Voltear un disparador Schmitt cuando la corriente fluye a través de un diodo Zener

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Estoy tratando de diseñar un circuito utilizando una fuente de energía intermitente (un generador de cubo de bicicleta), que se rectifica y filtra, y se regula a 6,8 V.

Ahora quiero "detectar" cuando la fuente de alimentación está ENCENDIDA o APAGADA. Hice un circuito experimental (abajo) para validar la idea de que si pongo un menú desplegable en NODE1, cuando VCC sube por encima de 6.8V, la corriente fluye a través del zener, el mosfet se activa y el LED brilla.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Esto pareció funcionar como se esperaba, pero hubo algunos cambios, y la transición on / off no fue tan aguda como la que necesito. Así que pensé en usar un disparador Schmitt, ya que tengo algunos circuitos integrados alrededor (es decir, un CD4093BCN). Intenté reemplazar el MOSFET con una configuración de doble inversor usando dos de las puertas IC, y el disparo funciona cuando pruebo la entrada del disparador con un cable directo desde Vcc o tierra, pero no cuando conecto la entrada a NODE1 .

simular este circuito

Mientras medía V en NODE1, descubrí que no se eleva lo suficiente como para activarse (no supera los 2/3 de VCC).

Mis preguntas son:

  1. ¿Qué estoy haciendo mal?
  2. ¿Cómo podría activar correctamente el activador Schmitt cuando el Zener está "encendido"?
  3. ¿Me servirían mejor con un disparador OpAmp Schmitt en lugar de un Logic-Gate?
pregunta heltonbiker

2 respuestas

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Los circuitos integrados de activación de Schmitt tienen umbrales bastante poco definidos que son porcentajes de la tensión de alimentación, no tensiones absolutas. Esto se explica claramente en la hoja de datos. Si obtiene el suministro del voltaje de entrada, debe tenerlo en cuenta. Si el voltaje de entrada es Vcc - 6.8V, para que sea 2/3 Vcc, el voltaje de entrada debe ser 3 * 6.8 = 20.4V, lo que destruirá el chip.

Puedes probar algo como esto, que usa la mitad de un op-amp dual de bajo costo como comparador. Los umbrales están alrededor de 6.8V para 'on' y 6.3V para 'off' con los valores mostrados. Cambiar R4 para alterar la histéresis.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

    
respondido por el Spehro Pefhany
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El primer circuito se puede hacer con un poco más de respuesta "inclinada" utilizando un NPN en lugar de un NMOS:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Hice un poco más bajo el voltaje Zener de D1, ahora el LED debería encenderse por encima de 6.2 V + 0.7 V = 6.9 V.

Con respecto al circuito con el disparador de Schmitt, tenga en cuenta que los niveles del disparador de Schmitt son relativos a la tensión de alimentación , por lo que persigue un objetivo en movimiento (el nivel de disparador aumenta a medida que aumenta la fuente ).

Si pudiera la entrada del disparador de Schmitt a tierra, entonces se mantendrá constante a medida que el nivel del disparador cambie con el suministro. Esto podría funcionar, no sé qué valor Zener necesita, lo experimentaría un poco. Para hacer que el LED se ilumine cuando el suministro (y el nivel de activación) es mayor que un cierto valor, se necesitan 2 compuertas NAND en serie. Si hace referencia al LED desde el suelo, entonces una puerta NAND funcionará:

simular este circuito

Una solución basada en opamp podría tener este aspecto:

simular este circuito

R7 es opcional agrega un poco de histéresis como en los disparadores de Schmitt. Reduzca R7 para aumentar la distancia entre los niveles de activación. Elimine R7 para que no tenga histéresis.

    
respondido por el Bimpelrekkie

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