电路设计、分析、仿真之2:电流检测及保护电路仿真
- 原理图
注: V1代替电流采样信号。
- 差分电路仿真和分析
- 差分电路由U1D及周边元件所组成。
其放大倍数为15K/1K=15倍。
- 仿真分析
由上图测试结果可知,当输入-0.2V*1.414=-0.283V时,输出4.2411V
跟理论计算相符
- 有源精密检波电路分析
- 有源精密检波电路由U1B及周边元件组成。
- 计算分析
当正弦波的正半周到来时,D1反向偏置,D2正向偏置,由于虚短,所以PR2为0V,PR3被D2钳位在-0.7V。
输出电压计算如下:
当正弦波的负半周到来时,D1正向偏置,D2反相偏置,信号经运放衰减后输出,其放大倍数为:
且PR3比PR4高0.7V。
无论是正半周还是负半周,由于虚短,6脚都处于0电位。
- 仿真分析
当正半周输入时,
经测量输入为4.24417V,输出为3.5348V,正好是0.833倍。
当负半周输入时,
经测量输入为-4.237V,输出为3.5308V,正好是-0.833倍。
- 当去掉D2会怎么样呢?
下面是去掉D2后的仿真结果:
可以看到,去掉D2后,当正半周到来时,D1开路,运放处于开环状态,6脚不再是接地,所以输出等于输入。
- 滞回比较器电路分析
- 滞回比较器电路由U2D及周边元件组成。
此比较器起到过流保护功能。
- 计算分析
当13脚为12V时,得到比较电压1:
当13脚为-12V时,得到下面电路,并求比较电压2:
利用叠加定理求解,当VDD单独作用时,VEE短路,求得:
当VEE单独作用时,VDD短路,求得:
两者叠加,得到比较电压2:
- 仿真分析
先看PR2,如下所示,PR2电压在3.5663V和1.7002V之间跳动。跟以上的理论分析是一致的。
可以看到输出电平在输入电压为3.5663V和1.7002V时,实现翻转。
下面分析,R12,R11,D4的作用。截出电路如下 :
D4的作用是将PR3的负半周钳位;当D4导通时,R11起限流的作用;R12是比较器的上拉电阻,因为比较为OC输出,所以要接上拉电阻。所以最终在PR4得到的波形为5V--负0.7V之间跳动的方波。
注:R9的作用是改变参考电压。这里不再分析,有兴趣的可以自己分析。
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