ICL7665 Voltage Monitor

[laemmen]

Moin,
ich habe einen ICL7665 und möchte damit Über- und Unterspannung überwachen und durch jeweilige Low Current LED's anzeigen. Figure 5 auf Seite 8 des Datenblatts.

Die LED's sollen bei 6,8V Unterspannung und bei 8,5V Überspannung leuchten. R11 und R12 werden gesetzt. Ich habe für R11 = 22kΩ; R12 = 22kΩ

R21 = R11*((VL - VSET)/VSET) = 22kΩ*((8,5V-1,3V)/1,3V) = 121kΩ
R22 = R12*((VL - VSET)/VSET) = 22kΩ*((6,8V-1,3V)/1,3V) = 93kΩ

Soweit, hoffe ich, richtig?!

Jetzt habe ich Probleme mit der Berechnung von R31 und R32. Im Datenblatt steht: R31 = R11 ((VU - VL)/VSET). Das wären 22kΩ*((VU - 8,5V)/1,3V). Ist VU die Toleranz von VL? Also die Hysteresis? In welchem Bereich sollte diese liegen? Direkt unter der Erklärung von Fig. 5 steht bei Fig. 6 eine Hysteresis von 100mV. Das wären dann bei OUT1 8,6V und bei OUT2 6,7V?!

Ich freue mich sehr über Antworten!

Gruß
Dennis

[Erfinderlein]

Look here:

3) Calculate R31:
VU – VL
R31 = R11 (—————) VSET
4) As in the other circuits, all three resistor values may
be scaled up or down in value without changing VU
and VL. VU and VL depend only on the ratio of the
three resistors, if the absolute values are such that
the hysteresis output resistance and the leakage
currents of the VSET input and hysteresis output can
be ignored.

Also die gezeigte Hysterese ist mit VL (Untergrenze) und VU (Obergrenze) bezeichnet L= lower U= upper

[der mit den kurzen Armen]

Wahrheitstab.GIF

intern sind das 2 Komperatoren die bei 1,3 Volt umschalten (Urev)an den Eingängen sind Spannungsteiler erforderlich. Schau dir die Zustandstabelle an. Da erkennst du wie der IC reagiert. Schaltpunkt bei beiden Eingängen liegt bei 1,3 Volt. Das heist der Eine Spannungsteiler reagiert sobald die Spannung deinen Oberen Wert erreicht und der Andere beim Unteren Wert. Über den Hysterese Ausgang kannst du einen Teil des Oberen R überbrücken und erreichst damit das die Spannung nicht laufend hin und her schaltet.
Anbei mal die 3 wichtigsten Bilder

[laemmen]

Herzlichen Dank für die Antworten und ergänzten Grafiken!

Die Hysterese ist folglich:
22kΩ*((8,5 - 8,0V)/1,3V) oder einfach 22kΩ*(0,5/1,3V).

@der mit den kurzen Armen
Deine Widerstände R2 und R5 (stellvertretend für R21 und R22) kann ich nicht nachvollziehen.
Laut Datenblatt werden diese durch R21 = R11 ((VL - VSET)/VSET) errechnet.
Das wären R21 = 22*((8,5-1,3)/1,3) = 121kΩ und R22 = 22*((6,8-1,3)/1,3) = 93kΩ
Wie kommst du zu deinen Werten 113kΩ (für R21) und 84kΩ (für R22)??

Die LED's über OUT werden also an + und nicht an GND geschaltet?!

Noch eine Verständnisfrage: Mit dem Hystereseausgang vermeide ich durch Überbrückung ein hin- und herschalten der Spannung. Wie muss ich mir das vorstellen? Also was würde passieren, wenn ich die Hysterese wegließe? Würden die LED's dann z.B kurz vor 8,5V schon anfangen zu flackern?

Gruß und besten Dank!
Dennis

[der mit den kurzen Armen]

Also der Komperator vergleicht die Spannung an seinem + Eingang mit der an seinem - Eingang.
Der + Eingang ist intern an 1,3 Volt stabil angeschlossen.
Ist die Spannung am - Eingang größer als 1,3 Volt fährt der Komperator seinen Ausgang auf das GND Potential und damit Steuert der OUT -Fet auf , das heißt er schaltet nach GND durch. Ist die Spannung da kleiner Sperrt der OUT und hyst steuert auf (er schaltet von + her durch und überbrückt damit den Oberen R
Mit dem Spannungsteilern an den Eingängen teile ich die Versorgungsspannung so das über R1 und R4 je 1,3 Volt abfallen.
R2+R3 bilden ebenfalls den oberen R nur das dieser eben noch mal geteilt ist. Das selbe gilt für den anderen Zweig.
Liegt die Spannung unter 6,8V steuert Out2 auf und die LED Unterspannung leuchtet.
Steigt die Spannung weiter an bleibt diese aus.
Bei 8,5 Volt steuert Out1 auf und LED 1 leuchtet. Sinkt die Spannung auf 7,9V geht diese aus
und erst bei 6,3 Volt geht dann LED2 wieder an. Gewollte Hysterese 0,5 V vom Schaltpunkt. Da der Hyst eben den oberen R überbrückt.
Wenn du mal Spaßeshalber R2 und R3 addierst kommst du auf rund 122K
Gruß Bernd

