双极性直流电压检测器提供灵敏度和精度

该直流电压检测器电路由两个精密运算放大器（MAX4236）、一个电压基准（MAX6143）、一个NAND栅极和相关元件组成，当输入在±100mV窗口内（以0V为中心）时，电路将数字输出信号置位。

介绍

工业和科学应用中的一个重要功能是检测安全联锁、自动定序器等中直流电压的存在（或不存在）。为了检测是否存在大的双极性直流电平，当检波器的输入位于零伏左右的稳定且精确定义的窗口内时，检波器必须置位信号。窗口宽度应为最大可容忍误差电压的两倍，并以零伏为中心。

检测电路必须具有高阻抗输入，以避免影响其插入的系统。它还必须容忍等于其监控的最大电压加上可能出现的任何瞬态幅度的输入电平。满足这些要求的一个电路（图1）在输入电压在±100mV窗口内时产生数字输出信号。

图1.该双极性直流电压检测器在输入在以0V为中心的±100mV窗口内时置位数字输出信号。

其输入电阻为22MΩ，其最大输入电压由22.1MΩ串联输入电阻的电弧规格定义。其定义明确的窗口边缘具有大约 10mV 的迟滞，从而消除了任何噪声引起的输出颤振（图 2）。响应速度由10nF输入电容（低漏膜型）和两个22.1MΩ输入分压器/移位电阻的并联组合（约11MΩ）形成的10ms时间常数决定。

图2.图1电路的这些波形显示了检波器输出对输入电压斜坡的响应。

电路采用+5V单电源供电，这得益于运算放大器（MAX4236）能够工作在低失调电压、低失调电压温度系数、低偏置电流和包括负供电轨的输入电压。在0°C至+85°C范围内，触发门限的温度依赖性小于1mV （总值）。 为了确保这些触发电压在整个温度范围内的稳定性，两个22.1MΩ电阻的温度系数应较低，并尽可能紧密匹配。

非常高的输入阻抗使该电路对漏电流敏感。每个运算放大器的负输入必须由特氟龙支架支撑，并且应在整个组件上应用高质量的保形涂层绝缘。如果检波器电路必须与系统控制电路电气隔离，请考虑图3所示电路。

图3.如图1所示修改后，图1的输出信号与监控电压电气隔离。

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