Guten Morgen, ich habe ein 74HCT573 (8-fach Latch), von dem ich nur vier Kanäle benötige, aber dafür wäre etwas mehr Stromtragfähigkeit nett. Ist es möglich, jeweils zwei Kanäle parallelzuschalten, um statt 30mA maximalem Ausgangsstrom 50mA zu erlauben?
Walter T. schrieb: > ich habe ein 74HCT573 (8-fach Latch), von dem ich nur vier Kanäle > benötige, aber dafür wäre etwas mehr Stromtragfähigkeit nett. Ist es > möglich, jeweils zwei Kanäle parallelzuschalten, Ja, wenn sie möglichst gleichzeitig schalten, sonst ist es sinnlos. > um statt 30mA maximalem > Ausgangsstrom 50mA zu erlauben? Nicht wirklich. 30mA ist schon übertrieben hoch. Das ist an der Grenze zum Absolute Maximum Rating für Io. Da bekommst du auch langsam Probleme mit der Temperatur. Zuverlässigkeit und Lebensdauer deiner Schaltung sinken. Texas Instruments empfiehlt für seine HCMOS-Serie ein Io von +/- 5,2mA. Also ca. 1kOhm Last bei Vcc = 5V. Fazit: Nimm einen externen Transistor.
Walter T. schrieb: > Guten Morgen, > > ich habe ein 74HCT573 (8-fach Latch), von dem ich nur vier Kanäle > benötige, aber dafür wäre etwas mehr Stromtragfähigkeit nett. Ist es > möglich, jeweils zwei Kanäle parallelzuschalten, um statt 30mA maximalem > Ausgangsstrom 50mA zu erlauben? Nein. Auszug aus dem TI-Datenblatt:
1 | ±6-mA Output Drive at 5 V |
Hannes J. schrieb: > Ja, wenn sie möglichst gleichzeitig schalten, sonst ist es sinnlos. Es ist ein Latch und die Eingänge sollten parallelgeschaltet werden. Da können mir also "nur" noch Gatterlaufzeiten dazwischenkommen. Hannes J. schrieb: > Das ist an der Grenze > zum Absolute Maximum Rating für Io. Es geht um maximum rating. Im Nicht-Fehlerfall muß er max. 16 mA bei max. 0.5V aufnehmen. (Gibt es eigentlich eine gute deutsche Bezeichnung für "to sink 16 mA"?) Christian M. schrieb: > Nimm einen TPIC6273. Die Daten sehen gut aus. Leider weder bei Reichelt, Conrad noch CSD erhältlich. TPIC6B273N ist gut zu bekommen und damit eine Überlegung wert. Levin schrieb: > Auszug aus dem TI-Datenblatt: > > ±6-mA Output Drive at 5 V Ich lese im NXP-Datenblatt: ±35mA, SGS-Thompson auch.
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Walter T. schrieb: >> ±6-mA Output Drive at 5 V > > Ich lese im NXP-Datenblatt: ±35mA. Die +/-6mA beziehen sich auf korrekte Logikpegel unter worst case Bedingungen. Du willst wahrscheinlich LEDs oder ähnliches treiben, da braucht man nicht zwingend korrekte Logikpegel. Wenn man gleichzeitig 8x20=160mA aus dem IC zieht ist der zwar offiziell überfahren, praktisch geht das aber ohne große Probleme und ist für ein Bastelprojekt (worum es hier wahrscheinlich geht) vollkommen OK. Nicht jedes Projekt muss den allerpenibelsten Designrichtlinien entsprechen, das Allermeiste ist NICHT Luft- und Raumfahrt!
Falk B. schrieb: > Die +/-6mA beziehen sich auf korrekte Logikpegel unter worst case > Bedingungen. Ich finde auch im Texas-Instruments-Datenblatt die 6mA nirgendwo als Empfehlung oder Grenze. Nur als Meßbedingung zu Logikpegeln. Welchen Parameter meint ihr? Falk B. schrieb: > Wenn man gleichzeitig > 8x20=160mA aus dem IC zieht Ich will 4 x 16 mA ziehen, um über ein Kabel Optokoppler anzusteuern. Das sollte weit innerhalb der Spezifikationen liegen.
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Falk B. schrieb: > Walter T. schrieb: >>> ±6-mA Output Drive at 5 V >> >> Ich lese im NXP-Datenblatt: ±35mA. > > Die +/-6mA beziehen sich auf korrekte Logikpegel unter worst case > Bedingungen. Du willst wahrscheinlich LEDs oder ähnliches treiben, da > braucht man nicht zwingend korrekte Logikpegel. Wenn man gleichzeitig > 8x20=160mA aus dem IC zieht ist der zwar offiziell überfahren, praktisch > geht das aber ohne große Probleme und ist für ein Bastelprojekt (worum > es hier wahrscheinlich geht) vollkommen OK. Nicht jedes Projekt muss den > allerpenibelsten Designrichtlinien entsprechen, das Allermeiste ist > NICHT Luft- und Raumfahrt! Bei LED störts NOCH mehr. Denn dann hast du LOW=1V und HIGH =VCC-1V oder dergleichen. Dann ist der strom schon mal gescheit daneben. Man kann Logikgatter einfach nicht vernünftig als Treiber für höhere Ströme nehmen. Was, verdammt nochmal, hindert einen dran, einen Pobeligen Transistor hinzupappen? Ein 2N7002 ist nicht nur billiger und einfacher als ein Logikgatter, sondern kann auch problemlos 100mA treiben. Dazu liegt sowas Zuhauf in jeder Bastelkiste.
Walter T. schrieb: > Ich will 4 x 16 mA ziehen, um über ein Kabel Optokoppler anzusteuern. > Das sollte weit innerhalb der Spezifikationen liegen. Problemlos.
jemand schrieb: > Was, [...] hindert einen dran, einen Pobeligen Transistor > hinzupappen? Die benötigten Parameter des Ausgangs sind moderat. Low-Side-Schalter, max. 0.5V bei 16 mA, bis 200 kHz. Ob push-pull oder open collector ist egal. Aber ich brauche einen Ausgang, der üblen Bedingungen aushalten muß. Staub. Metallspäne. Heftige elektrostatische Aufladungen. Und 50V Versorgungsspannung. Ich versuche seit drei Wochen, einen vernünftigen Ausgangstreiber zu entwerfen, der das alles zuverlässig aushält. Ich komme auf keinen grünen Zweig. Also ist jetzt das Ziel, alle vorhergehenden Stufen hochohmig zu entkoppeln und den Ausgangstreiber zu sockeln. So hält sich zumindest der Schaden in Grenzen.
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> Texas Instruments empfiehlt für seine HCMOS-Serie ein Io von +/- 5,2mA.
Habt ihr bedacht das der 573 ein Bustreiber ist der etwas mehr Muskeln
hat wie eine 00er?
Olaf
Walter T. schrieb: > Ich lese im NXP-Datenblatt: ±35mA Absolute maximum rating. Der Strom kommt aus dem Ausgang freiwillig nicht raus. Damit der Strom fliesst, muss man ihn mit Gewalt von aussen in den Ausgang reinpressen, also durch eine Spannung ausserhalb von VCC und GND. Deine wasauchimmer LED wird maximal 20mA bekommen, und mit Pech nur 5mA. Abef ja: Parallelschaltung geht. Es gibt auch 74AC273.
Walter T. schrieb: > Die benötigten Parameter des Ausgangs sind moderat. Low-Side-Schalter, > max. 0.5V bei 16 mA, bis 200 kHz. Ob push-pull oder open collector ist > egal. Na dann sag das doch! > Aber ich brauche einen Ausgang, der üblen Bedingungen aushalten muß. > Staub. Metallspäne. Heftige elektrostatische Aufladungen. Und 50V > Versorgungsspannung. Das kann jeder 100V Transistor. Dazu eine ESD-Diode ala P6KExxx und gut. > Ich versuche seit drei Wochen, einen vernünftigen Ausgangstreiber zu > entwerfen, der das alles zuverlässig aushält. Ich komme auf keinen > grünen Zweig. Naja . . . > Also ist jetzt das Ziel, alle vorhergehenden Stufen hochohmig zu > entkoppeln und den Ausgangstreiber zu sockeln. So hält sich zumindest > der Schaden in Grenzen. Das ist die russische Variante. ESD-fest Ausgänge mit den eher einfachen Parametern sind kein Hexenwerk.
Falk B. schrieb: > Das kann jeder 100V Transistor. Bei 50V erst einmal: Ja. Zumindest, wenn er gerade nicht durchgeschaltet ist. Ansonsten verdampft er auch recht schnell. Und bei -50V stirbt er sofort. Gegen letzteres hälfe eine Diode, aber den P/N-Übergang kann ich mir nicht leisten, wenn ich bei 0,5V bleiben muß. Eine SMBJ5.0A klemmt auf -3,5...9,2V. Bei einem Bipolar-Transitor könnte ich mir einen Vorwiderstand von 30 Ohm leisten. 6W-Widerstände sind ganz schön groß, aber Polyfuses gehen von der Größe in Ordnung. Die 30 Ohm kann ich auf 2x 15 Ohm vor und nach der Klemmdiode aufteilen. Aber bei negativer Einspeisung nützt mir das auch immer noch wenig. So einfach ist es leider nicht.
