電壓范圍檢測電路

識別未知電壓是我們在使用電路時經(jīng)常遇到的事情。當(dāng)然，萬用表是此應(yīng)用的完美工具。但是最近我遇到了一種情況，我的萬用表出現(xiàn)故障，我無法測量電路中的電壓。由于 COVID-19 導(dǎo)致的封鎖，我別無選擇，只能制作一個檢測輸入電壓范圍的電路。該電路是識別四種不同電壓（范圍高達(dá)12v）的良好替代方案。這些電壓范圍由不同顏色的 LED 指示。

0 – 3.3V ： 白光指示燈

3.3V – 5V ： 藍(lán)色指示燈

5V – 9V ： 綠色指示燈

9v – 12v ： 紅色指示燈

電壓范圍檢測器電路工作原理：

該電路基于比較器特性，比較其反相端和同相端的兩個輸入電壓。如果反相輸入的電壓超過同相輸入輸出，則輸出將很低，反之亦然。該電路使用LM339芯片，這是一個四通道比較器芯片，非常適合我們的目的。12V外部電源為該電路供電。此外，除了為該電路供電外，它還為比較器芯片的同相端子提供基準(zhǔn)電壓，以便進(jìn)行比較。輸入端子用于饋送需要探測或識別的電壓。該輸入電壓進(jìn)入比較器的反相端。

基準(zhǔn)電壓源：

這里的想法是設(shè)置不同的基準(zhǔn)電壓為每個比較器供電，并將它們與輸入電壓進(jìn)行比較。該電路可檢測高達(dá)12v的電壓。如果您查看使用R1，R2，R3，R4，R5構(gòu)建的分壓器設(shè)置，您可以觀察到每個比較器都饋入不同的基準(zhǔn)電壓?？紤] U1：D由以上為例，這里計算出分壓器R1、R3、R4、R5輸出的電壓應(yīng)視為串聯(lián)并應(yīng)相加。所以分壓器的形式是這樣的

Vo = Vin x R2 / （ R2 + （R1 + R3 + R4 + R5 ）

= 12v x 3.3k / （ 3.3k + （ 1.8k + 3.9k + 3k + 100 ）

12V x 3.3K / （ 12.1 ）

= 3.2V

此 3.2v 連接到 U1：D 的同相端子芯片。當(dāng)饋送到反相端的輸入電壓超過該電壓3.2v時，比較器的輸出變?yōu)榈碗娖?，輸出中連接的白色LED亮起。這表示輸入電壓為3.3v及以上。同樣，對于U1：C芯片基準(zhǔn)電壓R3，R4和R5串聯(lián)電阻，R1和R2也是如此。因此，為了確定U1：C芯片的基準(zhǔn)電壓源，分壓器方程的形式為：

Vo = Vin x （ R2 + R1 ） / （ R1 + R2 ）+ （ R3 + R4 + R5 ））

12V x （ 3.3K + 1.8K ） / （（3.3K + 1.8K ） + （ 3K + 3.9K + 100 ） ）

= 5.05V

因此，當(dāng)輸入電壓超過或等于5v時，藍(lán)色LED亮起。這表示輸入電壓等于5v或大于5v。在此瞬間，白光 LED（3.3v 指示燈）也將亮起。同樣，U1：B和U1：A的參考電壓為8.9v和11.9v。因此，當(dāng)輸入電壓達(dá)到 9v 時，綠色 LED 亮起，表示輸入電壓范圍為 9v 及以上。同樣，當(dāng)輸入電壓達(dá)到 12v 時，紅色 LED 亮起，表示輸入電壓范圍為 12v 及以上。這是該電路可以檢測到的最大電壓范圍。對于 12v 輸入電壓，所有 LED 將與紅色一起亮起，表示已超出所有輸入范圍。電阻 R6、R7、R8 和 R9 用作 LED 的限流電阻。