Gibt es eine Möglichkeit zu verhindern, dass diese Latch-Schaltung beim Start blockiert?

Unter Verwendung eines Operationsverstärkers (in + ist eine feste 4-V-Referenz, in- ist eine Rechteckwelle von 5 / 1 V) habe ich einen NPN-BJT im Rückkopplungsnetzwerk, und dieser BJT wirkt wie ein Latch. Sobald der Ausgang "high" wird, zieht der BJT auf Masse und verriegelt den Operationsverstärker effektiv auf hohem Ausgang bis zum Ein- und Ausschalten.

Funktioniert perfekt in einem Simulator.

Aber in Real Life(tm) gibt es eine Eigenart, die der Simulator vermisst; Unmittelbar nach dem Einschalten, bevor die Stromschienen und alle Eingänge stabilisiert sind, ist in+ höher als in- (was einige Zeit dauert), sodass das Latch-up sofort auftritt, was ziemlich schlecht ist.

Ich habe an meinen Haaren gezogen und versucht, etwas langsamer zu werden, aber festgestellt, dass dies einfach nicht möglich ist. Was ich tun muss, ist, den Operationsverstärkerausgang für etwa 0,5 bis 1 us zu erden (dh den Latch zu verbieten), bis sich alles stabilisiert hat.

Kann ich irgendetwas tun, um dies zu erreichen? Der Platz auf der Platine ist begrenzt. Wenn ich also einen IC + diskrete Elemente benötige, sollte er etwa eine SO8-Größe haben.

(Ich dachte an einen monostabilen 555, aber so ein kurzer Impuls ist eine schlechte Idee, denke ich)

Schema:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Erläuterung

Der Operationsverstärker (OPA2132) ist als Komparator angeschlossen. In+ ist eine feste Referenz, mit der in- verglichen wird. Die gesamte Schaltung ist ein Spannungsmonitor, daher ist der Ausgang des Operationsverstärkers mit einem PMOS-Gate verbunden (das die Stromleitung zur Anwendung steuert).

Der ROTE Bereich: ein TL431-Spannungsregler, der auf einer 5-V-Vcc-Leitung sitzt. R1/R2 setzt den Arbeitspunkt auf 5,5 V, was bedeutet, dass, wenn Vcc auf über 5,5 V ansteigt, der Ausgang (Pin 3) auf 1 V heruntergezogen wird. Wenn Vcc unter 5,5 V liegt, folgt Pin 3 im Wesentlichen Vcc.

Ignorieren Sie jetzt den BLAUEN Bereich für eine Sekunde und betrachten Sie den ROTEN Bereich + Opamp; das funktioniert genauso wie erwartet. Wenn die Spannung ausgelöst wird (> 5,5 V), geht Pin 3 auf Low, was bedeutet, dass In+ höher als In- ist und der Operationsverstärker auf "High" geht.

So weit, ist es gut.

Jetzt ist der BLAUE Bereich ein Latch-Feedback. Wenn die Spannung nicht ausgelöst wird, ist in- höher als in +, der Operationsverstärker ist "low" und der BJT ist abgeschaltet, dh kein Latch. Aber wenn das Gegenteil der Fall ist, wenn die Spannung ausgelöst wird; in+ ist höher als in-, Opamp geht auf "high", BJT wird gesättigt und zieht nach unten in den Boden. Das heißt, der BJT verriegelt den Operationsverstärker dauerhaft im "hohen" Zustand.

Dies hat im Simulator perfekt funktioniert, aber wie ich oben geschrieben habe, funktioniert es im wirklichen Leben nicht, da - glaube ich - die Spannungsschienen nicht stabilisiert wurden, sodass in + anfangs immer höher als in- ist, wodurch der BJT sofort einrastet.

Wenn ich in dieser vorzeitigen Verriegelung den BJT-Emitter von Masse trenne und dann wieder anschließe, ist die Verriegelung weg und die gesamte Schaltung funktioniert wie erwartet (Verriegelung nur, wenn die Spannung ausgelöst wird).

