可變電阻用于靈敏度目,在下圖中,顯示了它的ON狀態(tài):

4.png

你可以在上圖中看到現(xiàn)在LED亮起,因?yàn)長DR亮著。

基于LM358的直流穩(wěn)壓電源及漏電保護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

利用LM358、場效應(yīng)管、運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)制作一臺低壓差、寬范圍的線性直流穩(wěn)壓電源,該電源在幾乎空載和較大負(fù)載情況下都具有可靠的穩(wěn)壓特性。

1.設(shè)計(jì)方案

本系統(tǒng)主要由直流穩(wěn)壓模塊、漏電檢測模塊、關(guān)斷保護(hù)模塊等組成,下面分別介紹這幾個(gè)模塊。

1.1穩(wěn)壓電源電路

穩(wěn)壓電源電路如圖1所示,本電路模塊采用了LM358作為穩(wěn)定放大器,采用P溝道MOS管,LM358內(nèi)部擁有兩個(gè)獨(dú)立的、高增益、內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾p運(yùn)算放大器,能夠?qū)崿F(xiàn)輸入電壓在5.5~25V變化時(shí),使輸出端穩(wěn)定在5±0.05V。

穩(wěn)壓電源電路

圖1 穩(wěn)壓電源電路

1.2漏電檢測電路

漏電保護(hù)裝置要求當(dāng)輸入電壓為5V時(shí),輸出電壓不小于4.6V,漏電檢測電阻R1兩端電壓最大為0.4V,漏電保護(hù)電路正常工作電流為250mV,經(jīng)計(jì)算得出R1電阻不得大于1.6Ω,因此我們選擇1Ω電阻作為檢測電阻。如圖2所示電路,接一個(gè)1Ω電阻,經(jīng)過檢測電阻兩端電壓變化計(jì)算電流大小。由于該電壓太小,用減法電路給予放大,放大后的信號遠(yuǎn)大于輸入失調(diào)電壓。然后用電壓比較器判斷漏電流大小。此電路穩(wěn)定可靠,經(jīng)測試,達(dá)到了較高的電壓檢測精度。

漏電檢測裝置電路

圖2 漏電檢測裝置電路

1.3關(guān)斷保護(hù)分析

關(guān)斷保護(hù)如圖3所示,R1為檢測電阻,適當(dāng)調(diào)整電阻R1的值,當(dāng)電路漏電電流為30mA時(shí),R1兩端電壓差值,經(jīng)過LM358兩級放大送到三極管基極,使三極管導(dǎo)通,繼電器K1吸合,常閉觸頭斷開,斷開負(fù)載供電,同時(shí)常開觸頭閉合形成自鎖。當(dāng)漏電故障排除后,按常閉復(fù)位按鈕S1,電路恢復(fù)到初始狀態(tài)。

關(guān)斷保護(hù)電路

圖3 關(guān)斷保護(hù)電路

2.系統(tǒng)分析測試

2.1穩(wěn)壓電源電路測試

電壓調(diào)整率的測試方案:負(fù)載R為固定5Ω,當(dāng)輸入電壓在5.5~25V變化時(shí),記錄測量輸出電壓,觀察結(jié)果是否在5±0.05V范圍內(nèi)變化,計(jì)算電壓調(diào)整率,Su=|Uo2一Uo1|/Uo2×100(Uo1為輸入電壓為5.5V時(shí)的輸出電壓,Uo2為輸入電壓為25V時(shí)的輸出電壓)。

2.2漏電保護(hù)電路測試

穩(wěn)壓電源去掉5Ω的負(fù)載,切換到漏電保護(hù)檔,此時(shí)工作電壓為5V。接入一個(gè)20Ω的負(fù)載,并在模擬支路里串入一個(gè)330Ω的可調(diào)電阻,并串人數(shù)字萬用表監(jiān)測模擬漏電支路電流,以觀察漏電保護(hù)路的可靠性和靈敏度。

3.測試結(jié)果及分析

3.1測試結(jié)果

電壓調(diào)整率的測試結(jié)果如表1所示。

測試結(jié)果

3.2結(jié)果分析

經(jīng)測試,當(dāng)支路電流達(dá)到29.6mA,繼電器吸合并自鎖,斷開負(fù)載。調(diào)小支路電流到26mA,按下復(fù)位按鈕,電路恢復(fù)正常檢測狀態(tài)。經(jīng)反復(fù)測試,電路可靠穩(wěn)定,達(dá)到安全使用要求。動作電流的誤差絕對值=|30-29.6l/30×100%=1.3%。

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