Horido,
kann mir maljemand einen Denkanstoß geben, wie ich 1,2V für einen FPGA
redundant erzeugen kann?
Der FPGA stellt leider eine sehr hohe genauigkeit an die 1,2V, warum ich
auch nicht einfach zwei netzteile mit Dioden Entkoppeln kann.
Danke für die Hilfe
Hannes
Hannes schrieb:> kann mir maljemand einen Denkanstoß geben, wie ich 1,2V für einen FPGA> redundant erzeugen kann?
Wieviel Strom brauchst Du denn? M.W. arbeitet der LM317 ab 1,2V.
Harald Wilhelms schrieb:> Hannes schrieb:>>> kann mir maljemand einen Denkanstoß geben, wie ich 1,2V für einen FPGA>> redundant erzeugen kann?>> Wieviel Strom brauchst Du denn? M.W. arbeitet der LM317 ab 1,2V.
Könnte knapp werden. Die Referenzspannung kann sich (lt. Datenblatt)
zwischen 1.2 und 1.3V bewegen, in der Praxis aber nie unter 1.25V.
Das heißt, die 1.2V schaffst du nur mit viel Glück. Oder mit einer
negativen Hilfsspannung (die aber dann auch wieder stabilisiert werden
muß).
ich schrieb:> Könnte knapp werden. Die Referenzspannung kann sich (lt. Datenblatt)> zwischen 1.2 und 1.3V bewegen, in der Praxis aber nie unter 1.25V.> Das heißt, die 1.2V schaffst du nur mit viel Glück. Oder mit einer> negativen Hilfsspannung (die aber dann auch wieder stabilisiert werden> muß).
Ich glaube das driftet am Thema vorbei, aber danke ;)
LDOs gibt es für diesen Bereich, etwa LT3022. Den gibt es z.B. mit fixen
Ausgangsspannungen von 1.2, 1.5 und 1.8 V. Evtl. kommst du ja mit
Schottky-Dioden hin.
Hannes schrieb:> Ich glaube das driftet am Thema vorbei, aber danke ;)
Warum am Thema vorbei? Das verstehe ich jetzt nicht.
Harald hatte den LM317 vorgeschlagen und die Referenzspannung des LM317
ist nun mal die minimal mögliche Ausgangsspannung. Und wenn diese meist
über 1.25V liegt, kriegst du auch keine 1.20V stabilisiert.
Marian B. schrieb:> LDOs gibt es für diesen Bereich, etwa LT3022
Danke, aber es geht mir um das koppeln von Netzteilen, nicht um die
Netzteile selber.
Ich muss zwei unterschiedlich ausgelegte Ntezteile mit der selben
Ausgangsspannung verwenden. Wenn eine ausfällt (warum auch immer) muss
die ander nahtlos bereit stehen.
Die 1,2V dürfen hierbei aber nur max von +/-50mV von 1,2V weg liegen,
warum ich eben keine Dioden einfach mit einkoppeln könnte.
Ein Regler dessen Feedback hinter der Diode gezogen wird sollte
funktionieren. Man muss nur einen finden der mit der etwas krummen
Charakteristik klarkommt.
Max D. schrieb:> Ein Regler dessen Feedback hinter der Diode gezogen wird sollte> funktionieren. Man muss nur einen finden der mit der etwas krummen> Charakteristik klarkommt.
Wenn die Netzteile getrennte GNDs haben, sollte folgendes funktionieren:
Diode in der Masseleitung des Netzteils platzieren, GND vom 3-Pin-Regler
auf die Geräteseite der Diode.
Was soll mit dem anderen (ausgsfallenen) Netzteil passieren, wenn es
1.2V in den Ausgang gespeist bekommt?
Also einfach parallelschalten. Falls die Netzteile leicht
unterschuedliche Ausgangsspannungen haben, versorgt das mit der höheren
Spannung das Fpga.
Also der Ausgang jedes Netzteils hat eine Crowbar und eine
Schmelzsicherung,so das bei Überspannung und/oder Überlast die
"Sicherung" durch geht.
