Kann diese Schaltung den 74HC132 killen?

[Gerald K. (geku)]

Was könnte die Ursache für den Ausfall des 74HC132 sein?

Der Baustein dürfte thermisch überlastet worden sein.

Danke für Tipps.

LG GEKU

[Einer (Gast)]

Na, was passiert wohl, wenn Du den Poti auf "0-Ohm" drehst???

[Gerald K. (geku)]

Einer schrieb:
> Na, was passiert wohl, wenn Du den Poti auf "0-Ohm" drehst???

Das wird's wohl sein. Der Ausgang des HC123 arbeitet dann hart gegen den 
10nF Kondensator. Es wäre besser gewesen dem Poti einen Vorwiderstand zu 
verpassen.

[Mani W. (e-doc)]

Gerald K. schrieb:
> Es wäre besser gewesen dem Poti einen Vorwiderstand zu
> verpassen.

1K wäre angebracht...

[Gerald K. (geku)]

Mani W. schrieb:
> 1K wäre angebracht...

Ich habe im DB gesehen, dass der maximale Ausgangsstrom maximal +/- 20mA 
sein darf. Die Begrenzung durch den Ausgangswiderstand reicht wohl nicht 
aus.

Ich werden die 1k einbauen. Danke!

[georg (Gast)]

Gerald K. schrieb:
> Was könnte die Ursache für den Ausfall des 74HC132 sein?

Eine weitere Möglichkeit: der Kondensator ist aufgeladen und du nimmst 
die Stromversorgung weg - dann wird er über den Eingangspin entladen.

Georg

[my2ct (Gast)]

Gerald K. schrieb:
> Was könnte die Ursache für den Ausfall des 74HC132 sein?

Neben dem Poti könnte auch die Beschaltung der nach rechts ins Nirwana 
führenden Leitung zum Problem beitragen.

Ist es eigentlich so schwierig, ein Schaltbild zu zeigen, das auch für 
einen Außenstehenden alle relevanten Informationen enthält?

[Gerald K. (geku)]

my2ct schrieb:
> Ist es eigentlich so schwierig, ein Schaltbild zu zeigen, das auch für
> einen Außenstehenden alle relevanten Informationen enthält?

Nein, vielleicht gibt es noch ein paar gute Anregungen.

[Georg M. (g_m)]

IC2 wird warm, IC1 aber nicht, richtig?
Und wird er auch ohne T4 warm?

Welche Frequenz hat der Oszillator?

[Ach Du grüne Neune (Gast)]

Die GS-Kapazität von T4 könnte auch noch belastend wirken, auch wenn es 
nur wenige kHz sind! Man könnte noch 330 Ohm Widerstände an den 
Ausgängen von IC2c und IC2d schalten, aber dann könnte der 74HC132 auch 
direkt die H-Brücke treiben. T3 und T4 können dann entfallen.

[Gerald K. (geku)]

Georg M. schrieb:
> Welche Frequenz hat der Oszillator?

Er sollte auf die Resonanzfrequenz des Signalgebers von 3 bis 4kHz 
abgestimmt werden.

Georg M. schrieb:
> IC2 wird warm, IC1 aber nicht, richtig?

So ist es.

Georg M. schrieb:
> Und wird er auch ohne T4 warm?

Muss ich mir noch ansehen. Zuerst ich IC2 tauschen und den Vorwiderstand 
zum Poti einbauen.

[Dieter (Gast)]

Bei den 74XXxxxx sollte man sich die interne Ausgangsbeschaltung ansehen 
und auf altes Wissen vom letzten Jahrtausend zurückgreifen. Kleiner Tip, 
mal gaaaanz langsam von 0 bis Vss die Spannung am Eingang die Rampe hoch 
und runter fahren lassen. Die Frequenz der Pulse immer mehr erhöhen. Den 
Strom am Versorgungspin messen. Oder es findet jemand den Thread aus den 
letzten zwei Jahren dazu.

[Gerald K. (geku)]

Ach Du grüne Neune schrieb:
> T3 und T4 können dann entfallen

Der Schmitt-Trigger IC2 wird mit 3,3V betrieben, die H-Brücke mit 5V.

T3 und T4 (ZXM61N02FTA) verwende ich als Pegelkonverter damit T6 und T7 
(Si1551) auch wirklich gesperrt werden können. Die Gatespannung muss 
zum Sperren von T6 und T7 über 4V liegen.

[Ach Du grüne Neune (Gast)]

Dieter schrieb:
> mal gaaaanz langsam von 0 bis Vss die Spannung am Eingang die Rampe hoch
> und runter fahren lassen.

Ja, aber Schmitt-Trigger Eingänge sind ja eigentlich für schwellende 
Spannungen ausgelegt.

