Spannungsüberwachungsschaltkreise:Ein umfassender Überblick
Spannungswächter sind notwendig, um die Spannungshöhe in verschiedenen Stromkreisen zu überprüfen. Sie arbeiten, indem sie ein analoges Spannungssignal mit einem anderen oder mit einer Referenzspannung vergleichen, um festzustellen, welche Spannung signifikanter ist. Spannungsüberwachungsschaltkreise sind in verschiedenen Produkten von Vorteil, und Sie können sogar einen Spannungskomparator in einem persönlichen Projekt verwenden. Daher zielt dieser Artikel darauf ab, verschiedene Beispiele zu verwenden, um Ihr Verständnis von Spannungsüberwachungsschaltungen zu verbessern.
1. Der LM339 in einer Batteriespannungsüberwachungsschaltung
Der Spannungskomparator-IC LM339 ist ein 14-poliger Operationsverstärker, der mit maximaler Verstärkung betrieben werden kann. Da es sich um einen Niederspannungs-IC handelt, kann er Spannungen von Batterien überwachen und dabei helfen, Probleme in Echtzeit zu erkennen.
Um zu untersuchen, wie es in einer Batteriespannungsüberwachungsschaltung funktioniert, benötigen Sie:
- 2, 1K-Widerstände
- 1N5233 Zenerdiode 6V
- 5K-Potentiometer
- Summer
- LM339 Komparatorschaltung
- 1 LED
- 9-V-Batterie
LM339 in einer Batteriespannungsüberwachungsschaltung
In dieser Schaltung fließt die Spannung durch das Potentiometer zum IC durch seinen nicht-invertierenden Anschluss, d. h. Pin 5.
Dann begrenzt der Widerstand (R1) den Stromfluss zur Zenerdiode durch Pin 4, den invertierenden Anschluss.
Denken Sie daran, dass die Zenerdiode die Referenzspannung enthält und der IC eingehende Spannungen vergleicht, um seine Ausgangsspannung zu bestimmen.
Der IC bestimmt seine Ausgangsspannung, indem er die Anfangsspannung (V1) und die Sekundärspannung (V2) vergleicht. Wenn daher V1> V2 gilt, gibt der IC ein Vcc-Signal aus; wenn jedoch V1
Um es noch einmal zu wiederholen:Wenn die Anfangsspannung 6 V überschreitet, befindet sich der Komparatorausgang in einem hohen Zustand. Daher werden der Summer und die LED-Anzeigen nicht angezeigt, da ihre Anschlüsse nur an eine positive Spannung angeschlossen werden.
Wenn die Eingangsspannung jedoch unter 6 V liegt, ertönt der Summer und die LED leuchtet auf.
Die Aufgabe des Widerstands (R2) besteht auch darin, die Spannung zu regulieren, die zur Summeranzeige geht. Mit dem Potentiometer können Sie die Spannungspegel und die Empfindlichkeit des Schaltkreises einstellen.
Der LM324 ist für diese Schaltung geeignet, da es sich um ein Paket von Quad-Amps handelt. Er hält auch höheren Spannungen stand als andere Komparatoren.
Um die Schaltung zu vereinfachen, benötigen Sie:
Der LM324 ist ein 4-LED-Überwachungsschaltkreis
Alle invertierenden Pins des Operationsverstärkers sind mit einer bestimmten Spannung von der Zenerdiode in dieser Schaltung verbunden. Die Widerstände bestimmen, welche Spannung an welchen Operationsverstärker geht.
Außerdem fungieren die nichtinvertierenden Pins des Operationsverstärkers als Sensoren und enden an den variablen Widerständen.
Stellen Sie zum Einstellen der Spannungsschwellen sicher, dass der Schieberarm zum Masseanschluss zeigt, sodass nicht invertierende Pins 0-Potential haben.
Verwenden Sie dann ein geregeltes Netzteil, um die niedrigste Spannung als anfängliche Stromversorgung anzulegen. Passen Sie dabei P1 an, bis die weiße LED aufleuchtet.