[laemmen]

Also der Komperator vergleicht die Spannung an seinem + Eingang mit der an seinem - Eingang.
Der + Eingang ist intern an 1,3 Volt stabil angeschlossen.
Ist die Spannung am - Eingang größer als 1,3 Volt fährt der Komperator seinen Ausgang auf das GND Potential und damit Steuert der OUT -Fet auf , das heißt er schaltet nach GND durch. Ist die Spannung da kleiner Sperrt der OUT und hyst steuert auf (er schaltet von + her durch und überbrückt damit den Oberen R
Mit dem Spannungsteilern an den Eingängen teile ich die Versorgungsspannung so das über R1 und R4 je 1,3 Volt abfallen.
R2+R3 bilden ebenfalls den oberen R nur das dieser eben noch mal geteilt ist. Das selbe gilt für den anderen Zweig.
Liegt die Spannung unter 6,8V steuert Out2 auf und die LED Unterspannung leuchtet.
Steigt die Spannung weiter an bleibt diese aus.
Bei 8,5 Volt steuert Out1 auf und LED 1 leuchtet. Sinkt die Spannung auf 7,9V geht diese aus
und erst bei 6,3 Volt geht dann LED2 wieder an. Gewollte Hysterese 0,5 V vom Schaltpunkt. Da der Hyst eben den oberen R überbrückt.
Wenn du mal Spaßeshalber R2 und R3 addierst kommst du auf rund 122K
Gruß Bernd

Danke für die Erklärung! Also die Hysterese bezieht sich immer auf den vorherigen Zustand. Kann ich die Hysterese dann weglassen? Ich habe folgendes vor:

6x NiMH 1,2V Akkus in Reihe. Bei erreichen von 6,8V soll die rote LED leuchten = Batterie ist (fast) leer. Bei erreichen von 8,5V soll die grüne LED leuchten = Batterie (fast) voll. Wenn die V-Grenzen hier klar definiert sind, macht eine Hysterese doch eigentlich keinen Sinn? Oder sehe ich das falsch?!

Gruß
Dennis

[der mit den kurzen Armen]

Doch eine Hysterese fügt man ein um klare Schaltpunkte zu definieren, Ohne würde die Led verrückt spielen bei erreichen des Schaltpunktes und geringfügig schwankender Spannung. Dafür reichen ca 0,01 V Schwankungen!

[laemmen]

Doch eine Hysterese fügt man ein um klare Schaltpunkte zu definieren, Ohne würde die Led verrückt spielen bei erreichen des Schaltpunktes und geringfügig schwankender Spannung. Dafür reichen ca 0,01 V Schwankungen!

Ok, das macht Sinn! Aber wenn du schreibst:

Liegt die Spannung unter 6,8V steuert Out2 auf und die LED Unterspannung leuchtet.
Steigt die Spannung weiter an bleibt diese aus.
Bei 8,5 Volt steuert Out1 auf und LED 1 leuchtet. Sinkt die Spannung auf 7,9V geht diese aus
und erst bei 6,3 Volt geht dann LED2 wieder an.

Letzter Satz: Bei 6,3V geht LED2 wieder an - die davor bei 6,8V anging. Das ist doch unsinnig, weil der Akku unter 6,6V tiefentladen wird. Und klar definiert ist es, in meinen Augen, auch nicht, weil immerhin eine "Ungenauigkeit" (ich nenn das jetzt mal so) von 0,5V vorhanden ist. Insofern würde eine kleinere Hysterese von 0,1-0,2V doch eher Sinn machen, meinst du nicht?

Gruß
Dennis

[der mit den kurzen Armen]

Du brauchst nur R5 und R6 ändern um eine Andere Spannung zu erhalten. zb kann durchaus auch Led 2 scho bei 7,2 Volt angehen. auch die Hysterese kannst du kleiner Wählen zb 0,2 Volt. Alle Formeln zum berechnen hast du in der Zeichnung.
Gruß Bernd

[laemmen]

Alles klar, ich versuche mich dran

Gruß und Danke!

