Hallo liebe Elektroniker,
ich benutze die angehängte Schaltung um eine Signal auf Low-Active zu
prüfen. Die Schaltung funktionierte auch beim Laboraufbau, aber im Feld
ist die Diode D1 nun das zweite mal ausgefallen und zwar sperrt Sie
nicht mehr richtig.
Die Diode D1 ist in Wirklichkeit eine rb751v40 und der rechte Teil der
Schaltung ein ULN2803. Die Spannungsquelle V1 ist die Eingangsspannung
und hält sich im Normalfall zwischen 0-12V auf, natürlich kann jemand
auch mehr Spannung rauf geben, aber selbst dann sehe ich kein Grund,
dass die Diode defekt geht, oder übersehe ich eine Kleinigkeit?
Wenn der ULN größere Ströme schaltet, kann sich das Potential der
rechten Masse gegenüber der linken anheben und es kommt zu einem
Stromfluss durch D1, wenn die Eingangsspannung 0V ist (oder vielleicht
sogar negativ?).Spendiere D1 einen Serienwiderstand, der bei z. B. 2V
Potentialunterschied auf den maximalen Strom durch die Diode begrenzt.
Vorher solltest du aber mal messen, ob diese Potentialunterschiede beim
Schalten auch wirklich zustande kommen. Vielleicht liegt die Ursache
auch woanders.
das ist unnötig kompliziert und bei jedem spike der über die
Durchbruchsppannung geht ist die Diode hin.
In beigefügter Schaltung erkennt der MCU Pin selber Low, ohne
irgendwelches Gefriggel dazwischen.
D1+D2 sind bereits intern enthalten, das sind die parasitären Dioden der
Mosfet Ausgangsstufen.
R muß nur groß genug sein das bei der max. zu erwartenende Spannung der
zulässige Input Current nicht überschritten wird.
Kann wirklich hochohmig sein.
C bügelt nur die kurzen events weg.
Die TVS verhindert das die VCC, nach der ja abgeleitet wird, zu hohe
Werte annehmen kann.
Die ganzen Probleme mit der Vf der Diode fallen so weg.
Der Controller könnte so aber auch mit Strom versorgt werden, obwohl er
ausgeschaltet sein soll.
Alternativ deine ausgewählte Diode vom uC-Pin Richtung zu überwachender
Spannung in Reihe mit einem noch zu bestimmenden Widerstand. Dann den
uC-internen Pullup an diesem Pin aktivieren. So kann der uC nicht
versorgt werden.
Thorsten schrieb:> Die Schaltung funktionierte auch beim Laboraufbau, aber im Feld> ist die Diode D1 nun das zweite mal ausgefallen und zwar sperrt Sie> nicht mehr richtig.
Diode hat lt. DB 40V 30mA. Da scheint mir eine ungesunde Spannung
unterwegs zu sein oder ein mächtiges Masseproblem z.B. durch lockere
Verbindungen oder Ausgleichsströme zwischen Netzteilen? Da sollte man
mal den AUFBAU genauer ansehen. Die Lösung mit "Vorwiderstand zur
Strombegrenzung" behebt noch nicht die eigentliche URSACHE.
oszi40 schrieb:> Da scheint mir eine ungesunde Spannung> unterwegs zu sein
Spikes bis zu KV sind infield völlig normal.
Damit muß die Kiste umgehen können, was sie in der Originalbeschaltung
aber nicht kann.
Strombegrenzung ist Murks, weil die Rückwärts nichts abkann.
So weit kann man den garnicht begrenzen ohne dabei auch die Funktion zu
wegzubegrenzen.
Man muß der Energie der Spikes einen Pfad anbieten in denen die sich
entladen können. Da steckt ja nicht viel drin, aber um eine Diode mit
niedriger Vf rückwärts zu töten dazu reicht es allemal.
Michael K. schrieb:> Strombegrenzung ist Murks, weil die Rückwärts nichts abkann.
Stimmt. Deine Schaltung mit Anschlagdioden ist besser. Noch besser wäre
es, die URSACHE zu kennen, um das Übel schon an der Wurzel zu bekämpfen
und nicht noch weitere Fehlspannungen in die Logik-Stromversorgung zu
schleusen.
Vielen Dank für eure Antworten. Die einfache Clamping Diodenschaltung
möchte ich ungerne nutzen. Ich würde gerne weiterhin bei einem
Transistor zur Pegelwandlung festhalten, ausserdem muss die Hysterese
einstellbar sein.
Anbei hab ich eure Vorschläge aufgenommen.
Neu:
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R8 = Strombegrenzung für D1
C1 = mit R8 ein Tiefpass für Spikes
D4 = Reverse Polarityprotection
R7 = Zur Einstellung des Schaltpunktes
Habt Ihr noch weitere Tipps?
>Stimmt. Deine Schaltung mit Anschlagdioden ist besser. Noch besser wäre>es, die URSACHE zu kennen, um das Übel schon an der Wurzel zu bekämpfen>und nicht noch weitere Fehlspannungen in die Logik-Stromversorgung zu>schleusen.
Doch lieber die angefügte Schaltung? Zu R1 noch einen Widerstand gegen
Masse um den Schaltung variabel zu haben?
Finde besser zuerst die Ursache. Sonst sind alle Versuche mit weiteren
Bauelementen erstmal Glückssache. Wenn diese Elektronik im Feld
eingesetzt wird, willst du sowas nicht.
