LM2917电压转换器的原理及性能参数(精)

1、LM2917LM2917 电压转换器的原理及性能参数1.1.概述LM2917LM2917 为单片集成频率电压转换器，芯片中包含了一个 高增益的运算放大器/ /比较器，当输入频率达到或超过某一给 定值时，输出可用于驱动开关、指示灯或其它负载。内含的 转速计使用充电泵技术，对低纹波具有频率倍增功能。另外 LM2917LM2917 还带有完全的输入保护电路。在零频率输入时， LM2917LM2917 的输出逻辑摆幅为零。1.11.1 主要特点LM2917LM2917 具有以下特点：进行频率倍增时只需使用一个RCRC 网络；芯片上具有齐纳二极管调整电路，能够进行准确的频率一电压（电流）转换；以地为参考

2、的转速计输入可直接与可变磁阻拾音器接口；运算放大器/ /比较器采用浮动晶体管输出；50mA50mA 输出陷流或驱动能力， 可驱动开关、螺线管、测量计、 发光二极管等；对低纹波有频率倍增功能；转速计具有滞后、差分输入或以地为参考的单端输入； 线性度典型值为土 0.30.3%;以地为参考的转速计具有完全的保护电路，不会受高于 VCCVCC值或低于地参考输入的损伤。1.21.2 应用领域LM2917LM2917 可应用于以下领域：超速/ /低速检测；频率电压转换（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。1.31.3 电性能参数LM291

3、7LM2917 的主要电性能参数如表 1 1 所列。耶UM、 !?a霁:十SiAi 叫Uflfei 4i Zft4*ibi“6JU*.HiAIfl 1 - *M 1iff $jpfe, -i,11hr Ilk - -i |貼上 T 4口 賈 tvMilaitiA. * 4| *|4艸斥产，W1Agt. *4审眄* l* * 4*口ML 1 liivB1 *. = il v 1*i i- *A11| s|k *出 44 M j *Wt if! *jt_ flL_ a电M*w_ :_ _ L_2.2.工作原理-1;=;nI1HLJt-i卩冷5b bH 31Ifb | ”图 1 1 所示为 LM29

4、17LM2917 的原理框图，各引脚功能如下:1 1 脚和 1111 脚为运算放大器/ /比较器的输入端；2 2 脚接充电泵的定时电容；3 3 脚连接充电泵的输出电阻和积分电容；4 4 脚和 1010 脚为运算放大器的输入端；5 5 脚为输出，取自输出晶体管的发射极；6 6，7 7，1313，1414 脚未用；8 8 脚为输出晶体管的集电极， 一般接电源；9 9 脚为正电源端；1212 脚为负电源端，一般接地。运算放大器/ /比较器完全与转速计兼容， 以一个浮动的晶体管 作为输出端，具有强的输出驱动能力，能够以50mA50mA 电流驱动以地为参考或以电源为参考的负载。输出晶体管的集电极 电位可

5、高于 VCCVCC，允许的最大电压 VCEVCE 为 28V28V。电路中使用差分输入端，用户自己能够设定输入转换电平， 而且滞后也在设定的电平左右，因而能够获得良好的噪声抑 制。当然为了使输入在高于地电压时具有共模电压，没有使 用输入保护电路，但输入端电压电平不能超出电源电压范 围。特别值得注意的是，在输入端未接串联保护电阻的情况 下，输入端的电平不能低于地电平。在充电泵把从输入级来的频率转换为直流电压时，此变换需 外接定时电容 C1C1 和输出电阻 R1R1 以及积分电容或滤波电容 C2C2,当输入级的输出改变状态时（这种情况可能发生在由于输入端上有合适的过零电压或差分输入电压时），定时电

6、容在电压差为 VCC/2VCC/2 的两电压值之间被线性地充电或放电，在输入频率信号的半周期中，定时电容上的电荷变化量为 C1VCC/2C1VCC/2，泵入电容中的平均电流或流出电容中的平均电流 为：Q/T=iC(AVG)=flNC1VCCQ/T=iC(AVG)=flNC1VCC输出电路把这一电流准确地送到负载电阻（输出电阻）R1R1 中，R1R1 电阻的另一端接地，这样脉冲式的电流被滤波电容积分，得到输出电压：V0=VCCflNC1R1KV0=VCCflNC1R1K其中 K K 为增益常数。而电容 C2C2 的值取决于纹波电压的大小和实际应用中需要的响应时间。3.3.典型应用电路C1C1 o

7、为了获得最佳性能，必须仔细选择合适的电阻 R1R1 和电容 C1C1 o 定时电容还为充电泵提供内部补偿，为了使器件取得准确的 转换结果，在应用中一个值得注意的问题是如何选择电阻R1R1 和电容其值应大于 500pF500pF，太小的电容值会在 R1R1 上产 生误差电流，特别是在低温应用时更是如此。器件的引脚3 3的输出电流是内部固定的，因此 VO/R1VO/R1 值必须小于或等于此固定值。如果 R1R1 太大，它将会影响引脚 3 3 的输出阻抗， 器件进行频率电压转换的线性度将会变差. . 此外还要考虑输出纹波电压 , , 以及 R1R1 对 C2C2 值的影响。引脚 3 3 的纹波 VR

8、IPPLEVRIPPLE可用下式计算：VRIPPLE=VCCC11VRIPPLE=VCCC11 (VCCfINC1/I2)/2C2(VCCfINC1/I2)/2C2R1R1 的选择与纹波无关。但是响应时间，即输出 VOUTVOUT 稳定 在一个新值上需要的时间会随着 C2C2 值的增加而增加，因此 必须在纹波、响应时间和线性度之间仔细地进行折衷选择。 器件所允许的输入信号的最大频率由VCCVCC 、 C1C1 和 I2I2 决定。LM2917LM2917 很适合那些要求输出电压或电流与电源电压变化无 关的应用，因为它内部使用齐纳二极管调整的输出端。但需 在电源端串接一电阻，电阻值必须合理选取，芯片内的转速 计电流和运算放大电路的工作电流至