LM2917电压转换器原理及性能参数(精).doc

LM2917电压变换器的原理及性能参数(精) LM2917电压变换器的原理及性能参数(精) PAGE / NUMPAGES LM2917电压变换器的原理及性能参数(精) LM2917 电压变换器的原理及性能参数 概括 LM2917 为单片集成频次－电压变换器，芯片中包括了一个 高增益的运算放大器 /比较器，当输入频次达到或超出某一给 定值时，输出可用于驱动开关、指示灯或其余负载。内含的 转速计使用充电泵技术，对低纹波拥有频次倍增功能。此外 LM2917 还带有完整的输入保护电路。在零频次输入时， LM2917 的输出逻辑摆幅为零。 1.1 主要特色 LM2917 拥有以下特色： 进行频次倍增时只要使用一个 RC 网络； 芯片上拥有齐纳二极管调整电路，可以进行正确的频次－电 压(电流 )变换； 以地为参照的转速计输入可直接与可变磁阻拾音器接口；运算放大器 /比较器采纳浮动晶体管输出； 50mA 输出陷流或驱动能力， 可驱动开关、 螺线管、 丈量计、 发光二极管等； 对低纹波有频次倍增功能； 转速计拥有滞后、差分输入或以地为参照的单端输入；线性度典型值为± 0.3 ％； 以地为参照的转速计拥有完整的保护电路， 不会受高于 VCC 值或低于地参照输入的损害。 1.2 应用领域 LM2917 可应用于以下领域： 超速 /低速检测； 频次电压变换 (转速计 )； 测速表； 手持式转速计； 速度监测器； 巡回控制； 车门锁定控制； 离合控制； 喇叭控制； 触摸或声音开关。 1.3 电性能参数 LM2917 的主要电性能参数如表 1 所列。 工作原理 图 1 所示为 LM2917 的原理框图，各引脚功能以下： 1 脚和 11 脚为运算放大器 /比较器的输入端； 脚接充电泵的准时电容； 脚连结充电泵的输出电阻和积分电容； 脚和 10 脚为运算放大器的输入端； 脚为输出，取自输出晶体管的发射极； 6， 7， 13 ，14 脚未用； 8 脚为输出晶体管的集电极， 一般接电源； 脚为正电源端； 脚为负电源端，一般接地。 运算放大器 /比较器完整与转速计兼容， 以一个浮动的晶体管 作为输出端，拥有强的输出驱动能力，可以以 50mA 电流驱 动以地为参照或以电源为参照的负载。输出晶体管的集电极电位可高于 VCC ，同意的最大电压 VCE 为 28V 。 电路中使用差分输入端，用户自己可以设定输入变换电平，并且滞后也在设定的电平左右，因此可以获取优秀的噪声克制。自然为了使输入在高于地电压时拥有共模电压，没有使用输入保护电路，但输入端电压电平不可以高出电源电压范围。特别值得注意的是，在输入端未接串连保护电阻的状况下，输入端的电平不可以低于地电平。 在充电泵把从输入级来的频次变换为直流电压时，此变换需 外接准时电容 C1 和输出电阻 R1 以及积分电容或滤波电容 C2 ，当输入级的输出改变状态时 (这类状况可能发生在因为 输入端上有适合的过零电压或差分输入电压时 )，准时电容在 电压差为 VCC/2 的两电压值之间被线性地充电或放电， 在输 入频次信号的半周期中，准时电容上的电荷变化量为 C1VCC/2 ，泵入电容中的均匀电流或流出电容中的均匀电流 为： △Q/T=iC(AVG)=fINC1VCC 输出电路把这一电流正确地送到负载电阻 (输出电阻 )R1 中， R1 电阻的另一端接地，这样脉冲式的电流被滤波电容积分，获取输出电压： VO=VCCfINC1R1K 此中 K 为增益常数。 而电容 C2 的值取决于纹波电压的大小和实质应用中需要的响应时间。 典型应用电路 在应用中一个值得注意的问题是怎样选择电阻 R1 和电容 C1 。 为了获取最正确性能， 一定认真选择适合的电阻 R1 和电容 C1 。 准时电容还为充电泵供给内部赔偿，为了使器件获得正确的 变换结果，其值应大于 500pF ，太小的电容值会在 R1 上产 生偏差电流，特别是在低温应用时更是这样。器件的引脚 3 的输出电流是内部固定的，所以 VO/R1 值一定小于或等于此固定值。假如 R1 太大，它将会影响引脚 3 的输出阻抗， 器件进行频次－电压变换的线性度将会变差 . 别的还要考虑输出纹波电压 , 以及 R1 对 C2 值的影响。引脚 3 的纹波 VRIPPLE 可用下式计算： VRIPPLE=VCCC1[1 － (VCCfINC1/I2)]/2C2 R1  的选择与纹波没关。可是响应时间，即输出  VOUT  稳固 在一个新值上需要的时间会跟着 C2 值的增添而增添，所以 一定在纹波、响应时间和线性度之间认真地进行折衷选择。 器件所同意的输入信号的最大频次由 VCC 、 C1 和 I2 决定。 LM2917 很适合那些要求输出电压或电流与电源电压变化无 关的