Oscillation i termostatkoppling LÖST

[Gustav180]

Hej
Det var ett tag sedan jag var i forumet, men nu har jag stött på ett problem. Jag håller på att designa en termostat för golvvärmen. Det som är problemet är att den vill oscillera runt tippingpointen och jag begriper inte varför. Jag sänder med schemat.

Allt fungerar klockrent tills jag kopplar samman komparatorn IC1 med buffertransistorn T1. Om utgången på MCP65R46 är öppen blir omslagen helt rena. Så fort den skall kopplas samman med T1 får jag oscillationer runt tippingpoint och olika kraftiga vid olika temperaturer. Jag kan lasta utgången på IC1 med 10k eller 100 pF utan oscillationer. Egentligen behövs inte R12 då utgången på IC1 är PP, men det påverkar inte problemet.

Jag har försökt med att flytta och ändra eller ta bort kondensatorer, men icke. För att undvika att få påverkan av strömmar i jordplanet har sensor och komparator ett eget jordplan (GND-B) med en anslutning. Utgången lastas med 330 ohm. Det är runt 70 mA . Samma oscillation kvarstår om den kopplas bort.

Finns det några bra tips där ute?

[AndLi]

Jag tycker R13 verkar väldigt stor, men det är helt på känsla..

[Gustav180]

R13 skall egentligen inte behövas enl tillverkaren, men det är till för att kunna öka hysteresis vid tippingpoint. Men även om jag ökar hysteresis med att dimensionera R1 - R13 så får jag inte bort problemet.

[YD1150]

Kapacitansen i MOSFET:ens Gate-Source kan ställa till det så det blir fasvridning och det blir en oscillator. Provat och "isolera" komparatorns utgång och transistorns Gate med ett passande motstånd?

[Gustav180]

jag har varit inne på det spåret också, men utan resultat. Senast är att T1 bytts till en bipolär BC857 och ett RC-filter 10k/100n till basen. Men icke. Nu får det räcka för i kväll, man måste sova också.

[grym]

vilken frekvens har du som spökar?

[E Kafeman]

Instabiliteten är högst troligt inte en egenskap i komponenterna eller designen utan ett resultat pga PCB-layout.
Hur ser avkopplingen ut kring OP? Finns där tillräcklig avkoppling med korta ledare.
Stabilitet i jord och matningsspänning på bra sätt och helst med dedicerat jordplan?
Är jorden lågförlust mellan passiva komponenter och OP och relaterar stabilt till spänningsmatningens jord?

[grym]

prova att sätta ett motstånd så nära gaten på transistorn några hundra ohm

[Gustav180]

Jo, mycket ligger i layout. Det är en erfarenhet från design av SMPS och EMC. Men här är det ju varken stora strömmar eller "ilskna signaler". Jag sänder med en bild på hur det ser ut nu med den senast patchade varianten. Det sitter en kabel till GND-B från LED i OC1. Det är bara en test som inte gav positivt resultat. Jag har testat med att sätta den på -benet på C9.

Frekvensen det oscillerar på varierar inom tippoint området från några hundra Hz till någon kHz. Den är inte stabil och inte bunden till nätet. Drivspänningen 5V har ca 100 mV rippel när det oscillerar, med både referensspänning från IC1 och utspänning från Q1 kommer från internt stabila källor. Där har jag inte heller sett något rippel.

[Gustav180]

Jag har just testat att lägga in 1k till G på T1. Ingen påverkan. Jag har också lagt en extra förbindelse mellan planen där C5 och C6 är jordade. Men kopplar jag bort drain-kretsen med MOC-LED, D2 och R6, så blir det OK. Den drar ca 20 mA och har inga större reaktanser. Jag har även testat att flytta jordpunkten till GND på C8 och C9 utan resultat. Busfrekvensen börjar på ca 300 Hz och stiger till ca 1,5 kHz innan det låser till stabilt läge.

[ghu]

Egentligen behövs inte R12 då utgången på IC1 är PP,

Är inte MCP65R46 av typen open drain??
Då borde det vara lämpligt att minska R12:s resistans för att ge utgången större drivförmåga för kapacitiva laster.

Vad har C1 för uppgift?
C1 slöar ner återkopplingen och kan bidra till instabilitet.

Förslag:
Ta bort C1.
Minska R12 till 1 kohm. Inför motstånd mellan R12 och gaten på 2,2 kohm för att isolera komparatorns utgång från MOSFET:ens inkapacitans

[Gustav180]

Jo, MCP65R46 är OD-output. Nu fick jag inte tag i den utan det sitter MCP65R41 som har PP-utgång. Därför finns det plats för R12. Jag missade att tala om det. I övrigt är de lika.

Jag har även testat utan C1, då får jag alltid oscillation vid tipping point även då inte T1 är ansluten. Det finns redan ett motstånd på 1 k mellan IC1-1 och T1-gate. Jag har tidigare testat med 10 k utan förbättring.

Jag kom även på att det kan bli oscillation i en LED om den görs helt strömlös och sedan tänds. Därför testar jag med 10 k mellan +5 och T1-D. D1 lyser svagt, men oscillationen kvarstår.

Jag byter MOC, D1, R6 mot 270 ohm som skall ge samma last. Oscillationen kvarstår som innan. Jag ökar resistorn till 1 k. Tipping point får ett smalare område R7 och oscillationerna mindre. Med 2k2 får jag godtagbara distinkta omslag med korta burstar vid omslaget. Men det borde vara mer drivförmåga i BSS84 än ett par mA.

Jag sänder med ett uppdaterat schema. Någon ny layout gör jag inte förrän det fungerar. Det får bli Q and D bygge.

[grym]

så lågt i frekvens så är det inte transistorn

jag skulle gissa på att du behöver mera kondingar på matningsspänningen, med det ripplet på den när det svänger

[MiaM]

Eftersom du ser rippel på matningen så prova mer avkoppling, och specifikt gör så att en krets bestående av avkopplingskonding, drivtrissa till opton och optons lysdiod AC-mässigt utgör en slinga så alla ändringar i strömförbrukning beroende på att drivtrissan slås av/på enbart momentant ändrar strömmen genom just dessa komponenter.

Vad har du för nätagg och hur lång kabel har du till nätagget?

Förr i tiden då många burkar byggdes med tung nättrafo och linjärreglerat nätagg så var det väl halvvanligt att man körde stabiliserad spänning (oftast linjärreglerat) till småsignaldelarna, men något liknande din krets hade kört ostabiliserad matning till optons lysdiod. På så vis så skulle till-/frånslag inte lika lätt fortplantat spänningsvariationer till resten av kretsen.

[Icecap]

Vad är minsta ingångsspänningen till spänningsregulatorn?
Jag gissar på att oscilleringen kan vara 50Hz.

Du har en 6,8V zener till att begänsa spänningen och halvvågslikriktar bara... jag gissar på att det finns väl mycket rippel innan regulatorn o att det kommer igenom.