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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Belastbarkeit ULN 2803 in SMD und DIP


Autor: *GAST* (Gast)
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Hallo, ich habe mir jetzt bei reichelt den universellen Ausgangstreiber 
ULN 2803 in SMD-Form gekauft. So wie ich das Datenblatt verstehe, kann 
ich (egal ob DIP oder SMD) alle 8 Kanäle mit JEWEILS 500mA bei 50V 
belasten. Das wären 200W pro IC; kann ich mir bei so einem kleinen 
Gehäuse aber irgendwie nicht vorstellen. Mache ich da einen denkfehler, 
oder geht das wirklich?

Haben die Dinger sonst irgendwelche Einschränkungen / Nachteile für die 
Verwendung als universeller Ausgangstreiber für AVR's? Ich möchte damit 
z.B. Schütze, Ventile und Kontrollampen schalten.

Autor: Schmitty (Gast)
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Denkfehler von Dir :)

Entweder sperren die Ausgänge bis zu 50V ab, oder sie lassen bis zu 
500mA durch.
Beides gleichzeitig passiert nicht, an den Ausgängen fällt Pi mal Daumen 
ein Volt ab. Entspricht 8 * 0,5A * 1V = 4W.

Autor: *GAST* (Gast)
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Aber wie groß ist dann die maximale Ausgangsspannung, die ich anlegen 
darf und wie viel Strom kann ich dann maximal ziehen?

Ich lege ja die Spannung an, die dann geschaltet wird....

Autor: Bernd Wiebus (berndwiebus) Benutzerseite
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Hallo Schmitty.

> Denkfehler von Dir :)
> Entweder sperren die Ausgänge bis zu 50V ab, oder sie lassen bis zu
> 500mA durch.
> Beides gleichzeitig passiert nicht, an den Ausgängen fällt Pi mal Daumen
> ein Volt ab. Entspricht 8 * 0,5A * 1V = 4W.

Nach dem Datenblatt von ST 1997 Seite 3 ist "power Dissipation / total 
package" nur 2,25W. Es ist also auch darauf zu achten, das nicht alle 
Kanäle gleichzeitig Volldampf geben.

Pro Kanal sind 1W angegeben.

Beide Grenzen können schnell erreicht werden, wenn Du mit dem ULN einen 
Level Shift betreibst, Dir dabei aus irgendeinem Grunde auf der 
Eingangsseite die Spannung zusammensackt, und Du die Transistoren darum 
nicht mehr voll durchsteuerst. Dann werden aus den pi mal Daumen 1V 
schnell 5V oder 10V oder noch mehr......


Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic

http://www.dl0dg.de

Autor: Detlev T. (detlevt)
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Hallo GAST,

wie Schmitty schon geschrieben hat: Mit dem ULN schaltet ma nur an/aus. 
Bei aus fließt (fast) kein Strom und damit entsteht (fast) keine Wärme. 
Bei an und 500mA liegen am Ausgang nur noch etwa 1V Sättigungsspannung 
an, so dass die Wärme maximal 0.5W/Ausgang beträgt. Ich schätze einmal, 
dass ein solches IC ohne zusätzlichen Kühlkörper etwa 1W verträgt, mit 
Kühlkörper vielleicht 4W. Das müsste aber aus dem Datenblatt ersichtlich 
sein.

Gruß, DetlevT

Autor: Andi (Gast)
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Schau dir mal das Datenblatt ganz an und nicht nur die Maximalwerte, da 
siehst du in den Schaubildern relativ deutlich die Einschränkungen die 
je nach Anwendung zu Grunde liegen.

zb Strom bei 8 Kanälen on bei 100%ED => Iout max ca. 80mA

Grüße

Autor: *GAST* (Gast)
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Das verstehe ich nicht... Ich habe das schon mit einer DIP-Ausführung 
getestet:

Der Eingang wird direkt am AVR-Ausgang angeschlossen. Also AN/AUS.

An den ULN habe ich bei dem Common-Pin +24V vom Netzteil und bei 
Ground-Pin 0V vom Netzteil angeschlossen.

Dann gehe ich eigentlich davon aus, dass bei EIN (also Signal vom AVR) 
das Ding am Output Masse durchschaltet. Zwischen Out und +Common habe 
ich dann mein 24-Schütz angeschlossen. Das funktionierte auch....

