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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik OP -Datenblatt: "Output Short Circuit Duration."


Autor: Opa1 (Gast)
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Hallo Freunde

Im Datenblatt des LM 358 steht :"Output Short Circuit Duration: 
Continous"
Das heißt doch, dass der Ausgang dauerkurzschlußfest sein soll, sowohl 
nach GRD, als auch nach VCC.
Testet man das, wird der OP heiß und dann findet man im Datenblatt als 
Fußnote: Shortcircuits from output to VCC can cause excessive heating 
and eventual destruction...
Ja, was denn nun,  duserkurzschlußfest oder nicht ?
Kennt jemand zufällig einen (ähnichen) SMD- OP, der wirklich 
dauerkurzschlußfest ist?

Danke mal!

Gruß Opa1

Autor: Jens G. (jensig)
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Du kannst den solange kurzschließen, wie du willst, nur darfst du andere 
Max. Ratings nicht überschreiten, wie eben die max. Chip-Temperatur bzw. 
Verlustleistung, die er bei einer bestimmten Temperatur umsetzen kann 
(Kühlung). So hat man das zu sehen.
Bei 5V z.B. wird wahrscheinlich noch nicht viel passieren, bei 36V 
dagegen vielleicht schon, wenn die 36V über den IC abfallen.

Autor: Jens G. (jensig)
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achja, wenn es deinen Fingern zu heis wird (> 50-60°C empfindet man das 
dann so langsam als heis), dann ist es dem Ic noch lange nicht zu heis - 
ist also alles relativ ;-)

Autor: mhh (Gast)
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Der Ausgangskurzschluss bezieht sich auf GND. Wenn Du Dir die 
Innenschaltung des LM358 anschaust, entdeckst Du auch den Grund, warum 
Kurzschluss gegen Vcc >15V problematischer ist. (gegen GND wird er durch 
Rsc und Q7 begrenzt, gegen Vcc nur durch die Ansteuerströme mal hfe)

Autor: Opa1 (Gast)
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Danke für Eure Antworten.
Wollte den LM358 als Pegelwandler von 5 V auf 24 V verwenden.
Das funktioniert ja ganz gut, bis auf diese Kurzschlußfestigkeit des 
Ausgangs.Hat Jemand eine Idee ?
Der Ausgang braucht nur 24 VDC max. 20 mA liefern, aber halt 
dauerkurzschlußfest...

Autor: mhh (Gast)
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Als Pegelwandler betrieben brauchst Du ja nicht viel Strom - 
Serienwiderstand am LM358-Ausgang einfügen.

Autor: mhh (Gast)
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Übersehen, 20mA sollen es sein. Dann ist der Serienwiderstand weniger 
geeignet.

Autor: Kai Klaas (Gast)
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>Ja, was denn nun,  duserkurzschlußfest oder nicht ?

Schalte doch mal dein Hirn ein: Die Situation für Ta =25°C und Ta=70°C 
ist doch völlig unterschiedlich! Was der LM358 bei 25° und Vcc <= 15V 
locker wegstecken kann, ist bei 70°C und Vcc = 32V eben problematisch.

Was erwartest du denn??

Eine einfache Möglichkeit die Kurzschlußfestigeit zu verbessern, ist die 
Verwendung eines Widerstands in Serie zum Ausgang. Das ist sowieso zu 
empfehlen, um den Ausgang von kapazitiven Lasten zu entkoppeln.

Auch in der Vcc-Leitung kann ein solcher Widerstand Wirkung bringen, 
dann aber möglichst in Verbindung mit einem RC-Glied, um die 
Betreibsspannungsentkopplung nicht zu verschlechtern.

Dieser Widerstand in Serie zum Ausgang oder zum Vcc-Pin bewirkt, daß der 
Kurzschlußstrom von 40mA dort einen Spannungsabfall verursacht, um den 
sich die am OPamp abfallende Spannung vermindert.

Beispiel: 220R ergibt 8,8V Spannungsabfall am Widerstand, der OPamp muß 
dann nur noch (Vcc-8,8V) x 40mA verkraften, anstatt Vcc x 40mA.

Kai Klaas

Autor: Kai Klaas (Gast)
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>Der Ausgang braucht nur 24 VDC max. 20 mA liefern, aber halt
>dauerkurzschlußfest...

Wie sieht konkret die Last aus?

Kai Klaas

Autor: Opa1 (Gast)
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Hallo Kai

Last ist der Eingang einer SPS . Die braucht zwar nur 7 mA bei 24 VDC.
Der Ausgang soll lediglich bei Falschanschluß gegen Zerstörung gesichert 
werden. Wahrscheinlich ist Dein Vorschlag mit Vorwiderständen geeignet.
Muß das mal durchrechnen, welche Vorwiderstände die SPS zuläßt, ohne 
dass ich Probleme mit den Logiklevel- Werten bekomme...

Autor: mhh (Gast)
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Opa1 schrieb:
> Wahrscheinlich ist Dein Vorschlag mit Vorwiderständen geeignet.

War zwar mein Vorschlag...

Bei 7mA dürfte genug Luft da sein, daß damit in einen ausreichend 
sicheren Bereich zu bringen.

Autor: Kai Klaas (Gast)
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Man könnte es auch mit einer steuerbaren Konstantstromquelle machen, 
wenn die Verlustleistung im Kurzschlußfall kritisch ist. Im 
Kurzschschlußfall wird hier nur 300mW im BD140 umgesetzt.

