Компаратор, триггер, ключ в одном флаконе (на основе TL431)

[search2010]

Помогите довести до ума простую схемку. Задачи схемки такие, задержка включения некоего устройства на несколько секунд, быстрое его выключение при отключении питания, также надо предусмотреть внешнее управление этой схемкой. Включение и выключение устройства производится релюшкой, ее коммутация должна происходить в ключевом, триггерном режиме, то есть резко и с некоторым гистерезисом. Выбрал в качестве компаратора не транзистор, а TL431, т.к. она термокомпенсирована и порог открывания стабильный (2,5В). Ключ встроенный в нее никуда не годится, при медленном нарастании напряжения на входе REF, ключ на выходе открывается недостаточно быстро. Если он коммутирует реле, то происходит медленное и нечеткое замыкание контактов, и вследствие этого их обгорание и эррозия. Кроме того ток этого ключа максимум 100мА. Поэтому для четкой, триггерной коммутации решил добавить ПОС в виде транзистора, заодно он используется как силовой ключ. Возможно на эту роль лучше подойдет полевой транзистор, а не биполярный, как думаете ? Схемка представлена ниже, логика работы такая, при появлении питания начинается заряд Ct через Rt (времязадающая цепочка задержки включения реле). При достижении 2,5 В на входе REF TL431 она начинает открываться, нарастает ток через R1, увеличивая напряжение Затвор-Исток P-канального полевика, он начинает открываться и тянет через R3 вход REF вверх, ускоряя открывание TL431. Процесс открытия должен происходить лавинообразно и быстро, соответственно быстро должно срабатывать реле в стоке полевика. При выключении питания, диод параллельный с Rt, ускоренно разряжает Ct, просаживая REF вниз, триггер отрубает реле. Думаю аналогично можно управлять триггером извне, подавая 1 или 0 на вход REF (Ct). Резистор R2 в затворе полевика, антизвонный, чтобы не было возбуждения на ВЧ, правда не уверен, что он нужен в этой схеме, как думаете ? Жду ваших вопросов, замечаний, предложений, по схемотехнике и номиналам резисторов.

PS. Хотелось бы, чтобы схема имела некоторую универсальность, например возможность коммутировать ток нагрузки до единиц ампер (выбором соответствующего ключа триггера), время задержки от секунд до минут, управление ключом триггера подачей внешнего сигнала на упр. вход REF TL431. Такой триггер ключ с задержкой включения может пригодиться например при построении софт старта транз. и ламповых УНЧ, защиты АС от постоянки и щелчков при вкл/выкл УНЧ.

Изменено 17 октября, 2015 пользователем search2010

[Реклама]

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

[Falconist]

1) Какой реальный ток катушки реле? 100 мА достаточно для срабатывания 95% распространенных реле. Обычно для 12-вольтовых он составляет 20...40 мА. Псевдопроблема.

2)

...при медленном нарастании напряжения на входе REF, ключ на выходе открывается недостаточно быстро. Если он коммутирует реле, то происходит медленное и нечеткое замыкание контактов

Незнание работы TL431. Псевдопроблема.

3)

При выключении питания, диод параллельный с Rt, ускоренно разряжает Ct, просаживая REF вниз, триггер отрубает реле.

Отрубают головы. Реле разомкнется просто потому, что отключится питание. Что там будет твориться с хронирующим конденсатором - ему по барабану. Псевдопроблема.

[Реклама]

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

[search2010]

to Falconist

1. я хотел сделать универсальное устройство, а не рассчитанное только на коммутацию одного реле. Например мне надо будет включить, удерживать, и выключить 4 реле на 12В( сопрот. каждой 360 Ом ), ток на каждое реле по 33 мА, в сумме будет 132мА. Как думаете, что будет с TL431 при таком токе ?

2. это не псевдопроблема, а реальность. Не далее как вчера я медленно подавал напряжение с БП с помощью плавной регулировки на вход REF, при этом наблюдал осциллом как напряжение на катоде плавает не спеша, и соответственно также нечетко щелкает реле в катоде TL431. Во времязадающей RC цепочке, рассчитанной на большую задержку, напряжение нарастает тоже медленно, так что такой эксперимент оправдан.

3. мне нужно, чтобы реле разомкнулось быстро при выключении устройства, например для отключения АС, во избежание щелчков при медленном разряде кондеров БП усилителя.

