LM358 двухканальный операционный усилитель схема
в одном корпусе имеется сразу два независимых маломощных ОУ с частотной компенсацией и высоким коэффициентом усиления. LM358 отличается низким токопотреблением . Микросхема позволяет работать в схемах с однополярным питанием напряжением от 3 до 32 вольт. Выход обладает защитой от короткого замыкания.
Большая популярность этой микросхемы гарантирует, в том числе и внушительное число аналогов ОУ LM358 LM358N. В зависимости от фирмы изготовителя свойства микросхемы могут несущественно отличаться. Схемы включения всех аналогов полностью актуальны, в.т.ч и для отечественных микросхем.
Ближайшие аналоги: КР1040УД1 КР1053УД2 КР1401УД5 GL358 NE532 OP295 OP290 OP221 OPA2237 TA75358P и многие другие.
LM358 в роли неинвертирующего усилителя постоянного тока:
Схема включения инвертирующего усилителя переменного тока LM358:
Схема включения неинвертирующего усилителя переменного тока
Схема включения LM358 как компаратора с гистерезисом:
Предположим, что потенциал, идущий на инвертирующий вход, плавно увеличивается. При достижении его уровня чуть более опорного (Vh -Vref), на выходе схемы компаратора возникнет достаточно высокий логический уровень. Если после этого входной потенциал начнет медленно падать, то выход компаратора переключается на нулевой логический уровень при значении чуть ниже опорного (Vref – Vl). В данном примере разница между (Vh -Vref) и (Vref – Vl) будет значением гистерезиса.
На ОУ LM358 выполнен регулируемый стабилизатор напряжения. С вывода переменного сопротивления R2 на его прямой вход следует опорное напряжение, величина которого задается стабилитроном, а на инверсный вход идет потенциал отрицательной ОС с эмиттера второго транзистора через делитель напряжения на сопротивлениях R10 и R7.
Отрицательная ОС создает баланс напряжений на входах операционного усилителя, компенсируя воздействие различных факторов. Путем вращения ручки переменного сопротивления R2 появляется изменение выходного напряжения блока питания.
Приведенные схемы очень удобно использовать в самодельных БП для контроля и измерения нагрузочного тока, а также для реализации устройств защиты от короткого замыкания. Токовый датчик обладает очень низким сопротивлением и отпадает необходимость подгонки этого сопротивления, как это в случае амперметре. В схеме, на рисунке левее, можно регулировать сопротивление нагрузочного резистора RL. Для уменьшения провала выходного напряжения БП, номинал сопротивления токового датчика — сопротивление R1 в схеме правее вообще лучше взять применить 0,01 Ом, изменив при этом номиналR2 на 10 Ом или увеличив сопротивление R3 до 10кОм.
Это схема оригинального делителя напряжения, выполненная на операционном усилителе LM358, чтоб получить два напряжения из одного к обычному однополярному источнику питания. А на выходе схемы мы получим полноценное двухполярное напряжение. В качестве источника входного напряжения может выступать любой самодельный блок питания.
На операционном усилителе DA2.2 LM358, сопротивлениях R5…R8 и биполярном транзисторе VT2 построен преобразователь ток-напряжение. Напряжение на его выходе пропорционально току, протекающему через сопротивление R9 и вычисляется по формуле:
Терморегулятор на операционном усилителе LM358
Небольшая стоимость, отсутствие необходимости подключения дополнительных элементов частотной коррекции, возможность использования во всем диапазоне стандартных питающих напряжений (до +32В) и низкий потребляемый ток, делают его кандидатом номер один для электронных проектов с ОУ.
LM358 цоколевка
LM358 состоит из двух ОУ, каждый имеет по 4 вывода, имеющих свое назначение. Всего получается 8 контактов. Производятся в нескольких видах корпусного исполнения, для объемного DIP и поверхностного монтажа на плату SO. Так же могут встречается в усовершенствованных корпусах SOIC, VSSOP, TSSOP.
Назначение контактов для всех видов корпусов совпадает: 2,3, 5,6, — входы, 1,7 – выходы, 4 – минус источника питания, 8 – плюс источника питания.
Описание работы компаратора
Следующий рисунок показывает простейшую конфигурацию для компаратора напряжения, а так же графическое изображение режима его работы. В этой схеме опорное напряжение составляет половину напряжения питания, а входное напряжение может меняться от нуля до напряжения питания. В теории опорное и входное напряжение могут иметь значение от нуля и до напряжения источника питания, но есть реальные ограничения, зависящие от конкретно используемого компаратора.
Сигнал на выходе:
- Ток будет течь через открытый коллектор, когда напряжение на входе плюс (+) ниже, чем напряжение на входе минус (-).
