Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik ULN2803 mit 24V ansteuern


von Matthias (matze23)


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Guten Abend,

ich hab eine Frage zum ULN2803 bzw. deren Brüdern...
ein ESP32 steuert über Optokoppler einen UL2803 an, jetzt möchte ich 
gerne das 5V Netzeil Leistungsseitig weg rationalisieren und direkt mit 
24V über die Optokoppler steuern. der ULN2803 ist aber für TTL / CMOS 
gemacht. also ist ja bei 5V am Steuer Eingang Schluss. Wenn man jetzt 
das Prinzipschaltbild aus dem Datenblatt nimmt hat der Bruder ULN2804 
lediglich einen höheren Basiswiderstand.

Der 2804 geht bis 25V, selbst Industrienetzteile haben +/-10% Toleranz 
in der Ausgangspannung, also 26,4V, ohne zusätzliche Beschaltung zu viel 
:-(
https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/12687/ONSEMI/ULN2803.html

Mein Ansatz:
wenn man jetzt rechnerisch ran geht kommen bei TTL =5V und 2,7k ca. 
1,9mA Basisstrom, beim 2804 bzw. max 15V und 10,5k 1,4mA raus...

also sollte ein ULN2803 mit einen 12KOhm Widerstand am Eingang (gesamt 
12k+2,7K) bei -10% 21.6V = 1,4mA; bei +10% 26,4V =>1,8mA Basisstrom 
haben...
So wäre der Strom in der Range in der sich scheinbar die Darlingtons 
wohl fühlen.

Schaltplan wie ich es vorhätte ebenfalls an Board,

alles zu kurz /falsch gedacht oder geht das so? Oder evtl andere Ideen?

Vielen dank für eure Mühe!
Gruß
Matze

: Verschoben durch Admin
von Falk B. (falk)


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Matthias schrieb:
> Der 2804 geht bis 25V, selbst Industrienetzteile haben +/-10% Toleranz
> in der Ausgangspannung, also 26,4V, ohne zusätzliche Beschaltung zu viel
> :-(

Unsinn. Denkst du der geht bei 24,1V kaputt? Das ist der Nominalwert! 
Rechne mal den Strom und Verlustleistung aus!

> alles zu kurz /falsch gedacht oder geht das so? Oder evtl andere Ideen?

Nö, alles OK.

von Matthias (matze23)


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Hallo,

danke für die Antwort, bin ja schonmal halb beruhigt das ich noch 
rechnen kann :-) natürlich hast du recht.. nächster Versuch, bei den 
Maximum Ratings stehen 30V und 25mA Basis Strom.. somit alles noch im 
Limit, auf den Widerstand werde ich trotzdem nicht verzichten, 
rechnerisch 11mA je Kanal sind schon ne Bank und bei nem hFe von 1000 
total überzogen..

again what learned! Danke nochmals!!

von Christian M. (christian_m280)


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Matthias schrieb:
> also sollte ein ULN2803 mit einen 12KOhm Widerstand am Eingang (gesamt
> 12k+2,7K) bei -10% 21.6V = 1,4mA; bei +10% 26,4V =>1,8mA Basisstrom
> haben...

Genau. Geht gut, auch schon gemacht. Zum Spass kannst Du dann die 
Spannung am ULN-Eingang messen, ist fast genau 5V.

Gruss Chregu

von Andreas B. (bitverdreher)


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von Oliver R. (orb)


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Andreas B. schrieb:
> Warum nicht mal was zeitgemäßes wie z.B.
> 
https://toshiba.semicon-storage.com/ap-en/semiconductor/product/linear-ics/transistor-arrays.html

Wo währe der Vorteil, außer daß man zwei braucht wo vorher nur einer 
nötig war?

von Andreas B. (bitverdreher)


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Höherer Strom, weniger Spannungsabfall. 1.4V an einem Darlington sind ja 
auch nicht ohne.
Und warum brauchst Du davon 2 für einen?

von M. K. (sylaina)


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Andreas B. schrieb:
> Warum nicht mal was zeitgemäßes wie z.B.

Und warum nicht bewährte Technik weiter verwenden? Ehrlich gesagt finde 
ich ULNs auch heute noch durchaus als zeitgemäß, trotz ihres Alters, und 
bei den einschlägigen Halbleiterherstellern liegt da anscheinend eine 
ähnliche Meinung vor, sonst würde man die ULNs ja nicht mehr herstellen.

von Andreas B. (bitverdreher)


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M. K. schrieb:
> Und warum nicht bewährte Technik weiter verwenden?

Weil es mittlerweile besseres gibt. Die 1.4V Spannungsabfall eines 
Darlingtons bei 8x500mA wären 5.6W Verlustleistung.

von Falk B. (falk)


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Andreas B. schrieb:
>> Und warum nicht bewährte Technik weiter verwenden?
>
> Weil es mittlerweile besseres gibt. Die 1.4V Spannungsabfall eines
> Darlingtons bei 8x500mA wären 5.6W Verlustleistung.