Изменено 17 октября, 2015 пользователем search2010

[Реклама]

Выбираем схему BMS для корректной работы литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

 Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ, также как и для других, очень важен контроль процесса заряда и разряда, а специализированных микросхем для этого вида аккумуляторов не так много. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список имеющихся микросхем и возможных решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

[Falconist]

1) Где в стартовом посте об универсальности было хоть одно слово?

2) Реле устроено так, что чем меньше зазор в сердечнике между неподвижной его частью и подвижной, тем больше усилие взаимного притяжения в кубе от расстояния. Получается своеобразный триггер Шмитта с лавинообразным нарастанием усилия притяжения. Поэтому "нечеткое срабатывание" реле на слух не означает его нечеткого срабатывания в реальности. Так что пвесдопроблема все равно осталась псевдопроблемой.

3) По поводу быстрого размыкания читайте: http://forum.cxem.ne...40#comment-2034209

[LazyEd]

"Нечетко щелкает реле" - это нонсенс. Оно либо щелкает когда ток достигает тока включения, либо нет, если тока мало. (Пока писал Фальконист уже прояснил этот вопрос).

На схеме указано время 6-7 сек. Если это так, то потребуется конденсатор около 100 мкФ и резистор около 500 кОм. Конденсатор соответственно только электролитический со всеми вытекающими последствиями (утечка, высыхание и тп).

[search2010]

1. придираться можно долго

2. вы уверены, что все реле будут работают именно так, как вы обещаете ? то есть можно не заморачиваться, а взять любое китайское реле и оно будет четко работать как "своеобразный триггер Шмитта" ? Может все таки не понадеяться на китайских товарищей и сделать простой, надежный триггер-ключ ?

3. за ссылку спасибо, хотя для моего случая размыкания реле (например для защиты АС) это не совсем относится, пара миллисекунд там роли не сыграют.

PS и вообще, по существу, то есть по самой схеме у вас есть что сказать ?

to LazyEd

вы про "дребезг" контактов реле, что нибудь слыхали ?

90% схем задержек включения в интернете используют RC цепочки с электролитами, так что тут нет ничего нового, думаю достаточно будет взять качественный электролит, например Epcos 105C или какой нибудь тантал, напряжение на REF все равно будет не больше 2,5 В.

вот например одно из применений подобного триггера задержки включения, там его работа достаточно подробно описана

http://www.radioamat...mzch/63-1-0-202

вот здесь товарищ тоже усомнился в способностях TL431 четко коммутировать реле при медленном изменении напряжения на упр. входе REF http://myelectrons.r...-voltage-delay/

у TL есть еще одна неприятная особенность, в открытом состоянии, то есть в насыщении, на ее ключе падает аж 2 вольта. То есть при 12В питании, на реле в ее цепи пойдет всего 10 вольт...

Изменено 17 октября, 2015 пользователем search2010

[Falconist]

...по существу, то есть по самой схеме у вас есть что сказать?

Что можно конкретного сказать о псевдопроблеме? Я-то знаю внутреннее устройство этого компонента, потому считаю именно так. А Вы знаете? Вот, например, какой коэффициент усиления у ОУ в составе TL431 (пускай даже и упрощенного по схеме)?

И какова скорость его переключения в режиме компаратора при таком К_у? И сколько вариантов схем можно придумать, видя эту картинку?

вы уверены, что все реле будут работают именно так, как вы обещаете ? то есть можно не заморачиваться, а взять любое китайское реле и оно будет четко работать как "своеобразный триггер Шмитта" ? Может все таки не понадеяться на китайских товарищей и сделать простой, надежный триггер-ключ ?

а) Абсолютно уверен. б) Можно не заморачиваться. в) Если хочется "масла масляного" - то флаг в руки и вперед.

[search2010]

to Falconist

пожалуйста, оставьте меня в покое с моей псевдопроблемой, я вашу точку зрения выслушал, во флейм скатываться не собираюсь... мой осцилл показывает достаточно красноречиво скорость переключения TL-ки.

Жду мнение других пользователей по работе схемы в топике, если никто не поможет, прийдется взять паяльник и подбирать номиналы эмпирически, с угрозой для жизни деталей, то есть методом научного тыка

Изменено 17 октября, 2015 пользователем search2010

[Falconist]

Ну, тогда успехов.

