ICL 7665-Schaltung schwingt

[Marco V. (overmind)]

Hallo,

für eine Solarlaterne möchte ich mittels dem ICL 7665 eine 
Unterspannungsabschaltung realisieren.

Über einen FET werden vier LED`s geschalten, dieser wiederum wird von 
dem ICL 7665 angesteuert.
Die Abschaltschwelle liegt etwa bei 3,28V und die Einschaltschwelle bei 
etwa 3,55V.

Versorge ich die Schaltung mit einem Netzteil und regle die Spannung 
runter und wieder hoch, so stellt sich das gewünschte Verhalten der 
Schaltung ein.

Nun zu meinem Problem, wird die Schaltung von einem Akku gespeist und 
dieser nähert sich der Abschaltspannung, fängt die Gate-Source-Spannung 
des FET`s an zu schwingen. Und das obwohl eine Hyterse eingestellt ist, 
die das verhindern soll. Der blaue Verlauf in angehängetr Abbildung 
entspricht der Gate-Source-Spannung und der rote Verlauf der Spannung am 
Set-Eingang.
Auffällig ist, dass die Spannung am Set-Eingang bzw. am Hyst-Ausgang 
nicht schwingt.

Kann es sein, dass der FET die Schwingung verursacht und nicht der ICL 
7665?
Habe ich bei der Ansteuerung des FET`s irgendwas vergessen?

Der Schaltplan befindet sich im Anhang.

Der andere Komparator des ICL 7665 wird als Dämmerungsschalter verwendet 
und funktioniert auch soweit.

Ich hoffe ihr könnt mir weiterhelfen.

Gruß
Marco

[Inkognito (Gast)]

Marco V. schrieb:
> Der andere Komparator des ICL 7665 wird als Dämmerungsschalter verwendet
> und funktioniert auch soweit.

Mit Hysterese? Gewöhnlich bekommt man die nur, wenn man das
Ausgangssignal eines OP mit dem Eingangssignal Set über
einen Widerstand MITKOPPELT, was aber bei der Schaltung
links nicht der Fall ist. Rechts hast du es ja gemacht.
Deine FETs in Serie zu betreiben ist schon mutig, weil
der obere, wenn der untere sperrt, kein Bezugspotenzial
hat. Er schwebt einfach. Ich hab mich jetzt nur eine viertel
Stunde mit dem Datenblatt und deiner Schaltung beschäftigt,
aber da wirst du wohl noch mal was ändern müssen, zumal die
Hyst-Ausgänge einen anderen Ausgangs-FET (Open-P-Drain)verwenden,
als die Out-Ausgänge mit ihrem Open-N-Drain (s.S. 6 Datasheet).
220k Widerstände als Pull-Downs scheinen mir etwas hochohmig
oder liegt das nur an der Lesbarkeit deines Plans?

Halte dich bitte an die Apps im Datenblatt.

[Marco V. (overmind)]

Der linke Teil ist ohne Hysterese, ja.

Inkognito schrieb:
> Deine FETs in Serie zu betreiben ist schon mutig, weil
> der obere, wenn der untere sperrt, kein Bezugspotenzial
> hat

Ich denke aber, dass das soweit ok ist. Sperrt der untere, schwebt die 
Source des oberen zwar aber denoch ist der Stromfluss unterbrochen.

Zumal die Schwingung auftritt, wenn der untere FET niederohmig ist.

Nur ist die Frage warum?

Den Pulldowm-Widerstand werde ich ggf. ändern, glaube aber nicht, dass 
es Auswirkung auf die Schwingung hat.

[Michael B. (laberkopp)]

Marco V. schrieb:
> Kann es sein, dass der FET die Schwingung verursacht und nicht der ICL
> 7665?

Kann es sein, dass dein Dämmerungssensor die Schwingung veruracht (Gate 
koppt kapazitiv auf Drain und das damit verbundene Source koppelt über 
Gate an die hochohmigen 220k ?

Denn der Dömmerungssensor braucht auch noch eine Hysterese, möglichst 
stärker als der Unterspannungssensor.

Auch würde ich den Ausgang des Dämmerungsssensors auf den 
Spannungsteiler des Unterspannungssensor wirken lassen (V+ dieses 
Spannungsteilers istd ann HYST1), so dass nur ein Schalttransistor nötig 
ist.

Und ich würdee den MOSFET mit zusammengeschaltetem HYST2 und OPUT2 
ansteuern als PushPull Ausgang, die Rückkopplung erfolgt dann von diesem 
Hyst/Out per hochohmigem Widerstand (leicht anders zu erechnen).

[Marco V. (overmind)]

Michael B. schrieb:
> Kann es sein, dass dein Dämmerungssensor die Schwingung veruracht (Gate
> koppt kapazitiv auf Drain und das damit verbundene Source koppelt über
> Gate an die hochohmigen 220k ?

Ich hatte mir die Gate-Source-Spannung des Dammerungsschalter-FET`s 
angeschaut und diese ist stabil und schwingt nicht während die des 
Untersapnnungs-FET`s schwingt. Also schliese ich eine derartige 
Rückkopplung, ausgehend von dem Dämmerungsschalter, aus.

Während des Versuchs ( bei dem die Schwingung auftritt) ist die Spannung 
am Set-Eingang des Dämmerungsschalters weit über der Einschaltschwelle, 
so dass sich auch ohne Hysterese keine Schwingung ausbilden sollte (was 
auch nicht passiert).

Michael B. schrieb:
> Auch würde ich den Ausgang des Dämmerungsssensors auf den
> Spannungsteiler des Unterspannungssensor wirken lassen (V+ dieses
> Spannungsteilers istd ann HYST1), so dass nur ein Schalttransistor nötig
> ist.