Vor jedem Netzteil sitzt auch eine Sicherung, so das auch diese bei
Überlastung trennt.
Hannes schrieb:> Horido,>> kann mir maljemand einen Denkanstoß geben, wie ich 1,2V für einen FPGA> redundant erzeugen kann?
Welches Fehlerbild willst du genau mit der Redundanz umgehen?
Befürchtest du einen Ausfall des Schaltreglers, oder einen Ausfall der
Primärspannung?
* Wenn ersteres: warum genau befürchtest du das? Die Teile sind in der
Regel ziemlich langlebig, mit einer geeigneten Überdimensionierung und
der Verwendung externer Schalttransistoren kann man ein vorzeitiges
Ableben recht zuverlässig verhindern.
* Fehler (außer durch äußere Einwirkung bedingte) treten gemäß der
Badewannenkurve auf. Stecke deine Schaltung drei Tage bei 100°C in den
Ofen und betreibe sie dort. Wenn sie dann noch funktioniert, wird sie
das lange tun.
* Sorge dafür, dass die Temperatur deiner Bauelemente gering bleibt. Die
Arrhenius-Gleichung ist ziemlich unbarmherzig, die Fehlerquote steigt
exponentiell mit der Temperatur.
* Wenn es doch unbedingt sein muss: 2V (oder etwas weniger) über
getrennte Regler erzeugen und über Dioden zusammenführen. Von dort aus
kannst du dann mit einem LDO die eigentliche Ausgangsspannung erzeugen.
Der LDO ist dann zwar ein Single Point of Failure, aber das ist dein
(weitaus komplexerer und damit auch fehleranfälligerer) FPGA auch.
Besorge dir mal die SN29500 und schmökere darin.
Wenn das System tatsächlich so kritisch ist, dass die
Versorgungsspannung auf keinen Fall ausfallen darf, solltest du auch
über einen redundanten FPGA nachdenken. In der Regel genügt aber eine
(unabhängige!) Überwachung der Versorgungsspannung, die bei Fehlerfällen
den Reset zieht.
* Primärseitig kannst du natürlich die Diodenlösung verwenden.
Fazit: Zuverlässigkeitsanalyse & Co ist ein ziemlich hartes Brot. Es
bringt aber wenig, nur einzelne Elemente zu betrachten. Definiere, was
genau dein System in einen unsicheren Zustand bringen würde (nicht "FPGA
tut nicht", sondern "Roboterarm fährt über die Begrenzung hinaus"). Auf
dieser Basis kannst du dann deine Anforderungen ableiten.
Die ASIL-Level der ISO geben dir einen Anhaltspunkt für die zulässigen
Restfehlerwahrscheinlichkeiten. Null Fehler gibt es nicht.
Max
Oliver R. schrieb:> Es dürfte einfacher sein, die Redundanz vor der Spannungsregelung zu> machen. Oder willst Du die unbedingt auch doppelt haben?
Ja, will ich!
Max G.
Ein ausfall der Primärspannung wird nicht befürchtet, sondern das mir
die "Regler" Sterben. Mein Problem ist, das es im bereich von höheren
Temperaturen (plus Verlustleistung) und ionisierender Strahlung
verwendet wird...
Wie wärs mit 2 parallelen Flyback Wandlern zur Versorgung? Diese sollte
auch keine Überspannung am Ausgang liefern, wenn der Transistor
durchlegiert. Und am besten noch eine Sicherung in Serie zur Primär und
Sekundärspule.
Hannes schrieb:> das es im bereich von höheren> Temperaturen (plus Verlustleistung) und ionisierender Strahlung> verwendet wird...
Jetzt mal ganz direkt gefragt: Was bringt dich zu der Annahme, daß unter
ionisierender Strahlung ein Regler ausfällt (oder ausfallen kann), aber
der andere nicht?