Ihr sagt jetzt, da liegen nur 1V an...

Autor: Falk Brunner (falk)
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@*GAST* (Gast)

>ich dann mein 24-Schütz angeschlossen. Das funktionierte auch....

Das ist auch richtig so.

>Ihr sagt jetzt, da liegen nur 1V an...

Zwischen dem Ausgang des ULN und Masse. Bleiben also 23V für den Schütz. 
Sollte reichen  . . .

In Idealfall ist die Spannung über einem geschlossenen 
Schalter/durchgesteuerten Transistor Null. Aber ideale Bauteile gibt es 
nicht, daher das 1V.

MFG
Falk

Autor: Schmitty (Gast)
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Bernd:
Da hast Du natürlich Recht, Bernd, Sonderfälle gibt es immer zu 
beachten.

Ich wollte den Gast nur schnell und "salopp" über seinen Denkfehler (und 
die Größenordnung der Verlustleistung) aufklären, das Datenblatt habe 
ich dafür nicht weiter durchgearbeitet. Das soll der Gast dann doch 
selbst tun, ich kenne seine weiteren Pläne nicht.

Trotzdem danke ich Dir für die "Belehrung", vor allem das mit der 
Gesamtleistung von 2,5W hatte ich jetzt nicht auf dem Schirm!

Autor: *GAST* (Gast)
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Alles klar, soweit verstanden, also fallen 1V von der Spannung die ich 
durchschalten will ab.

ABER: Wie groß darf jetzt die Spannung, die ich anlege maximal sein und 
wie viel Strom darf dabei maximal fließen?

Dürfte ich z.B. auch ein (oder 8) Schütze anschließen, die 48V 
benötigen?

Ich brauche die maximale Schaltspannung und den maximalen Schaltstrom 
für alle 8 Kanäle gleichzeitig.

Autor: Falk Brunner (falk)
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@  GAST (Gast)

>ABER: Wie groß darf jetzt die Spannung, die ich anlege maximal sein

50V

>und wie viel Strom darf dabei maximal fließen?

Wenn die maximale Spannung anliegt, sperrt der ULN. Wenn er 
durchschaltet, ist die Spannung wie bereits gesaht nur ca. 1V.

>Dürfte ich z.B. auch ein (oder 8) Schütze anschließen, die 48V
>benötigen?

Ja. Aber wie gesagt, die verlustleistung im IC ist der begrenzende 
Faktor. Siehe Diagramm im Datenblatt. 500mA kann er nur auf einem Kanal 
allein schalten.

>Ich brauche die maximale Schaltspannung und den maximalen Schaltstrom
>für alle 8 Kanäle gleichzeitig.

Steht im Datenblatt. 50V, 80mA.

http://www.datasheetcatalog.org/datasheets/105/366825_DS.pdf

Seite 5, Figure 12

MFG
Falk

Autor: *GAST* (Gast)
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Naja, 80mA ist ein Wert, mit dem ich leben kann. Ist ja bei geringerer 
Spannung entsprechend mehr.

>Wenn er
>durchschaltet, ist die Spannung wie bereits gesaht nur ca. 1V.

Hatten wir uns nicht darauf geeinigt, dass ca. 1V von der angelegten 
Spannung abfallen? Also lege 49V an, beim schalten kommen 48V an???

Sind die % im Duty Cycle die % von 50V? Also die Spannung die ich 
schalten will?

Autor: Falk Brunner (falk)
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@*GAST* (Gast)

>Naja, 80mA ist ein Wert, mit dem ich leben kann. Ist ja bei geringerer
>Spannung entsprechend mehr.

Wenn das mal kein Irrtum ist. Du hast das Prinzip noch nicht verstanden.

>>Wenn er
>>durchschaltet, ist die Spannung wie bereits gesaht nur ca. 1V.

>Hatten wir uns nicht darauf geeinigt, dass ca. 1V von der angelegten
>Spannung abfallen? Also lege 49V an, beim schalten kommen 48V an???

Ist das nicht das Gleiche?

>Sind die % im Duty Cycle die % von 50V? Also die Spannung die ich
>schalten will?

Ohje. NEIN! Das sind die Prozente einer PWM, wenn man denn eine 
nutzen will. Für einfache ein/ausschalten sind das halt immer 100%.

