电压比较器、梯级电压比较器和窗口电压比较器电路

上述几种电路，都用于模拟信号的放大整流等，其输出信号仍为模拟信号，可称为模拟信号（放大）处理电路，而下文介绍的电压比较等电路，则输出为开关量信号，其电路已脱离了模拟放大的范畴，似乎进入了“数字电路”的领域，其实是拿模拟电路当作了数字电路来应用。

电压比较器的作用是比较两个输入电压信号的大小，将比较结果作为输出量输出。图6-22a所示电路，放大器的同相输入端的电压，为R2、R3两电阻对+5V的分压值2.5V，称为基准电压值，输入信号与此基准值比较，高于此值时，则输出为0V低电平信号，低于低值时，则输出为+15V高电平信号。电路又称为单值比较器，电路的输出状态取决于输入信号电压的一个值（一个点）——2.5V。

图6-22 3种电压比较器电路

a）电压比较器 b）梯级电压比较器 c）窗口电压比较器

将两级电压比较器接为图6-22b所示电路，则成为梯级电压比较器，电路有一路输入信号和两路输出信号。N1、N2两级电压比较器输入的是同一路信号电压，但两级电路同相输入端的基准电压值不同，N1基准电压为6.6V，N2基准电压值则为3.3V。当输入信号由0V到逐渐上升时，当上升为3.3V以上时，N2的输出状态先变为低电平；N1在输入信号值大于6.6V时，才有低电平信号输出。图6-22b所示电路在用于直流回路电压检测电路时，当因负载电动机再生发电能量回馈至直流回路，使直流回路电压上升到一定值时，N2先输出制动动作信号，将制动电阻接入直流回路，消耗电压增量；若电压继续上升，N1则输出OU过电压信号，变频器保护停机。

若将两级电压比较器接为图6-22c所示电路，则构成窗口电压比较器电路。相对于单值电压比较器电路，窗口电压比较器可称为双值电压比较器了。电路有两个基准比较值，输出一路信号。当输入信号≥基准电压1≤基准电压2时，电路输出状态转换。在输入信号的中间值的一个范围内，输出状态不变。图6-22c所示电路为接地故障信号处理电路。N1放大器的同相端是R46、R50对+15V的分压值，N2放大器的反相端是R81、R69对-15V的分压值。输入三相电流采样信号进入到N1的反相输入端和N2的同相输入端，分别与正分压值和负分压值相比较，无论是输入信号的正半波或负半波，只要大于两个基准值，便会报出地短路信号。(www.xing528.com)

电压比较器应用模拟电路，可据信号幅度灵活设置基准电压，比采用数字电路更为方便。另外，图6-22c所示电路采用开路集电极输出的运算放大器电路，可以实现输出端的并联输出，使电路更为简洁。若采用普通放大器，则输出信号还要经两只二极管隔离，再并接在一起。

3类电压比较器电路，常用于将检测的电流或电压的模拟信号，转化为开关量信号——故障信号输出，供停机保护和实施控制动作等。

检测方法：

1）放大器输出端只有两个电平状态，低电平，接近供电的地电平或负供电值；高电平，接近正供电值。

2）测反相输入端低于同相输入端电压值，则输出为低电平，反之，则输出为高电平。

3）可通过短接两输入端或人为改变输入端电压的方法，测量输出端高低电平的相应变化，来判断电路是否处于正常状态。