Legen Sie als nächstes den zweiten Spannungspegel an, den Sie überwachen möchten, und passen Sie P2 an, bis die gelbe LED anzeigt. Befolgen Sie dasselbe Verfahren für die Presets P3 und P4 und versiegeln Sie sie, wenn Sie fertig sind.
Das obige Setup versetzt die Schaltung in den Punktmodus. Sie können in den Bargraph-Modus wechseln, indem Sie alle LED-Kathoden trennen und mit GROUND verbinden .
Der Vergleich der Batteriespannung und der Referenzspannung von jedem Komparatorausgang erzeugt die Ausgangsspannung der Schaltung.
Die Referenzspannung stammt von der Zenerdiode, die mit dem Vorspannungswiderstand R1 verbunden ist.
Eine Spannung von 5-6 ist geeignet, da Zenerdioden in diesen Bereichen die höchste thermische Stabilität aufweisen.
Beachten Sie, dass alle LED-Kathoden mit der ERDE verbunden sein sollten Linie.
Die Schaltung ist eine zehnstufige Funktion, mit der Sie den genauen Spannungspegel Ihres Akkus während des Ladevorgangs bestimmen können.
Die Versorgungsspannungen in dieser Schaltung können zwischen 1 und 35 V liegen, und in unserem Kurs verwenden wir eine 12-V-Batterie.
Für diese Schaltung benötigen Sie:
LM3195 ist ein 1O-Stufen-Regelkreis
In dieser Schaltung ist der Transistor ein Emitterfolger, der einen hohen Strom verteilt, und die Zenerdiode verteilt konstante 3 V.
Die Einrichtung ist notwendig, um zu verhindern, dass die LEDs übermäßigen Strom von den Spannungsschienen ziehen und damit den IC überhitzen.
Die Spannung gelangt auch über Pin fünf in den IC, nachdem sie einen Spannungsteiler durchlaufen hat, der aus dem 10K-Widerstand und der Voreinstellung besteht.
Die LEDs an den Ausgangsenden des ICs erzeugen die notwendigen Anzeigen.
Um die LED-Spannungsüberwachungsschaltung zu kalibrieren, teilen Sie die Eingangsspannung durch 10. Auf diese Weise können Sie die geeignete Eingangsrate zum Aufleuchten der LED-Anzeigen bestimmen.
Wenn beispielsweise die Vollladespannung 12 V beträgt, erhöhen Sie die Eingangsspannung um 1,2 V, bis schließlich alle LEDs leuchten.
Die obige Strategie ist auch bei der Herstellung einer Spannungsüberwachungsschaltung für eine Autobatterie anwendbar. Dazu benötigen Sie:
Ein Schaltkreis zur Überwachung der Autobatteriespannung mit dem LM324
In der Schaltung kann die Zenerdiodenspannung zwischen 3,3 V liegen, sollte aber 6 V nicht überschreiten. Die Widerstände R2 bis R6 regeln die Spannung zu den nichtinvertierenden Anschlüssen des LM324.
Für die LED-Batteriespannungsüberwachung können Sie entweder 1K-Presets oder Festwiderstände verwenden.
Die LEDs zeigen je nach AC-Spannungspegel von den nichtinvertierenden Anschlüssen des IC an. Daher beeinflusst eine hohe Spannung am Ausgang des Komparators die Anzeige entsprechender LEDs.
Hier ist ein Video von weiteren LM324-IC-Anwendungen.
Hoffentlich verstehen Sie jetzt, wie Überwachungsspannungsschaltkreise in verschiedenen Einstellungen funktionieren. Die verschiedenen Monitore helfen, die Energieüberwachung zu vereinfachen, und Ihre Wahl des IC wirkt sich auf die Energiekosten aus.
Erwägen Sie daher die Auswahl eines geeigneten ICs, der Ihren Anforderungen entspricht und ein praktisches Gerät darstellt. Sie können uns auch für Fragen, Bedenken oder Komplimente kontaktieren.2. Verwendung des LM324 IC in einem 4-LED-Überwachungsschaltkreis
3. Der LM3915 in einem Spannungsregelkreis
4. Eine Autobatterie-Spannungsüberwachungsschaltung
Schlussfolgerung
Industrietechnik