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Walter T. schrieb: > Bei 50V erst einmal: Ja. Zumindest, wenn er gerade nicht durchgeschaltet > ist. Ja was soll das denn? Einen idiodensicheren, kurzschlußfesten Ausgang? >Ansonsten verdampft er auch recht schnell. Und bei -50V stirbt er > sofort. Nö, dort klemmt die Schutzdiode. Klar, wenn dort ein fettes Netzteil nachschiebt brennt auch die durch, aber wo hat man denn im Normalfall -50V? > Gegen letzteres hälfe eine Diode, aber den P/N-Übergang kann ich > mir nicht leisten, wenn ich bei 0,5V bleiben muß. Man schaltet die Schutzdiode antiparallel, dann muss die den Kurzschlußstrom tragen und es entsteht keinerlei zusätzlicher Spannungsabfall. > Eine SMBJ5.0A klemmt auf -3,5...9,2V. Bei einem Bipolar-Transitor könnte > ich mir einen Vorwiderstand von 30 Ohm leisten. 6W-Widerstände sind ganz > schön groß, aber Polyfuses gehen von der Größe in Ordnung. Die 30 Ohm > kann ich auf 2x 15 Ohm vor und nach der Klemmdiode aufteilen. Aber bei > negativer Einspeisung nützt mir das auch immer noch wenig. Kann es sein, daß du leicht paranoid bist? > So einfach ist es leider nicht. Vor allem wenn man immer den Teufel an die Wand malt. Was soll denn dieser Super-Ausgang in der Realität machen? Und warum glaubst du, daß dort ständig Verpolungs- und Kurzschlußgefahr lauert?
Walter T. schrieb: > Also ist jetzt das Ziel, alle vorhergehenden Stufen hochohmig zu > entkoppeln und den Ausgangstreiber zu sockeln. Sockel? Hallo? Das ist eine Kapitulation vor der Inkompetenz. Wer das tut, dem sollte jegliche weitere Tätigkeit als Entwickler verboten werden! Präzisiere bitte wenn möglich, was denn der Zweck der Sache ist, und wozu die 200kHz. Wenn man den Zweck kennt, kann man dir eventuell eine Lösung empfehlen. Wenn die Ansprüche an die Schaltfrequenz kleiner sind, gibts sowas: https://www.diodes.com/assets/Datasheets/ZXMS6004FF.pdf 200kHz kann der jetzt nicht, aber Kurzschluss- Überlast- und ESD-Schutz ist schon mal gegeben. High- und Lowsidetreiber gibt es viele, mit Schutz. Wenn deine Ausgänge nicht unbedingt 100% kurzschlussfest sein müssen, ist die Lösung eigentlich trivial: Ein kleiner FET (BSS138, 2N7002,...) mit einer ESD-Schutzdiode. Die hier sind recht kräftig: https://docs.rs-online.com/73d6/0900766b810f4edb.pdf Richtig platziert, sollten die so gut wie jeden ESD schlucken. Und sogar dicke Induktivitäten kannst du dann damit schalten. Und je nachdem wie deine Last aussieht, kann man die Kurzschlussfestigkeit eventuell auch noch anders hinbekommen- wie z.B. durch eine kurzschlussfeste + Leitung bei Low-Side-Treibern.
Falk B. schrieb: > Und warum glaubst du, daß > dort ständig Verpolungs- und Kurzschlußgefahr lauert? Walter T. schrieb: > Aber ich brauche einen Ausgang, der üblen Bedingungen aushalten muß. > Staub. Metallspäne. Heftige elektrostatische Aufladungen. Und 50V > Versorgungsspannung. Falk B. schrieb: > Was soll denn > dieser Super-Ausgang in der Realität machen? Walter T. schrieb: > Ich will 4 x 16 mA ziehen, um über ein Kabel Optokoppler anzusteuern. Ergänzung: Das Kabel kann im Betrieb und auch sonst abgezogen und angesteckt werden. Falk B. schrieb: > Kann es sein, daß du leicht paranoid bist? Leicht ja, aber nicht besonders. Falk B. schrieb: > Klar, wenn dort ein fettes Netzteil > nachschiebt brennt auch die durch, aber wo hat man denn im Normalfall > -50V? Hier. Naja es sind nur -42V (stabil), aber da sind -50V eher knapp als heftig überdimensioniert. jemand schrieb: > Wer das > tut, dem sollte jegliche weitere Tätigkeit als Entwickler verboten > werden! Ich bin kein Elektronik-Entwickler. Aber da ich auch keinen hilfreichen Elektronik-Entwickler finde, muß ich das wohl selbst machen. Die Randbedingungen sind fest. An keinem der Parameter läßt sich drehen. Ich brauche max. 200 kHz *). Ich brauche max. 0,5V bei 16mA. Ich muß mit heftigem ESD rechnen, sobald und während die Abdeckung des Steckers entfernt wird. Das ist Alltag. In seltenen Fällen (Doppelfehler) muß ich mit einer Fehleinspeisung von +/-50V bei fast unbegrenzter Stromtragfähigkeit ausgehen (dicker Ladekondensator). Das muß nicht unbegrenzt ausgehalten werden, aber der Schaden sollte begrenzt sein. *) an dem Parameter läßt sich noch eim ehesten drehen. Aber bei 100 kHz habe ich schon ordentlich Leistungseinbußen.
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Wer solche Anforderungen hat, sollte das Konzept überdenken. Das wird immer schwierig werden. Du brauchst einen Ausgang mit <32 Ohm, der gleichzeitig +-50V aushalten soll und 200kHz liefern können muss. Das klingt sehr ...abseitig. Machbar ist es schon. Man kann das trotzdem mit einem NMOS lösen. Den ESD-Schutz macht eine ESD-Diode, und den Strom muss man halt geeignet begrenzen. Man kann über PTC nachdenken, es gibt welche mit 10 Ohm beispielsweise, die sind dann eigensicher. Die könnten den Strom im für den NMOS ungefährlichen Bereich halten. Auch eine Sicherung kann gehen, wird aber schwierig auszulegen.
jemand schrieb: > Wer solche Anforderungen hat, sollte das Konzept überdenken. Ich baue ein Interface. Ich muß mit den Anforderungen leben, die von der angeschlossenen Maschine gegeben werden. jemand schrieb: > Man kann über PTC nachdenken, es gibt welche mit 10 Ohm beispielsweise, > die sind dann eigensicher. Kennst Du einen Produktnamen? Wenn ich "PTC" bei Reichelt & Co. in die Suchmaske eingebe, finde ich Widerstände, die hauptsächlich als Sensor gedacht zu sein scheinen. jemand schrieb: > Auch eine Sicherung kann gehen, wird aber schwierig auszulegen. Das wird schon beim Platzbedarf zu eng.
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Walter T. schrieb: > Ich baue ein Interface. Ich muß mit den Anforderungen leben, die von der > angeschlossenen Maschine gegeben werden. Naja, das ist schon SEHR heftig! Außerdem kommt es bei solchen Sachen regelmäßig zu Mißverständnissen und Fehlinterpretationen, gefolgt von Overengineering 8-0 > jemand schrieb: >> Man kann über PTC nachdenken, es gibt welche mit 10 Ohm beispielsweise, >> die sind dann eigensicher. > > Kennst Du einen Produktnamen? Er meint eine sellbstrückstellende Sicherung, genannt Polyfuse. https://de.rs-online.com/web/p/rueckstellende-sicherungen-smd/5177206/ > Das wird schon beim Platzbedarf zu eng. Und du als Hobby-Bastler meinst, das zu schaffen? Viel Glück!
Walter T. schrieb: > Kennst Du einen Produktnamen? Wenn ich "PTC" bei Reichelt & Co. in die > Suchmaske eingebe, finde ich Widerstände, die hauptsächlich als Sensor > gedacht zu sein scheinen. Sowas nennt man Polyfuse. Gibt es in verschiedenen Staerken https://www.reichelt.de/Rueckstellende-Sicherungen/2/index.html?ACTION=2&GROUPID=7658 https://www.digikey.com/catalog/en/partgroup/poly-fuse-0603l-series/10796 /------------------+------Polyfuse----- Ausgang -------| Mosfet | \ Transzorbdiode | | - - Das sollt alles aushalten. Kurzschluss durch die Polyfuse, verpolung und Ueberspannung durch die Transzorbdiode.
