運(yùn)算放大器LM324在家用電器中的應(yīng)用知識(shí)介紹 | 壹芯微

LM324系列由四個(gè)獨(dú)立的，高增益，內(nèi)部頻率補(bǔ)償運(yùn)算放大器，其中專為從單電源供電的電壓范圍經(jīng)營(yíng)。從分裂電源的操作也有可能和低電源電流消耗是獨(dú)立的電源電壓的幅度。本文介紹LM324在家用電器中的應(yīng)用。

1.LM324特性

(1)短路保護(hù)輸出

(2)真差動(dòng)輸入級(jí)

(3)可單電源工作：3V-32V

(4)低偏置電流：最大100nA

(5)每封裝含四個(gè)運(yùn)算放大器。

(6)具有內(nèi)部補(bǔ)償?shù)墓δ堋?/p>

(7)共模范圍擴(kuò)展到負(fù)電源

(8)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的引腳排列

(9)輸入端具有靜電保護(hù)功能

2.紅外遙控風(fēng)扇調(diào)速開關(guān)

圖1 紅外遙控風(fēng)扇調(diào)速開關(guān)電路

如圖所示為紅外遙控風(fēng)扇調(diào)速開關(guān)電路。該電路由紅外發(fā)射器和紅外接收、譯碼器組成。紅外發(fā)射器包括由IC1及D1、R1、R2、C2等組成的低頻多諧振蕩器和由IC2及R3、R4、C4、C5、W1等組成的多諧振蕩器。其中IC1對(duì)應(yīng)的振蕩周期為T=t充t放，且t充=0.693R2C2，圖示參數(shù)對(duì)應(yīng)約為400μs;t放=0.693R1C2，圖示參數(shù)對(duì)應(yīng)約為15ms，輸出波形的占空比約為3%。IC2對(duì)應(yīng)的振蕩頻率有兩種：f1=1.44/(R32R42Rw1)(C4)，f2=1.44/(R32R42Rw1)(C4C5)，圖示參數(shù)對(duì)應(yīng)的頻率分別為f=20kHz，f2=10kHz。另外IC1的輸出波形控制IC2的振蕩情況，當(dāng)IC2的脈沖波形為低電平時(shí)，振蕩器Ic2不工作。紅外發(fā)射管采用SE303A型，脈沖編碼調(diào)制波形如圖(a)中所示。

紅外接收管采用與發(fā)射管匹配的PH302，也可用3DU型的光敏三極管。集成電路IC1為四運(yùn)放LM324，其中IC1a。和L、C2回路組成20kHz(或10kHz)的選頻放大器，IC1b、BG1為放大器，IC1c和R17～R20組成電壓比較器。信號(hào)經(jīng)檢波，再經(jīng)R16、C7延時(shí)150ms后加至電壓比較器的反相輸入端，只有當(dāng)信號(hào)電壓超過同相端的偏置電壓時(shí)，IC1c的輸出才會(huì)由高電平轉(zhuǎn)為低電平。因此發(fā)射時(shí)按壓時(shí)間(AN)應(yīng)不小于150ms。

集成電路IC2采用十進(jìn)制計(jì)數(shù)器/脈沖分配器CD4017，選用8個(gè)輸出端BG1～BG5、BG7～BG9，內(nèi)部依次經(jīng)R25、R27、R26、R23、R24，并與R28分壓后加至電壓比較器Icld的同相端。IC3(555)、IC1d、BG4等組成具有恒流源的占空比可調(diào)的多諧振蕩器。占空比的大小取決于加至IC1d的同相端的偏置電壓的高低。IC1d的輸出經(jīng)BG5反相后觸發(fā)SCR雙向可控硅，通過控制其觸發(fā)的導(dǎo)通時(shí)間來改變交流電壓的平均值，從而改變相應(yīng)轉(zhuǎn)速。

對(duì)應(yīng)于IC2的輸出BG1～BG5，風(fēng)扇有5擋風(fēng)速不同的連續(xù)風(fēng)，在輸出BG7～BG9時(shí)，則對(duì)應(yīng)于3擋陣風(fēng)和微風(fēng)。

本電路的發(fā)射采用紅外脈沖編碼，對(duì)相距5～10m范圍內(nèi)的接收譯碼器，能可靠地接收、譯碼，并可實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)扇5種不同的風(fēng)速(連續(xù)風(fēng))和三擋陣風(fēng)、微風(fēng)的換擋控制。

