Manejo del rango de entrada de alto voltaje al comparador

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Estoy usando 3 comparadores para la conmutación EMF posterior sin sensor de un motor BLDC. Esto implica comparar la tensión de cada fase del motor con un punto neutro para detectar cero cruces. Consulte Microchip AN970 (PDF) para obtener más detalles sobre el aplicación.

Desafortunadamente, no puedo encontrar un comparador con el que pueda salir de mi amplio rango de entrada VCC de 6-50 V. Lo mejor que puedo encontrar al respecto es el LM339 que toma 2-30 V, pero nada más alto.

Eso me deja en una situación en la que tengo que dividir los voltajes EMF de vuelta para que se ajusten a la tensión de alimentación desde la que ejecuto los comparadores. Si ejecuto el comparador con un suministro de voltaje fijo (llámelo VDD) y divido las señales para que el voltaje máximo de la señal @ VCC = 50V esté dentro de VDD, me preocuparía atenuar demasiado la señal cuando VCC sea más bajo. Supongo que mi primera pregunta es, ¿ esta atenuación de la señal sería realmente un problema? Me gustaría atenuarla 10: 1 para hacer funcionar un comparador con mi suministro de 5V.

Suponiendo que la respuesta a lo anterior es sí, hasta ahora he encontrado un par de soluciones posibles (bienvenido a las alternativas):

  • Divida las señales como se describió anteriormente, manteniendo el VDD fijo lo más alto posible para reducir la cantidad que tengo para dividir las señales de voltaje. Preferiría evitar agregar un convertidor Boost en mi riel de 5V por razones de costo, pero un doblador de bomba de carga simple como un LM2767 al menos me llevaría a VDD = 10V y atenuación 5: 1.
  • Genere un suministro VDD que sea proporcional a VCC (probablemente alrededor de VCC / 2 para el LM339) y escale las señales de voltaje en la misma cantidad. Esto sería preferible, pero no estoy seguro de cuál es la mejor manera de generar un suministro VDD = VCC / 2 que pueda usar para los comparadores. ¿Puedo salir con un divisor de resistencia aquí? Estaba considerando una bomba de carga reductora, pero no tuve la suerte de encontrar un regulador de bomba de carga con un rango de entrada suficientemente alto. ¿Quizás incluso simplemente cambiando VCC a través de un FET en un ciclo de trabajo del 50%?
pregunta Joe Baker

2 respuestas

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Un comparador que funcione a 5 V y un divisor de voltaje funcionarán bien, no atenuarás la señal de ninguna manera no lineal, por lo que la señal que ingresa a los comparadores funcionará para ti.

Usted indicó que el voltaje de entrada será un rango (6 - 50V) y como dijo que usaría un divisor 10: 1, entonces a 50V su entrada máxima sería 5V y a 6V su valor máximo sería .6V. Estoy seguro de que cualquier comparador decente podrá distinguir las diferencias en los diez de milivoltios (de forma conservadora). Revisé la nota de aplicación de Microchip que vinculaste. El circuito que se muestra en la página 14 se ve muy bien, proporciona un punto central virtual para que no necesites suministros de voltaje positivo y negativo.

En cuanto a la fuente de alimentación, parece que lo mejor sería suministrar el voltaje más alto (6 - 50V) y luego usar un convertidor reductor para bajar el voltaje a 5V, algo como los diseños de conmutadores simples de TI como enlace funcionaría (no trabajo para TI, simplemente me gustan sus conmutadores simples). Incluso tienen un ejemplo esquemático.

    
respondido por el Dave
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(1) Puede sujetar las señales a un voltaje máximo.
Resistencia de entrada a, por ejemplo, diodo zener a tierra.
Vzener debería ser

  • Cómodamente por debajo de Vdd para permitir algunas variaciones debido a la rodilla suave de los zeners.
    El voltaje máximo aumentará ligeramente con el aumento de Vin > Vzener

  • Cómodamente sobre Vhi_min de tu comparador.

Probablemente querrás que Vzener sea más bajo que Vin min para que siempre tengas una sujeción.

(2) Se puede construir un amplificador diferencial o comparador diferencial que permita que los modos Vin y Vcommon estén muy por encima de Vdd, pero no se presentan voltajes por encima de Vdd al amplificador.

    
respondido por el Russell McMahon

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