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Walter T. schrieb: > Ich baue ein Interface. Hi, ich machte das mal mit Analogschaltern und Hamlin-Relais. Walter T. schrieb: > Ich muß mit den Anforderungen leben, die von der > angeschlossenen Maschine gegeben werden. jemand schrieb: > Das wird immer schwierig werden. Du brauchst einen Ausgang mit <32 Ohm, > der gleichzeitig +-50V aushalten soll und 200kHz liefern können muss. > > Das klingt sehr ...abseitig. Was genau verlangt die "Maschine"? Wirklich +- 50 V Eingangspegel, welche Übertragungsgeschwindigkeiten, welche Leitungslängen zu überbrücken, welche Kabel. Welche Protokolle? Vielleicht gibt es schon SPS Lösungen mit Opto. Mehr Input nötig. ciao gustav
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Helmut L. schrieb: > Das sollt alles aushalten. Helmut L. schrieb: > /------------------+------Polyfuse----- Ausgang > -------| Mosfet | > \ Transzorbdiode > | | > - - > > Das sollt alles aushalten. Okay, das war mein erster Entwurf. Als Mosfet ein BSS 83P, TVS-Diode SMBJ5.0A (Klemmspannung -3,5...9,2V), Polyfuse RXEF010 (platzraubend, aber akzeptabel), oder MINISMDC 014. Durch die TVS-Diode wird die zulässige Gate-Source-Spannung von ±20V nicht überschritten. Vorwiderstand vor den BSS83P 3,3kOhm. Und jetzt habe ich vergessen, warum ich diesen Entwurf am Ende verworfen habe. Darüber muß ich noch einmal nachdenken. Falk B. schrieb: > gefolgt von > Overengineering Ich liebe Overengineering. Nachtrag: Ich finde nicht mehr heraus, warum ich den Entwurf beiseitegelegt habe. Würde er funktionieren?
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Nur mal als Denkansatz: Könnte man etwas mit dem galvanisch getrennten ADUM1400 machen? Der kann auch 20mA pro Kanal. Bis in den Mb Bereich. Ist 50V nur ein Hot Swap Problem, indem die Kabelverbindung Live abgezogen werden könnte und die 50V dann momentan über die Schnittstelle unkontrolliert fließen könnten und deshalb gefährlich werden? In diesen Fall könnte der AD1400 helfen. Damit schaffst Du klare Verhältnisse und unkontrollierte Strompfade könnten beim Abziehen oder Einstecken verhindert werden. Es ist sonst nicht anzunehmen, daß die 50V direkt an die Signalanschlüsse gelangen? Oder? Für eine Maschinenanwendung ist galvanische Trennung immer gut. Nur als Denkanstoß gemeint. Um mir wirklich ein genaues Bild machen zu können, wäre Information bezüglich der Maschine nnützlich und Umgebung der Elektronik.
Helmut L. schrieb: > Das ist aber ein P-Channel Mosfet! Ah, richtig. Und mir ist wieder eingefallen, daß beim Vorwiderstand von 3k3 der RC-Glied mit der Gatekapazität läppische 618 kHz Grenzfrequenz hat. Damit wird er nicht zügig durchschalten.
Walter T. schrieb: > Kennst Du einen Produktnamen? Wenn ich "PTC" bei Reichelt & Co. in die > Suchmaske eingebe, finde ich Widerstände, die hauptsächlich als Sensor > gedacht zu sein scheinen. Die hier fallen mir adhoc ein: https://www.murata.com/en-us/products/thermistor/ptc/prg#PRG18BC Die Spannung passt für dich aber nicht. Musst du selber suchen. Das läuft unter Polyfuse oder PTC for overcurrent protection, und diese gibts z.B. von Epcos, Murata, Bourns, Littlefuse. Bei Murata heißen die POSISTOR. Problem dabei: Polyfuses sind recht träge, bis die ansprechen, vergeht eine gewisse Zeit. D.h. du musst den PTC so aussuchen, dass er den Strom begrenzt, bis er anspricht. Dabei ist sicherzustellen, dass der PTC den größten Anteil der Verlustleistung abbekommt, damit er sich schneller erwärmt als der NMOS. Beispiel: Ein 22E-PTC. Im Fehlerfall (42V) fließen ungefähr 2A Der PTC bekommt 44W ab. Ein 2N7002 mit RDSon max. 5Ohm 10W, das wäre grenzwertig, könnte aber gehen. Ein AO3422 mit max. 210mOhm 0,42W, da können wir sicher sein, dass der FET überlebt. Auch PTC halten das nicht unbegrenzt oft aus. Einige hundert Male, dann ist er kaputt. Taugt also wirklich nur für Fehlerfälle. Achja: Der FET muss natürlich 42V auch aushalten, wenn er abgeschaltet ist. Du müsstest schon einen 60V-Typen nehmen. Ist aber kein Problem.
Wie wäre es mit einer optischen Steckverbindung? Man könnte einen DB25 dahingehend modifizieren, daß man IR Emitter und Transistoren so einbaut, daß die Datenverbindung optisch verbunden ist (Ähnlich wie beim Fluke RS232 galvanisch isolierten Daten Interface.
Gerhard O. schrieb: > Könnte man etwas mit dem galvanisch getrennten > ADUM1400 machen? Ich brauche keine galvanische Trennung. Die habe ich ja schon auf der anderen Seite. Gerhard O. schrieb: > Es ist sonst nicht anzunehmen, daß die 50V direkt an > die Signalanschlüsse gelangen? Unkontrollierte 50V direkt am Eingang sind ein Doppelfehler. Selten, aber nicht komplett auszuschließen. Deswegen geht es da nur um Schadensbegrenzung. Gerhard O. schrieb: > Wie wäre es mit einer optischen Steckverbindung? Dann brauche ich auf der Seite wieder ein Interface.
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Walter T. schrieb: > Ich baue ein Interface aha und da bist du nicht frei verpolsichere Stecker und Buchsen einzusetzen? Ausserdem gibt es Greatzbrücken die auch bei Verpolung immer den richtig gepolten Strom bringen, muss da 200kHz rüber? Du schreibst viel, aber etwas konkreter nicht in Bruchstücke braucht man schon. Ohne PLAN (im doppelten Wortsinne) wird das doch nix.
Walter T. schrieb: > Ich baue ein Interface. Ich muß mit den Anforderungen leben, die von der > angeschlossenen Maschine gegeben werden. Dann bin ich mir sehr sicher, daß du die Anforderungen nicht verstehst bzw. falsch interpretierst. Niemand macht sich das Leben schwerer als nötig. Auch nicht die Designer von Schnittstellen. Auch sind deine Angaben widersprüchlich. Einmal willst du 50V schalten mit maximal 0.5V Sättigungsspannung über dem Schalter. Dann wieder geht es um 16mA für Optokoppler. Und warum 200kHz? Die meisten Optokoppler haben Schaltzeiten im unteren µs-Bereich, liegen da also schon nah dran. Wenn du ernsthaft Hilfe suchst, dann beschreibe die Aufgabe. Und zwar so vollständig wie möglich. Bis jetzt hast du immer nur nach Verbesserungen für deine Lösungsideen gefragt. So wird das nichts. http://xyproblem.info/
jemand schrieb: > Achja: > Der FET muss natürlich 42V auch aushalten, wenn er abgeschaltet ist. Du > müsstest schon einen 60V-Typen nehmen. Ist aber kein Problem. Nachtrag: Deine Transzorbdiode hätte in dem Fall ebenfalls >42V und würde HINTER dem PTC sitzen. Sie ist nur für den ESD zuständig. Eie Transzorbdiode, durch die in Sperrichtung 2A fließen, wird sehr heiß. Und wir benötigen die Begrenzung auf 5V oder so nicht, weil FET für 60V nicht teuer sind. Eine Begrenzung auf <60V reicht hier also aus.
Walter T. schrieb: > Ah, richtig. Und mir ist wieder eingefallen, daß beim Vorwiderstand von > 3k3 der RC-Glied mit der Gatekapazität läppische 618 kHz Grenzfrequenz > hat. Damit wird er nicht zügig durchschalten. Warum machst du dann vor das Gate einen 3.3KOhm Vorwiderstand? Ein Mosfet braucht keinen Vorwiderstand, hoechsten ein paar Ohm um den Gatetreiber zu entlasten. Aber 3.3K sind eindeutig zu viel.
Walter T. schrieb: > Bei 50V erst einmal: Ja. Zumindest, wenn er gerade nicht durchgeschaltet > ist. Ansonsten verdampft er auch recht schnell. Und bei -50V stirbt er > sofort. Gegen letzteres hälfe eine Diode, Nein, eine Schmelzsicherung. Eine Diode hat schon jeder MOSFET. Walter T. schrieb: > Ich bin kein Elektronik-Entwickler. Aber da ich auch keinen hilfreichen > Elektronik-Entwickler finde, muß ich das wohl selbst machen. Klingt so ein bisschen als ob du uns alle für blöd hält. > Die Randbedingungen sind fest. An keinem der Parameter läßt sich drehen. Ah ja, wie bei RTL, knallharte Fakten. > Ich brauche max. 200 kHz *). Also ton = 2,5us. > Ich brauche max. 0,5V bei 16mA. Soll das RDSon-sein? RDSon=31 Ohm > Ich muß mit > heftigem ESD rechnen, sobald und während die Abdeckung des Steckers > entfernt wird. Das ist Alltag. "Heftig" ist keine vernünftige Spezifikation. > In seltenen Fällen (Doppelfehler) muß ich mit einer Fehleinspeisung von > +/-50V bei fast unbegrenzter Stromtragfähigkeit ausgehen (dicker > Ladekondensator). Das muß nicht unbegrenzt ausgehalten werden, aber der > Schaden sollte begrenzt sein. Dann wollen wir mal. MOSFET: Ohne alle Details zu prüfen, was aus dem Infineon / IRF Katalog ausgewürfelt: IRFS4710. 1 bis 2 Euro. Vdds = 100V RDSon_max = 14 mOhm Id = 75A Und für deine ominösen -50V Inversbetrieb, beim IRFS4710 ist die Body-Diode spezifiziert: Kontinuierlich: Is_max = 75A Puls: Ism = 300A Anders gesagt, das Ding kann invers was ab. Wenn dir das nicht reicht, kommt die schon erwähnte Schmelzsicherung zum Tragen. Als nominaler Wert könnte sogar 75A träge gehen. Ich würde aus Vernunftgründen, damit es bezahlbar bleibt und die Sicherung nicht zu exotisch wird, deutlich drunter bleiben. Ehrlich, wahrscheinlich brauchst du gar keine, aber du willst uns keine Daten über deine Kondensatoren verraten, daher ... Dazu ein passend ausgewählter fertiger MOSFET-Treiber (weil du keinen selber entwickeln kannst). So ab 50 Cent. Ok, wegen der Spannungsfestigkeit sagen wir mal 1 bis 2 Euro.
