ULN2803 brennt ab

OP Persönliche Seite #2529537
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Hi!

Ich habe das Problem, dass in meiner Schaltung die ULN2803 - aus für 
mich unerklärlichen Gründen - sterben.

Ich habe mal ein Prinzip-Schaltbild angehängt, vielleicht fällt euch was 
dazu ein. Die C´s rund um den Atmega und den Regler etc. sind vorhanden. 
das geht auch alles und da liegt auch nicht das Problem.

Die Lämpchen haben 60mA und werden über den Atmega per PWM gedimmt.

Manchmal passiert es dann, dass einzelne Ausgänge oder der ganze ULN 
leitend werden (Lämpchen also immer an).

Die 100uF sind eigentlich zu wenig, das ist bei der Last schon noch arg 
wellig. Kanns damit zusammen hängen?

Falls ihr noch Infos braucht...jederzeit.

Danke und Gruss,
Micha
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Gast #2529547
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>Die Lämpchen haben 60mA und werden über den Atmega per PWM gedimmt.

Dir ist bekannt das Lämpchen Kaltleiter sind?
Je dunkler du die machst desto mehr Strom geht
da durch wenn die PWM auf leiten schaltet.
Gast #2529557
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Außerdem haben die Glühwendeln je nach Lampe keine ganz kleine 
Induktivität die dann beim Ausschalten eine Spannungsspitze induziert 
die evtl. den Chip grillt.
Wenn du die Welligkeit der Versorgung messen kannst, scheinst du ja ein 
Oszi zu haben, schau dir mal die Spannung an den Ausgängen des ULN an ob 
da was merkwürdig ist.
OP Persönliche Seite #2529568
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..ausser dass meiner PWM im On-Zustand die 50Hz überlagert sind (wegen 
der unzureichenden Kapazität des Siebelkos) gibts nix 
aussergewöhnliches.

Gegen die Spannungsspitzen hat der ULN ja Freilaufdioden!?

Was zieht ein Lämpchen wenns als Kaltleiter niederohmig ist?
Der ULN schafft - wenn ich mich recht erinnere - 2,5W.
Kann ich mal messen.

Danke und Gruss,
Micha
#2529736
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@  hdd (Gast)

>Außerdem haben die Glühwendeln je nach Lampe keine ganz kleine
>Induktivität die dann beim Ausschalten eine Spannungsspitze induziert
>die evtl. den Chip grillt.

Jaja, was wäre die Welt ohne Urban Legends . . . 8-0
Wieviel nH kommen da zusammen? Wieviel nH haben die normalen Zuleitungen 
in der Schaltung. Ausserdem sind die Freilaufdioden angeschlossen.

Der ULN kann pro Kanal 500mA, wenn gleich nicht gleichzeitig. Selbst 
wenn man einen 10fachen Einschaltstrom zugrunde legt, so schnell killt 
es den damit nicht. Ich tippe auf falsch konfigurierte Ausgänge, die nur 
den shwachen Pull-Up einschalten. Damit läuft der ULN im quasi 
Linearbetrieb und raucht ab. Also Ausgänge im 1s Takt ein/aus schalten 
und mit dem DMM die Spannung messen. Die muss praktisch auf VCC sein, 
sonst stimmt was nicht.

MfG
Falk
Gast #2529778
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Es kann schon sein, dass die Lampen die Outs überlasten, im 
Einschaltmoment, was zum Defekt führen kann.
Die 500mA sind abs.max, nicht recom.max!
Vielleicht einfach n paar Rs davor setzen.
(Zu hohe PWM-f würde den allerdings auch (therm.) kaputt kriegen)
#2529901
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Tatsächlich, wie einen das Bauchgefühl täuschen kann....
Ob die 28R nun stimmen oder nicht, 10fach kleinerer Einschaltwiderstand 
stimmt jedenfalls im allgemeinen, das wären dann 40R. Selbst damit wäre 
der 2803 überlastet, wenn im Scheitelpunkt eingeschaltet wird, knappe 
700mA.
Ich ziehe mein obiges posting ersatzlos zurück :-)
Gast #2529911
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Mal eine andere Frage zum Originalen Schaltbild: Schaltet der UDN nicht 
zwischen seinen Ausgängen und dem Common? Sollte dann Common nicht eher 
an Gnd angeschlossen werden zu dem sie schalten sollten?
#2529962
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@  Muetze1 (Gast)

>Mal eine andere Frage zum Originalen Schaltbild: Schaltet der UDN nicht
>zwischen seinen Ausgängen und dem Common?

Nö.

> Sollte dann Common nicht eher
> an Gnd angeschlossen werden zu dem sie schalten sollten?

Nö, an Commons sind die Freilaufdioden dran.

Möglicherweise ist aber auch in Kurzschluss an einem ULN Ausgang gegen 
VCC.

28 Ohm sind bei knapp 30V am Gleichrichter schon heftig, 1A Puls. Wobei 
bei 100 Hz PWM die Dinger relativ schnell heiß sein sollten und dann im 
Pulsbetrieb nicht mehr kalt werden sollten, wenn gleich bei kleineren 
Tastverhältnissen die Strompulse dann wieder stärker werden. Hmmm. Muss 
man scheinbar doch bissel massiver bauen. IRF7103 ist dein Freund.