Richtig, und darum ist das so auch gar nicht möglich. Siehe Datenblatt. 
Wenn alle Ausgänge gleichzeitig schalten, sinkt der Strom pro Kanal 
deutlich.
Aber wer sagt denn, daß man immer 8x500mA braucht? Außerdem sind es eher 
so 1,1V U_CE

von Steve van de Grens (roehrmond)


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Die Kombination aus Optokoppler und ULN kannst du durch Photomos Relais 
ersetzen.

Zum Beispiel: 
https://www.mouser.de/datasheet/2/315/Panasonic_07062021_Relay_AQY28-2450718.pdf

Das ist allerdings unterm Strich etwas teurer.

von Andreas B. (bitverdreher)


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Falk B. schrieb:
> Aber wer sagt denn, daß man immer 8x500mA braucht? Außerdem sind es eher
> so 1,1V U_CE

Warum soll ich mich mit dem alten Zeugs freiwillig beschränken, wenn ich 
für fast den gleichen Preis etwas moderneres mit besseren Daten bekomme?
Ok, wenn man es noch in der Bastelkiste hat, aber sonst?

von Oliver R. (orb)


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Andreas B. schrieb:
> Und warum brauchst Du davon 2 für einen?

Weil Dein vorgeschlagener TBD62064/8 nur 4 Treiber enthält im Gegensatz 
zu den 8 im ULN2803.

von Markus W. (dl8mby)


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@Oliver R.

Dann scroll doch einfach runter zu:

Output Current Type: Sink, Number of Channels: 8
Output Current Type: Source, Number of Channels: 8

Markus

von Chris D. (myfairtux) (Moderator) Benutzerseite


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Andreas B. schrieb:
> Falk B. schrieb:
>> Aber wer sagt denn, daß man immer 8x500mA braucht? Außerdem sind es eher
>> so 1,1V U_CE
>
> Warum soll ich mich mit dem alten Zeugs freiwillig beschränken, wenn ich
> für fast den gleichen Preis etwas moderneres mit besseren Daten bekomme?
> Ok, wenn man es noch in der Bastelkiste hat, aber sonst?

Eben. Den ULN hat man praktisch immer in der Kiste.

Aus Industriesicht:

Weil es für den ULN gefühlt zwei Dutzend Hersteller gibt und das Teil 
auch nach 30 Jahren noch problemlos beschaffbar ist.

Gleicher Preis? Der ULN ist gerade in großen Stückzahlen doch deutlich 
preiswerter. Hersteller (und damit Distributor) kann man sich aussuchen.

Dreimal darf man raten, welche Chipfamilie während der Chipkrise nicht 
"on stock" und welcher ULN problemlos lieferbar war ;-)

Die Verlustleistung spielt kaum eine Rolle, weil praktisch niemand die 
Daten ausreizt.

(Langzeit-)verfügbarkeit und Preis sind die Trümpfe.

An OP: alles ok - kannst Du genau so machen :-)

von Michael B. (laberkopp)


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Matthias schrieb:
> also sollte ein ULN2803 mit einen 12KOhm Widerstand am Eingang (gesamt
> 12k+2,7K) bei -10% 21.6V = 1,4mA; bei +10% 26,4V =>1,8mA Basisstrom
> haben...

Ja, passt.

R64 kann entfallen, sind intern im ULN.

Deinen P3 mit 24V verstehe ich nicht. 1k am TCMT1109 führen dann zu 23mA 
LED Strom. Muss das sein ? Damit ein Optokoppler 1.8mA schalten kann, 
sollte ihm 0.9mA reichen, zur Sicherheit 5mA laut Datenblatt

von Manfred P. (pruckelfred)


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Falk B. schrieb:
>> Weil es mittlerweile besseres gibt. Die 1.4V Spannungsabfall eines
>> Darlingtons bei 8x500mA wären 5.6W Verlustleistung.
> Richtig, und darum ist das so auch gar nicht möglich. Siehe Datenblatt.
> Wenn alle Ausgänge gleichzeitig schalten, sinkt der Strom pro Kanal
> deutlich.

Wir haben in einem kommerziellen Produkt PC-I/O-Karten mit ULN2803. Die 
weitere Peripherie wird vom Außendienst individuell beschafft - ich habe 
mehrere Karten gesehen, wo ein ULN aufgedampft ist.

In meinen Bastelprojekten kommt der ULN nicht vor, ich brauche selten 8 
Kanäle und seine Restspannung mißfällt auch meistens.

Steve van de Grens schrieb:
> Die Kombination aus Optokoppler und ULN kannst du durch Photomos Relais
> ersetzen.

Das ist eine weitaus sinnvollere Lösung.

Michael B. schrieb:
> Deinen P3 mit 24V verstehe ich nicht. 1k am TCMT1109 führen dann zu 23mA
> LED Strom.

Etwas viel, aber im zulässigen Bereich.

> Muss das sein ? Damit ein Optokoppler 1.8mA schalten kann,
> sollte ihm 0.9mA reichen, zur Sicherheit 5mA laut Datenblatt

Nein: CTR 200..400 werden laut Datenblatt bei 5 mA Diodenstrom und 
5V(UCE) am Ausgang erreicht. Für einen gesättigten Ausgang wird der CTR 
erheblich geringer sein.

Das Diagramm Fig.6 im Vishay-Datenblatt löst unten nur schlecht auf, 
unter 5mA Diodenstrom würde ich nicht gehen.

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