Walter T. schrieb: > ich habe ein 74HCT573 (8-fach Latch), von dem ich nur vier Kanäle > benötige, aber dafür wäre etwas mehr Stromtragfähigkeit nett. Ist es > möglich, jeweils zwei Kanäle parallelzuschalten, um statt 30mA maximalem > Ausgangsstrom 50mA zu erlauben? Ich mache oft so. Zwar ausgerechnet mit 74HCT573 noch nie gemacht. Aber mit 74VHC573 schon. Auch mit 74LVC14A, mit 74HC00 und mit 74HC132. Alles arbeitet wunderschön. Wenn ein paar Elemente in der Schaltung unbenutzt bleiben und etwas mehr Leistung erwünscht - wozu dann noch zusätzliche IC? Einfach unbenutze parallel schalten.
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Marten Morten schrieb: > Dazu ein passend ausgewählter fertiger MOSFET-Treiber (weil du keinen > selber entwickeln kannst). So ab 50 Cent. Ok, wegen der > Spannungsfestigkeit sagen wir mal 1 bis 2 Euro. Problem: Der braucht am Gate 8V und satte 80nC. Gegenvorschlag: http://www.aosmd.com/pdfs/datasheet/AO3422.pdf Der läuft mit 3V3, und die 2nC könnte ein µC noch aufbringen. Wir brauchen fallweise also keinen Gatetreiber. Die 55V sind etwas knapp, aber noch ausreichend. Er ist trotzdem noch kräftig genug, um im Fehlerfalll kurzzeitig ein paar A wegzustecken, wir können also mit Polyfuses arbeiten.
jemand schrieb: > . . . Die 55V sind etwas knapp, aber noch ausreichend. > Er ist trotzdem noch kräftig genug, um im Fehlerfalll kurzzeitig ein > paar A wegzustecken, wir können also mit Polyfuses arbeiten. Nee, 55V sind eindeutig zu knapp. Muss man nicht haben. Es gibt auch 'erwachsene' MOSFET mit 100V und geringem Qg: http://www.ti.com/general/docs/lit/getliterature.tsp?genericPartNumber=csd19534kcs&fileType=pdf
jemand schrieb: > Ein AO3422 mit max. 210mOhm 0,42W, da können wir sicher sein, dass der > FET überlebt. Der sieht auf den ersten Blick gut aus. Muß ich mal schauen, ob ich einen ähnlichen Typ finde, der bis 60V aushält, nicht zu groß und gut erhältlich ist. jemand schrieb: > Auch PTC halten das nicht unbegrenzt oft aus. Einige hundert Male, dann > ist er kaputt. Taugt also wirklich nur für Fehlerfälle. Das ist ja auch der Sinn der Sache. jemand schrieb: > Ein 22E-PTC. Im Fehlerfall (42V) fließen ungefähr 2A Jetzt fängt es an, interessant zu werden. Ich finde nur Polyfuses, die im Fehlerfall kurzzeitig 10A ziehen. Bei Reichelt und Mouser finde ich allerdings nichts unter diesem Namen. jemand schrieb: > Nachtrag: Deine Transzorbdiode hätte in dem Fall ebenfalls >42V und > würde HINTER dem PTC sitzen. > Sie ist nur für den ESD zuständig. Mit "hinter" meinst Du aus Richtung Ausgang nach dem PTC? jemand schrieb: > Eie Transzorbdiode, durch die in Sperrichtung 2A fließen, wird sehr > heiß Stimmt. Wobei in der Paarung TVS-Diode SMBJ5.0A und Polyfuse RXEF010 die zulässige Kurzzeitbelastung ja nicht überschritten wird. Auf Anhieb finde ich die Kombination FET, der 60V und kurzzeitig 10A aushält schwieriger zu finden. Wenn es gut erhältliche Polyswitches mit entsprechende niedrigem Fehlerstrom gibt, sieht die Sache natürlich anders aus. Vielleicht suche ich auch in der völlig falschen Kategorie. Die Polyswitches, die ich finde, haben R_min im 1,x-Ohm-Bereich und R_max um den Faktor 4 bis 6 darüber. Da der minimale Vorwiderstand hier aber um die 30 Ohm sein darf, ist der größte Widerstand, den der Polyswitch liefert, immer noch kleiner als das, was ohnehin erlaubt wäre. Gibt es vielleicht eine Kategorie mit größerem Rmin?
Da in der Zwischenzeit wohl einiges durcheinander gekommen ist, fasse ich hier noch einmal alles zusammen: Ich will ein mehrkanaliges Interface bauen. Hier geht es nur um den Ausgangsteil. Für jeden Kanal soll die Ausgangs-Schnittstelle bis zu 200 kHz über einen Low-Side-Treiber übertragen. Dabei ist es egal, ob der Low-Side-Treiber open-collector- oder push-pull-Ausgänge besitzt. Die Gegenseite benötigt low-Pegel von maximal 0,5 V und bis zu 16 mA, weil dort Optokoppler verbaut sind. Das Kabel ist maximal 2 Meter lang. Die Ansteuerung des Ausgangsteils erfolgt mit den üblichen 3,3-V-Pegeln, als Versorgungsspannung stehen 5 V und 3,3 V zur Verfügung. Die Verbindung wird auch im Betrieb ab- und angesteckt. Im einfachen Fehlerfall kann ein Kurzschluß gegen +5 V oder gegen Masse entstehen. Im Falle eines Doppelfehlers können bis zu ±50 V an diesem Ausgang mit nahezu unbegrenzter Stromtragfähigkeit anliegen. Beide Fehlerfälle können im Ein- als auch im ausgeschalteten Zustand entstehen. Einen Einfachfehler muß der Ausgang ohne Beschädigung aushalten. Ein Doppelfehler darf nur begrenzten Schaden bewirken, außerdem sollte dieser schnell diagnostizier- und mit begrenztem Aufwand behebbar sein. Begrenzter Schaden bedeutet insbesondere, daß eine Überspannung niemals zur Eingangsseite weitergeleitet wird. Die Umgebung ist sehr stark ESD-gefährdet (Zerspanung von Kunststoff). Eine Spannung nach einem der beiden ESD-Modelle kann nicht spezifiziert werden, weil keine Meßmittel vorliegen. Es zwirbelt ordentlich und sichtbare Funkenentladungen haben auch keinen Seltenheitswert. Verpolsichere Stecker sind vorgesehen. Das Interface benötigt nur 4,5 V. Eine zweite optische Trennung wäre möglich, aber ist vermutlich kontraproduktiv. -- Ich habe mehrere Ansätze überlegt und durchgerechnet, da es zu diesem Thema kaum Schaltungsvorschläge zu geben scheint. Am vielversprechendsten war bis jetzt der Ansatz, den Ausgangstreiber als austauschbares Teil vorzusehen und hochohmig vom Rest des Interfaces zu entkoppeln. Dazu bietet sich der Bus-Treiber 74HCT573 an, weil er als Latch eine Funktionalität bietet, die ich in der Schaltung ohnehin benötige. Daher rührt der Thread-Titel.
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Walter T. schrieb: > Die > Gegenseite benötigt low-Pegel von maximal 0,5 V und bis zu 16 mA, weil > dort Optokoppler verbaut sind. Das Kabel ist maximal 2 Meter lang. Die > Ansteuerung des Ausgangsteils erfolgt mit den üblichen 3,3-V-Pegeln, als > Versorgungsspannung stehen 5 V und 3,3 V zur Verfügung. Die Verbindung > wird auch im Betrieb ab- und angesteckt. Hier braucht man nicht so lange Diskussion. Optokoppler mit IR-LED bedeutet Vr~=1,2 Volt. Hier paßt 3,3 Volt so auch 5 Volt. 5 Volt finde ich besser, da erstens bei 5 Volt kann Logik-IC im Prinzip mehr Ausgangsstrom liefern und zweitens größere serielle Widerstand macht Kabellänge weniger empfindlich. 2 parallele Ausgänge von HCT573 machen die Arbeit problemlos. Eigentlich reicht auch 1 Ausgang mit etwas Überlastung, aber solange man noch freie Ausgänge hat...