- Ток не будет протекать через открытый коллектор, когда напряжение на входе плюс выше, чем напряжение на входе минус.
Технические характеристики
Ниже указаны предельные допустимые значения условий эксплуатации для диапазона рабочих температур окружающей среды TA от 0 до +70 °C, если не указано иное.
Основные электрические характеристики, при температуре окружающей среды TA = 25 °C.
Рекомендуемые условия эксплуатации в диапазоне рабочих температур окружающей среды, если не указано иное:
Подверженность устройства повреждению от электростатического разряда (ESD):
Также у данного устройства есть тепловые характеристики:
Популярные схемы на lm358
Существуют различные устройства, собранные на LM358 N , выполняющие определенные функции. При этом это могут быть всевозможные усилители как УМЗЧ, так и в промежуточных цепях измерений различных сигналов, усилитель термопары LM358, сравнивающие схемы, аналого-цифровые преобразователи и прочее.
Неинвертирующий усилитель и источник опорного напряжения
Это самые популярные типы схем подключения, применяемые во многих устройствах для выполнения различных функций. В схеме неинвертирующего усилителя выходное напряжения будет равно произведению входного на пропорциональный коэффициент усиления, сформированный отношением двух сопротивлений, включенных в инвертирующую цепь.
Схема источника опорного напряжения пользуется высокой популярностью благодаря своим высоким практическим характеристикам и стабильности работы в различных режимах. Схема отлично удерживает необходимый уровень выходного напряжения. Она получила применение для построения надежных и высококачественных источников питания, аналоговых преобразователей сигналов, в устройствах измерения различных физических величин.
Генератор синусоидальных сигналов
Одной из самых качественных схем синусоидальных генераторов является устройство на мосте Вина. При корректном подборе компонентов генератор вырабатывает импульсы в широком диапазоне частот с высокой стабильностью. Также микросхема LM 358 часто используется для реализации генератора прямоугольных импульсов различной скважности и длительности. При этом сигнал является стабильным и высококачественным.
Усилитель
Основным применением микросхемы LM358 являются усилители и различная усилительная аппаратура. Что обеспечивается за счет особенностей включения, выбора прочих компонентов. Такая схема применяется, например, для реализации усилителя термопары.
Усилитель термопары на LM358
Очень часто в жизни радиолюбителя требуется осуществлять контроль температуры каких-либо устройств. Например, на жале паяльника. Обычным градусником это не сделаешь, тем более, когда необходимо изготовить автоматическую схему регулирования. Для этого можно использоваться ОУ LM 358. Эта микросхема имеется малый тепловой дрейф нуля, поэтому относится к высокоточным. Поэтому она активно используется многими разработчиками для изготовления паяльных станций, прочих в устройствах.
Схема позволяет измерять температуру в широком диапазоне от 0 до 1000 о С с достаточно высокой точностью до 0,02 о С. Термопара изготовлена из сплава на основе никеля: хромаля, алюмеля. Второй тип металла имеет более светлый цвет и меньше подвержен к намагничиванию, хромаль темнее, магнитится лучше. К особенностям схемы стоит отнести наличие кремниевого диода, который должен быть размещен как можно ближе к термопаре. Термоэлектрическая пара хромаль-алюмель при нагреве становится дополнительным источником ЭДС, что может внести существенные коррективы на основные измерения.
Простая схема регулятора тока
Схема включает кремниевый диод. Напряжения перехода с него используется как источник опорного сигнала, поступающий через ограничивающий резистор на неинвертирующий вход микросхемы. Для регулировки тока стабилизации схемы использован дополнительный резистор, подключенный к отрицательному выводу источника питания, к неивертирующему входу МС.
Схема состоит из нескольких компонентов:
- Резистора, подпирающего ОУ минусовым выводом и сопротивлением 0,8 Ом.
- Резистивного делителя напряжения, состоящего из 3 сопротивлений с диодом, выступающего источником опорного напряжения.
Резистор номиналом 82 кОм подключен к минусу источника и положительному входу МС. Опорное напряжение формируется делителем, состоящим из резистора 2,4 кОм и диода в прямом включении. После чего ток ограничивается резистором 380 кОм. ОУ управляет биполярным транзистором, эмиттер которого подключен непосредственно к инвертирующему входу МС, образовав отрицательную глубокую связь. Резистор R 1 выступает измерительным шунтом. Опорное напряжение формируется при помощи делителя, состоящего из диода VD 1 и резистора R 4.
