2004 年,帮朋友做镍氢充电器,利用镍氢电池充满电时电压有一个微小的下降这个特点来识别是否已经充满,比如 1.2V 的镍氢电池,快充满的时候,电压在 1.35V,之后逐步下降,电压可以低于 1.30V。所以需要单片机间歇检测电池两端电压,大概充 3 秒钟电再停止,之后检测电池两端电压。

 

因为需要识别下降的微小电压,所以需要加一级运放,放大这个下降的幅度,如下图:

 

 

那个时候刚进入社会,实践经验不足,为了更好的提升放大性能提高稳定性,想当然的在运放的反相输入端并了一颗小电容,我记得大概是 10nF,如下图:

 

 

 

 

测试中发现,在 700 度附近温度测量不准,最后用示波器看输出,发现在这个温度点上,输出出现了振荡,这个时候马上想到,因为 PID 传感器,内阻高,寄生电容大,等价于在反相输入上并联了一颗电容,类似镍氢电池的放大了,所以马上按如下电路改进:

 

 

 

 


下面给大家提供 multisim 的仿真结果:

 

C1 为 1uF 的效果:进入稳态相对快一些:

 

C1 为 10uF 的效果,进入稳态时间较长:

 

 

所以对于存在阶跃突变的反馈系统中,我们要尽可能的让电路工作在 180 度上,提高系统再一次平衡的速度。