Walter T. schrieb: > Verpolsichere Stecker sind vorgesehen. Das Interface benötigt nur 4,5 V. Und woher kommt dann die Paranoia der +/-50V?
Walter T. schrieb: > Die > Gegenseite benötigt low-Pegel von maximal 0,5 V und bis zu 16 mA, weil > dort Optokoppler verbaut sind. Inwieweit ist die Gegenseite gegen 50V Fehler geschützt? Wenn die Optos nicht dagegen geschützt sind, dann ist ein Schutz der Treiber Seite alleine nicht unbedingt ausreichend. Mein Gegenvorschlag hingegen wäre eine an der Maschine fest angeschlossene Zusatzschnittstelle, von Dir gebaut, die die 50V (Motor?) Versorgung schon von vornherein nach Versorgung und Kommunikation trennt und die besagten hypothetischen Fehlerfälle gar nicht erst aufkommen läßt und dann differentiale Treiber und Empfänger a la RS485 oder CAN mit Draht Paaren und Kabelabschirmung zu Deiner neuen Maschinenschnittstelle hin. Dann kann eigentlich nichts mehr passieren. Die ganzen bisherig diskutierten Schutzmaßnahmen sind alle irgendwie "unglücklich" und relativ aufwendig. Ich bin der Meinung, daß hier ein Paradigmenwechsel im Ansatz notwendig ist:-) Und sollten die RS485 Treiber doch abgestochen werden, nimm DIP8 Version und IC-Sockel zum leichten Austausch. Zwischen RS485 Eingängen nimm Widerstände um Fehlerströme zum Computer/uC zu begrenzen. Halte Dich übrigens von 75176 fern. Die halten sehr wenig aus. Nimm die modernen von LT und Co. Es gibt viele sehr robuste (moderne) RS485/RS422 Transceiver. Gegen Statik, von den Plastikteilen kommend, kannst Du Dich durch Kabelabschirmung und die üblichen ESD Maßnahmen (TVS...) helfen. PTCs sind problematisch in vieler Hinsicht und kein Allheilmittel. Ist nur meine Ansicht, ich will mich nicht wirklich aufdrängen und schwinge mich auf mein schnelles Pferd und reite Euch jetzt davon :-)
Maxim B. schrieb: > Optokoppler mit IR-LED bedeutet Vr~=1,2 Volt. Jein. Der Vorwiderstand ist auf der Gegenseite integriert, und die Interface-Spezifikation sagt mir, welche Spannung und Ströme mindestens zur Verfügung gestellt werden müssen. Damit sind die (etwas enger tolerierten) TTL-Pegel sowieso gesetzt. Für den Normalbetrieb reicht auch ein Ausgang ohne Überlastung. Überlastung habe ich erst im Fehlerfall, und durch Parallelschaltung habe ich immerhin nur noch Überlastung um den Faktor 1,5 und nicht mehr um den Faktor drei. Falk B. schrieb: > Und woher kommt dann die Paranoia der +/-50V? 42...48 V sind vorhanden. Sie sind am Stecker direkt daneben. Dieser Stecker wird ein- und ausgesteckt. Der Stecker ist nicht änderbar und sein Isolationskragen ist kürzer als 1 Millimeter. Daneben sind Metallspäne. Das Interface ist nicht hart geerdet, da an- und absteckbar. Jede vernünftige Risikoanalyse sagt: knapp ±50 V sind ein möglicher Fehler mit einer realen Eintrittswahrscheinlichkeit. Der Schaden kann auch sehr hoch sein, wenn die 50 V durch das Interface auf dem PC oder andere Teile durchschlagen. Um das zu wissen, braucht man keine vollständige FMEA. Also ist es sinnvoll, diesen Fehler schon im Vornhinein zu adressieren. Keine Ahnung, warum hier diese Risikoabschätzung die ganze Zeit infrage gestellt wird. Ich halte das für eine Basis-Vorgehensweise, selbst wenn man keinen Bock auf irgendwelche Formalismen wie FMEA und Co. hat.
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Walter T. schrieb: > Ich finde auch im Texas-Instruments-Datenblatt die 6mA nirgendwo als > Empfehlung oder Grenze. Nur als Meßbedingung zu Logikpegeln. Wenn du 6 mA aus einem Ausgang ziehst, dann garantiert dir TI, das der Spannungsabfall höchstens so groß wie angegeben ist. Wenn du mehr als 6 mA aus dem Ausgang ziehst, dann gibt es keine Garantie mehr, und der Spannungsabfall könnte so groß sein, dass für deine Last nicht mehr genug übrig bleibt. (Das typische Verhalten ist nicht ganz so schlimm, aber darauf kannst du dich nicht verlassen.)
Walter T. schrieb: > 42...48 V sind vorhanden. Sie sind am Stecker direkt daneben. Dieser > Stecker wird ein- und ausgesteckt. Der Stecker ist nicht änderbar und > sein Isolationskragen ist kürzer als 1 Millimeter. Daneben sind > Metallspäne. > > Das Interface ist nicht hart geerdet, da an- und absteckbar. > > Jede vernünftige Risikoanalyse sagt: knapp ±50 V sind ein möglicher > Fehler mit einer realen Eintrittswahrscheinlichkeit. Warum +/-50V? Du hast doch wahrscheinlich nur +48V und GND. Damit entfällt der Fehlerfall -50V. > Keine Ahnung, warum hier diese Risikoabschätzung die ganze Zeit infrage > gestellt wird. Weil du nicht der Erste wärst, der mit maximalem Tunnelblick maximales Overengineering betreibt. > Ich halte das für eine Basis-Vorgehensweise, selbst wenn > man keinen Bock auf irgendwelche Formalismen wie FMEA und Co. hat. Mag sein, aber alle anderen Leute hier kennen die REALEN Verhältnisse nicht und du hast sie dir auch nur kleckerweise aus der Nase ziehen lassen. Und warum muss man eine Steuerung immer wieder umstecken, vor allem wenn drum herum alles verdreckt ist?
Walter T. schrieb: > Vielleicht suche ich auch in der völlig falschen Kategorie. Die > Polyswitches, die ich finde, haben R_min im 1,x-Ohm-Bereich und R_max um > den Faktor 4 bis 6 darüber. Da der minimale Vorwiderstand hier aber um > die 30 Ohm sein darf, ist der größte Widerstand, den der Polyswitch > liefert, immer noch kleiner als das, was ohnehin erlaubt wäre. Gibt es > vielleicht eine Kategorie mit größerem Rmin? urata hat Widerstände als PTC. Wie die hier: https://www.murata.com/en-us/products/thermistor/ptc/prg#PRG18BC Wenn du da keine findest, sagt der gesunde Menschenverstand: Man schauebei den PTC, die bei niedrigen Strömen auslösen. Die müssen zwangsläufig hochohmiger sein. Die Widerstandswerte stehen in den Datenblättern. Kleine Bauformen sind schneller. Sicherungen gibt es auch noch. Was das ganze Thema angeht: Ob man das gegen 50V absichern muss, muss man schon auch wirtschaftlich betrachten. Das kostet Geld und Aufwand. Wenn der Kunde das fordert, und bereit ist, das zu bezalen, ist es nötig. Sonst ist es Geldverschwendung. Wir tun sowas hier nie. Wenn da 24V und 3V3-Signale auf einem Stecker sitzen, und da gibts einen Kurzen, ist der Kram hin. Weil niemand den Aufwand bezahlen will. Es gab aber auch bisher keine Probleme. Wahrscheinlich auch deshalb, weil wir uns bei der Steckerbelegung im Normalfall Gedanken machen. Da gehts halt dann so: 24V, GND, PWM... Dazu nimmt man im Normalfall "shrouded" Stecker (mit Plastikkragen drumrum, damit man das nicht falsch stecken kann). Die Erfahrung zeigt: Probleme gibt es damit nur sehr selten. ESD-Schutz haben wir aber schon. Besagte SMAJ zum Beispiel.
jemand schrieb: > Walter T. schrieb: >> Vielleicht suche ich auch in der völlig falschen Kategorie. Die >> Polyswitches, die ich finde, haben R_min im 1,x-Ohm-Bereich und R_max um >> den Faktor 4 bis 6 darüber. Da der minimale Vorwiderstand hier aber um >> die 30 Ohm sein darf, ist der größte Widerstand, den der Polyswitch >> liefert, immer noch kleiner als das, was ohnehin erlaubt wäre. Gibt es >> vielleicht eine Kategorie mit größerem Rmin? > > urata hat Widerstände als PTC. Murata heißt der Hersteller. Sorry. Keine Ahnung, wo das M Abgeblieben ist.