MFG
Falk

Autor: *GAST* (Gast)
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>Du hast das Prinzip noch nicht verstanden.

Das glaube ich jetzt allmählich auch. Habe aber leider auch nicht sehr 
viel dazu gefunden.... Ein Tutorial zur Ausgangsverstärkung mit ULN2803 
wäre super :o

Erstmal verstehe ich nicht ganz warum euch diese 1V sooo wichtig sind. 
So wie ich das verstanden habe ist das einfach ein "Verlustvolt" der 
Spannung, die ich schalten will. So wie bei einigen Dioden 700mV 
abfallen, sind das da 1V.

Warum spricht mal also von:
>Wenn er durchschaltet, ist die Spannung wie bereits gesaht nur ca. 1V.

Wenn ich ein 24V-Schütz steuern will, muss ich 25V anlegen, um am Ende 
24V auegeben zu können (Wenn er durschschaltet)

Ist es nicht so, dass ich bei geringerer Spannung einen höheren Strom 
schalten kann oder ist grundsätzlich bei 80mA Schluss (Ob nun 5V LAmpe 
oder 24V Schütz??

Autor: spess53 (Gast)
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Hi

>Erstmal verstehe ich nicht ganz warum euch diese 1V sooo wichtig sind.

Mal eine Beispielrechnung (U=24V/I=100mA):

ULN gesperrt:

  U=24V I=0A -> P=0W

ULN durchgesteuert:

 Last: U=23V I=100mA -> P=2,3W
 ULN : U=1V  I=100mA -> P=0,1W

Also verteilt sich die Leistung auf Last und ULN im Verhältnis 
2,3W:0,1W.

>Wenn ich ein 24V-Schütz steuern will, muss ich 25V anlegen, um am Ende
>24V auegeben zu können (Wenn er durschschaltet)

Dein 24V-Schütz zieht auch problemlos mit 23V an.

MfG Spess

Autor: Falk Brunner (falk)
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@*GAST* (Gast)

>viel dazu gefunden.... Ein Tutorial zur Ausgangsverstärkung mit ULN2803
>wäre super :o

Die Grundlagen muss man sich schon mal aneignen, und a das geht nicht 
immer über ein supersexy Tutorial, wo alles nach einmal Überfliegen 
sonnenklar ist.

>Erstmal verstehe ich nicht ganz warum euch diese 1V sooo wichtig sind.

Für die Verlustleistung im ULN. Den P = U * I, wobei hier U nicht die 
Betriebsspannung, sondern die "Verlustspannung" im eingeschalteten 
Zustand ist. Und I der Laststrom.

>So wie ich das verstanden habe ist das einfach ein "Verlustvolt" der
>Spannung, die ich schalten will. So wie bei einigen Dioden 700mV
>abfallen, sind das da 1V.

Ja.

>Wenn ich ein 24V-Schütz steuern will, muss ich 25V anlegen, um am Ende
>24V auegeben zu können (Wenn er durschschaltet)

Theortisch ja, praktisch reichen auch 23V für einen 24V Schütz.

>Ist es nicht so, dass ich bei geringerer Spannung einen höheren Strom
>schalten kann

NEIN! Das haben wir doch nun schon X-mal durch!

> oder ist grundsätzlich bei 80mA Schluss

Ja.

> (Ob nun 5V LAmpe
>oder 24V Schütz??

Richtig, denn der Spannungsabfall am ULN ist im Wesentlichen UNABHÄNGIG 
vom Strom. Das ist nämlich kein einfacher ohmscher Widerstand, sondern 
die Sättigungsspannung eines Darlingtontransistors.

Mfg
Falk

Autor: *GAST* (Gast)
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@Spess: Danke, ich hatte die 1V völlig ignoriert und nicht bedacht, dass 
die ja im ULN "umgewandelt" werden. Dann ist auch klar, dass bei 500mA 
allein 0,5W Verlust sind.

Damit ist dann ein bisschen mehr geklärt und leichter verständlich.

Ist es denn so, dass bei 8xan jeweils nur 80mA, unabhängig von zu 
schaltender Spannung fließen darf?

Autor: *GAST* (Gast)
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Sorry, das sieht jetzt wie ein Doppelpost aus, ich hatte Spess 
geantwortet, und den Post von Falk Brunner nicht gesehen... ALso alles 
ok, ist klar.

Danke @ all! ;-)

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