HC595 absolute maximum ratings

Moin zusammen. Ich bin da mal wieder auf eine Frage gestossen, auf die ich keine Antwort finde. Ich grille gerade 2 74HC595 als LED-Treiber (weitere Details erspare ich mir und euch jetzt mal) jenseits ihrer absolute maximum ratings. Funktioniert übrigens seit Tagen prima, und keine Angst: es soll kein kommerzielles Produkt werden, ansonsten würde ich natürlich allein wegen eventuelller Schadenersatzansprüche etc.pp. mich tunlichst an das Datenblatt halten. Aber so, beim freien Basteln, treten da schon so manche Fragen auf: Laut Datenblatt sollen die Busausgänge 35mA sourcen und sinken können. Ich belaste sie mit 27mA pro Ausgang, kein Problem also. IGND und IVCC hingegen dürfen allerdings nur maximal 70mA betragen, d.h. mit meinem IGND von max. 8*27mA verletze ich diese Bedingung ca. um das dreifache. Die volle Treiberleistung der Ausgänge darf ich also nur ausnutzen, wenn ich nur 2 statt aller 8 benutze. Da drängen sich die

35mA doch schon als Marketinggewäsch auf... Noch schlimmer wirds bei der Verlustleistung: Ptot = 500mW. Nun habe ich bei meinen gefolterten Exemplaren bei 27mA pro Ausgang 0,7V Sättigungsspannung gemessen, was zappa-zappa-rringg: 27*0,7*8 = 151mW ausmacht. Wie sollte man diese 500mW überhaupt irgendwie erreichen, ohne den Baustein vorher schon durch überschreiten sämtlicher anderer Grenzwerte ins Chipnirvana befördert zu haben? Irgendwie passt das alles hinten und vorne nicht zusammen. Kann irgendwer meine Ratlosigkeit erhellen oder zumindest meine Zweifel teilen?

Fragt zur Nacht: Jens 'master of silicon torture' Carstens

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Jens Carstens
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"Jens Carstens" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@4ax.com...

Bei mehr als 20mA wuerde ich 2 74HC595 aufeinander loeten, also piggyback oder gleich einen TPIC6B595. Wenn man 4 LEDs vom Ausgang nach Masse und 4 LEDs vom Ausgang nach +5V schaltet, hat man auch mit VCC/GND Maximalstrom keine grossen Sorgen, nur die Software muss halt mitdenken. Bei zu grossem Spannungsabfall an GND kann sich die Schaltschwelle unerwuenscht nach oben verschieben wegen Spannungsabfall an der GND-Leitung. Die 500mW werden wohl nur bei maximal ausgereizter Taktrate erreicht.

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MaWin

Jens Carstens schrieb:

Wieso, steht alles im Datenblatt drin und das wird schließlich nicht für Konsumenten erstellt, Fachleute können lesen.

Ähm, da stecken MOSFETs drin.

Hoch die Frequenz, dann wirst du schon sehen.

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

MaWin schrieb:

Ich hab hier noch für jeden 595 einen ULN2803 zum hintendranlöten rumliegen. Würde es auch tun, und dann könnte ich den Strom hochdrehen, bis die LEDs abrauchen...

DAS ist mal ein Punkt, den ich verstehe. Bei mehr als 70mA in der GND-Leitung ist der Widerstand von Pins und Bonddraht so hoch, dass der Eingangshighpegel nicht mehr garantiert werden kann, weil der Bezugspegel des Chips deutlich über dem der Aussenwelt liegt. Ist für mich aber kein Problem, da meine High- und Lowpegel kräftig auf der sicheren Seite liegen.

Hm. Selbst dann nur schwerlich, ohne eine der anderen Beschränkungen zu überschreiten, und in meiner Anwendung ganz sicher nicht.

Bleibt die Frage: Wenn ich die Verschiebung der Schaltschwelle durch den hohen IGND berücksichtige, kann ich das Ding so betreiben? Warm wird es nicht, und laufen tut es auch ganz prima.

Weiterfragt Jens 'Grosskomplikator' Carstens

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Jens Carstens

Dieter Wiedmann schrieb:

Jaja. Und die werden keines der absolute maximum ratings jemals verletzen, weil sie dann damit die Verantwortung nicht mehr auf den Chiphersteller abwälzen können. Würd ich ja auch nicht tun, wenn ich sowas einem Kunden, der sich ggfs. einen Anwalt zu Rate zieht, verkaufen würde. Nichtsdestotrotz ist die Angabe "35mA Treiberstrom" reines Marketinggewäsch, solange sie nur unter Bedingungen gilt, die dann später im Kleingedruckten erläutert werden.

OK, I * (RDSon + R(Silizium+Bonddrähte+Leadframe+Pins)), kommt aber auf den gleichen Betrag raus. Ich wollte es nur einfacher ausdrücken.

Die Rechnung möchte ich sehen, in der du Ptot erreichst, ohne vorher irgendeine andere Beschränkung des Datenblattes verletzt zu haben...

dito, Jens

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Jens Carstens

Hallo Jens,

Eine Zeit lang wahrscheinlich. Bis eventuell mal die VCC oder GND Bond-Verbindung abfackelt. Allerdings ist da gut Reserve drin, wenn man nicht aufs Vielfache geht.

Gruesse, Joerg

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Joerg

Joerg schrieb:

Na, ich denke, das 3-fache geht da noch, bei Raumtemperatur und sehr mässigen Schalt-und sonstigen Verlusten. In ein Raumfahrzeug oder einen Herzschrittmacher würde ich das so auch nicht einbauen...

dito, Jens

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Jens Carstens

Jens Carstens schrieb:

Na, dann erzähl mal wie du das reinschreiben würdest.