Die Schaltung erreicht am Ausgang allerdings nicht 24V, sondern nur 
knapp 23V, was für den Digital-Eingang der SPS aber nicht kritisch sein 
sollte.

Es ist die Eingangimpedanz der SPS mit 2k6 angenommen worden. Ist diese 
in Wirklichkeit deutlich geringer, mußt du den Ausgangsstrom der 
Schaltung durch Verkleinern von R1 erhöhen. Aber dann solltest du den 
BD140 kühlen.

Kai Klaas

Autor: Opa1 (Gast)
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Hallo Kai

Ja, das könnte man machen. Auch eine speichernde Sicherung zum 
Abschalten bei Überstrom wäre machbar, die dann durch Unterbrechung der 
Versorgungsspannung zurückgesetzt wird. Leider handelt es sich jedoch um 
ein fertiges Gerät, in sehr kleinem Gehäuse, das keinen Platz für 
weitere Bauelemente hat.
Bin immernoch auf der Suche nach einem 2 - fach OP in SO8 SMD- Gehäuse, 
mit eingeb. Kurzschlußsicherung und thermischer Überlastsicherung . 
Kurzschlußfest ist leicht zu haben , aber nur solange Pmax (meist < 
1000mW) nicht überschritten wird.-  Habe mir Polyswitches mal 
angeschaut, aber die gibt es erst ab ca. 100 mA.

Autor: mhh (Gast)
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Dann nimm einen TL082.

Autor: Opa1 (Gast)
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Hallo mhh

Ja, der wäre super, Gehäuse paßt .Er hat die übliche Kurzschlussicherung
an den Komplementär- Ausgangstransistoren mit den 30 bzw. 22 Ohm 
Stromfühlwiderständen. Bei "Output Short Circuit Duration" steht zwar 
"Continuous" ohne die übliche Fußnote mit dem Hinweis, daß jedoch die 
max. Verlustleistung zu beachten ist.

Bist Du sicher, daß der dann tatsächlich dauerkurzschlußfest ist ?

Autor: mhh (Gast)
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Durch Kurzschluss ist mir noch keiner abgeraucht.

Autor: Kai Klaas (Gast)
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>Bei "Output Short Circuit Duration" steht zwar "Continuous" ohne die
>übliche Fußnote mit dem Hinweis, daß jedoch die max. Verlustleistung zu
>beachten ist.

Schau noch mal genau in die Datenblätter von ST und TI. Da wirst du 
ebenfalls einen solchen Warnhinweis finden...

>Habe mir Polyswitches mal angeschaut, aber die gibt es erst ab ca. 100 >mA.

Been there, done that. Deshalb ist meine Stromquelle auf rund 13mA 
eingestellt...

Kai Klaas

Autor: Opa1 (Gast)
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Hallo Kai,

tja, da hast Du wieder recht: Im Datenblatt von ST ist dieser Hinweis.
Prinzipiell auch logisch, denn wo soll die Verlustleistung auch hin bei 
einem Kurzschluß des Ausgangs? Bei der Fülle von OPs, die es gibt müßte 
doch einer dabei sein, der auch thermisch gesichert ist ("Foltback", 
oder über eine interne Diode, die als Temperatur- Sensor geschaltet 
ist....)Oder bin ich mit dieser Anforderung so daneben , daß es sowas 
auf dem Markt tatsächlich nicht gibt?

Autor: mhh (Gast)
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So wie es aussieht, gibt es nichts perfektes. Wenn es eine OPV bleiben 
soll, dann den TL082 (wegen des geringeren Ausgangsstromes im Verhältnis 
zu anderen Typen) plus zusätzlicher Serienwiderstand zur Reduzierung der 
Verlustleistung im OPV.

Ansonsten bleibt nur ein Umstricken auf eine diskrete Lösung.

Autor: Opa1 (Gast)
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Hallo mhh,

"Durch Kurzschluss ist mir noch keiner abgeraucht."

Auch diese Deine Info war richtig : Habe mal gemessen: Bei Kurzschluß 
des Ausgangs fließen bei 24 VDC Betriebsspannung ca. 23 mA. Das sind 
dann ca. die 600mW , die das IC- Gehäuse verkraften kann.
Bleibt mir ein Rätsel, wie der Ausgang des LM 358 beim Anschluß an eine 
24 V SPS zerstört werden kann...

Autor: Kai Klaas (Gast)
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>Bleibt mir ein Rätsel, wie der Ausgang des LM 358 beim Anschluß an eine
>24 V SPS zerstört werden kann...

Was willst du denn damit sagen? Daß das schon passiert ist? Oder daß du 
davon gehört hast? Und was meinst du mit Anschluß an eine SPS? 
Überlicherweise bedeutet das ja nicht, daß das mit einem Kurzschluß des 
LM358 verbunden ist.

Kai Klaas

Autor: Opa1 (Gast)
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Hallo Kai

Das soll heißen, daß ein Sensor , der einen LM 358 als Ausgangsstufe hat 
(Verpolungsschutzdiode  und  TVS- Dioden eingebaut)und zum Anschluß an 
einen 24 VDC SPS- Eingang bestimmt ist, mit defektem Ausgang vom 
Anwender reklamiert wird.

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