Ja, die Ursache zu finden wäre das Beste da gebe ich jedem Recht, aber
laut Tester hat er keine besondere Tests getätigt und die Schaltung lief
relativ lange ohne Probleme. Ich würde mich freuen, wenn Ihr noch ein
bisschen FMEA mit meiner letzten Schaltung mit mir betreibt, damit ich
keine weiteren Sachen übersehe.
Neu:
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R8 = Strombegrenzung für D1
C1 = mit R8 ein Tiefpass für Spikes
D4 = Reverse Polarityprotection
R7 = Zur Einstellung des Schaltpunktes
>Deine D1 ist in 5 Minuten wieder kaputt wenn Du 2 verschiedene Massen>hast.
Sollte eigentlich nicht auftreten, weil meine Schaltung und V1 aus dem
gleichen Netzteil betrieben werden, trotzdem würde ich auch diesen
Fehlerfall auffangen. Habt Ihr ein Tipp, wie?
Felix A. schrieb:> Finde besser zuerst die Ursache.
Die Ursache:
Thorsten schrieb:> im Feld
Feld steht für weitesgehend unbekanntes Terain in dem jede Menge Musik
unterwegs sein kann.
Fette E-Motore, Schweißgeräte, Trommelmühlen, Rüttler etc. pp.
Die Schaltung muß das abkönnen, egal was da draussen passiert.
Das kann die aber nur wenn positive und negative Spannungen peakströme
von mehreren Ampere in eine Schutzbeschaltung induzieren können die das
in Wärme verbrät ohne dabei draufzugehen.
Mach aus D4 eine TVS oder Z-Diode dann solltest Du ziemlich gut
geschützt sein. Blitzschutz ist das noch lange nicht, aber gegen den
gröbsten Kram reicht das.
D2 ist überflüssig.
Melde Dich wieder wenn D3 wegen des gleiches Problems stirbt, d.h. keine
interne Reversediode hat.
Thorsten schrieb:> Vielen Dank für eure Antworten. Die einfache Clamping Diodenschaltung> möchte ich ungerne nutzen. Ich würde gerne weiterhin bei einem> Transistor zur Pegelwandlung festhalten, ausserdem muss die Hysterese> einstellbar sein.>> Anbei hab ich eure Vorschläge aufgenommen.>> Neu:> ----> R8 = Strombegrenzung für D1> C1 = mit R8 ein Tiefpass für Spikes> D4 = Reverse Polarityprotection> R7 = Zur Einstellung des Schaltpunktes>> Habt Ihr noch weitere Tipps?
Deine D2 ist falsch angeschlossen. Da diese im ULN sitzt, wird sie
natürlich zwischen R1 und R7 angeschlossen. Damit sind 82kOhm und
100kOhm zwischen den beiden Massen.
@Felix:
>Deine D2 ist falsch angeschlossen. Da diese im ULN sitzt, wird sie>natürlich zwischen R1 und R7 angeschlossen. Damit sind 82kOhm und>100kOhm zwischen den beiden Massen.
Stimmt Danke. Ich hab das Schaltbild korrigiert. R7 und R8 bilden meine
Hysterese.
Die jetztigen 47k und 82k sollten trotzdem nicht D1 zerstören oder
verstehe ich dich nicht falsch. Ich könnte den ULN2803 gegen eine
diskrete Schaltung austauschen. Das Bauteil war mit in den Sinn
gekommen, weil ich weniger Bauteile bestücken wollte. Also lieber wie
das zweite Schaltbild aufbauen?
In Vorwärtsrichtung kann der Diode jetzt nur noch bei kV was passieren.
In Rückwärtsrichtung "könnte" die Spannung 40V überschritten werden. Das
hängt aber vom Verbund der beiden Massen (links und rechts) ab.
Ein Gesamtschaltplan würde natürlich mehr helfen, da dann besser zu
sehen ist, was mit welchem Teil vermascht ist.
Felix@
>In Vorwärtsrichtung kann der Diode jetzt nur noch bei kV was passieren.>In Rückwärtsrichtung "könnte" die Spannung 40V überschritten werden. Das>hängt aber vom Verbund der beiden Massen (links und rechts) ab.
In beiden Schaltungen, also auch mit ULN? Wie bist Du auf die 40V
gekommen?
Ich kann morgen nochmal den Gesamtschaltplan bzw. ein etwas detalliertes
Blockschaltbild.
40V ist die Peak Reverse Voltage, also das Maximum an Spannung, was die
Diode sicher sperrt. VRM, Datenblatt siehe erste Seite, Maximum Ratings.
Grund für die Vermutung, dass du mehrere verschiedene Massen hast, ist
die zerstörte Diode. Das kann nur passieren, wenn die rechte Masse ein
höheres Potential aufweist wie die linke Masse.
Da uns der gesamte Schaltplan aber unbekannt ist, ist das bisher nur
Vermutung.
Thorsten schrieb:> Ich kann morgen nochmal den Gesamtschaltplan bzw. ein etwas detalliertes> Blockschaltbild.
dabei wäre es auch wichtig zu sehen, wo ev. längere externe Leitungswege
liegen. Eventuell läßt sich das ganze auch über einen Optokoppler
einfacher und zuverlässiger (kiss) lösen?
>Du könntest D1 imho wirksam schützen indem Du D2 einfach weg lässt.
Ja, danke. Ich werde auf den ULN2803 als Levelshifter verzichten und es
diskret mit Transistor machen, wie im letzten Bild.
Ich kann mich erst am Freitag damit nochmal auseinander setzen um die
Ursache weiterzusuchen.
diode.png
(11 KB)
