LM339集成塊內(nèi)部裝有四個(gè)獨(dú)立的電壓比較器，設(shè)計(jì)用于在通帶內(nèi)存在輸入信號(hào)時(shí)提供飽和的晶體管接地。采用C-14型封裝，圖1為外型及管腳排列圖。由于LM339使用靈活，應(yīng)用廣泛，所以世界上各大IC生產(chǎn)廠、公司竟相推出自己的四比較器，如IR2339、ANI339、SF339等，它們的參數(shù)基本一致，可互換使用。
圖1 外型及管腳排列圖
1.單限比較器電路
圖2a給出了一個(gè)基本單限比較器。輸入信號(hào)Uin，即待比較電壓，它加到同相輸入端，在反相輸入端接一個(gè)參考電壓(門限電平)Ur。當(dāng)輸入電壓Uin》Ur時(shí)，輸出為高電平UOH。圖2b為其傳輸特性。
圖2 單限比較器電路圖
2.過熱檢測(cè)保護(hù)電路
它用單電源供電，1/4LM339的反相輸入端加一個(gè)固定的參考電壓，它的值取決于R1于R2。UR=R2/(R1+R2)*UCC。同相端的電壓就等于熱敏元件Rt的電壓降。當(dāng)機(jī)內(nèi)溫度為設(shè)定值以下時(shí)，“+”端電壓大于“-”端電壓，Uo為高電位。當(dāng)溫度上升為設(shè)定值以上時(shí)，“-”端電壓大于“+”端，比較器反轉(zhuǎn)，Uo輸出為零電位，使保護(hù)電路動(dòng)作，調(diào)節(jié)R1的值可以改變門限電壓，既設(shè)定溫度值的大小。
圖3 過熱檢測(cè)保護(hù)電路圖
3.遲滯比較器
遲滯比較器又可理解為加正反饋的單限比較器。前面介紹的單限比較器，如果輸入信號(hào)Uin在門限值附近有微小的干擾，則輸出電壓就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的抖動(dòng)(起伏)。在電路中引入正反饋可以克服這一缺點(diǎn)。
圖4a給出了一個(gè)遲滯比較器，人們所熟悉的“史密特”電路即是有遲滯的比較器。圖4b為遲滯比較器的傳輸特性。
圖4 遲滯比較器電路圖
不難看出，當(dāng)輸出狀態(tài)一旦轉(zhuǎn)換后，只要在跳變電壓值附近的干擾不超過ΔU之值，輸出電壓的值就將是穩(wěn)定的。但隨之而來的是分辨率降低。因?yàn)閷?duì)遲滯比較器來說，它不能分辨差別小于ΔU的兩個(gè)輸入電壓值。遲滯比較器加有正反饋可以加快比較器的響應(yīng)速度，這是它的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。除此之外，由于遲滯比較器加的正反饋很強(qiáng)，遠(yuǎn)比電路中的寄生耦合強(qiáng)得多，故遲滯比較器還可免除由于電路寄生耦合而產(chǎn)生的自激振蕩。
4.電壓跳變點(diǎn)固定電路
如果需要將一個(gè)跳變點(diǎn)固定在某一個(gè)參考電壓值上，可在正反饋電路中接入一個(gè)非線性元件，如晶體二極管，利用二極管的單向?qū)щ娦?，便可?shí)現(xiàn)上述要求。圖5為其原理圖。
圖5 電壓跳變點(diǎn)固定電路原理圖
5.過電壓檢測(cè)電路
圖6為某電磁爐電路中電網(wǎng)過電壓檢測(cè)電路部分。電網(wǎng)電壓正常時(shí)，1/4LM339的U42.8V，比較器翻轉(zhuǎn)，輸出為0V，BG1截止，U5的電壓就完全決定于R1與R2的分壓值，為2.7V，促使U4更大于U5，這就使翻轉(zhuǎn)后的狀態(tài)極為穩(wěn)定，避免了過壓點(diǎn)附近由于電網(wǎng)電壓很小的波動(dòng)而引起的不穩(wěn)定的現(xiàn)象。由于制造了一定的回差(遲滯)，在過電壓保護(hù)后，電網(wǎng)電壓要降到242-5=237V時(shí)，U4《U3，電磁爐才又開始工作。這正是我們所期望的。
圖6 某電磁爐電路中電網(wǎng)過電壓檢測(cè)電路部分圖
6.雙限比較器(窗口比較器)
圖7電路由兩個(gè)LM339組成一個(gè)窗口比較器。當(dāng)被比較的信號(hào)電壓Uin位于門限電壓之間時(shí)（UR1<Uin<UR2），輸出為高電位（UO=UOH）。當(dāng)Uin不在門限電位范圍之間時(shí)，（Uin>UR2或Uin<UR1）輸出為低電位（UO=UOL），窗口電壓ΔU=UR2-UR1。它可用來判斷輸入信號(hào)電位是否位于指定門限電位之間。
圖7 雙限比較器電路圖
7.用LM339組成振蕩器