[Ach Du grüne Neune (Gast)]

Gerald K. schrieb:
> Der Schmitt-Trigger IC2 wird mit 3,3V betrieben, die H-Brücke mit 5V...

Ach soo, ok jetzt sehe ich das auch.

[Gerald K. (geku)]

Dieter schrieb:
> Kleiner Tip,
> mal gaaaanz langsam von 0 bis Vss die Spannung am Eingang die Rampe hoch
> und runter fahren lassen

Der 74HC132 ist ein Schmitt-Trigger. Ich kenne das Innenleben leider 
nicht.
Laut Diagramm (s. 74HC132) sollte die Ausgangsspannung nach 
Überschreiten der Eingangsschwellspannung kippen, also eine steilere 
Flanke aufweisen.

Mein Fehler war, wenn das Poti 0 Ohm hat, wurde diese Flankensteilheit 
stark reduziert.

$$\tau = 10nF \cdot DrainSource Widerstand$$

[Stefan F. (Gast)]

Ich hätte hier einen CD4093 verwendet, denn dessen Ausgänge sind (bei 
5V) kurzschlussfest. Sie begrenzen den Strom auf ca. 10-20 mA, das wäre 
auch für die Ansteuerung der MOSFET vorteilhaft.

Neu leider passt deren Pinbelegung nicht zum Layout.

[Dieter (Gast)]

Gerald K. schrieb:
> Mein Fehler war, wenn das Poti 0 Ohm hat, wurde diese Flankensteilheit
> stark reduziert.
Daher in solchen Fällen immer Angstwiderstand in Reihe zum Poti setzen. 
Der Schaltungssimulator sagt einem das nicht. Wenn der Anstieg des 
Stromes kurz vor dem Umkippen Probleme bereitet, schaltet man z.B. drei 
davon in Serie.

[Gerald K. (geku)]

Stefan ⛄ F. schrieb:
> dessen Ausgänge sind (bei 5V) kurzschlussfest

An das Verhalten habe ich beim HC132 auch gedacht (alte CD... CMOS 
Zeiten ) und wollte mir den Vorwiderstand zum Poti sparen.

Stefan ⛄ F. schrieb:
> wäre auch für die Ansteuerung der MOSFET vorteilhaft

Würde das nicht die Flankensteilheit reduzieren und daher mehr 
Verlustleistung in den nachfolgenden FETs verursachen?

Bin mir sowieso nicht sicher, was 100nF mit der H-Brücke anstellen. Zur 
Not könnte ich den Signalgeber mit einen Vorwiderstand versehen.

Die H-Brücke habe ich gewählt um die doppelte Spannung zu erhalten und 
die 3,3V Logikspannung nicht zu belasten.

[Gerald K. (geku)]

Dieter schrieb:
> Daher in solchen Fällen immer Angstwiderstand in Reihe zum Poti setzen

Danke, werde ich mir merken. Sollte dieser nicht benötigt werden, dann 
gibt es 0 Ohm Widerstände.

[Stefan F. (Gast)]

Gerald K. schrieb:
> An das Verhalten habe ich beim HC132 auch gedacht

Das ist ein Irrtum. Die 74HC(T) Reihe ist nicht kurzschlussfest.

> Würde das (CMOS Gatter) nicht die Flankensteilheit reduzieren
> und daher mehr Verlustleistung in den nachfolgenden FETs verursachen?

Wenn du so denkst, dann dürften R3 und R4 nicht existieren.

Zu steile Flanken sind auch wieder schlecht, eben wegen der höheren 
Stromaufnahme und auch wegen EMV. Es ging doch hier nur um Frequenzen 
unter 10kHz, da wird das schon gehen, denke ich.

Ich würde mir eher sorgen darüber machen, dass deine komplementären 
MOSFET Transistoren gemeinsam mit einem Signal angesteuert werden. 
Müsste man nicht eine gewisse Totzeit einbauen, in der keiner der beiden 
Transistoren leitet? Wie stellst du sonst sicher, dass beim Übergang von 
High nach Low nicht zeitweise beide Transistoren leiten und dadurch 
einen Kurzschluss erzeugen?

[Ach Du grüne Neune (Gast)]

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Müsste man nicht eine gewisse Totzeit einbauen, in der keiner der beiden
> Transistoren leitet? Wie stellst du sonst sicher, dass beim Übergang von
> High nach Low nicht zeitweise beide Transistoren leiten und dadurch
> einen Kurzschluss erzeugen?

Da die MOSFETS eine GS-Spannung von knapp 2,5 Volt benötigen und die 
Versorgungsspannung zum Glück nur 5 Volt beträgt, ergibt sich in diesem 
Fall automatisch eine minimale Totzeit. Das ist zwar nicht sauber 
konstruiert, kann man aber zur Not so machen.

