DETEKTOR POKLESU NAPĚTÍ BATERIE S LT1078

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "DETEKTOR POKLESU NAPĚTÍ BATERIE S LT1078"

Vratislav Horáček
před 5 lety
Počet zobrazení:

1 VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA ELEKTROTECHNIKY A KOMUNIKAČNÍCH TECHNOLOGIÍ ÚSTAV MIKROELEKTRONIKY MODELOVÁNÍ A POČÍTAČOVÉ SIMULACE DETEKTOR POKLESU NAPĚTÍ BATERIE S LT1078 SEMESTRÁLNÍ PROJEKT AUTOR PRÁCE Tomáš Trýska DATUM ODEVZDÁNÍ:

2 1. Zadání a) Získejte z Internetu nebo jiným způsobem model SPlCE a katalogový list ( datasheet") přesného nízkopříkonového operačního zesilovače LT1078 fy Linear Technology. b) Součástku stručně popište - funkce, parametry, výčet možných aplikací c) S integrovaným obvodem sestavte obvod, který generuje řídící signály při poklesu napětí olověného akumulátoru pod hodnoty 10,9V a 10,05V, podle doporučeného zapojeni uvedeného v katalogovém listu popište co nejdetailněji funkci zapojení. d) Změřte závislosti výstupních napětí obou operačních zesilovačů na napětí baterie a vyneste je do grafů. Odečtěte překlápěcí úrovně a srovnejte s hodnotami z katalogového listu. e) Na základě statistické analýzy obvodu při uváženi Gaussova pravděpodohnostního rozložení hodnot odporů s tolerancemi z katalogového listu sestrojte histograrny obou přek1ápěcích úrovní a stanovte jejich střední hodnoty a směrodatné odchylky. f) Proveďte další experiment dle vlastního uvážení. g) Odevzdejte protokol s těmito údaji: hlavička se zadánim, s jménem autora a datem odevzdáni, charakteristika modelované součástky podle bodu b), SPICE model prvku spolu s údaji o způsobu jeho získání, schémata z kata1ogového listu s odkazem na tento list a popis testovaného zapojení podle rodu c), výpisy vstupních souborů SPlCE (připadně výstupy ze schématického editoru) pro dané simulace dle bodů d), e) f), doprovázené popisem simulaci sjejich výsledky (relevantní výpisy z výstupních souborů a výstupy z PROBE), slovní komentář k získaným výsledkům, přehled literatury a včech dalších použitých zdrojù informaci včetně internetové adresy, odkud byl stažen katalogový list a další údaje o součástce, výpis vlastní knihovny, v niž bude model integrovaného obvodu, případně modely dalších součástek, které jste pro Váš projekt použili.

3 2. Charakteristika modelované součástky dle bodu b) LT1078 je přesný nízkopříkonový zesilovač od firmy Linear Technology. Vyrábí se v osmipinovém SO pouzdře a jsou pro něj typické tyto vlastnosti: 50mA maximální výstupní proud 70mV maximální napěťový offset 250pA maximální proudový offset 0.6mV P-P, 0.1Hz - 10Hz napěťový šum 3pA P-P, 0.1Hz - 10Hz proudový šum 0.4mV/ C drift napěťového offsetu 200kHz vstupní šířka pásma 0.07V/ms rychlost přeběhu společné napájení obou OZ v pouzdře nepotřebuje srážecí rezistor Možné aplikace: bateriově a solárně napájené systémy přenosná zařízení zesilovač pro bezdrátové přijímače satelitní obvody filtry

4 3. Spice model a zdroj Model i datasheet jsem našel přímo na stránkách firmy Linear Technology. Následuje soubor modelu: * Version 2.0 Copyright Linear Technology Corp. 10/19/04. All rights reserved. *.SUBCKT LT ;(+IN -IN V+ V- OUT) * INPUT RC RC Q QM1 Q QM2 RB RB DCM DM2 DCM DM2 VCMC C e-12 RE RE IEE e-6 RE CE E-12 * INTERMEDIATE GCM E-10 GA e-5 R C e-11 GB * OUTPUT RO RO2A RO2B EC D DM1 D DM1 D DM2 D DM2 D DM2 D DM2 VC VE IP e-5 DSUB 4 7 DM2 * MODELS.MODEL QM1 PNP(IS=8e-16 BF=199.2).MODEL QM2 PNP(IS=8.012E-16 BF=200.8).MODEL DM1 D(IS=3.718E-24).MODEL DM2 D(IS=8e-16).ENDS LT1078