Walter T. schrieb: > Ich will ein mehrkanaliges Interface bauen. Hier geht es nur um den > Ausgangsteil. Für jeden Kanal soll die Ausgangs-Schnittstelle bis zu 200 > kHz über einen Low-Side-Treiber übertragen. Dabei ist es egal, ob der > Low-Side-Treiber open-collector- oder push-pull-Ausgänge besitzt. Die > Gegenseite benötigt low-Pegel von maximal 0,5 V und bis zu 16 mA, weil > dort Optokoppler verbaut sind. Und was heißt das konkret? Ich rate mal: die Empfangsseite ist die Kathode der LED eines Optokopplers, deren Anode über einen Vorwiderstand von ??? Ohm an einer Spannung von ??? Volt liegt. Mußmaßlich 5V und 220Ω? Und überträgst du die 5V eigentlich mit ans Gerät oder nicht? > Das Kabel ist maximal 2 Meter lang. Da wirst du mit 200kHz wenig Freude haben. > Im einfachen Fehlerfall kann ein Kurzschluß gegen +5 V oder gegen Masse > entstehen. Gegen GND ist egal. Gegen +5V erfordert Kurzschlußschutz auf der Treiberseite. Kann man relativ einfach erreichen, indem man die Ausgangsstufe als Konstantstromsenke für z.B. 50mA auslegt:
1 | .------o out |
2 | in o--330Ω--*--|E n-FET |
3 | | | |
4 | npn >|--* |
5 | |e | |
6 | | 15Ω |
7 | | | |
8 | GND GND |
Im Prinzip eine 2-Transistor Konstantstromquelle für 50mA. Bei 16mA fallen dann 240mV an den 15Ω ab, bleiben weitere 260mV für den FET. Im Kurzschlußfall fließen nicht mehr als 50mA. > Im Falle eines Doppelfehlers können bis zu ±50 V an diesem > Ausgang mit nahezu unbegrenzter Stromtragfähigkeit anliegen. "Unbegrenzt" ist ein starkes Wort. Bei ESD spricht man eher von Energiemengen. Im Normalfall stehen nicht mehr als 5V am Ausgang des Treibers. Eine dicke Transzorb für z.B. 10V kappt die Spannung in beiden Richtungen. Eine Polyfuse zwischen Transzorb und Ausgang begrenzt den Strom, falls nötig. Aber eine z.B. P6KE10 schafft einiges an Ableitstrom.
Also, wie ich das sehe, willst du eine simple Stromschnittstelle für deine Optokoppler. Da kann man TTL-Gatter parallel schalten, besser ist aber, einen "richtigen" Treiberbaustein dazu zu schalten. Und diese Leitung wird natürlich paarweise verdrillt und geschirmt ausgeführt. Dann hast du auch in Industrieumgebung an der Stelle Ruhe. Und ehrlich gesagt, +-50V neben 5V und TTL-Eingängen in einem so popeligen (verzeih) Stecker zu führen, würde ich mir nicht einfallen lassen :-) Hier kannst eigentlich nur eine "Opfer-Abschaltung" einbauen, die wirklich schnell ist! Oder du führst das wirklich als Opfer-Austauschmodul aus, was weder ich als dein Chef, noch ich als dein Kunde akzeptieren würde! Walter T. schrieb: > Ich bin kein Elektronik-Entwickler. Aber da ich auch keinen hilfreichen > Elektronik-Entwickler finde, muß ich das wohl selbst machen. Es stellt sich hier doch die Frage, wie du dann an so ein Ding gekommen bist :-) Trotzdem wünsche ich viel Erfolg! Rainer
Falk B. schrieb: > Du hast doch wahrscheinlich nur +48V und GND. Damit > entfällt der Fehlerfall -50V. Nur wenn GND an allen beteiligten Geräten hart geerdet sind. Selbst so ein popeliges Laptop-Netzteil ( https://www.reichelt.de/tischnetzteil-40-w-48-v-0-84-a-mw-gst40a48-p171050.html? ) kann Dir, wenn es blöd läuft, -48V auf den Schreibtisch geben. Zum Glück mit deutlich weniger Strom. Aber lassen wir das. Ich bekomme eh keinen überzeugt, der nicht überzeugt werden will, und danke für die Antworten oben bezüglich der Parallelschaltung der Gatter. Axel S. schrieb: > Und was heißt das konkret? Ich rate mal: die Empfangsseite ist die > Kathode der LED eines Optokopplers, deren Anode über einen Vorwiderstand > von ??? Ohm an einer Spannung von ??? Volt liegt. Das dürfte die Sache recht genau treffen. Den internen Aufbau kenne ich nicht, aber es ist davon auszugehen, daß es so aussieht. Axel S. schrieb: >> Das Kabel ist maximal 2 Meter lang. > > Da wirst du mit 200kHz wenig Freude haben. Ich komme auf 100 pF bei verdrillten Adern. Klingt für mich problemarm. Axel S. schrieb: > Im Prinzip eine 2-Transistor Konstantstromquelle für 50mA. Danke für den Tipp! Da muß ich doch direkt mal gegenrechnen, welche Spannungsfestigkeit damit erreichbar ist. jemand schrieb: > Ob man das gegen 50V absichern muss, muss man schon auch wirtschaftlich > betrachten. Das kostet Geld und Aufwand Muß ich nicht. Ich streite ja nicht ab, daß ich Overengineering gerne betreibe. Warum muß ich im Hobbykeller die Anforderungen an Kosteneffizient einhalten? Warum nicht mal "so gut, daß Du es nie verkaufen könntest" machen?
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Axel S. schrieb: > Im Prinzip eine 2-Transistor Konstantstromquelle für 50mA. Wenn ich das richtig verstehe, benötigt nur NPN keine besondere Spannungsfestigkeit. BC547 oder so reichen. Die ESD-Klemmdioden müßten so ausgelegt werden, daß die zulässige Leistung des FETs bei 50mA nicht überschritten werden. Der FET muß bei 5V-Klemmdioden nur 10V 1/4W abführen können. Da ist ein BS170 leicht überfordert, aber kurzzeitig hält er das aus. Zum testen reicht es. Eine negative Spannung von -3.5V dürfte er auch aushalten. Für Optokoppler, die weniger als 50 mA fordern (also alle) sinkt die Spannung einfach ab. Das sieht sehr, sehr gut aus. Mal schauen, wie es in der Realität aussieht.
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Walter T. schrieb: > Ich streite ja nicht ab, daß ich Overengineering gerne > betreibe. Warum muß ich im Hobbykeller die Anforderungen an > Kosteneffizient einhalten? Warum nicht mal "so gut, daß Du es nie > verkaufen könntest" machen? Und seit wann ist Hobbykeller Industrieumgebung?? Nur weil du da ein paar Motoren und vielleicht einen Kühlschrank laufen lassen kannst :-) Gruß Rainer
Walter T. schrieb: > Eine negative Spannung von -3.5V dürfte er auch aushalten. Obwohl: Tut er das wirklich? Welcher Parameter ist eigentlich dafür verantwortlich, welcher Strom über die Body-Diode fließt und welche negative Spannung der FET aushält?
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Bei allen FETs im SOT23-Format, bei denen ich das Datenblatt gesichtet habe, waren zur Body-Diode keine Angaben. Schade. Das schöne ist: Wenn ich mir das riesige DIL-20-Package sparen kann, wird beidseitig wieder jede Menge Leiterplattenplatz frei, so daß auch SOT223 geht. Die TSM900N06 kann locker die nötige Spannung und Ströme und mit der Gate-Threshold Voltage von 2.5V paßt das auch. Die Source-Drain-Diode hat einen Drop von 1,2V und kann 11A. Durch die 15 Ohm fließen dann 150 mA, was ein Widerstand im 1206-Package zumindest kurzzeitig aushalten kann. Nicht perfekt, aber besser als der ursprüngliche Plan. Zumindest wenn es funktioniert. Ich habe gerade keine N-Kanal MOSFETs in der Größe zum Testen da.
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Nachtrag: Ich habe die Rückwärts-Diode mit 15 Ohm Vorwiderstand jetzt einfach mal bei 3,7 V Spannung zwischen Source und Drain bei einem Exemplar getestet. Es fließen etwa 180 mA, d.h. an der Body-Diode fällt ziemlich genau 1 V ab. Der FET bleibt bei 180 mW auch bei gemütlicher Temperatur. Dem Widerstand geht es jetzt deutlich schlechter. Bis zum magischen Rauch habe ich ihn nicht gequält, aber das halbe Watt hat einen üblen Geruch erzeugt. Wenn das bei 2N7002 und Freunden ähnlich gut geht, ist die Stromquelle wirklich schon die passende Lösung. Vielen Dank für die hilfreichen Beiträge!
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Walter T. schrieb: > Es ist ein Latch und die Eingänge sollten parallelgeschaltet werden Was ist mit dem Zustand beim Einschalten der Stromversorgung? Der ist womöglich zufällig!
Stefan F. schrieb: > Was ist mit dem Zustand beim Einschalten der Stromversorgung? Der ist > womöglich zufällig! Das ist ein guter Punkt. Ich brauche den Output-Enable-Pin tatsächlich für die eigentliche Funktion nicht, und muß ihn nur wegen der Start-Sequenz anschließen. Um dafür keinen extra-Pin zu opfern, ist er momentan zum Reset-Eingang des LCDs parallelgeschaltet. Die Alternative wäre, alle Eingänge bis auf "Load" mit pull-downs zu versehen, damit direkt am Anfang ein korrekter 0-Pegel gelatcht wird.
