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电路设计、分析、仿真之2:电流检测及保护电路仿真

程序员文章站 2022-03-07 20:48:08
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,D...
  • 原理图

电路设计、分析、仿真之2:电流检测及保护电路仿真

注: V1代替电流采样信号。

  • 差分电路仿真和分析
  1. 差分电路由U1D及周边元件所组成。

其放大倍数为15K/1K=15倍。

  1. 仿真分析

电路设计、分析、仿真之2:电流检测及保护电路仿真

电路设计、分析、仿真之2:电流检测及保护电路仿真

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

电路设计、分析、仿真之2:电流检测及保护电路仿真

  • 有源精密检波电路分析
  1. 有源精密检波电路由U1B及周边元件组成。

电路设计、分析、仿真之2:电流检测及保护电路仿真

  1. 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:

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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:

电路设计、分析、仿真之2:电流检测及保护电路仿真

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。

  1. 仿真分析

当正半周输入时,

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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,

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经测量输入为-4.237V,输出为3.5308V,正好是-0.833倍。

  1. 当去掉D2会怎么样呢?

下面是去掉D2后的仿真结果:

电路设计、分析、仿真之2:电流检测及保护电路仿真

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
  1. 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。

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  1. 计算分析

当13脚为12V时,得到比较电压1:

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当13脚为-12V时,得到下面电路,并求比较电压2:

电路设计、分析、仿真之2:电流检测及保护电路仿真

利用叠加定理求解,当VDD单独作用时,VEE短路,求得:

电路设计、分析、仿真之2:电流检测及保护电路仿真

当VEE单独作用时,VDD短路,求得:

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两者叠加,得到比较电压2:

电路设计、分析、仿真之2:电流检测及保护电路仿真

  1. 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。

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可以看到输出电平在输入电压为3.5663V和1.7002V时,实现翻转。

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下面分析,R12,R11,D4的作用。截出电路如下 :

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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。

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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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