MFG
Falk
Gast #2529970
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Könnte man den Lämpchen nicht einen 40Ohm Vorwiderstand spendieren?
Das würde im kalten Zustand den Strom begrenzen, und wenn die Lämpchen 
warm sind sollte der Vorwiderstand kaum noch eine Rolle spielen.
Gast #2530086
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Selbst wenn die Driver den Einschaltstrom aushalten würden, wäre die 
Schaltung i.Allgem nicht vorteilhaft, eben weil der extrem hohe 
Einschaltstrom gar nicht erwünscht ist. Also müsste man Diesen schon 
begrenzen.
Was ist simpler als einfach nur ein R in die Lampen zu legen? (kostet 
gigantische 0,5 ct /Stck)
Der U-Abfall an dem liegt viell. bei ca 2V, was doch keinen stört.
Dann hat man die I-Begrenzung und der ULN-Driver geht auch.
(Selbst wenn man mit PWM die Lampen erst gezielt "hochfahren" wollte, 
hätte man das gleiche Problem mit dem Einschaltstrom).

Man könnte auch je Lampe 2 Driver spendieren. Einen mit R.V, Einen ohne 
R.V. Dann könnte man damit die Lampen "hochfahren". Allerdings droht 
dann bei einem Software-Fehler wieder ein Driver-Defekt. Oder man macht 
diese Umschalt-Stufe in Hardware.
Gast #2530227
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Checker schrieb:
> Lol, merkt denn hier keiner, daß Common nicht auf GND gehört?
> Der ULN grillt sich ja selbst.
> RTF Datenblatt.

Wenn du meine Frage und die Antwort gelesen hättest und oben auf dem 
Schaltbild nochmal die Augen aufmachst, dann siehst, dass dem nicht so 
ist. Klassisches Eigentor...
Gast #2530384
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>Lol, merkt denn hier keiner, daß Common nicht auf GND gehört?
>Der ULN grillt sich ja selbst.
Auch wenn Common auf GND wäre (bei brennenden Lampen), kann sich ein 
OC-Driver dadurch gerade nicht selbst grillen.
(Denke mal bei der Lampenschaltung kann man auf Common auch verzichten.)
Gast #2535447
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Der IRF710 ist nicht dein Ernst ?

700 Volt, 3.6 Ohm und 10V nötige Ansteuerspannung
sind hier völlig fehl am Platze.

Für 60mA Lämpchen reichen BS170, aber selbst wenn
man TO220 nimmt, wären IRLZ24 passender.


Ich gehe nach wie vor davon aus, daß nicht 8 60mA Lämpchen
den ULN2803 töten, sondern der Versuch eine zu schnelle PWM
mit ULN zu machen.
Gast #2535463
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Noch 100k von Gate auf Masse, um undefinierte Zustände während Reset, 
Programmierung o.ä. zu vermeiden. Kann man auch als Widerstandsarray 
ausführen.

Ggfs. ausserdem noch Freilaufdiode, falls auch mal induktive Lasten 
geschaltet werden sollten.
#2535910
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Hmm, bei 24 FETs würde ich mir dann langsam doch über Treiber gedanken 
machen - auch wenn Du nur mit 100 Hz schaltest.

Das Problem ist die maximale Stromstärke pro Atmega-Pin und für alle 
Atmega-Pins gemeinsam. Das Gate des FETs ist wirkt wie ein Kondensator. 
Wenn der FET aus ist und Du schaltest das Pin des Atmegas auf High 
fließt ein Strom um das Gate zu laden. Dieser Strom ist am Anfang das 
Maximum was der Atmega hergibt und wird dann schwächer. Dennoch 
überlastest Du das Pin des Atmegas kurzzeitig. Wenn Du ihm danach aber 
etwas Zeit bis zum nächsten Schaltvorgang zum Abkühlen gibst ist das 
kein Problem. Deshalb geht das bei langsamen Schaltvorgängen (z.B. 
Deinen 100 Hz) gut.

Wenn Du jetzt aber 24 von diesen FETs hast und davon mehrere 
gleichzeitig oder kurz hintereinander geschaltet werden, summieren sich 
diese Ströme und es bleibt keine Zeit zum Abkühlen mehr. Vermutlich 
grillst Du damit statt dem ULN jetzt den Atmega.

Schau also mal auf Treiber, ich nehm z.B. gerne den diskreten 
Treiber aus PNP/NPN-Pärchen, für Deine 100 Hz sollte es aber auch 
eigentlich einer mit nur einem NPN tun. Dafür kannst Du dann Deine 
Restbestände an ULNs nehmen ;)

Gruß,

Gerd
Gast #2536352
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> wieso sollte der ULN dann durch eine zu schnelle PWM kaputtgehen?

Weil der ULN langsam ist und die Transistoren nicht schnell genug 
schalten, also prozentual lange Zeit im Übergangsbereich sind, wo sie 
nicht in Sättigung leiten und nicht komplett sperren, sondern Strom UND 
Spannung an ihnen anliegt, und die hohen Verluste in Wärme umgewandelt 
werden.

Er ist quasi halb-leitend.
#2538955
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>Er ist quasi halb-leitend.

So entstanden die Halbleiter ....

@Micha ... (micha68) Benutzerseite
>Hier ein neuer Versuch mit ULN2068B und (bei Bedarf) Vorwiderstände im
>Ausgangszweig.

>Schaut ihr bitte mal drüber.

Bei einem 1,5A-Treiber sind die R's eigentlich nicht nötig. Andererseits 
kann das wohl die Lebensdauer der Lämpchen verlängern, wenn man hart 
ein- oder ausschaltet (also nicht PWM im höheren Frequenzbereich, 
sondern längere Taktzeiten)

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