Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Suche schnellen Rail-to-Rail-Komparator mit mindestens 15V


von mic_e (Gast)


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Hallo,

ich habe eine Schaltung mit einer Versorgungsspannung bis 14V, bei der 
ich Spannungen sehr nahe an der positiven Versorgungsschine (bis zu 
Vcc-10mV) vergleichen muss.

Dazu suche ich einen Komparator mit Rail-to-Rail-Eingängen (am Besten 
bis Vpos+0.3V), mindestens 15V Versorgungsspannung und einer 
Reaktionszeit im Bereich von 1µs.

Der Komparator sollte bei Reichelt verfügbar und in 2- oder 4-facher 
Ausführung in DIP vorliegen.

Die Qualität und Art des Ausgangs sind ziemlich egal, da das Signal in 
einer CMOS-Schaltung weiterverarbeitet wird.

Ich habe bereits einige Rail-to-Rail OpAmps (TS912, LMC6484) in Multisim 
getestet, diese waren aber bei Weitem nicht in der Lage, die benötigte 
Schaltgeschwindigkeit zu liefern.
Mit einem LM339-Komparator funktioniert die Schaltung zwar, jedoch 
besitzt dieser keine Rail-to-Rail-Inputs, weshalb ich eine zusätzliche 
5V-Spannungsquelle benötige.

Bei der Schaltung handelt es sich um einen als Konstantstromquelle 
betriebenen Schaltregler; zwei Komparatoren sollen dabei die Stromstärke 
messen und ein PWM-Signal von etwa 100-200kHz generieren (siehe Anhang).

Vielen Dank für eure Hilfe.

von Alexander S. (esko) Benutzerseite


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Warum machst du den Shunt nicht in die Minus-Leitung. Also zwischen 
Mosfet und 12V-Minus.

von MaWin (Gast)


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TLV3701 würd' ich mal sagen, bzw. 2 und 4.
Geht bis 16V und misst bis 21V

> Der Komparator sollte bei Reichelt* verfügbar

Ja klar, nee....

Deine Schaltung kannst du übrigens aus einem NE555 aufbauen,
er enthält genau 2 Komparatoren und das FlipFlop.
Allerdings brauchst du 3 Widerstände, um die Messspannung genau so zu 
skalieren, wie der NE555 seine Vergleichsspannungen skaliert, und weil 
der nicht so superpräzise ist, müsste man die einstellbar machen.

Der NE555 ist in DIP und gibt's bei Reichelt.

Die Schaltgeschwindigkeit so eines Hysteresereglers spielt keine Rolle 
weil man die 8uH an sie anpassen kann.

von Bernd K. (bmk)


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Ein sehr schneller und präziser OpAmp (2fach) ist der AD823:

http://www.reichelt.de/?ARTICLE=107952;

Leider in SO8 und nicht DIP

von mic_e (Gast)


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Hallo, vielen Dank für eure Antworten.

@esko:
Es gibt leider keine Shunt-Position, bei der ich nicht gefährlich nahe 
an eine der Rails heran komme.
Zwischen GND und MOSFET: Immer an der negativen Rail. Außerdem messe ich 
da den falschen Strom und der Drain des MOSFETs kann gefährlich 
variieren;
zwischen MOSFET und Spule: An der negativen Rail, wenn der MOSFET an 
ist;
zwischen Spule und Last: Bei niederohmiger Last an der positiven Rail.

@MaWin:
Der TLV370x klingt interresant. Gibt es denn einen Shop, bei dem ich ihn 
als Privatkunde zu annehmbaren Preisen in DIP bestellen kann?

Die Idee mit dem NE555 klingt interresant. Ich habe das Ganze mal 
durchgerechnet und in MultiSim aufgebaut; Um 8A bei 0,5A ripple zu 
erzeugen, benötige ich eine Beschaltung wie im Anhang.
Abgesehen davon, dass ab und zu unerklärliche "Simulationsfehler" 
auftreten, läuft die Schaltung so gut wie die meinem ersten Post 
angehängte.
Leider kann ich die gewünschte Stromstärke so nicht mehr automatisch 
durch Anlegen einer Spannung anpassen, sondern muss Potis verwenden.

Ferner würde ich es bevorzugen, die Schaltung an die Spule anzupassen 
und nicht anderst herum. Es hat mich einige Zeit gekostet, bis ich auf 
einem alten Mainboard eine passende Spule gefunden habe. Bei Reichelt 
gibt es Spulen mit so hohen Stromstärken ja leider nicht und selber 
wickeln trau ich mir nicht ganz zu - da gibt es zu viele Dinge, die man 
bei der Auswahl des Kernes beachten muss.

@bmk:
In der Simulation hat sich der OpAmp als mindestens Faktor 100 zu 
langsam herausgestellt. Außerdem habe ich diesem TI-Paper 
http://www0.fh-trier.de/~berres/Datenbl%E4tter/TEXAS/sloa067.pdf 
entnommen, dass OpAmps für diese Aufgabe eher ungeeignet sind, da sie im 
saturierten Betrieb zu viel Strom verbraten.

von MaWin (Gast)


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> Der TLV370x klingt interresant. Gibt es denn einen Shop, bei dem ich ihn
> als Privatkunde zu annehmbaren Preisen in DIP bestellen kann?

Farnell und DigiKEy haben ihn in DIP, http://www.hbe-shop.de/ kann ihn 
vielleicht besorgen.

> benötige ich eine Beschaltung wie im Anhang.

Leider mit zusätzlichem Inverter.

von mic_e (Gast)


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Nach einer kurzen weiteren Recherche im Datenblatt des TLV3701 habe ich 
festgestellt, dass der IC für meine Verwendungszwecke viel zu langsam 
ist (fall time im Bereich von zehntel Millisekunden).

Ich zweifle inzwischen daran, ob es überhaupt einen IC mit den von mir 
gewünschten Spezifikationen gibt :(.

Nun werde ich wohl wie in meinem ersten Post einfach auf einen LM339 
zurückgreifen und einen DC/DC-Wandler wie den SIM1-0505 SIL4 benutzen, 
um die nötige Spannung zu erzeugen. Aufgrund des Open-Collector-Ausgangs 
des LM339 muss ich dann zumindest nicht auf überhöhte Ausgangsspannungen 
achten.

Im Anhang übrigens noch ein dritter möglicher Design-Entwurf mit nur 
einem Komparator und Hystereseschaltung. Der Inverter ist übrigens 
beabsichtigt, da ich einen MOSFET-Treiber (ICL7667) benutzen werde, der 
das Signal invertiert.

Grüße, Michael

von MaWin (Gast)


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> fall time im Bereich von zehntel Millisekunden

Ich sehe Mikrosekunden im Datenblatt.

> dritter möglicher Design-Entwurf

Dein R2 mit 10k ist sicher langsamer als die Mikrosekunden des TLV3701

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