Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Vergessene Sicherheitsdiode. Problem?


von Christian (dragony)


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Hallo,

in meiner Schaltung steuert ein ATtiny13a einen Transistor, welcher 20V 
schaltet. Jetzt ist mir leider erst viel zu spät eingefallen, dass der 
Transistor ja auch mal kaputt gehen kann. Wenn dann durch die Basis 20V 
zum ATtiny13 fliessen, ist das sicher nicht sehr gesund. Jetzt ist (zum 
Glück) dort noch ein serieller 1k Ohm Widerstand vorhanden. Es können 
also maximal 20mA in die MCU fliessen.

Meine Fragen:

1. Ist es üblich, dass man die Basis durch eine Diode absichert, oder 
geht man einfach mal davon aus, dass ein Transistor nicht in der Form 
kaputt geht, dass er plötzlich auf der Basis die 20V durchleitet?

2. Angenommen, es kommt doch vor. Es sind immerhin nur maximal 20mA, bei 
jedoch viel zu hohen 20V. Was passiert?

3. Wie sichert ihr solche Probleme ab?

: Bearbeitet durch User
von Magic S. (magic_smoke)


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Wenn der Transistor durchlegiert, gibt es idR einen glatten Durchgang 
auf allen drei Pins. Je nach Schaltung kommen also problemlos 20V aus 
der Basis.

Es sind bei 1K auch keine 20mA, sondern nur 15, weil der Strom über die 
Schutzdiode des AVR-Pins nach Vcc fließt, das sind wahrscheinlich 5V und 
somit stehen nur 15V am Widerstand. Der AVR-Pin kann 20mA nach Masse 
(aktiv low) ab, kein Problem.

Deine Schaltung sollte aber mehr als 15mA auf den 5V verbrauchen, 
ansonsten würden die 15mA die Spannung anheben bis sie von irgendwas 
verbraucht werden. Das könnte ein durchgebratener AVR sein oder 
irgendwas anderes an den 5V.

Wie ich sowas verhindere... Ich versuche meinen Schaltungen so 
auszulegen, daß sowas nicht passiert. Also genügend große Transistoren 
und etwas thermische Reserven. Eine H-Brücke von mir war beispielsweise 
stark genug, um eine Fehlsteuerung durch den Scheiß-IC HIP4081 zu 
überstehen. Dieser Kacktreiber meinte trotz gutem Layout gelegentlich, 
oberen und unteren Zweig zur gleichen Zeit zu öffnen (was er laut 
Datenbank eigentlich verhindern sollte) - mit dem Ergebnis, daß es ein 
Stück Batteriekabel verdampft hat. Die Brücke selber blieb unbeschädigt.

von Klaus (Gast)


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Christian S. schrieb:
> Jetzt ist mir leider erst viel zu spät eingefallen, dass der
> Transistor ja auch mal kaputt gehen kann.

Ist der Transistor kaputt, ist die die Platine kaputt und ab in die 
Tonne. Je mehr auf der Platine drauf ist, desto mehr wird weggeworfen.

MfG Klaus

von 好人 (Gast)


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magic s. schrieb:
> - mit dem Ergebnis, daß es ein Stück Batteriekabel verdampft hat.

Das Stück der Leitung, dass bei Überstrom verdampft, sollte an wohl 
definierter Stelle sitzen und wird üblicherweise als Sicherung 
bezeichnet ;-)

von Magic S. (magic_smoke)


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Ja, das war zuviel Vertrauen in die Schaltung. Es war eine Sicherung mit 
verdammt viel Ampere und Kunststoff-Ummantelung. 24V, zwei Autobatterien 
in Serie. Das Brückenkabel zwischen beiden machte bratz und war weg.

von MaWin (Gast)


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Christian S. schrieb:
> 2. Angenommen, es kommt doch vor. Es sind immerhin nur maximal 20mA, bei
> jedoch viel zu hohen 20V. Was passiert?

Nichts.

Die Pins halten 20mA Fehlstrom aus (sogar 40).
Aber der Srrom fliesst in die 5V. Wenn dort keine 15mA benötigt werden, 
steigt die Spannung. Über 7V könnte der uC kaputt gehen. Daher bauen 
manche eine 5V6 oder 6V8 Z-Diode von VCC nach GND hin.

von Christian (dragony)


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Zum Glück hatte ich bereits eine 5.1V Z-Diode eingebaut, um eine 
Fehlfunktion des LDOs abzufangen. Die kann das dann gerne mitauffangen. 
Danke für die Infos :)

: Bearbeitet durch User
von Dietrich L. (dietrichl)


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Christian S. schrieb:
> Zum Glück hatte ich bereits eine 5.1V Z-Diode eingebaut, um eine
> Fehlfunktion des LDOs abzufangen. Die kann das dann gerne mitauffangen.

5.1V wäre mit zu knapp, denn
- der LDO hat Toleranzen,
- die Z-Diode hat Toleranzen,
- die Z-Diode hat bei der Nennspannung schon einen Ruhestrom,
- und das alles ist auch noch temperaturabhängig.

Gruß Dietrich

von Schreiber (Gast)


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Christian S. schrieb:
> in meiner Schaltung steuert ein ATtiny13a einen Transistor, welcher 20V
> schaltet. Jetzt ist mir leider erst viel zu spät eingefallen, dass der
> Transistor ja auch mal kaputt gehen kann. Wenn dann durch die Basis 20V
> zum ATtiny13 fliessen, ist das sicher nicht sehr gesund. Jetzt ist (zum
> Glück) dort noch ein serieller 1k Ohm Widerstand vorhanden. Es können
> also maximal 20mA in die MCU fliessen.

In Anbetracht der geringen Kosten für einen Tiny13 und der geringen 
Ausfallwahrscheinlichkeit des Transistors wird eine Schutzschaltung 
vermutlich nicht lohnen.

von Peter D. (peda)


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Christian S. schrieb:
> Wenn dann durch die Basis 20V
> zum ATtiny13 fliessen, ist das sicher nicht sehr gesund.

In der Regel legiert die CE-Strecke durch, d.h. der Kollektor geht 
dauerhaft auf 0V.

Christian S. schrieb:
> Jetzt ist (zum
> Glück) dort noch ein serieller 1k Ohm Widerstand vorhanden.

Ein Basiswiderstand ist kein Glück, sondern notwendig. Sonst müßte der 
MC ja gegen 0,7V Ube ankämpfen.

Christian S. schrieb:
> 1. Ist es üblich, dass man die Basis durch eine Diode absichert

Nein.

von Schreiber (Gast)


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Peter D. schrieb:
> Christian S. schrieb:
>> Jetzt ist (zum
>> Glück) dort noch ein serieller 1k Ohm Widerstand vorhanden.
>
> Ein Basiswiderstand ist kein Glück, sondern notwendig. Sonst müßte der
> MC ja gegen 0,7V Ube ankämpfen.

Das geht . uchohne Basiswiderstand. Man kann auch den internen 
Pullup-Widerstand verwenden. Geht Problemlos, einfach den Pin als 
Eingang konfigurieren und den Pullup einschalten. Zum Ausschalten den 
Pin als Ausgang konfigurieren und auf Low setzen.

von Peter D. (peda)


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Schreiber schrieb:
> Man kann auch den internen
> Pullup-Widerstand verwenden.

Naja mit 0,1mA Basisstrom kommt man aber nicht weit.

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