Schaltung zur Kontrolle der eigenen Versorgungsspannung

[BJT (Gast)]

Hallo,

ich suche eine Schaltung, die überprüft, ob die Versorgungsspannungen 
groß genug sind und ein "Ready-Signal" sendet, wen dem so ist.

Die Versorgungsspannungen meiner Schaltung sin +5V und -15V gegen einen 
Common Ground.
Ist die positive Versorgungsspannung kleiner 4,8V und die negative 
größer -14V, soll das Ready-Signal auf Low gezogen werden. Sind die 
Versorgungsspannungen ok, ist das Ready-Signal permanent high.
Es gibt keine externen Referenzsignale. Alles müsste mit den 
Spannungebenen realisiert werden, die geprüft werden sollen.

Im Anhang befindet sich eine kleine Skizze, mit Zener-Dioden, BJT's und 
einem Komparator, die aber nicht funktioniert hat.
Das Fehler-Signal wird über einen Fiber-Optics-Transmitter (hier als LED 
dargestellt) gesendet.

Kann mir da jemand weiterhelfen?

[HildeK (Gast)]

BJT schrieb:
> und einem Komparator,

Welcher ist es denn? Viele haben einen Open-Collector-Ausgang, d.h. du 
benötigst noch einen Pullup.

[Roland .. (rowland)]

Wenn Du ohnehin schon einen Komparator einsetzt, dann kannst Du gleich 
die Spannungen mit zwei Komparatoren überwachen und deren Ausgangssignal 
mit Dioden verodern. So ist die Schaltschwelle exakt einstellbar.

[BJT (Gast)]

HildeK schrieb:
> Welcher ist es denn? Viele haben einen Open-Collector-Ausgang, d.h. du
> benötigst noch einen Pullup.

Rail-to-Rail

Roland ... schrieb:
> Wenn Du ohnehin schon einen Komparator einsetzt, dann kannst Du
> gleich
> die Spannungen mit zwei Komparatoren überwachen und deren Ausgangssignal
> mit Dioden verodern. So ist die Schaltschwelle exakt einstellbar.

Aber die Referenzspannung würde doch beim Abfall mit nach unten 
skaliert. Der Referenzwert würde niemals gekreuzt werden. Direkt mit 
Komparator kann man das doch nicht machen, oder wie meinst du das?

[Roland .. (rowland)]

BJT schrieb:
> Direkt mit
> Komparator kann man das doch nicht machen, oder wie meinst du das?

Da hast Du recht. Eine Spannungsreferenz, welche zum Vergleich der 
beiden Betriebsspannung konstant bleibt, benötigt es schon.

[Tobias F. (colonel2601)]

Hmm,
interessantes Problem.
Aufgrund der verschieden gepolten Spannungen, die geprüft werden sollen, 
würde ich einen Komparator pro Spannungszweig benutzen, welcher dann bei 
ausreichender Spannung einen Optokoppler mit eben dieser 
Versorgungsspannung durchschaltet. So ist sichergestellt, dass kein 
Ausgangssignal erzeugt wird, wenn entweder die Versorgungsspannung nicht 
hoch genug ist, oder sie ganz fehlt, sodass es zu Seiteneffekten kommt 
(z.B. Vergleich- und Referenzspannung somit gleich hoch, aber noch eine 
der Versorgungen vorhanden, der Komparator schaltet je nach Exemplar auf 
high oder low...)

Im Anhang siehst du den Screenshot einer sehr einfache Simulation mit 
LTSpice, die zu prüfende Spannung wird einmal über einen resistiven 
Spannungsteiler auf einen Komparator gegeben (der ist hier nicht 
eingezeichnet), einmal über die Kombination aus Vorwiderstand und 
Referenz. Das kann eine Spannungsreferenz sein, eine Diode, Z-Diode oder 
eben eine LED, in diesem Beispiel eine rote.

Die rote Kurve ist die auf 1.0 normierte Spannung, die von 0V auf 5V 
ansteigt.
Die grüne Kurve entspricht der Spannung an der LED, diese steigt schon 
bei sehr kleinen Werten von VCC direkt mit VCC, bis sie später bei 
ausreichendem Stromfluß auf die Flußspannung der LED begrenzt wird.
Die blaue Kurve entspricht der Spannung zwischen den Widerständen R1 und 
R2, sie erreicht bei ca. 92% von 5V (also 4.6V) die Spannung der LED, 
der Komparator würde umschalten. Das Finetuning kannst du dann durch 
Verändern von R1 oder R2 durchführen.

Die Ausgänge der beiden OK kannst du dann in Reihe an eine deiner 
Versorgungsspannungen anschließen, und deinen Transmitter damit zu 
treiben.

[Tobias F. (colonel2601)]

...Ich war gerade dabei, also habe ich den Komparator noch mit 
simuliert, die grüne LED soll den Optokoppler darstellen (siehe 
vorheriger Beitrag)...

Grün: 5V-Spannung
Blau: Strom durch die OK-LED

Für den -15-V-Teil das gleich nochmal, nur mit anderen 
Widerstandswerten.

[BJT (Gast)]

Tobias Franke schrieb:
> ...Ich war gerade dabei, also habe ich den Komparator noch mit
> simuliert, die grüne LED soll den Optokoppler darstellen (siehe
> vorheriger Beitrag)...
>
> Grün: 5V-Spannung
> Blau: Strom durch die OK-LED
>
> Für den -15-V-Teil das gleich nochmal, nur mit anderen
> Widerstandswerten.

Danke, den Trick mit Spannungsteiler aus Widerstand und Referenz kannte 
ich noch nicht.

Ich habe inzwischen das hier (LTspice Simulation siehe Anhang) 
aufgebaut. Mit 3 npn und einem pnp (für die negative Ebene), ohne 
Komparator. Am Ausgang erstmal mit einem "open collector BJT", liefert 
einen Strom von 2mA, müsste dann noch weiterverarbeitet werden.

Oben im Bild:
Erst nachdem +5V und etwa -14V anliegen ist der Ausgang high. Nachdem 
die positive Ebene auf 4,5V abgesunken ist (negative Ebene auf -15V), 
wirds wieder low.