5 4. Schéma testovaného zapojení Datasheet jsem stáhl taktéž ze stránek firmy Linear Technology. Schéma vnitřního zapojení součástky: Schéma diagnostikovaného zapojení:

6 5, 6. Netlist, výstupy, popis Popis zapojení: Mnou diagnostikované zapojení slouží jako detektor poklesu napětí olověné baterie. Oba operační zesilovače zde slouží jako komparátory a na jejich výstupu je nízká úrověň při napětím nižším 10,9V, respektive 10,05V u druhého. Toho je docíleno použitím zenerovy diody připojené na invertující vstup, na níž je trvale napětí cca 1,2V. Odpory v první a druhé větvi nastavujeme překlápěcí úroveň. Toto zapojení najde široké uplatnění všude tam, kde používáme olověné 12V baterie, kdy spolu s dalším zapojením (které ale není součástí tohoto úkolu) je chrání před hlubokým vybitím. Následuje netlist: detektor poklesu napeti s LT1078 Vbat 1 0 DC 9V R meg R meg R k R k R k Xzen 4 0 LT1004 Xoz LO LT1078 Xoz SD LT1078.subckt LT Ezen 1 2 Table {temp} (-55, 1.232, -35, 1.233, -15, 1.234, + 5, , 25, 1.235, 45, 1.235, 65, 1.234, 85, , + 105, , 125, 1.231).ends.lib.lib LT1078.lib.dc lin Vbat 9V 12V 0.001V.probe.end Graf průběhu napětí na výstupech:

1) histogram a překlápěcí úroveň Low Battery 2) histogram a překlápěcí úroveň System Shutdown Vždy v horní půlce

7 Překlápěcí úrovně dle datasheetu jsou 10,05 a 10,9 V. Při měření s kurzory jsem se dostal k hodnotám 10,045 a 10,910. Myslím, že přesnost je dostatečná. V bodu e) mám za úkol vytvořit histogramy překlápěcích úrovní. 1) histogram a překlápěcí úroveň Low Battery 2) histogram a překlápěcí úroveň System Shutdown Vždy v horní půlce obrázku je vidět rozložení histogramu a v dolní vlastní rozložení překlápěcích úrovní. U LO =10,9235 LO =0,1297 U SD =10,0684 SD =0,1368

8 V bodě f) jsem měl za úkol vytvořit vlastní simulaci. Rozhodl jsem se pro zkoušku zátěží. Chtěl jsem ověřit, zda-li zátěž nějak ovlivní rozhodovací úroveň. Odpor jsem krokoval v rozmezí 1 Ω 1 MΩ po desetinásobcích. Z následujícího grafu vyplývá, že tento odpor na rozhodovací úroveň nemá vliv. Pokud je odpor příliš malý, aktivuje se proudová ochrana na výstupu a sníží se výstupní napětí. 7. Použitá literatura a zdroje PSPice model: katalogový list: DC analýza: Monte Carlo: navid=h0,c1,c1154,c1009,c1021,p1276,d nastudováno stylem pokus - omyl podle OrCAD Capture Simulace provedena v OrCAD PSpice 10.0.

Podobné dokumenty

Petr Myška Datum úlohy: Ročník: první Datum protokolu:

Petr Myška Datum úlohy: Ročník: první Datum protokolu: Úloha číslo 1 Zapojení integrovaného obvodu MA 785 jako zdroje napětí a zdroje proudu Úvod: ílem úlohy je procvičit techniku měření napětí a proudu v obvodové struktuře, měření vnitřní impedance zdroje,