[Gerald K. (geku)]

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Ich würde mir eher sorgen darüber machen, dass deine komplementären
> MOSFET Transistoren gemeinsam mit einem Signal angesteuert werden.
> Müsste man nicht eine gewisse Totzeit einbauen, in der keiner der beiden
> Transistoren leitet? Wie stellst du sonst sicher, dass beim Übergang von
> High nach Low nicht zeitweise beide Transistoren leiten?

Darüber habe ich mir auch schon Gedanken gemacht.

Der Kurzschluss sollte möglichst kurz sein (steile Flanken) und der 
Kurzschlussstrom auf  die für T6/T7 maximal zulässigen Ströme begrenzt 
sein.

Ich habe deshalb  R8, R9, R10 und R11 mit 1 Ohm eingebaut um den Strom 
abschätzen zu können und gegenenfalls durch Erhöhung dieser den 
Kurzschlussstrom zu reduzieren.

Ich habe versucht die Schaltung zu simulieren, aber die Ausagekraft ist 
wegen fehlender, passender ModellE der Komponenten  nicht sehr 
aussagekräftig.

[Gerald K. (geku)]

Ach Du grüne Neune schrieb:
> Da die MOSFETS eine GS-Spannung von knapp 2,5 Volt benötigen und die
> Versorgungsspannung zum Glück nur 5 Volt beträgt, ergibt sich in diesem
> Fall automatisch eine minimale Totzeit. Das ist zwar nicht sauber
> konstruiert, kann man aber zur Not so machen.

Dies habe ich bei der Simulation berücksichtigt. Ugs habe ich im Modell 
angepasst. Nur mit den Drain/Source Widerständen hatte ich Probleme. Die 
habe ich nur aus den "Kurven" abgeschätzt. Leistungsfets in der 
Simulation zu verwenden wären sicher falsch gewesen.

Darum bin ich gespannt was die Messungen ergeben. Das macht solche 
Projekte sehr spannend und lehrreich.

[Dieter (Gast)]

Bei folgendem Link:
TTL-Ausgangsschaltungen
https://www.elektroniktutor.de/digitaltechnik/ttl_cmos.html
"Nur in einem sehr kurzen Moment des Umschaltens könnten beide 
Transistoren leiten, wobei der Strom durch den mit der Betriebsspannung 
verbundenen Kollektorwiderstand begrenzt wird."

Bei folgendem Link:
9.3 Spannungsversorgung
http://www.netzmafia.de/skripten/digitaltechnik/familien.html

Hier unter 74HC
https://homepages.uni-regensburg.de/~erc24492/TTL/TTL.html

[Deutschleera (Gast)]

Gerald K. schrieb:
> Ich habe versucht die Schaltung zu simulieren, aber die Ausagekraft ist
> wegen fehlender, passender ModellE der Komponenten  nicht sehr
> aussagekräftig.

Ist mir auch schon oft passiert dass die Aussagekraft nicht
aussagekräftig genug ist.

Die Lötung war schlecht gelötet.

[Gerald K. (geku)]

Tatsächlich mit dem R12 1k Vorwiderstand ist das Problem gelöst (s. 
RPI-OUT2-B_SCH.PDF).

Mit Poti R6 konnte ich die Frequenz auf die Eigenresonanz des 
Piezosignalgebers einstellen. Die Ausgangsspannung SIRENE versorgt den 
Piezo mit ca. 10Vss/3,5kHz. Für die Tests habe ich die Öffnungen des 
Piezosignalgebers zugeklebt, da dieser sehr laut ist (>104dB bei 30cm).

Das Ausgangssignal SIRENE siehe RPI-OUT2-A_Sirenensignal.jpg.

Alle Bauelement alle Bauelement blieben kalt. Die Ströme durch T6, T7, 
gemessen als Spannungsabfall an R8-R11 1 Ohm, blieben im zweistelligen 
mA-Bereich und bestanden nur aus den Spitzen während des Pegelwechsels 
des 3,5kHz Signals.

[Stefan F. (Gast)]

T1 bis T4 kommen mir immer noch überflüssig vor. Traust du den Ausgängen 
des IC nicht zu, die paar mA treiben zu können? Das schaffen die locker 
mit dem kleinen Finger!

Wenn du T1 und T2 weg lässt, hast du zwei Logikgatter übrig. Tauschen 
den IC durch die HCT Version aus, dann kannst du an Stelle von T5 (und 
dem ganzen Kleinkram drumherum) eins der frei gewordenen Gatter 
verwenden.

[Gerald K. (geku)]

Stefan ⛄ F. schrieb:
> T1 bis T4 kommen mir immer noch überflüssig vor. Traust du den Ausgängen
> des IC nicht zu, die paar mA treiben zu können? Das schaffen die locker
> mit dem kleinen Finger!

Der 74HC132 schafft das wirklich locker (laut. DB max. 20mA), da die 
Optmosfets ca. 9mA benötigen.

