Problema extraño del comparador básico

Estoy tratando de crear un monitor de alerta de batería baja súper simple, utilizando un comparador de circuito abierto. LBO es activo-bajo: está conectado a un pin de entrada TTL de un uC, que se ejecuta desde el mismo voltaje Vbatt. El circuito funciona con dos celdas AA de la serie, por lo que obtengo 3,0 V cuando está fresco y quiero crear una alerta cuando el voltaje de la batería (Vbatt) cae por debajo de ~ 2,15 V. El diodo Zener es Vz=1.8V @ 50uA.

Calculé el divisor de voltaje R43/R46 para que proporcione ese voltaje de umbral de 1,8 V cuando Vbatt alcance 2,15 V, y de hecho lo hace. Entonces, cada vez que Vbatt> 2.15, obtengo un voltaje más alto en V + que en V-, pero por alguna extraña razón, el comparador no emite su VCC (mido 0 V en su pin de salida) solo cuando Vbatt alcanza 3.3 V (usé una fuente de alimentación programable) y entonces V+=2.75, V-=2.11VI detecta que el comparador está cambiando a la salida VCC.

¿Por qué este circuito simple no funciona? ¿Por qué este comparador necesita una diferencia de >0,6 V entre V+/V- para cambiar su salida a alta? ¿Hay algún parámetro que me falta? ¿Puedo resolver este problema sin cambiar el circuito (solo valores de resistencia)?

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

Información:

El comparador U5 es Diodes AP331A lo eligió porque puede funcionar desde un solo suministro hasta 2.0V, lo que coincide con la idea general.

D1 zener es DDZ9678

"y entonces V+=2.75, V-=2.11V..." Esto puede ser una pista. ¿Por qué V- lee 2.11V cuando Vz es 1.8V? ¿Puede ser que tengas un error de cableado?
No importa, la Fig. 4 en la hoja de datos da la respuesta.
solucione su pregunta para que se refiera a "comparadores" y no a "opamps"

Respuestas (3)

Creo que está fuera del rango de voltaje del modo común de entrada. La ficha técnica da (V+) - 1,5 máx.

Buena atrapada. Entonces, el amplificador operacional funciona con un voltaje de suministro de 2 V, pero el rango de entrada es solo de 0 a 0,5 V... y es menor si la temperatura no es la temperatura ambiente. Una pequeña hoja de datos engañosa, diría yo.
Bien visto: en caso de que el OP no lo entienda, el rango de voltaje de entrada válido se extiende de 0V a Vsupply menos 1.5V
¡Oh, eso me da un rango imposible de trabajar, ya que necesito alcanzar ese umbral de ~ 1.8V! :-( ¿Tienen alguna recomendación para un comparador/opamp diferente que pueda hacer este truco? (¿Trabaja desde un solo riel y detecta que está por debajo de un umbral, <0.3V del propio VCC?)
Bien, encontré un nuevo candidato de comparación: NXP NCX2200 nxp.com/documents/data_sheet/NCX2200.pdf Creo que Vicr está completo de riel a riel, por lo que hará el trabajo, desafortunadamente tengo que hacer un cambio de diseño en mi PCB ya que no es compatible con pines. ¿Qué opinas?
El NXC2200 parece que debería funcionar. Tenga en cuenta que tiene un pull-up activo en la salida; no necesitarás R45
¡gracias! Acepté tu respuesta como correcta. Por cierto, ¿puede indicarme dónde vio que tiene un pull-up de salida activo?
La salida se describe en la hoja de datos, sección 13.2

Probablemente esto no responda a su pregunta, pero si necesita una función de comparador en un circuito, use un comparador, no un amplificador operacional. Hay algunas diferencias de diseño importantes entre los dos; los comparadores están optimizados para el tiempo de respuesta, no para la linealidad.

Además, un opamp utilizado en saturación (las dos entradas "+" y "-" que no están cerca una de la otra) puede tener dos inconvenientes principales:

  1. El consumo de corriente puede aumentar por encima de la cantidad normal cuando un opamp está en su región lineal
  2. El tiempo de respuesta necesario para salir de la saturación generalmente no se especifica y puede ser largo (con suerte, menos de 1 mseg)
Está usando un comparador: lea la hoja de datos.
¡Bah! ¡Entonces arregla la pregunta! No se trata de un opamp.
Je, je, "Bah", me imagino que +1 por señalar la insuficiencia menor en la pregunta y hacerme sonreír.
Gracias por mencionarlo; Simplemente leí la pregunta durante un breve descanso y pensé en intervenir. Me habría dado cuenta si fuera un LM393 o algo similar.
Escribí 'comparador' en el asunto de la pregunta y en el cuerpo de la pregunta, y adjunté la hoja de datos del comparador. Realmente no entiendo esta respuesta.
Usó "opamp" en la pregunta varias veces. Por favor, no; no tiene nada que ver con opamps y es engañoso.

Solo como información para una mejor solución, decidí:

  • primero cambié a usar un verdadero comparador de rango de riel a riel como el NXP NCX2200.
  • segundo, cambié a usar un IC de referencia de voltaje de derivación en lugar del diodo zener (temperatura/voltaje de entrada inestable).
  • En tercer lugar, deseché todo y cambié a usar una única solución IC (detector de voltaje) que hace lo que necesito sin componentes externos: hoja de datos ST STM1061N22WX6F: http://www.st.com/web/en/resource/technical /documento/hoja de datos/CD00065467.pdf
Gracias por cerrar el círculo en esto. En general, es mejor agregar este tipo de cosas como una edición/adición al texto de la pregunta para que esté al frente para el próximo lector.
Problema extraño del comparador básico
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v