>Im einfachen Fehlerfall kann ein Kurzschluß gegen +5 V oder gegen Masse >entstehen. Im Falle eines Doppelfehlers können bis zu ±50 V an diesem >Ausgang mit nahezu unbegrenzter Stromtragfähigkeit anliegen. Beide Wenn auch Späne für eine Kurzen zw. 50V und Ausgang sorgen können, dann liegen diese 50V auch an Deinen Optokopplern an, die dann sicherlich auch das Zeitliche segnen werden. Schon daran gedacht? >Ansteuerung des Ausgangsteils erfolgt mit den üblichen 3,3-V-Pegeln, als >Versorgungsspannung stehen 5 V und 3,3 V zur Verfügung. Die Verbindung Wie lastfest sind denn die 3,3V-Pegel? Vielleicht könntest Du pro Ausgang einen weiteren Optokoppler mit hohem Übertragungsverhältnis einsetzen, den Du direkt durch die 3,3V-Pegel antreibst (ohne den 74HCT573), und dessen Transistor einfach als OC-Ausgang den Optokoppler der Maschine antreibt. Der Transistor des neuen OC sollte dann natürlich für >50V ausgelegt sein, um zumindest im ausgeschalteten Fall die 50V zu überstehen (im eingeschalteten Zustand wird er es durch die entstehende Verlustleistung kaum überleben, auch als Konstantstromquelle, wie weiter oben vorgeschlagen (da müsste der Ausgangstransistor auch schon ein paar Watt vertragen und abführen können). Gegen -50V hilft eine dicke Clampdiode gegen Masse, was dann höchstens die 50V-Stromversorgung in den Himmel befördern könnte, wenn nicht kurzschlußfest. Aber sonst hätte diese Variante den Vorteil, daß sich keine Fremdspannungen/-ströme vom Ausgang ins Ansteuerhinterland durchmogeln können ...
Walter T. schrieb: > Walter T. schrieb: >> Eine negative Spannung von -3.5V dürfte er auch aushalten. > > Obwohl: Tut er das wirklich? Nein. Wieviel Spannung nachher tatsächlich am MOSFET abfällt, hängt vom Strom ab. Aber für 3.5V müssen das schon einige Ampere sein. Da macht es dann kurz "Puff" und der magische Rauch ist raus. > Welcher Parameter ist eigentlich dafür > verantwortlich, welcher Strom über die Body-Diode fließt und welche > negative Spannung der FET aushält? Die Body-Diode ist ein stinknormaler PN-Übergang. Bei einem MOSFET auf Si-Basis also wie eine Si-Diode. Flußspannung ca. 0.7V. Walter T. schrieb: > Bei allen FETs im SOT23-Format, bei denen ich das Datenblatt gesichtet > habe, waren zur Body-Diode keine Angaben Die Body-Diode hält ca. genauso viel Strom aus, wie die Drain-Source Strecke. Ist schließlich die gleiche Halbleiterstruktur. Walter T. schrieb: > Nachtrag: Ich habe die Rückwärts-Diode mit 15 Ohm Vorwiderstand jetzt > einfach mal bei 3,7 V Spannung zwischen Source und Drain bei einem > Exemplar getestet. Es fließen etwa 180 mA, d.h. an der Body-Diode fällt > ziemlich genau 1 V ab. Wie zu erwarten. Bei einem Kleinleistungs-MOSFET sind da auch noch Bahnwiderstände. > Der FET bleibt bei 180 mW auch bei gemütlicher > Temperatur. Ebenfalls zu erwarten. Strom mal Spannung eben. Die vorgeschlagene Transzorb würde eine negative Spannung auf ca. 0.7V begrenzen. Zumindest wenn man die (gebräuchliche) unidirektionale Variante verwendet.
Jens G. schrieb: > Wenn auch Späne für eine Kurzen zw. 50V und Ausgang sorgen können, dann > liegen diese 50V auch an Deinen Optokopplern an, die dann sicherlich > auch das Zeitliche segnen werden. Schon daran gedacht? Ja. Dann sind die Optokoppler hinüber. Der Fehler wird leicht diagnostizierbar und lokal begrenzt sein. Und wahrscheinlich auch mit begrenztem Aufwand reparabel. Also sind alle obigen Forderungen erfüllt. Axel S. schrieb: > Die vorgeschlagene Transzorb würde eine negative Spannung auf ca. 0.7V > begrenzen. Vorgeschlagen wurde P6KE. Die hat, genau wie die P6SMB, eine maximale Vorwärtsspannung von 3,5 V.
Walter T. schrieb: > Axel S. schrieb: >> Die vorgeschlagene Transzorb würde eine negative Spannung auf ca. 0.7V >> begrenzen. > > Vorgeschlagen wurde P6KE. Die hat, genau wie die P6SMB, eine maximale > Vorwärtsspannung von 3,5 V. Bei 100A. Wieviel Strom fließt denn nun wirklich?
Axel S. schrieb: > Wieviel Strom fließt denn nun wirklich? Wie führt man bezüglich des Maximalstroms eine solide Abschätzung durch? Maximalstrom des Ladekondensators mit ESR und Leitungswiderstand als RC-Glied betrachten (dann paßt die Größenordnung), oder gibt es dafür sinnvolle Richtlinien?
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Man o man, wird hier der Zuender einer Atombombe konstruiert...
Helmut L. schrieb: > Man o man, wird hier der Zuender einer Atombombe konstruiert... Gerüchten zufolge hat Oppenheimer den Schaltplan für seinen Zünder nach dem Morgenkaffee auf dem Lokus auf ein Stück Klopapier gezeichnet. Das waren noch Experten, da brauchte man nicht viel zu labern und zwei Wochen ein Forum zuzuspammen.
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Hätte Oppenheimer in einem Forum fragen müssen, hätte er sich wahrscheinlich dreißig Mal hintereinander mit der Frage beschäftigen müssen, ob das Dingen wirklich eine derart hohe Strahlendauerbelastung aushalten muß, weil das in gängigen Anwendungen völlig unüblich sei. Wohl dem, der Experten vor Ort hat, die er fragen kann und die sich dessen bewußt sind, daß niemand die Expertise in allen Domänen hat. Das Manhattan-Projekt muß für die Beteiligten eine großartige Erfahrung gewesen sein, wenn man der Biographie Feynmans Glauben schenkt. Die Konstantstromquelle von oben funktioniert als Konstantstromquelle ganz hervorragend. Sobald eine Last in Form einer einer LED angeschlossen ist, versorgt sie diese mit konstantem Strom und läßt sich von einer PWM am Kollektor des BC546 nicht im geringsten beeindrucken. Ohne Last ist die PWM am Ausgang zu sehen.
Meinst du nicht das die Schaltung falsch gezeichnet ist? Q3 tut da gar nichts (weil Gate auf GND liegt) und ist damit fuer alle Zeiten gesperrt. Cyblord -. schrieb: > Gerüchten zufolge hat Oppenheimer den Schaltplan für seinen Zünder nach > dem Morgenkaffee auf dem Lokus auf ein Stück Klopapier gezeichnet. Das > waren noch Experten, da brauchte man nicht viel zu labern und zwei > Wochen ein Forum zuzuspammen. Leider konnte ich nicht in seinen Little Boy reinschauen vor 4 Wochen im Londoner Imperial War Museum. Alle Deckel zugeschraubt. Sonst haette ich ein Foto davon gemacht.
Helmut L. schrieb: > Meinst du nicht das die Schaltung falsch gezeichnet ist? Hm...man kann das Asci-Bild auch anders interpretieren. Dann wäre es ein klassischer Stromspiegel (?), wenn beides Bipolar-Transistoren wären. Klingt auf jeden Fall sinnvoll und ist einen Versuch wert. Warum dann ein FET und keine zwei Bipolar-Transistoren? Und wie verhält sich ein Bipolar-Transistor verpolt?
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Walter T. schrieb: > Dann wäre es ein > klassischer Stromspiegel (?), wenn beides Bipolar-Transistoren wären. Noe, dann waere die Basis deines Q3 mit dem Emitter verbunden => er sperrt. Walter T. schrieb: > Und wie verhält > sich ein Bipolar-Transistor verpolt? Wenn man Emitter und Kollektor tauscht. Er funktioniert weiter als Transistor nur mit sehr schlechter Stromverstaerkung, Nennt man Inversbetrieb.
Wenn ein Bipolar-Transistor verpolt die gleiche Spannung wie vorwärts aushält, ist ein Stromspiegel mit zwei Bipolartransistoren vielleicht schon die Lösung. Muß ich mal im Laufe des Tages ausprobieren.
Walter T. schrieb: > Wenn ein Bipolar-Transistor verpolt die gleiche Spannung wie vorwärts > aushält, ist ein Stromspiegel mit zwei Bipolartransistoren vielleicht > schon die Lösung. Muß ich mal im Laufe des Tages ausprobieren. Tut er nicht. Die BE-Diode kann weniger Sperrspannung ab als die BC-Diode. Die BE-Diode bricht schon bei rund 7V durch.