Die Idee war, da die Optmosfets relativ teuer sind, diese mittels 
Steckbrücken im Sockel zu überbrücken und die Transistoren als 
Ausgangstreiber zu verwenden.

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Wenn du T1 und T2 weg lässt, hast du zwei Logikgatter übrig. Tauschen
> den IC durch die HCT Version aus, dann kannst du an Stelle von T5 (und
> dem ganzen Kleinkram drumherum) eins der frei gewordenen Gatter
> verwenden.

Die Idee gefällt mir sehr gut, da man wirklich viel Kleinkram einsparen 
kann.
Die Änderung ist bei einem Redesign überlegenswert. Dann habe ich statt 
der Transistorausgänge CMOS Ausgänge.
Danke für den Tipp!

PS : ich habe mit dem Optmosfetsausgang eine 12v/20W Halogenlampe 
angesteuert. Der Spannungsabfall am FET war kleiner als 0,2V.

[Gerald K. (geku)]

Stefan ⛄ F. schrieb:
> T1 bis T4 kommen mir immer noch überflüssig vor.

Auf T3 und T4 kann ich leider nicht verzichten, da diese den Pegel von 
3,3V auf 5V konvertieren. Die H-Brücke muss mit 5V angesteuert werden, 
sonst schalten die P-Kanal MOSFETs T6/T7 der Brücke nicht voll durch und 
die Verlustleistung steigt.

Die Frage ist, ob ich die HCT132 Schmitttrigger mit 5 V betreiben kann 
und trotzdem die Eingänge mit 3,3V betreiben darf?
Ich muss mal einen Blick ins Datenblatt machen.

[2 Cent (Gast)]

Gerald K. schrieb:
> Tatsächlich mit dem R12 1k Vorwiderstand ist das Problem gelöst
Fein.

Allerdings:
Ich sehe keinen
https://rn-wissen.de/wiki/index.php/Abblockkondensator

Womögliche Folge innerhalb der Gatter (sehr Herstellerabhängig)
https://en.wikipedia.org/wiki/Latch-up

[Wolfgang (Gast)]

Gerald K. schrieb:
> Der 74HC132 schafft das wirklich locker (laut. DB max. 20mA), da die
> Optmosfets ca. 9mA benötigen.

Wie kommst du auf den Wert?
Laut Datenblatt des AQZ102 braucht der bei 25°C am Schaltpunkt maximal 
0.9mA, bei 80°C vielleicht gut das Doppelte. Mit 3mA sollte das Ding 
sicher schalten.

[Wolfgang (Gast)]

Gerald K. schrieb:
> Auf T3 und T4 kann ich leider nicht verzichten, da diese den Pegel von
> 3,3V auf 5V konvertieren.

Warum nimmst du dann kein 74HCT132?

[Gerald K. (geku)]

2 Cent schrieb:
> Allerdings:
> Ich sehe keinen
> https://rn-wissen.de/wiki/index.php/Abblockkondensator

Sind vorhanden C1 und C2

[Gerald K. (geku)]

Wolfgang schrieb:
> Mit 3mA sollte das Ding
> sicher schalten.

Ich möchte auch den CPC1976 einsetzten können. Dieser braucht maximal 
5mA.
Mit 330 Ohm bei 5V habe ich mindestens doppelte Sicherheit.
Aber es ist richtig, da könnte ich noch Strom sparen.

Was noch zu überlegen ist, ob es nicht sinnvoll wäre statt T6/T7 + 
Kleinkram einen sechsfach Puffer Inverter CD4049UBE zu verwenden und 
jeweils 3 Puffer parallel zu schalten.

[Wolfgang (Gast)]

Gerald K. schrieb:
> Ich möchte auch den CPC1976 einsetzten können. Dieser braucht maximal
> 5mA.

Ein 74HCT132 hat auch bei 20mA keinen Schmerz. Über den Gnd darf 
allerdings nicht mehr als 50mA fließen. Das sollte man bei der 
Gatterzuordnung zu den Chips berücksichtigen, wenn man mehrere LEDs 
direkt treibt.

[Wolfgang (Gast)]

Gerald K. schrieb:
> Was noch zu überlegen ist, ob es nicht sinnvoll wäre statt T6/T7 +
> Kleinkram einen sechsfach Puffer Inverter CD4049UBE zu verwenden und
> jeweils 3 Puffer parallel zu schalten.

Was hast du gegen den 74HCT132?

[Stefan F. (Gast)]

Gerald K. schrieb:
> Die Idee war, da die Optmosfets relativ teuer sind, diese mittels
> Steckbrücken im Sockel zu überbrücken und die Transistoren als
> Ausgangstreiber zu verwenden.

Verstehe, dann haben sie doch einen gewissen Sinn.