Überleg dir mal wie die Umschaltverluste mit der Frequenz ansteigen.

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

Hallo Jens,

Es gibt kommerzielle Anwendungen, wo man gezielt ueber Grenzen geht. So etwa bei der Pulserzeugung ueber den Avalanche Effekt eines Transistors, IIRC war es der 2N2369. Damit kommt man unter 500psec Flankensteilheit, allerdings nur mit kontrolliertem Durchbruch. Mit etwas exotischeren HF Transistoren ist auch die 100psec Schwelle zu meistern.

Gruesse, Joerg

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Joerg

Jens Carstens schrieb:

Die Angabe eines H=F6chststroms bei Transistoren ist sowieso normalerweise nicht sinnvoll (Abgesehen von den sehr hoch liegenden Werten, die den Bonddreaht schmelzen lassen) Sinnvoller ist eine Berechnung =FCber die Verlustleistung. Da man das aber nicht jedem Anwender =FCberlassen will, gibt man eben einen H=F6chststrom an, der es sicherstellt, das die Verlustleistung nicht =FCberschritten wird.

Vielleicht hast Du ja ein Exemplar mit besonders niedriger S=E4ttigungsspannung (Unter S=E4ttigungsspannung verstehe ich hier die Gesamtverlustspannung zwischen den IC-Anschl=FCssen. Ausserdem beziehen sich diese 500 mW wohl auch auf den Gesamt- baustein, und da treten ja auch noch andere Verlustleistungen auf. Wobei auch diese Angabe einen Kompromiss darstellt, da eine h=F6here Verlustleistung innerhalb gewisser Grenzen meist nur eine Verk=FCrzung der Lebensdauer bedeutet.

z=2EB. durch Verwendung aller Ausg=E4nge und zus=E4tzlich schnellem Schalten bei einem Exemplar, das sowieso schon an den Grenzen der zul=E4ssigen Werte z.B. bei der Verlustspannung liegt. Gruss Harald

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Harald Wilhelms

"Jens Carstens" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@4ax.com...

Alle technischen >Daten gelten nur unter bestimmten Randbeduingungen, die woanders stehen, z.B. Ptot nur bis Umgebungstemp x.

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MaWin

"Harald Wilhelms" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@f14g2000cwb.googlegroups.com...

Bei CMOS schon, der Hersteller garantiert das der Ausgangstransistor bei dem Strom noch nicht im Abschnuerbereich faehrt, aber 35mA ? Kommt mir hoch vor, eher wie der Wert bei dem garantiert abgeschnuert wird.

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MaWin

Transistoren mit eingebauten Basiswiderstand, wie der BCR135, kosten wenige Cent. Z.B. Buerklin 0.03/100 oder Conrad 0.04/1 und verteilen den Strom und die Verlustleistung...

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Uwe Bonnes                bon@elektron.ikp.physik.tu-darmstadt.de

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Uwe Bonnes

Die 35mA stehen unter "ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS blabla". Diese Daten gelten normalerweise giesskannenmässig für die ganze HC Familie. Kein richtiger Entwickler würde diese als Grundlage ansehen. Für den 74hc595 sagt TI in seiner feature Übersicht was von +-6mA Treiberstrom (recommended operating conditions blabla). Die Anwendung als Led Treiber (mit mehr als 6mA bei 4,5V) ist nicht ausdrücklich verboten, aber PFUSCH.

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Nimm den TPIC6c595.

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MIKE

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M.Randelzhofer

Dieter Wiedmann schrieb:

OK, das 'Marketinggewäsch' nehme ich zurück, weil man komplizierte Sachverhalte meist nur sehr schwer einfach Ausdrücken kann...

Ja, Asche auf mein Haupt, das steht sogar im Datenblatt (im Kleingedruckten):

"CPD is used to determine the dynamic power dissipation (PD in mW). PD = CPD * VCC^2 * fi * N + S(CL * VCC^2 * fo) where: fi = input frequency in MHz; fo = output frequency in MHz; CL = output load capacitance in pF; VCC = supply voltage in Volts; N = total load switching outputs;"

Wenn man da die Grenzwerte einsetzt, kommt man locker bei einigen Watt raus...

Dito, und nichts für ungut, Jens

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Jens Carstens

M.Randelzhofer schrieb:

Steht bei Philips nicht so explizit, aber aus IGND und IVcc max und der Anzahl der Ausgänge + ein wenig Rest für die Innereien kommt man auf ähnliche Werte.

Dem widerspreche ich nicht.

Das war aber auch garnicht meine Frage...

Gruss, Jens

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Jens Carstens

Am Sun, 09 Oct 2005 14:30:50 +0200 schrieb Jens Carstens :

Schon, aber die 70mA I_CC wirst du dann überschreiten (müssen), selbst bei

6V sind 500mW mehr als 70mA.
--
Martin
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Martin

Am Fri, 7 Oct 2005 12:45:40 +0200 schrieb M.Randelzhofer :

Die 6mA kenne ich als den Wert, wo er die Logikpegel noch (garantiert) einhält - das ist als LED-Treiber aber uninteressant.

--
Martin
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Martin

Martin schrieb:

Wie schrieb Manfred doch:

'Wenn man 4 LEDs vom Ausgang nach Masse und 4 LEDs vom Ausgang nach +5V schaltet'

Gruß Dieter

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Dieter Wiedmann

"Dieter Wiedmann" schrieb im Newsbeitrag news: snipped-for-privacy@t-online.de...

Man koennte sogar eine LED jeweils zwischen einen auf HI und einen auf LO geschalteten Ausgang haengen, dann braucht das gar keinen Strom ueber die Versogungsspannungsanschluesse ;-)

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Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at gmx dot net
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MaWin

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