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Helmut L. schrieb: > Meinst du nicht das die Schaltung falsch gezeichnet ist? > Q3 tut da gar nichts (weil Gate auf GND liegt) und ist damit fuer alle > Zeiten gesperrt. > Sehe ich genau so. Anbei die 2-Transistor-KSQ, wie ich sie kenne.
Helmut L. schrieb: > Die BE-Diode bricht schon bei rund 7V durch. Das reicht mir. 3,5V reichen mir, solange der Transistor sperrt. Dann wird die KSQ mit zwei Bipolar-Transistoren der nächste Versuch. Bernd K. schrieb: > Anbei die 2-Transistor-KSQ, wie ich sie kenne. Danke! Das nenne ich sauber bildbearbeitet. Und wenn ich mir das Ascii-Bildchen von oben anschaue, paßt das auch deutlich besser zusammen. Die ASCII-Schaltpläne sind echt nicht mein Ding. Die KSQ, wie Du sie gezeichnet hast, funktioniert auf Anhieb mit 200 kHz mit einer (kurz angeschlossenen) LED als Last. Mit dem invertierenden Charakter kann ich gut leben. Die Variante mit dem Stromspiegel mit zwei Bipolar-Transistoren funktioniert auch mit 200 kHz zufriedenstellend, neigt aber zum Klingeln. Hier hilft dann die Kapazität der ESD-Diode und sorgt für Ruhe, leider aber auch für verschliffene Taktflanken *). Also teste ich nochmal die KSQ, diesmal mit zwei Bipolar-Transistoren. *) Verschliffene fallende Flanke. Die aufsteigende Flanke ist ja ohnehin verschliffen, da eine P6SMB immerhin 3nF auf die Waage bringt.
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Nachtrag: Ich denke, ich bin jetzt auf einem grünen Zweig. Getestet wurde eine KSQ und ein Stromspiegel mit jeweils zwei BC546 und eine KSQ mit der Kombination BC546/BS170. Der Stromspiegel ist ausreichend schnell für 200 kHz, die KSQ mit zwei BC546 verfälscht ab 20 kHz den Tastgrad erheblich. Beide erlauben +50V Fehleinspeisung und sind Kurzschlußfest. Beide erlauben (noch nicht getestet) -3,7 V Gegenspannung. Das hat den angenehmen Nebeneffekt, daß ich keinen Widerstand mehr zwischen Treiber und TVS-Diode benötige. Die KSQ mit BC546/BS170 ist ausreichend schnell, erlaubt aber "offiziell" keine negative Drain-Spannung. Bei einer TVS-Diode P6SMB 5.0V sind die Flanken bei allen heftig verschliffen. Bei der 30V-Version sieht das aber gut aus (die Kapazität sinkt mit der Durchbruchspannung). Also stehen die Zeichen für den Stromspiegel. Der ist leider die Variante mit der höchsten Stromaufnahme, aber damit kann ich leben. Es steht noch der Praxis-Test aus und auch der Test auf die negative Fehlspeisung, aber ich bin optimistisch. Der BC 847 BS ist bei Reichelt erhältlich und sollte genau das richtige Bauteil für den Zweck sein. Später kommt dann der BC 846 BS dran. Danke für die hilfreichen Antworten!
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Nachtrag: Ich habe oben vergessen, die Schaltung anzuhängen
Walter T. schrieb: > Nachtrag: Ich habe oben vergessen, die Schaltung anzuhängen Nicht gut, Stromspiegel macht man nur wenn die beiden Transistoren auf dem gleichen Chip sitzen. Mit nicht gepaarten Transistoren unterschiedlicher Temperatur funktioniert das nicht. Ausserdem was soll das bringen? Dadurch wird deine Schaltung nicht Bulletproof.
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Ich bin jetzt auch mal dazu gekommen, das ganze am Kabel zu testen. Auf der Gegenseite ist eine rote LED mit 330 Ohm Vorwiderstand (auf der +-Seite). Das Kabel sind 2,5m CAT5e, nicht-verdrillte Adernkombination, die anderen Adern offen. Das Oszillogramm zeigt den Spannungsverlauf am Vorwiderstand, die Masseschleife hat die komplette Kabellänge. Für einen absoluten Worst-Case sieht das nicht schlecht aus. Helmut L. schrieb: > Nicht gut, Stromspiegel macht man nur wenn die beiden Transistoren auf > dem gleichen Chip sitzen. Habe ich momentan nicht da. Kommt aber. Helmut L. schrieb: > Dadurch wird deine Schaltung nicht Bulletproof. Welcher Fehler kann mir jetzt noch in die Suppe spucken?
Helmut L. schrieb: > Mit nicht gepaarten Transistoren > unterschiedlicher Temperatur funktioniert das nicht. Man kann das nachbessern: zwischen Emitter und Basis je ein Widerstand, auf dem ca 0,1 - 0,3 Volt bleibt, macht die Schaltung auch mit einzelnen Transistoren möglich.
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Walter T. schrieb: > die KSQ mit zwei BC546 verfälscht ab 20 kHz den Tastgrad > erheblich. Mich stört eigentlich nur der BS170. Damit die Schaltung auch oberhalb von 20kHz den Tastgrad nicht nennenswert verfälscht, könnte man noch einen 300R Widerstand, zum Ausräumen der Basis-Emitterkapazität von Q2, einbauen. Falls die Ausräumströme einen ungewollten Spannungsfall am 15R Widerstand erzeugen, kann der 300R Widerstand auch direkt an die B-E-Strecke von Q2 gelötet werden.
Maxim B. schrieb: > macht die Schaltung auch mit einzelnen > Transistoren möglich. Mir gefallen gerade die PBSS4160DS und die PHPT610030NK ganz gut. Insbesondere letzter könnte die Verlustleistung von dauerhaft anliegenden +50V mühelos abführen und benötigt trotzdem nur moderat Platz. Aber ich bin tatsächlich gerade noch am Sichten erhältlicher Doppeltransistoren. Ach Du grüne Neune schrieb: > [Schaltungsvorschlag] Schade, jetzt habe ich gerade die KSQ wieder zerlegt. Deinen Schaltungsvorschlag probiere ich morgen in Ruhe aus. In dieser Form müssen die Transistoren aber auch sauber thermisch gekoppelt sein, oder?
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Walter T. schrieb: > In dieser Form müssen die Transistoren aber auch sauber thermisch > gekoppelt sein, oder? Nein. Es handelt sich ja nicht um einen Stromspiegel. Jeder Transistor arbeitet brav für sich allein.
Ach Du grüne Neune schrieb: > Walter T. schrieb: >> die KSQ mit zwei BC546 verfälscht ab 20 kHz den Tastgrad >> erheblich. > > Mich stört eigentlich nur der BS170. Den würde ich da auch nicht nehmen wollen. Nicht wenn das ganze mit 3.3V H-Pegel gesteuert wird. Da muß ein LL MOSFET rein, der für 2.5V U_gs spezifiziert ist. Und bei 200kHz sollte man auf eine geringe Gateladung achten. Wobei ich da nach wie vor skeptisch bin. Das müssen schon sehr schnelle Optokoppler auf Empfängerseite sein, wenn da eine PWM(!) bei 200kHz drüber laufen soll. > Damit die Schaltung auch oberhalb > von 20kHz den Tastgrad nicht nennenswert verfälscht, könnte man noch > einen 300R Widerstand, zum Ausräumen der Basis-Emitterkapazität von Q2, > einbauen. Was soll das groß bringen, wenn da ein CMOS-Treiber davor hängt? R114 funktioniert doch in beide Richtungen. Und ich würde durchaus bei einem MOSFET für Q2 bleiben. Die 300Ω für R114 sind auch nicht in Stein gemeißelt. Ist halt ein Kompromiß. Im Normalbetrieb bleibt Q1 ja gesperrt, da gehen auch 10Ω. Man muß nur sehen, daß man im Kurzschlußfall, wenn Q1 den Ausgangsstrom runterregelt, den Treiberausgang davor nicht überlastet.
Walter T. schrieb: > die KSQ mit zwei BC546 verfälscht ab 20 kHz den Tastgrad > erheblich. Mach je eine kleine Schottkydiode parallel zu C-B eines jeden Transistors, und zwar in derselben Polarität wie der PN-Ubergang zw. C und B. Das sollte die Sättigung der Transistoren vermeiden, und damit Ausschaltchaltzeiten wesentlich verbessern.
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Ich mußte jetzt doch nochmal probieren. Der Widerstand zwischen Kollektor und Emitter von Q1 hat die Situation deutlich verbessert. Dann noch ein RC-Glied mit 2,2nF und nochmal 300 Ohm über R114 und das Abschaltverhalten sieht regelrecht gut aus. Ohne den erstgenannten Widerstand sieht es aber mit dem RC-Glied dann kaum noch schlechter aus. Axel S. schrieb: > Und ich würde durchaus bei einem > MOSFET für Q2 bleiben. Mir ist der Bipolar-Transistor sympathischer. Einfach weil er die -3,5V verträgt, ohne auf nicht-spezifiziertes Verhalten zu bauen. Und weil ich dann keinen 15-Ohm-Widerstand überlasten muß.
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