Damit dieser Spannungswächter so funktioniert, wie ich es möchte, brauche ich die Verriegelung. Das ist; Sobald die Spannung ausgelöst wird, sollte die einzige Möglichkeit zum Freigeben darin bestehen, die gesamte Einheit aus- und wieder einzuschalten.

Ich habe noch nicht gemessen, wie lange es dauert, bis sich die Stromschienen und alle Eingänge stabilisiert haben, aber gibt es eine Möglichkeit, den Latch so zu machen, wie ich es möchte? Zum Beispiel den Ausgang des Operationsverstärkers einmal für die Zeit X während des Starts auf Masse ziehen? Oder in+ für eine Weile zu verzögern, so dass in- es schafft, sein anfängliches Niveau zu erreichen?

Oder überhaupt etwas?

(Wenn ich zu verzweifelt klinge, liegt es daran, dass ich es bin; ich ziehe seit Tagen an meinen Haaren)

Ich wollte fast genau das vorschlagen, was Andy getan hat, aber da er es getan hat, werde ich es nicht tun

Antworten (2)

Ich habe an meinen Haaren gezogen und versucht, etwas langsamer zu werden, aber festgestellt, dass dies einfach nicht möglich ist.

Natürlich ist es möglich - es ist die gleiche Schaltung, die einen Mikroprozessor in einem Reset-Zustand hält, wenn Strom angelegt wird.

Versuchen Sie also, ein RC-Netzwerk in die Referenzspannungszufuhr zum nichtinvertierenden Eingang einzubauen. Wenn Strom angelegt wird, bleibt der nicht invertierende Eingang niedrig (da der Kondensator aufgeladen werden muss) und während der anfänglichen Einschwingzeit der Stromversorgung sollte es funktionieren, um Ihr Problem zu lösen.

R liegt in Reihe und speist den Operationsverstärkereingang und C liegt vom Eingang auf 0 Volt. Um den Kondensator zu entladen, wenn die Stromversorgung unterbrochen wird, ist eine normalerweise in Sperrrichtung vorgespannte Diode über R hilfreich.

@bos Wenn Ihre Spannungsreferenzquelle ein Potentialteiler ist (wie gezeigt), legen Sie die Diodenkathode ganz an die obere Versorgung.
Verbinden Sie die Kathode mit dem Vcc-Pin anstelle des Teilerübergangs? Wie soll das gehen? Ich meine, wie wird sich der Kondensator auf diese Weise entladen?
Es entlädt sich über die Stromschienen (es sei denn, Ihre Stromschienen ziehen im stromlosen Zustand so wenig Strom, dass es problematisch wird).
Danke schön. Diese Lösung hat mein Problem gelöst, was großartig ist, und beim Ausprobieren habe ich ein anderes Problem gefunden, mit dem ich nicht gerechnet hatte, was auch gut ist, weil ich die Probleme lieber jetzt finden würde, bevor ich die Platine zur Fertigung schicke.
@bos siehe meine Ergänzung zu dieser Antwort

ERGÄNZUNG ZU ANDYS ANTWORT

Der Tiefpassfilter hält die Referenz zwar während des Einschaltens unter Ihrem Schwellenwert, fügt jedoch auch Stromstörungen ein kleines Problem hinzu, da der Kondensator möglicherweise noch geladen ist, wenn die Stromversorgung zurückkehrt.

Daher ist es ratsam, einen schnellen Entladepfad an der Oberseite des Kondensators hinzuzufügen, um dieses Ereignis zu bewältigen.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Es ist keine Ergänzung zu meiner Antwort !!!!
@Andyaka ja, die Diode sollte zur Schiene gehen, nicht nur über den Widerstand.
Lesen Sie die Kommentare unter meiner Antwort, die Sie kennen, der Ort, an dem Sie Ihre Antwort angekündigt haben, lol.
@Andyaka OH riiight ... guter Mann. Ich muss zugeben, dass ich meinen Kommentar dort nachträglich hinzugefügt und die anderen nicht gelesen habe. Na ja, zumindest ist der Schaltplan ein Add-LOL.