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群友的问题 | 共模电压导致LM393比较器输出异常

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本期是看海的交流群里的群友的问题,也是一个很经典的问题,所以整理一下供大家参考,希望大家作为避坑贴。

电路图:

电路理论上的功能为检测电压VIN的电压值,当VIN大于2.85V时,V_FAULT输出低电平;当VIN小于2.85V时,V_FAULT输出高电平。

电路问题:

用的LM393比较器,3.3V供电,V+给的基准2.85V,按理论V-电压超过2.8V才翻转为低电平,但是当V-电压升到2.3V,比较器就输出0V了。

原因分析:

LM393是非轨到轨输入的电压比较器,其对电压输入范围有所要求,通过其数据手册可看出,输入电压的共模输入范围需要满足VCC-1.5V(考虑全温范围需要VCC-2V)。即3.3V供电范围内,需要保证共模输入电压在1.8V以内(全温度范围1.3V),否则就会出问题。

另外一点需要注意的是,LM393只要有一个输入端电压满足这个共模电压范围即可,这一个在NOTE中有所注释,这一点与运放的共模输入电压范围的限制还有所区别。

另外我翻了一下国产一些芯片的393比较器芯片,有的并没有像德州仪器的LM393有这个注释,不过共模电压输入范围与LM393保持一致。不清楚国产的芯片是不是和LM393一样只要有一个输入端电压在共模电压范围内就可以了,这一点感觉国产芯片手册就有点不清楚了写的。

解决方案:

1. 将输入共模电压调整至LM393手册约束的范围内。

2.将LM393这种非轨到轨输入的比较器更换为轨到轨输入的比较器。例如TLV3511之类的轨到轨输入比较器。

原文授权自公众号:24c01硬件电子

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