电压范围检测电路
识别未知电压是我们在使用电路时经常遇到的事情。当然，万用表是此应用的完美工具。但是最近我遇到了一种情况，我的万用表出现故障，我无法测量电路中的电压。由于 covid-19 导致的封锁，我别无选择，只能制作一个检测输入电压范围的电路。该电路是识别四种不同电压（范围高达12v）的良好替代方案。这些电压范围由不同颜色的 led 指示。
0 – 3.3v ： 白光指示灯
3.3v – 5v ： 蓝色指示灯
5v – 9v ： 绿色指示灯
9v – 12v ： 红色指示灯
电压范围检测器电路工作原理：
该电路基于比较器特性，比较其反相端和同相端的两个输入电压。如果反相输入的电压超过同相输入输出，则输出将很低，反之亦然。该电路使用lm339芯片，这是一个四通道比较器芯片，非常适合我们的目的。12v外部电源为该电路供电。此外，除了为该电路供电外，它还为比较器芯片的同相端子提供基准电压，以便进行比较。输入端子用于馈送需要探测或识别的电压。该输入电压进入比较器的反相端。
基准电压源：
这里的想法是设置不同的基准电压为每个比较器供电，并将它们与输入电压进行比较。该电路可检测高达12v的电压。如果您查看使用r1，r2，r3，r4，r5构建的分压器设置，您可以观察到每个比较器都馈入不同的基准电压。考虑 u1：d由以上为例，这里计算出分压器r1、r3、r4、r5输出的电压应视为串联并应相加。所以分压器的形式是这样的
vo = vin x r2 / （ r2 + （r1 + r3 + r4 + r5 ）
= 12v x 3.3k / （ 3.3k + （ 1.8k + 3.9k + 3k + 100 ）
12v x 3.3k / （ 12.1 ）
= 3.2v
此 3.2v 连接到 u1：d 的同相端子芯片。当馈送到反相端的输入电压超过该电压3.2v时，比较器的输出变为低电平，输出中连接的白色led亮起。这表示输入电压为3.3v及以上。同样，对于u1：c芯片基准电压r3，r4和r5串联电阻，r1和r2也是如此。因此，为了确定u1：c芯片的基准电压源，分压器方程的形式为：
vo = vin x （ r2 + r1 ） / （ r1 + r2 ）+ （ r3 + r4 + r5 ））
12v x （ 3.3k + 1.8k ） / （（3.3k + 1.8k ） + （ 3k + 3.9k + 100 ） ）
= 5.05v
因此，当输入电压超过或等于5v时，蓝色led亮起。这表示输入电压等于5v或大于5v。在此瞬间，白光 led（3.3v 指示灯）也将亮起。同样，u1：b和u1：a的参考电压为8.9v和11.9v。因此，当输入电压达到 9v 时，绿色 led 亮起，表示输入电压范围为 9v 及以上。同样，当输入电压达到 12v 时，红色 led 亮起，表示输入电压范围为 12v 及以上。这是该电路可以检测到的最大电压范围。对于 12v 输入电压，所有 led 将与红色一起亮起，表示已超出所有输入范围。电阻 r6、r7、r8 和 r9 用作 led 的限流电阻。
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vo = vin x r2 / （ r2 + （r1 + r3 + r4 + r5 ）
= 12v x 3.3k / （ 3.3k + （ 1.8k + 3.9k + 3k + 100 ）
12v x 3.3k / （ 12.1 ）
= 3.2v
此 3.2v 连接到 u1：d 的同相端子芯片。当馈送到反相端的输入电压超过该电压3.2v时，比较器的输出变为低电平，输出中连接的白色led亮起。这表示输入电压为3.3v及以上。同样，对于u1：c芯片基准电压r3，r4和r5串联电阻，r1和r2也是如此。因此，为了确定u1：c芯片的基准电压源，分压器方程的形式为：
vo = vin x （ r2 + r1 ） / （ r1 + r2 ）+ （ r3 + r4 + r5 ））
12v x （ 3.3k + 1.8k ） / （（3.3k + 1.8k ） + （ 3k + 3.9k + 100 ） ）
= 5.05v
因此，当输入电压超过或等于5v时，蓝色led亮起。这表示输入电压等于5v或大于5v。在此瞬间，白光 led（3.3v 指示灯）也将亮起。同样，u1：b和u1：a的参考电压为8.9v和11.9v。因此，当输入电压达到 9v 时，绿色 led 亮起，表示输入电压范围为 9v 及以上。同样，当输入电压达到 12v 时，红色 led 亮起，表示输入电压范围为 12v 及以上。这是该电路可以检测到的最大电压范围。对于 12v 输入电压，所有 led 将与红色一起亮起，表示已超出所有输入范围。电阻 r6、r7、r8 和 r9 用作 led 的限流电阻。
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