Das ist eine gute Idee, das werde ich so machen falls sich meine 
Schaltungsvariante auf biegen und brechen nicht als funktional erweisen 
sollte.

Michael B. schrieb:
> Und ich würdee den MOSFET mit zusammengeschaltetem HYST2 und OPUT2
> ansteuern als PushPull Ausgang, die Rückkopplung erfolgt dann von diesem
> Hyst/Out per hochohmigem Widerstand (leicht anders zu erechnen).

HYST2 und OUT2 sin aber nicht invers zu einander (nur HYST1 und OUT1), 
das würde zum Kurzschluss führen.

[Michael B. (laberkopp)]

Marco V. schrieb:
> HYST2 und OUT2 sin aber nicht invers zu einander (nur HYST1 und OUT1),
> das würde zum Kurzschluss führen.

Gerade HYST2/OUT2 gehen weil sie im Gleichtakt arbeiten.

[Marco V. (overmind)]

Michael B. schrieb:
> Marco V. schrieb:
>> HYST2 und OUT2 sin aber nicht invers zu einander (nur HYST1 und OUT1),
>> das würde zum Kurzschluss führen.
>
> Gerade HYST2/OUT2 gehen weil sie im Gleichtakt arbeiten.

Ah, stimmt, sind ja P- bzw. N-Kanal.

Gibt es noch andere Vermutungen wodurch die Schwingung angeregt wird?
Ich werde spaßeshalber den Dämmerungsschalter rausnehmen, so dass nur 
noch ein FET drin ist. Um sicher zugehen, dass der DS keinen Einfluss 
hat.

[Kurt A. (Gast)]

Marco V. schrieb:
> Gibt es noch andere Vermutungen wodurch die Schwingung angeregt wird?

Meine Vermutung:

Akkuspannung sinkt bei Belastung. Schaltet der FET die LED aus, steigt 
die Akkuspannung wieder. (Leerlaufspannung) Eventuell Hysterese zu 
klein.

Das Netzteil hat eine stabile Spannungsversorgung. Da tritt dieser 
Effekt nicht auf.

Versuche die Schaltung mit nur einer LED (weniger Belastung)zu 
betreiben. Schau da das verhalten an.

[Marco V. (overmind)]

Kurt A. schrieb:
> Akkuspannung sinkt bei Belastung. Schaltet der FET die LED aus, steigt
> die Akkuspannung wieder. (Leerlaufspannung) Eventuell Hysterese zu
> klein.

Die Hysteres beträgt gute 250 mV, die Akkuspannung steig nur im 10 
mV-Berech bei Abschalten der LED`s. Das hatte ich schon überprüft.


Ich habe selber eine neue Vermutung. Wenn ich Zeit habe muss ich nochmal 
genau nachschauen welche U_GS(th) die FETS haben, nicht dass die zu groß 
ist. Und es dann mit sinkender Akkuspannung zu Problemen kommt.

[Marco V. (overmind)]

Ich habe die Schaktung ohne den Dämmmerungsschalter getestet und es 
zeigt sich das gleiche Verhalten. Ein Einfluss des DS schließe ich damit 
aus.

Weiterhin habe ich den FET der Unterspannungsabschaltung rausgenommen 
und an Out2 nur den Pull-Up-Widerstand belassen.
Ich habe den Akku mit ca. 1 A belastet, um die Spannung etwas schneller 
absinken zulassen. Dabei ist die Last unabhängig von der 
Unterspannungsabschaltung.
In Abbildung 1 im Anhang ist der Schaltvorgang bei erreichen bzw. 
unterschreiten der Abschaltspannung zu sehen. Der rote Verlauf ist die 
Spannung an Set2 und der blaue die Spannung an Out2. der ober Cursor 
markiert die Schaltschwelle.
Es ist klar zu erkennen, dass die Spannung an Out2 anfängt zu springen.
Hier ist der Übergang bedingt durch den ca. um Faktor Zehn höheren 
Laststrom relativ schnell abgeschlossen. Werden die LED`s als Last 
angeschlossen zieht sich der Übergangsvorgang entsprechend länger hin.

Nun ist die Frage warum?
Eigtl. sollte die Schaltung schon bei erstmaligen unterschreiten der 
eingestellten Schwelle "kippen" und die Hysterese dafür sorgen, dass es 
nicht zur Schwingungsanregung kommt. Der rote Verlauf zeigt die Hysterse 
nach "kippen" der Schaltung, nur eben mit dem vorhergehenden 
Spannungsgehampel an Out2.

Ich habe bich einen zweiten ICL7665, mit dem werde ich die Schaltung 
nocheinmal probieren.

[Marco V. (overmind)]

Hallo,

ich habe jetzt die Unterspannungsabschaltung (ICL 7665, FET, 
Widerstände, LED`s) nocheinmal auf einer Steckplatine mit gleichen 
Werten aufgebaut. Und siehe da es funktioniert so wie es soll(siehe 
Abbildung im Anhang). Kein unerwünschtes zappeln der Spannung bei 
erreichen der Schaltschwelle.

Es liegt also scheinbar am Aufbau der Lochrasterplatine. Im Grunde liegt 
der Unterschied zur Steckplatine nur unterschiedliche Leitungslängen, 
wobei die bei der Steckplatine deutlich länger sind.

Ich weiß nicht an was es liegen könnte. Vielleicht hat hier noch jemand 
eine rettende Idee?


Gruß
Marco

[Marco V. (overmind)]

Hat niemand eine Idee ?