Was macht diese Operationsverstärkerschaltung im Spannungsregelungsabschnitt?

Es sieht so aus, als ob es die 12-Volt-Schienenkondensatoren entlädt, wenn die Eingangsleistung getrennt wird. Wenn die Eingangsleistung auf 0 Volt sinkt (oder erheblich abfällt), schaltet der Komparatorausgang auf 0 Volt. Dadurch wird Q2 ausgeschaltet und der Klemm-MOSFET vorgespannt. Dadurch werden die 12-Volt-Ausgangskondensatoren entladen. Wenn die Eingangsversorgungsspannung nur teilweise abgefallen ist, entlädt die Schaltung die Kondensatoren nicht vollständig.

Ich habe keine Ahnung, was die Funktion ist, aber es scheint so zu sein.

Ich denke, Andy und Enric haben es mit der Erklärung der Versorgungsobergrenze verstanden.

Basierend darauf kann ich mir 2 Gründe vorstellen, warum diese Schaltung notwendig sein könnte. Einer, wie andere bereits erwähnt haben, macht das System schnell herunter, wenn die Stromversorgung unterbrochen wird. Die andere ist dies: Wenn der Benutzer den Schrittmotor manuell dreht, sendet er Spannung an den Motortreiber und versorgt die 12-V-Schiene durch die Schutzdioden mit Strom. Ich habe dies bei anderen Designs beobachtet, die diese Schaltung nicht haben (Displays flackern usw.). Die Dioden- und Mosfet-Anordnung bedeutet, dass die 12-V-Schiene effektiv eine 6-Ohm-Last hat, wenn die Stromversorgung unterbrochen wird, was wahrscheinlich zu einer Rückstromversorgung des Motors führen würde.

LM311 ist ein Komparator, kein Operationsverstärker. Der Designer hat es so konfiguriert, dass es eine gewisse Hysterese hat, wahrscheinlich um ein falsches Auslösen der Schaltung zu vermeiden.

In dieser Konfiguration schaltet der Ausgangstransistor des LM311 EIN, wenn die Eingangsspannung vom Anschluss unter einen bestimmten Schwellenwert (667 mV) fällt. Der Konstrukteur muss zu dem Schluss gekommen sein, dass es sich um eine tatsächliche Abschaltung und nicht nur um einen vorübergehenden Spannungsabfall handelt, wenn die Eingangsspannung unter diesen Schwellenwert fällt.

Eine andere Sache, die passiert, wenn die Eingangsspannung abfällt, ist, dass die Diode D2 die Kondensatorbank der 12-V-Schiene von der Eingangsspannungsleitung isoliert, aber sie werden immer noch auf 12 V geladen. Dazu später mehr.

Zurück zum LM311 stellen wir fest, dass das Ausschalten seines Ausgangs Q2 ausschaltet, was wiederum Q1 einschaltet. Wenn Q1 eingeschaltet wird, schaltet es eine 6-Ohm-Last auf Masse, wodurch ein ziemlich hoher Strom von der 12-V-Schiene erzeugt wird.

Dieser Strom entlädt schnell alle an die 12-V-Schiene angeschlossenen Kondensatoren, vorausgesetzt, die Sicherung brennt nicht von vornherein durch. Wenn eine geeignete Sicherung ausgewählt wird, reicht der anfängliche Spitzenstrom von 2 A nicht aus, um sie durchbrennen zu lassen. Auf diese Weise werden Q1 und der Widerstand vor einem fehlerhaften Betriebszustand (kontinuierliche 2A-Leitung) geschützt, können aber dennoch unter normalen Bedingungen ihre Arbeit verrichten.

Also, wofür ist diese Schaltung gedacht? Wahrscheinlich zum schnellen Entladen des 12V-Schienenkondensators, wie Andy aka sagt. Warum so etwas benötigt wird, ist eine Frage, die nur vom Designer oder durch sorgfältige Analyse des breiteren Designs beantwortet werden kann.

Beachten Sie, dass der Konstrukteur sich für den Anschluss eines Entlüftungswiderstands zwischen der 12-V-Schiene und Masse hätte entscheiden können, aber das hätte den Stromverbrauch stark erhöht, wenn die erforderliche Entladezeit kurz ist. Was der Designer hier tut, ist, einen starken Entlüftungswiderstand nur dann anzuschließen, wenn es erforderlich ist (auf Kosten einer stark erhöhten Komplexität).

Es scheint zwei 12-V-Schienen zu geben, eine die 12 V im Kreis, eine die PB12 V, was mich an "Autobatterie" denken lässt, aber laut D2 soll dies über 12 V liegen, sodass der Komparator erkennt, ob dies über dem liegt ( Kondensator gepuffert) 12-V-Schiene, und wenn nicht, stoppt der Komparator (gespeist durch den 317 und die Kondensatoren) die Ansteuerung von Q2, wodurch das Gate von Q1 nicht mehr auf GND gezogen wird, wodurch es leitend wird.

Dadurch wird die Kapazität der 12-V-Schiene entladen und die Kondensatoren in einen sicheren Zustand versetzt.

Die Sicherung wird nicht durchbrennen, denn selbst wenn sie den Nennwert von 1 A überschreitet, brennen Sicherungen normalerweise nicht durch, es sei denn, ihr Nennstrom wird in irgendeiner Weise überschritten oder über einen längeren Zeitraum leicht überschritten, was sicherlich nicht zum Entladen der Kondensatoren dient.