Dennis

[der mit den kurzen Armen]

7,2 Volt Hysterese =0,1 V ergibt für R6 =1,692 K und für R5 = 98,154 K
6,9 Volt Hysterese =0,2 V ergibt für R6= 3,386 K und für R5 = 91,384 K
Wenn du auf die gleichen Werte kommst hast du es begriffen
Bernd

[laemmen]

7,2 Volt Hysterese =0,1 V ergibt für R6 =1,692 K und für R5 = 98,154 K
6,9 Volt Hysterese =0,2 V ergibt für R6= 3,386 K und für R5 = 91,384 K
Wenn du auf die gleichen Werte kommst hast du es begriffen
Bernd

Ich glaube ich habe es tatsächlich verstanden
Rechnerisch komme ich auch auf die von dir genannten Werte. Hier nochmal mit meinen Werten:

für 8,3V und Hysterese = 0,1V:

R11=22kΩ
R21=22*((8,3-1,3)/1,3) = 118,46kΩ
R31=22*((8,3-8,2)/1,3) = 1,692kΩ

Spannungsteiler:

118,46kΩ = 116,76kΩ + 1,692kΩ

Gruß
Dennis

[laemmen]

Ich habe ein Problem mit der Unterspannung. Die rote LED leuchtet bereits bei 7,8V - obwohl sie erst bei 7,0V leuchten sollte!



OVERVOLTAGE - 8,1V; 0,1V Hysterese

R11 = 47kΩ
R21 = 47*((8,1-1,3)/1,3) = 245,84kΩ
R31 = 47*((8,2-8,1)/1,3) = 3,615kΩ


Spannungsteiler:

245,84kΩ = 242,23kΩ + 3,615kΩ

R21 = 242,23kΩ; (220kΩ + 22kΩ = 242kΩ)
R31 = 3,615kΩ; (= 3,6kΩ)


UNDERVOLTAGE - 7V; 0,1V Hysterese

R12 = 47kΩ
R22 = 47*((7-1,3)/1,3) = 206,07kΩ
R32 = 47*((7-6,9)/1,3) = 3,615kΩ


Spannungsteiler:

206,07kΩ = 202,46kΩ + 3,615kΩ
R22 = 202,46kΩ; (200kΩ + 2,4kΩ = 202,4kΩ)
R32 = 3,615kΩ; ( = 3,6kΩ)


Ich habe extra Metallschicht-Widerstände genommen mit relativ exakten Werten, aber die Schaltung funktioniert nicht so wie sie soll!

Also entweder die Rechnung ist falsch oder ich habe falsch verschaletet. Da ich den Kram bereits mehrmals komplett neu auf mein Breadboard gebastelt habe und penibel darauf geachtet habe, dass alles da sitzt wo es soll, kann ich den Fehler wohl ausschließen. Es sei denn der Plan ist falsch...

Ich würde mich sehr über Hilfe freuen, denn ich weiß echt keine Möglichkeiten mehr...


Gruß
Dennis

[Erfinderlein]

Hi,

ich nehme mir jetzt nicht die Zeit, das nachzuprüfen. Würde aber empfehlen, mal bei dem "Chip zu Hause" (Intersil) nachzulesen.: xxxxx....
da gibt es eine Testschaltung, mit der ich das erst mal ausprobieren würde. Was du dir da ausgesucht hast sieht ein wenig nach "schnellem Prinzipschaltbild" aus. Da gab es doch 8 Stück davon in ebay zusammen bei 6,50 €.
Die liegen jetzt hier vor mir.

LG Lothar

Nachtrag 17.09.Den link habe ich wegen Verdacht auf Hacker und Co entfernt Es wird eine etwas eigenwillige Umleitung angeboten. Gestern ging es noch.

[laemmen]

Mein Problem ist eigentlich nur, dass es für mich keinen ersichtlichen Grund gibt warum die Undervoltage-Schaltung nicht funktionieren sollte. Und ich seit Tagen hier sitze und den Fehler nicht finde. Da ich noch genug andere Sachen bis Ende des Monats zu tun habe, wird mir zusätzliche Lektüre nicht helfen mein Problem kurzfristig zu lösen.

Ich habe die Widerstände korrekt berechnet, so wie DMDKA es vorgemacht hat und im Datenblatt beschrieben wurde. Ich meine, dass der Fehler in der Verschaltung liegt. Da ich keine Talentkompetenzen im Lesen von Schaltplänen besitze, kann das durchaus sein.

Vielleicht liegt der Fehler darin, dass Out1 gegenüber Out2 intervertiert ist?!

Gruß
Dennis

EDIT: selbst wenn ich den R22 auf 180kOhm setze - was einem Schaltpunkt von 6,3V entspricht - leuchtet die LED bereits bei 7,2V kann doch nicht sein oder?!