lm358的工作原理及引腳，基于LM358的直流穩(wěn)壓電源及漏電保護系統(tǒng)設(shè)計

LM358引腳圖及功能

LM 358 共有 8 個引腳，每個引腳具有不同的單獨功能，下面為 LM 358引腳圖及功能。

引腳 1 和引腳 8 是比較器的輸出。

引腳 2 和引腳 6 為反相輸入。

引腳 3 和引腳 5 是同相輸入。

引腳 4 是 GND 端子。

引腳 8 是 VCC+。

運算放大器：

運算放大器，或簡稱運算放大器，本質(zhì)上是一種直流耦合高增益電壓放大設(shè)備，它們非常適合用于信號調(diào)理、直流放大、濾波，并可與外部反饋組件（如其輸出之間的電容和電阻器）一起使用輸入端子。

運算放大器根據(jù)其反饋配置執(zhí)行不同的功能，無論是電阻式、電容式還是兩者兼而有之，在此基礎(chǔ)上，它可以使用差分放大器、積分器或加法器。

同相輸入：

運算放大器的同相輸入在LM358的電路圖上用“+”號標(biāo)記，同相輸入為3

引腳。發(fā)現(xiàn)正電壓施加到同相輸入，然后它不會發(fā)生變化，它將在輸出端產(chǎn)生正擺動。

如果將變化的波形（例如正弦波）應(yīng)用于非反相輸入（例如 LM358 中的引腳 3），那么它將以相同的方式出現(xiàn)在輸出端，它沒有被倒置。

反相輸入：

運算放大器的反相輸入在 LM358 的電路圖中用“-”號標(biāo)記，反相輸入為 2 號引腳。

當(dāng)在反相輸入端施加正電壓時，將產(chǎn)生負(fù)電壓擺幅。因此，對反相輸入應(yīng)用正弦波，將在輸出端出現(xiàn)反相。

LM358工作原理

這里設(shè)計了一個LM358的Proteus模擬，可以讓你更好地了解LM358IC的工作原理。在這個模擬中，根據(jù)LDR值設(shè)計了一個小型自動LED開關(guān)電路。圖像如下圖所示：

你可以在上圖中看到，我將LDR連接在輸入引腳上，而LED連接在LM358的輸出引腳上。

現(xiàn)在，當(dāng)LDR變暗時，LED將保持關(guān)閉狀態(tài)，但當(dāng)LDR亮起時，LED也會亮起。

可變電阻用于靈敏度目，在下圖中，顯示了它的ON狀態(tài)：

你可以在上圖中看到現(xiàn)在LED亮起，因為LDR亮著。

基于LM358的直流穩(wěn)壓電源及漏電保護系統(tǒng)設(shè)計

利用LM358、場效應(yīng)管、運算放大器設(shè)計制作一臺低壓差、寬范圍的線性直流穩(wěn)壓電源，該電源在幾乎空載和較大負(fù)載情況下都具有可靠的穩(wěn)壓特性。

1.設(shè)計方案

本系統(tǒng)主要由直流穩(wěn)壓模塊、漏電檢測模塊、關(guān)斷保護模塊等組成，下面分別介紹這幾個模塊。

1.1穩(wěn)壓電源電路

穩(wěn)壓電源電路如圖1所示，本電路模塊采用了LM358作為穩(wěn)定放大器，采用P溝道MOS管，LM358內(nèi)部擁有兩個獨立的、高增益、內(nèi)部頻率補償?shù)碾p運算放大器，能夠?qū)崿F(xiàn)輸入電壓在5.5～25V變化時，使輸出端穩(wěn)定在5±0.05V。

圖1 穩(wěn)壓電源電路

1.2漏電檢測電路

漏電保護裝置要求當(dāng)輸入電壓為5V時，輸出電壓不小于4.6V，漏電檢測電阻R1兩端電壓最大為0.4V，漏電保護電路正常工作電流為250mV，經(jīng)計算得出R1電阻不得大于1.6Ω，因此我們選擇1Ω電阻作為檢測電阻。如圖2所示電路，接一個1Ω電阻，經(jīng)過檢測電阻兩端電壓變化計算電流大小。由于該電壓太小，用減法電路給予放大，放大后的信號遠大于輸入失調(diào)電壓。然后用電壓比較器判斷漏電流大小。此電路穩(wěn)定可靠，經(jīng)測試，達到了較高的電壓檢測精度。

圖2 漏電檢測裝置電路

1.3關(guān)斷保護分析

關(guān)斷保護如圖3所示，R1為檢測電阻，適當(dāng)調(diào)整電阻R1的值，當(dāng)電路漏電電流為30mA時，R1兩端電壓差值，經(jīng)過LM358兩級放大送到三極管基極，使三極管導(dǎo)通，繼電器K1吸合，常閉觸頭斷開，斷開負(fù)載供電，同時常開觸頭閉合形成自鎖。當(dāng)漏電故障排除后，按常閉復(fù)位按鈕S1，電路恢復(fù)到初始狀態(tài)。

圖3 關(guān)斷保護電路

2.系統(tǒng)分析測試

2.1穩(wěn)壓電源電路測試

電壓調(diào)整率的測試方案：負(fù)載R為固定5Ω，當(dāng)輸入電壓在5.5～25V變化時，記錄測量輸出電壓，觀察結(jié)果是否在5±0.05V范圍內(nèi)變化，計算電壓調(diào)整率，Su=|Uo2一Uo1|/Uo2×100（Uo1為輸入電壓為5.5V時的輸出電壓，Uo2為輸入電壓為25V時的輸出電壓）。

2.2漏電保護電路測試

穩(wěn)壓電源去掉5Ω的負(fù)載，切換到漏電保護檔，此時工作電壓為5V。接入一個20Ω的負(fù)載，并在模擬支路里串入一個330Ω的可調(diào)電阻，并串人數(shù)字萬用表監(jiān)測模擬漏電支路電流，以觀察漏電保護路的可靠性和靈敏度。

3.測試結(jié)果及分析

3.1測試結(jié)果

電壓調(diào)整率的測試結(jié)果如表1所示。

3.2結(jié)果分析

經(jīng)測試，當(dāng)支路電流達到29.6mA，繼電器吸合并自鎖，斷開負(fù)載。調(diào)小支路電流到26mA，按下復(fù)位按鈕，電路恢復(fù)正常檢測狀態(tài)。經(jīng)反復(fù)測試，電路可靠穩(wěn)定，達到安全使用要求。動作電流的誤差絕對值=|30-29.6l/30×100%=1.3%。