Обратный диод ведет себя странно

У меня есть следующая схема:

Схема

Vcc может варьироваться от 12 до 15 вольт, поэтому конструкция была предназначена для включения реле через полевой МОП-транзистор, когда входное напряжение превышает 13,4 вольт. Фактический стабилитрон, который я использовал, имеет напряжение стабилитрона 6,9 вольт, поэтому выход компаратора должен включаться при 13,8 вольт. Однако происходят две вещи, которые я не могу объяснить:

  1. В цепи есть некоторый гистерезис. Реле включается при 13,8В, а выключается при 13,4. Я проверил с помощью цифрового мультиметра на выходе компаратора: при напряжении ниже 13,4 В оно почти равно 0, в диапазоне от 13,4 до 13,8 оно достигает ~ 7 вольт, а затем увеличивается по мере увеличения входного напряжения. Как я могу объяснить этот гистерезис и как я могу его контролировать?

  2. Один раз забыл поставить обратноходовой диод D2. Схема работала нормально, но гистерезис сузился до 0,1В, с 13,7 до 13,8В. Затем я решил использовать светодиод вместо обычного диода, поэтому я заменил D2 на светодиод (прямое падение 1,8 В). Таким образом, у светодиода гистерезис возвращается к 13,4 - 13,8 вольт, и светодиод загорается в этом интервале, переходя от тусклого к яркому, а затем гаснет более 13,8. Если я отключу питание, светодиод начнет мигать, когда реле щелкнет.

Думаю, эти два факта как-то связаны. Пожалуйста, помогите мне объяснить, как и почему?

РЕДАКТИРОВАТЬ:

Итак, предлагаемая схема такая, как показано ниже?

Вторая схема

Я должен поменять местами входы, подключить открытый эмиттер к GND и использовать подтягивающий резистор между Vcc и открытым коллектором / затвором MOSFET?

Второй мой вопрос все еще в силе - как в эту схему добавить и контролировать гистерезис?

В дополнение к основной проблеме с выходом с открытым коллектором также кажется, что у вас есть контакты 5 и 6, подключенные друг к другу, но без привязки их к Vcc (либо напрямую, либо через сеть резисторов), как указано в техническом описании . Я не уверен, но это может привести к значительному снижению коэффициента усиления компаратора без обратной связи.
@Dave Tweed Я читаю таблицу данных отсюда: ti.com/lit/ds/symlink/lm311.pdf . На странице 15 говорится: Если балансировка со смещением не используется, контакты BALANCE и BAL/STRB должны быть разъединены. Также допускается короткое замыкание контактов.
@Zhenek Какой симулятор ты используешь? Альтиум? Или просто рисовать?
@atomant Я не использую симулятор. Я собрал свой первоначальный проект на макетной плате и использовал лабораторный блок питания в качестве входа. Схемы нарисованы в DipTrace.
@Zhenek Есть ли особая причина, по которой вы используете это программное обеспечение?
В техническом описании описано несколько способов управления гистерезисом. (хорошая печать). Шум питания от паразитных колебаний и индуктивной катушки заставляют вашу схему колебаться не только, возможно, из-за случайного шума, но и из-за положительной обратной связи из-за падения напряжения из-за включения тока индуктора. С шумоподавлением in+ вы можете уменьшить колебания положительной обратной связи и гистерезис. Но могут быть и другие макеты, которые вы не показали нам с этим старым операционным усилителем.
@atomant Я не думаю, что разговоры о программном обеспечении чем-то помогут. На самом деле не имеет значения, какое программное обеспечение люди используют для рисования схем, если оно нарисовано достаточно хорошо, чтобы мы могли его прочитать.
@MCG Конечно, я просто хотел знать, есть ли у него возможность смоделировать свой дизайн.
@atomant Несколько причин. Это бесплатно для любителей (каким я действительно являюсь), и мне потребовалось всего 40 минут, чтобы нарисовать мою первую схему и преобразовать ее в печатную плату, в то время как мне не удалось сделать это с KiCad. И я предпочитаю использовать живое тестирование вместо симуляции, поэтому с самого начала я использовал макетную плату.
Какова цель XP2 в предложенной вами схеме? Замыкание замыкает VCC на GND, этого не может быть.
@ Не обращайте внимания на мой предыдущий комментарий, это было неправильно. XP2 — это винтовая клемма, к которой подключается батарея. Должен быть способ удалить метки Vcc и GND, но я пока не знаю, как это сделать. Я еще не так хорош в DipTrace.
А, это имеет смысл.
Разве вам не нужен гистерезис, чтобы избежать колебаний в случае, если замыкание переключателя для включения нагрузки приведет к падению напряжения питания ниже вашего порогового напряжения?
@HenningMakholm да!! Это именно то, что я хочу.

Ответы (1)

LM311 имеет выход с открытым коллектором. Вам нужно подключить открытый эмиттер к земле, а не к VCC, и установить подтягивающий резистор на выходе с открытым коллектором.

Не пытайтесь использовать светодиод в качестве обратноходового диода. Используйте диод с высоким номинальным импульсным током.

Но в этом случае, как я могу продолжать использовать N-канальный МОП-транзистор?
@Zhenek После того, как ты ребутнулся на подтяжку или поменял LM311 на что-то другое, да.
Во-первых, полевой транзистор будет прекрасно работать с подтягиванием, а не с подтягиванием — компаратор будет действовать как подтягивание, чтобы при необходимости перевести вентиль в ноль. Во-вторых, светодиоды обычно не рассчитаны на обратное напряжение, превышающее примерно 5 вольт, поэтому вам обязательно нужно заменить его подходящим (более точным) диодом.
исправления могут быть легкими или даже очевидными, но попробуйте объяснить поведение затемнения светодиода и гистерезиса, чтобы он понял, что создал схему ШИМ с гистерезисом. Это был его настоящий вопрос. Я чувствую, что баллы - это просто указания новичков сказать, я знал это или не знал этого.
@TonyStewartolderthandirt ОП не спрашивал, как добавить гистерезис, пока я не ответил. Первоначальный вопрос спрашивал, как контролировать гистерезис, и, поскольку вопрос не указывал на то, что гистерезис желателен, я предположил, что целью было полное устранение гистерезиса.
Да, ваши предложения хороши, но он объяснил интересный линейный коэффициент усиления с яркостью неправильным использованием светодиода, но он показывает, что он был нестабилен с колебаниями, такими как ШИМ, на компараторе, склонном к этому, и, возможно, с высоким ESR, который падает напряжение с током катушки, создавая некоторые гистерезис компаратора. Реле также имело 50% гистерезис, поэтому пороговый шум ШИМ заставлял светодиод тускнеть, указывая на среднее выходное напряжение. Также его первоначальный вопрос заключался в том, чтобы «объяснить поведение».
@TonyStewartoldertandirt, спасибо! Итак, как добавить сюда гистерезис? Не знаю, потому что в классическом ОУ выход один, а здесь его нет.
Все операционные усилители имеют дифференциальный вход. В таблице данных, напечатанной мелким шрифтом, есть примеры, примерно для 1% используйте 100x Rin (экв.) для обратной связи инвертирующего стока, используйте Vin(-), для обратной связи затвора используйте Vin(+)
Обратный диод ведет себя странно
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v