Comparador de colector abierto con histéresis e indicador LED en la salida

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Estoy tratando de elegir los valores correctos de resistencia para hacer que Vout suba cuando Vbatt cae por debajo de 18V y baja cuando Vbatt sube por encima de 20V. He construido el circuito real y mis valores medidos son 18.0 V para el umbral inferior y 19.6 V para el extremo alto. Utilicé diseño de referencia de TI para elegir los valores de Rx, Ry y Rh. Como el LM293 es colector abierto en la salida, leí la publicación here tratando de explicar la discrepancia entre mi umbral superior medido y mi umbral teórico. Creo que D1 es la causa de que mis cálculos sean incorrectos, pero no estoy seguro de cómo analizar el circuito mientras lo tomo en cuenta. El uso del modelo NSPW500BS en LTspice para D1 me da valores simulados muy precisos en comparación con los valores medidos del circuito real.

Este circuito es una modificación de un circuito existente, y estoy restringido a solo cambiar los cinco valores de resistencia. ¿Cómo debo modificar mis cálculos para lograr un rango deseado de histéresis?

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

    
pregunta ET2EE40

3 respuestas

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Cuando la salida del comparador de colector abierto está APAGADA, la alta tensión de salida del comparador está determinada por la resistencia de polarización del LED, la caída de tensión directa del LED por la pequeña corriente a través de la resistencia de realimentación en el divisor de tensión.

Para simplificar su análisis, considere la posibilidad de sacar el LED principalmente de la ecuación colocando otra resistencia en paralelo con la resistencia BIAS y el LED. Esta resistencia adicional sería de + 5V a la salida del comparador. Un buen valor de inicio sería utilizar 1K ohmio siempre que el comparador sea capaz de reducir la corriente de la rama 1K agregada y la rama del LED cuando la salida sea baja. A la baja corriente que toma la resistencia de realimentación 715K, supongo que la caída de voltaje en la resistencia 1K agregada es lo suficientemente pequeña como para que el LED nunca se desvíe del todo y se puede ignorar en el análisis del modo de salida de alto nivel.

    
respondido por el Michael Karas
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Necesitas aprender a hacer presupuestos de error.

1) ¿Son sus suministros de 24 y 5 voltios exactamente 24 y 5 voltios? Si no, ¿qué hará esto con los puntos de viaje?

2) Supondré que tus resistencias son unidades del 1%. Repase las diversas permutaciones de cada resistencia con un 1% de descuento (99% o 101% del valor nominal) y observe los resultados. Combina esto con 1) arriba.

3) Su especulación sobre D1 es probablemente correcta (al menos como un factor), pero no hay excusa para no determinar su efecto en lugar de especular. Con la salida 293 alta, ¿qué voltaje ve exactamente en la salida? ¿Qué tal cuando la salida es baja?

    
respondido por el WhatRoughBeast
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El 5V debe ser exacto o, si no, utiliza un voltaje de referencia de intervalo de banda y solo agrega otro pullup 1k R para obtener 5V.

Su histéresis deseada es +/- 1V o +/- 5.26% sobre la media de 19V.

Otras notas

Su referencia de 24V parece ser 2V para 19Vin, por lo tanto, oscila un 5,26% para los límites de entrada, que es lo que deben establecerse los umbrales de retroalimentación de 5V. Excepto que el comparador se satura alrededor de 150 mV en lugar de 0, lo que agrega un error considerable, pero no tanto como el diodo.

Si se caen 5 V, entonces se reducen los umbrales de Vbat, que deben fijarse con una separación de banda de 2,5 V ref. VOL para comparador es también 150mV nom. lo que también afecta a los umbrales.

    
respondido por el Tony EE rocketscientist

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