Hannes schrieb:> sondern das mir> die "Regler" Sterben. Mein Problem ist, das es im bereich von höheren> Temperaturen (plus Verlustleistung) und ionisierender Strahlung> verwendet wird...
Dann: Möglichst einfach, möglichst große Strukturen:
LM317 geht schon in die Richtung:
Beitrag "Re: Bild eines Silizium-Wafers gesucht"
Im Vergleich zu deinem FPGA ist das fast Handgeschnitzt, der ist schon
tausendmal kaputt, bevor dem Spannungsregler das erstemal messbar die
Ausgangsspannung entgleist.
Du könntest deine zwei Spannungen zwar vermutlich per FET, Suchwort:
"Ideal Diode", etc. ohne großen Spannungsabfall zusammenschalten. ABER:
Mos-FETs sind sehr viel Strahlungsempfindlicher als z.B Bipolare
Transistoren oder normale Dioden.
Einfach weil die Gate-Isolation leicht kaputtgeht.
Hannes schrieb:> Oliver R. schrieb:>> Es dürfte einfacher sein, die Redundanz vor der Spannungsregelung zu>> machen. Oder willst Du die unbedingt auch doppelt haben?>> Ja, will ich!>> Max G.> Ein ausfall der Primärspannung wird nicht befürchtet, sondern das mir> die "Regler" Sterben. Mein Problem ist, das es im bereich von höheren> Temperaturen (plus Verlustleistung) und ionisierender Strahlung> verwendet wird...
Also im Bereich functional safety?
Dann sind Dioden eher ungeeignet.
Warum?
Weil Du im Normalfall nicht herausfinden kannst, ob die Dioden noch
funktionieren. So könnte eine bereits komplett leitend oder
durchgebrannt sein und Du würdest es nicht merken. Du hast die Redundanz
also schon verloren und weisst es nicht.
Im Bereich Flugzeugavionik macht man die Umschaltung gerne mit Relais.
Eine Band Gap Referenz macht doch so um die 1,23V. Die braucht man nur
noch mit einem OP als Spannungsfolger und Leistungstransistor zu
verstärken, und davor macht man halt sein ganzes Netzteilgedönse.
Ein FPGA in ionisierender Strahlung und du sorgst dich um die Regler ?
Wenn der FPGA eine Schutzhülle kriegt, dann steckt die Regler mit rein,
wenn nicht, dann hast du ganz andere Probleme...
Max D. schrieb:> Ein FPGA in ionisierender Strahlung und du sorgst dich um die Regler ?> Wenn der FPGA eine Schutzhülle kriegt, dann steckt die Regler mit rein,> wenn nicht, dann hast du ganz andere Probleme...
Man sollte sich bei Halbleitern um äußere Einflüsse gar nicht so große
Gedanken machen. Denn in integrierten Halbleitern herrschen schon von
selbst Feldstärken, die die höchsten in der Elektronik überhaupt sind. 5
Megavolt pro Meter. Das gibts nicht mal in der Energietechnik.
Häsch Define schrieb:> Max D. schrieb:>> Ein FPGA in ionisierender Strahlung und du sorgst dich um die Regler ?>> Wenn der FPGA eine Schutzhülle kriegt, dann steckt die Regler mit rein,>> wenn nicht, dann hast du ganz andere Probleme...>> Man sollte sich bei Halbleitern um äußere Einflüsse gar nicht so große> Gedanken machen. Denn in integrierten Halbleitern herrschen schon von> selbst Feldstärken, die die höchsten in der Elektronik überhaupt sind. 5> Megavolt pro Meter. Das gibts nicht mal in der Energietechnik.
Das stimmt so nicht. In entsprechender Höhe wirst du die Effekte sehen.
Dann kippen im RAM bits oder im FPGA eben die Konfiguration. Google dazu
"SEU" oder http://en.wikipedia.org/wiki/Single_event_upset.
Interessant sind dazu auch die Papers von Microsemi, die u.A. aus diesem
Grund Flash-FPGAs anbieten.