3.電冰箱溫度顯示器電路

由LM324、SL322構(gòu)成的電冰箱溫度顯示器電路。如圖所示。該電路由降壓整流電路、溫度檢測(cè)元件Rt、集成運(yùn)算放大器LM324、電平顯示集成電路SL322等組成。其中降壓整流電路為整個(gè)電路提供直流電壓，Rt為熱敏電阻，SL322用于驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管發(fā)光。

圖2 LM324、SL322構(gòu)成的電冰箱溫度顯示器電路

當(dāng)電冰箱內(nèi)溫度升高時(shí)，Rt的阻值下降，相應(yīng)Vi1下降，它通過LM324放大后，使電壓Vo上升，Vo被直接送入SL322，以驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管發(fā)光，且因SL322的輸入電壓上升，被點(diǎn)亮的發(fā)光二極管數(shù)目增多。反之，當(dāng)電冰箱內(nèi)的溫度降低時(shí)，被點(diǎn)亮的發(fā)光二極管數(shù)目減少。確定好1只發(fā)光二極管表示的溫度后，則由發(fā)光二極管被點(diǎn)亮的數(shù)目即可知電冰箱內(nèi)的溫度。圖示電路在0℃時(shí)只有1只發(fā)光二極管點(diǎn)亮，18℃有10只發(fā)光二極管點(diǎn)亮，則平均每隔2℃的變化將引起l只發(fā)光二極管的亮或滅。

如果想使電冰箱內(nèi)的溫度越低時(shí)被點(diǎn)亮的發(fā)光二極管越多，則可將R3與R4的位置對(duì)調(diào)一下即可。

熱敏電阻Rt選用MF51型，使用范圍為-55～125℃，靈敏度高。使用時(shí)對(duì)其進(jìn)行定標(biāo)的方法是：先把Rt與溫度計(jì)綁在一起，兩個(gè)測(cè)溫頭盡量靠攏，以減小誤差，然后將Rt的兩根引線與萬(wàn)用表的表筆連好，并把量程開關(guān)放在R×1k擋，最后把兩個(gè)測(cè)溫頭放入冷藏室或冷凍室內(nèi)，即可測(cè)出Rt在所要求的低溫時(shí)或高溫時(shí)顯示的阻值。一般測(cè)兩次取平均值較好。通常冷藏室內(nèi)溫度為2～8℃，取顯示溫度范圍為0～18℃即可滿足要求。

調(diào)試時(shí)，先取R3的阻值等于Rt最低顯示溫度對(duì)應(yīng)的值，然后將Rt換成電位器，并將它調(diào)至最高溫度Rt對(duì)應(yīng)的值，再調(diào)整Rt，使發(fā)光二極管全部點(diǎn)亮。最后調(diào)電位器，使阻值等于最低顯示溫度Rt對(duì)應(yīng)的值，調(diào)整R3使1個(gè)發(fā)光二極管點(diǎn)亮即可。

本電路可通過發(fā)光二極管的顯示從冰箱外部得知電冰箱內(nèi)的溫度。不過電路接入中需注意的是：Rt應(yīng)放在溫度較均勻且能代表整個(gè)箱內(nèi)的平均溫度的冷藏室內(nèi)側(cè)壁中點(diǎn)。

4.豆?jié){機(jī)電路

由CD4025，CD4060，LM324組成的豆?jié){機(jī)電路

圖3 CD4025，CD4060，LM324組成的豆?jié){機(jī)電路

5.煤氣爐熄火報(bào)警器電路

圖4 LM324的煤氣爐熄火報(bào)警器電路

本電路由LM324的煤氣爐熄火報(bào)警器電路。煤氣爐一旦因故熄火而又沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)，將是十分危險(xiǎn)的。雖然某些高級(jí)煤氣爐有自動(dòng)熄火控制保護(hù)裝置，但價(jià)格高難以普及。如圖所示為煤氣爐熄火報(bào)警裝置，可以對(duì)煤氣爐進(jìn)行監(jiān)視和報(bào)警。電路核心器件是LM324四運(yùn)放。IC1-1作比較器，IC1-2作跟隨器;R4、R5為光敏電阻，其阻值隨光照強(qiáng)度而變化;AN為復(fù)位開關(guān)，用于泄放電容C1、C2的電荷;使用時(shí)，首先把光敏電阻R4對(duì)準(zhǔn)火焰，轉(zhuǎn)動(dòng)“調(diào)節(jié)旋紐”使報(bào)警器不報(bào)警。用手擋住火焰，此時(shí)應(yīng)發(fā)出報(bào)警聲。一般調(diào)節(jié)兩三次即可達(dá)到要求。該電路使用9V疊層電池。

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