В представленной схеме при условии использования резистора R 2 сопротивлением 82 кОм ток стабилизации в нагрузке составляет 74мА при входном напряжении 5В. А при увеличении входного напряжения до 15В ток увеличивается до 81мА. Таким образом, при изменении напряжения в 3 раза ток изменился не более, чем на 10%.
Зарядное устройство на LM 358
С использованием ОУ LM 358 часто изготавливают зарядные устройства с высокой стабилизацией и контролем выходного напряжения. Как пример, можно рассмотреть зарядное устройство для Li — ion с питанием от USB . Эта схема представляет собой автоматический регулятор тока. То есть, при повышении напряжения на аккумуляторе зарядный ток падает. А при полном заряде АКБ схема прекращает работать, полностью закрывая транзистор.
по входам + и — поставить делители напряжений состоящих из термосопротивления и резистора МЛТ (по 100К четыре сопротивления). К минусу питания термосопротивления к плюсу МЛТ, т.е регистрировать разницу температур в гараже и на улице. Запитать схему от элементов 4,5 Вольта. Вопрос . Как будет уплывать точность настройки с понижением напряжения с 4,5 В. до 3,5В.Спасибо. Где почитать чтобы самому дошло.
Схемы подключения
Ниже приведем несколько простых схем включения lm358 которые могут вам пригодится. Все они являются ознакомительными, так что обязательно проверяйте все перед внедрением в производственной сфере.
Двухканальный аналоговый контроллер охлаждения видеокарт, ПК или усилителя. LM35, LM358, NE555
Достались мне недорого две видеокарты ATI HD4870 с кастомным охлаждением Thermaltake DuOrb (CL-G0102) и естественно были продуты и обе установлены в системник в конфигурации «CrossFire». Всё бы было хорошо, но имеем по два вентилятора на карту, да ещё и без регулятора оборотов. Может одна видюха и не сильно шумела бы, но две (и в четыре вентилятора) слышно уж очень хорошо.
Подключу, думаю, к ручному регулятору скорости. Сказано — сделано. Но оказалось неудобно: то шумновато, то горячевато.
Содержание / Contents
Решил сделать автоматический контролер, чтоб сам скорости вентиляторов регулировал. Замерил ток потребления вентиляторов: 0.4 А на каждую видюху, не мало. При линейном регулировании придется ставить транзистор на хороший радиатор, а ведь канала два.
Да ещё и не так просто будет полностью открыть регулирующий транзистор. Значит вентиляторы не смогут на полную раскрутится. Это обычно не так важно, но тоже неприятно.
Значит делаем ШИМ-управление. Ставить пару настоящих ШИМ-контроллеров не хотелось. А вот таймер NE555 подойдет, и недорого, и везде есть.
Термодатчики взял LM35. Они очень удобны параметрами: 10 мВ/°С, да ещё и от нуля градусов, т.е. при 10°С имеем на выходе датчика 100 мВ.
Операционник LM358 двухканальный, недорогой и однополярное питание понимает.
И тут опять засада: у LM358 макс. выходное напряжение = Uпит.−2,0 В. Т.е. максимум получим 10 В, а чтобы NE555 полностью открыть при ШИМе нужно 12 В, ведь мы питаем всё от 12 В.
А не запитать ли нам и таймер NE555 от 10 В? Для открытия полевика этого достаточно. Чем же «обрезать» лишние 2 Вольта? Пара последовательно включенных диодов полностью решает задачу.
↑ Схема термоконтроллера, детали
40°C.
Резисторами R4, R4.1 можно подобрать регулировочную характеристику под нужную температурную. При указанных на схеме номиналах на 40°С получим минимальные обороты вентиляторов, при 75°С — максимальные.
ШИМ работает на частоте примерно 80 кГц, так что его не слышно.
Микросхема LM358 заменима практически на любой операционный усилитель с биполярными транзисторами (при коррекции печатной платы).
Полевики любые на подходящий ток (при коррекции печатной платы).
По питанию установлены конденсаторы (на схеме нет), номиналы которых могут сильно меняться в зависимости от их наличия и тока потребления вентиляторов. Диоды параллельно вентиляторам — на ток не менее тока потребления, Шоттки или фасты.
Термодатчики LM35 закреплены на радиаторах видеокарт или на, соответственно, других контролируемых зонах.
↑ Итого
Почему сделал блок аналоговым, без модных нынче МК? Потому что просто работает, не глючит, время потратишь столько же, денег копейки (правда контролеры тоже не дороги), повторить блок сможет даже новичок и всё будет работать, что собственно и требовалось.
После установки и подключения порадовала тихая работа вентиляторов. Устройство надежно отрабатывает режимы при изменении температуры окружающей среды или нагрузки на видеокарты. Температура карт в моём случае не превышает 50°С.