[proba]

http://cxem.net/sprav/sprav98.php Обратите внимание в таблице на параметр в таблице U срабатывания и U отпускания при таком гистерезисе нечёткого срабатывания у реле быть не может

[Yurkin2015]

ПОС неважно работает при таком включении. Надо отделить упр.вход от конденсатора небольшим резистором и подать ПОС прямо на упр.вход. Тогда при переключении ПОС напряжение будет быстро изменяться на входе, т.е. конденсатор не будет мешаться.

При расчёте постоянной времени надо учитывать R3 тоже и для расчета брать значение параллельного подключения Rt и R3

[search2010]

to proba

ну да, у релюшки гистерезис есть, а если будет не реле, а какая нибудь другая нагрузка ?

to Yurkin2015

пожалуй конденсатор в ПОС мешать не будет, потому что когда начнет открываться полевик, на Ct и REF уже будет почти 2,5 В, то есть подзаряжать конденсатор практически не потребуется. А вот для внешнего управления триггером пожалуй вы правы, надо будет REF отделить небольшим резистором от Ct.

а у нас ведь изначально полевик заперт, то есть правая нога R3 имеет потенциал земли. Вместе Rt и R3 образуют делитель напряжения, так что R3 прийдется учитывать при расчете времени задержки.

А вообще, в целом, схемка должна заработать, явного криминала по номиналам нет, можно пробовать спаять ?

Изменено 17 октября, 2015 пользователем search2010

[Falconist]

Обещал больше не влазить, но все-таки решил проверить, а вдруг я таки неправ? Проверил (Мультисим 13):

Получил:

Да нет, таки прав был.

Ну все, нравится search2010 бегать по граблям - пускай бегает. Не буду ему мешать.

Бай-бай.

[search2010]

to Falconist

так у вас длительность упр. импульса на входе REF сколько - 5 миллисекунд ? а вы поставьте в симуляторе на входе RC цепочку с постоянной времени 1 минута, к тому же напряжение на кондере будет нарастать по экспоненте, а не треугольный импульс как у вас. такие длительные задержки включения используются например для подачи анодного напряжения в ламповых усилителях, и тогда посмотрим какой там будет "замечательный" фронт импульса на выходе TL431 ...

и вообще для чистоты эксперимента, тогда уж, реле надо было ставить в катод TL431, а не через какой то доп. транзистор с hfe под 200 ...

Изменено 17 октября, 2015 пользователем search2010

[search2010]

спаял схемку и провел небольшое исследование. Так как p -канального мосфета не нашлось, поэтому поставил pnp биполярный составной (дарлингтон) TIP127 . С таким резистором ПОС R3=330 кОм, гистерезис составляет 2 В. То есть триггер готов срабатывать при достижении Uпит=10 В и отпускать при снижении питания до Uпит=8 В. Благодаря времязадающей цепочке (Ct и делитель напряжения R4, R5) триггер срабатывает (замыкает реле) с задержкой, после включения питания. С такими номиналами резисторов как на схеме и Ct=100 мкФ задержка срабатывания составляет около 7 сек. При отключении питания, размыкание реле происходит почти сразу, через доли секунды. Достоинство триггера в том, что как бы медленно я не менял напряжение на входе REF, имитируя работу какого-нибудь датчика температуры или зарядку большой емкости Ct, переход ключа триггера из закрытого состояния в открытое и обратно, происходит мгновенно. Такого не удается добиться, если разорвать цепь ПОС R3. Например, без ПОС, я медленно меняя напряжение на REF, спокойно могу остановить TL431 и составной транзистор в полуоткрытом состоянии, при этом транзистор еще возбуждается, генерит и реле шипит

Изменено 23 октября, 2015 пользователем search2010

[ivan-m]

17.10.2015 в 17:04, Falconist сказал:

 решил проверить

Получил:

 

А как лучше сделать в данном случае, чтобы сигнал на выходе не был инвертированным, чтобы реле включить относительно плюса? Вариантов схем выходных ключей несколько, но какой всё-же предпочтительнее выбрать, чтобы было чёткое срабатывание? Напряжение питания 12В. Подскажите, пожалуйста.

[ivan-m]

Вопрос снят. Всё сделал.