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LM2903: 窗口比较器设计

Part Number:LM2903Other Parts Discussed in Thread:TLV3501, , TLV3502

需要设计窗口比较器电路 用于过流保护检测。被检测电流为三相半桥BLDC电机驱动电路母线电流,测量该电流采用磁通门传感器

被测电流为+4A时,传感器输出为+1.28V

被测电流为-4A时,传感器输出为-1.28V

考虑保护电流阈值,正向时为+3A,对应传感器输出为+0.96V

考虑保护电流阈值,负向时为-3A,对应传感器输出为-0.96V

对±0.96V信号增加2.5V直流偏置,即正向保护电压阈值为3.46V,负向保护电压阈值为1.54V,利用2903实现窗口比较

设计仿真电路如下图所示

仿真结果如下:

以反向保护分析,设定的负向保护电压值为1.54V,但是从红色标识线a看,输入电压下降到1.48V即对应的实际电流值大于希望触发保护的-3A时,比较器输出才发生跳变,这是为什么呢?

而且比较器输出重新回到高电平状态是在1.63V,大于设定的比较阈值1.54V,这是为什么呢?

触发保护的1.48V与解除保护的1.63V,二者相差了150mV?

同样的电路,用TLV3501仿真,就没有以上问题

TLV3501仿真电路

仿真结果

可以I看出,触发保护和解除保护的阈值都是1.54V,与预想结果一致,请问为什么2903和3501会有以上差异呢、

Amy Luo:

您好,

LM2903是通用比较器,而TLV3501是高速比较器,它们的T(pd) (Propagation delay time)相差很多,TLV3501的T(pd) 可以达到4.5ns,而LM2903可能需要1us。这应该是造成以上现象的主要原因。

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user78960159:

您好 感谢帮助 

看到TI的C2000系类处理器IDDK开发套件驱动板的电流保护使用了TLV3502,作为针对电流的快速保护用LM2903确实不合适,最近在做产品升级,看到一个老设备的驱动板上过流、过压保护的比较器是用的通用比较器

还有一个问题请教

数据手册中有如上图所示的扩展内置输入滞回区间的电路,请问如果是窗口比较器,有办法做这样的扩展吗

如上图输入信号连接至了比较器的IN-,如果是窗口比较,输入信号将会连接至另一个比较器的IN+

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Amy Luo:

应该是可以的,请查看下面同向输入的迟滞比较器设计示例:

https://www.ti.com/lit/an/sboa313a/sboa313a.pdf

另外,也附上反向输入的迟滞比较器设计示例:

https://www.ti.com/lit/an/snoa997a/snoa997a.pdf

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user78960159:

https://mp.weixin.qq.com/s/YSivviC55JbuV293wF66CQ

您好 感谢帮助 这是我做的仿真总结 

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Amy Luo:

很欣赏您善于做总结,关于上述总结,我想再提一点事项:

关于LM2903比较器,其阈值电压变化量(上述测量中的1.48V与1.63V),与设定值1.54V相差多少,其实是与输入信号的频率有一定的关系,输入信号频率越高,相差的值越大,对比较器输出造成的影响就越大。所以上述总结中应提一下输入信号的频率,这样阈值电压变化多少才有据可循。虽然仔细的工程师可能会从您输入的波形中得出输入信号的频率。

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user78960159:

好的 感谢您的帮助

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Amy Luo:

好的,不客气

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