圖8為有1/4LM339組成的音頻方波振蕩器的電路。改變C1可改變輸出方波的頻率。本電路中，當(dāng)C1=0.1uF時(shí)。f=53Hz;當(dāng)C1=0.01uF時(shí)，f=530Hz;當(dāng)C1=0.001uF時(shí)，f=5300Hz。
LM339還可以組成高壓數(shù)字邏輯門電路，并可直接與TTL、CMOS電路接口。
圖8 音頻方波振蕩器電路圖
8.電燈雙穩(wěn)態(tài)開關(guān)電路
電路見圖9所示。220V交流電經(jīng)變壓器降壓、D1~D4整流、C1濾波后，獲得+11V直流電源。本雙穩(wěn)態(tài)開關(guān)的核心器件是一片LM339(四電壓比較器)，這里只使用其中的一個(gè)電壓比較器。接通電源后，+11v電源經(jīng)繼電器線圈和R4使比較器的反向輸入端④腳置高電平，調(diào)可變電阻RP，使比較器的同向輸人端偏置在+3v左右，因④腳電壓高于⑤腳電壓，比較器輸出低電平，三極管vT截止，繼電器不工作，電燈L不亮。同時(shí)，電容c2不能被充電。這是電路的第一種穩(wěn)定狀態(tài)。按一下電燈開關(guān)K，④腳經(jīng)c2接地為置低電平。和⑤腳電壓比較后，比較器從第②腳輸出高電平，VT飽和導(dǎo)通，繼電器得電，其常開觸點(diǎn)JK吸合，電燈L點(diǎn)亮。
因VT飽和導(dǎo)通，其集電極為低電平，經(jīng)R4反饋又使④腳在開關(guān)K跳開后仍能維持在低電平狀態(tài)，比較器鎖定在高電平輸出狀態(tài)，此高電平由第②腳經(jīng)R1向C2快速充電，C2可充到接近+5v(此電壓值可由R3調(diào)整)，這是電路的第二種穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)再次按下開關(guān)K時(shí)，C2的高電平作用于④腳，又使比較器輸出低電平，vT截止，繼電器失電，電燈L熄滅。同時(shí)VT集電極的高電平經(jīng)R4反饋到④腳，使在開關(guān)K跳開后④腳仍能維持在高電平狀態(tài)，并使比較器鎖定在低電平輸出。此時(shí)電容c2經(jīng)Rl向②腳快速放電，處于低電平狀態(tài)，等待K的再次被按下。電路即如此循環(huán)工作，使得每按一次K，電燈即亮或熄一次。
圖9 LM339用作電燈雙穩(wěn)態(tài)開關(guān)
元件選擇與調(diào)試
D1~D5為1N4002，繼電器為JZC-21F;IC為L(zhǎng)M339，K為輕觸開關(guān)，RP為22ka可調(diào)電阻，C1=220µF，C2=0.01µF，R1=85ka;R2=6.5ka，R3=5.5ka，R4=lka;VT為9013。
本電路需調(diào)節(jié)RP，使⑤腳電壓低于②腳輸出的高電平。實(shí)際調(diào)節(jié)時(shí)可先將RP向下調(diào)小，然后適當(dāng)上調(diào)即可。
9.綜合保護(hù)電路圖
除了電子元器件自身特性之外，溫度也是影響開關(guān)電源可靠性的重要因素之一。電源設(shè)備可靠性設(shè)計(jì)技術(shù)統(tǒng)計(jì)資料表明，電子元器件溫度每升高2℃，可靠性下降 10%;溫升50℃時(shí)的壽命只有溫升25℃時(shí)的1/6.為了避免開關(guān)電源的元器件因過熱造成損壞，在開關(guān)電源中設(shè)置過熱保護(hù)電路也是必要的。
輸入電壓可以由交流電源整流濾波后取得，它表明的是輸入開關(guān)電源電壓的變化。調(diào)整Rp2可以調(diào)節(jié)過壓、欠壓動(dòng)作的電壓閾值。N1欠為壓比較器，當(dāng)輸入電平(Vc《Va)時(shí)，比較器輸出低電平封鎖驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
圖10 過壓、欠壓、過熱保護(hù)電路圖
N2為過壓比較器，當(dāng)輸入高電平(Vc》Vb)時(shí)，比較器輸出的也是低電平，因而驅(qū)動(dòng)信號(hào)也被封鎖。當(dāng)對(duì)比的信號(hào)電壓Vc位于門限電壓之間(Va《Vc《Vb)時(shí)，輸出高電平，開關(guān)電源正常工作。圖10所示的電路是利用一個(gè)四比較器LM339與幾個(gè)分立電子元器件構(gòu)成的過壓、欠壓、過熱保護(hù)電路圖。
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