Aquí está mi esquema
Básicamente es un detector de nivel de batería crudo (soy muy consciente de que esta no es la mejor manera de medir la duración de la batería, no estoy aquí para eso) no es crucial que sea súper preciso.
Problema
Cuando el voltaje de la batería está cerca de 4,05 V o 3,45 V, la salida de U9 oscila y dos LED se encienden al mismo tiempo, LED1 y LED2 o LED2 y LED3 respectivamente. Hoja de datos aquí
Es necesario que solo esté encendido 1 LED a la vez.
Solución
Encontré una solución, pero estoy haciendo una pregunta aquí para ver si hay una más elegante o inteligente (con suerte). El espacio de la placa es ridículamente importante aquí y mi solución realmente no encaja bien a pesar de tener solo 4 componentes. El mayor problema es que quiero poder volver a trabajarlo en tableros existentes, y mi solución es fea y requiere mucho tiempo (4 cortes, 4 saltos).
Hice U9 en dos disparadores Schmitt con 100 mV de histéresis. Sí, funciona, pero hace que el esquema sea feo y agrega 4 componentes más.
esperanzas
Pensé que tal vez haya un comparador estándar que tenga histéresis incorporada (no sé cómo buscar esto en digikey) o tal vez ustedes, los chicos inteligentes de EESE, tengan una mejor solución.
Lo siento, pero la histéresis es el camino a seguir, y en este caso se necesitarán 3 resistencias adicionales, no 4. Para que funcione la histéresis de bajo voltaje, C25 tiene que desaparecer, y puede aprovechar la resistencia equivalente de Thevenin en el divisor R15/R16 para proporcionar la resistencia de entrada que necesita.
Y dicho esto, su circuito tiene un par de cosas que hacen que me pique el cerebro, así que entregaré un análisis no deseado.
1) El punto de ajuste de 4,05 viola los límites de modo común en 0,25 a 0,5 voltios, dependiendo de su paranoia sobre la temperatura de funcionamiento.
2) Es posible que los LED no sean tan brillantes como esperaba. Solo se afirma que la salida alta para el comparador es de 2,4 voltios (típico) para una carga de 4 mA.
3) Como resultado de lo anterior, si U10 es una pieza CMOS estándar con un umbral de entrada de 2,5 voltios, es posible que no funcione correctamente. Probablemente lo hará, ya que a 2,4 voltios, su LED no consumirá 4 mA.
4) Puedes deshacerte de U11 por completo. Con una corriente de polarización en el peor de los casos de 600 pA, el desplazamiento debido a una resistencia de entrada de 1 M es de solo 0,6 mV, en comparación con un desplazamiento de entrada del comparador de 5 mV.
5) No necesita los límites de 22 pF en la salida de los comparadores. En todo caso, lucharán contra la histéresis. Perderán, por supuesto, pero aun así...
6) Probablemente no necesite C31, ya que la capacitancia de entrada de Q2 es de 27 pF (típico), pero una resistencia de compuerta en serie de 10 a 100 ohmios sería una buena idea solo en principios generales.
7) Sus redes de punto de ajuste de voltaje se pueden hacer con 3 resistencias en lugar de 4.
8) C38 puede irse, ya que VBAT ya está filtrado por C22.
Aparte de eso, nada me llama la atención. Me gusta ver a alguien tan paranoico sobre el desacoplamiento como yo.
Probablemente me odiarás, pero te sugiero usar un microcontrolador con un convertidor ADC. Simplemente haga que se despierte de vez en cuando y establezca el estado de salida.
El comparador de ventanas LTC1042 es una solución de la vieja escuela (creo que diseñé uno en los años 90) pero es un poco caro. Es un comparador de ventana en el que puede configurar la frecuencia de muestreo, por lo que ambos LED no estarán encendidos a la vez (pero pueden ir y venir).
Ninguna de esas sugerencias es útil con el retrabajo, pero para una cantidad relativamente pequeña de tablas, el corte y los saltos no suenan tan terribles (especialmente si alguien más lo hace por usted).
El LTC6702 tiene histéresis incorporada, pero solo 4 mV. Por supuesto, eres libre de dividir la entrada para hacer más de eso.
Si desea reducir drásticamente el número de piezas (y los requisitos de espacio), reemplazaría todos sus circuitos con un pequeño microcontrolador, como el PIC16LF1613, que viene en un pequeño paquete QFN de 16 pines y 4 mm cuadrados (además de varias otras opciones) . Entonces usted maneja la comparación de ventanas y la histéresis en el firmware.
El microcontrolador tiene un ADC de 10 bits de múltiples canales y muchas líneas de E/S para controlar los LED. Las salidas pueden manejar 25 mA, por lo que no necesitará controladores externos. Como tiene un oscilador interno, todo lo que necesita agregar es una tapa de desacoplamiento. Cuesta alrededor de $1 en cantidades individuales y 70 centavos en 100's.
Dependiendo de por qué y para qué desea el comparador, puede encontrar lo que necesita en uno de los cientos de circuitos integrados de control de batería/cargador/administración de energía , fácilmente fabricados y diseñados para manejar una gran variedad de situaciones de la vida real, que abarcan una amplia gama de baterías. química/diseño/capacidad.
Hay diferentes circuitos integrados para LiPo, NiMH, ácido de plomo, etc. Algunos son modos múltiples.
Ignacio Vázquez-Abrams
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