Reihenfolge der Versorgungen bei analoger Elektronik

Moin.

Einer meiner "Kunden" hatte heute Schwierigkeiten mit unserem Regler für Peltierelemente. Es regelte einfach nicht. Da das Gerät bei mir im Testaufbau keinerlei Unauffälligtkeiten zeigte, begaben wir uns auch die Suche nach Unterschieden zwischen Labor und Elektronik-Werkstatt. Nach einigem Rumprobieren stellte sich heraus, dass es an unterschiedlicher Taktik lag, wie die Versorgungsspannungen angeschlossen wurden. Ich pflege alle drei Kontakte (+/- 18V und Masse) gleichzeitig mit einem XLR- Stecker zu verbinden. Er bevorzugte Bananen-Stecker im Abstand von einigen Sekunden und in zufälliger Reihenfolge.

In der Schaltung sind neben einem Haufen OP07 ein Paar 7815, 7915 und als Endstufe ein L165 verbaut. Die Spannungskonstanten sind wie üblich vorne und hinten mit 100nF bzw. Elkos abgepuffert. Also nichts mimosenhaft- exotisches -- dachte ich jedenfalls. Auf Nachfrage meinte der Diplomand, dass sie im Labor noch weitere Geräte mit analoger Elektronik haben, die für solche Effekte bekannt wären (z.B. Photodiodenverstärker). Dann müsste man es einfach noch ein mal von der Versorgung trennen und nochmal probieren. Es scheint sich also um eine allgemeinere Krankheit zu handeln.

Was könnte das sein? Und kann man in der Schaltung irgendwelche Vorkehrungen treffen, um solches Fehlverhalten zu verhindern? Mir fehlt für eine gezielte Suche das richtige Stichwort. "Latch-Up" scheint sich auf ein anderes Phänomen zu beziehen.

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Kai-Martin Knaak                                  tel: +49-511-762-2895
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Kai-Martin Knaak
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Hallo Kai-Martin,

Es kann Latch-Up sein, z.B. dadurch entstehend, daß Deine Schaltung Strom von +18V nach -18V zieht. Wenn $Kunde nun zuerst die +18V ansteckt, und die -18V noch offen läßt, kann durch den Strom von +18 nach -18 die -18V-Schiene eine positive Spannung annehmen. Umgekehrt geht das genauso, so daß die +18V auch negativ werden können. Ältere OpAmps, v.a. NE553x waren berüchtigt für Latch-Up-Effekte in solchen Fällen. Was hilft, sind Dioden zwischen +18V und GND und -18V Und GND jeweils in Sperrichtung (wenn Regler dazwischen sind, dann auch nach den Reglern solche Dioden einbauen). Diese sollen verhindern, daß die positive Spannung negativ werden kann und umgekehrt.

Tom

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Thomas Langhammer

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w.

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Helmut Wabnig

Bei solch laxer Handhabung musst Du mit Zenerdioden, TL431 oder sonstwie sicherstellen, dass es auch gut geht, wenn er die Masse als letztes anschliesst. Ich mache oft noch Crowbar rein, denn man weiss nie, wo die das einstoepseln (au Sch...e, das war ja die -18V Buchse ...).

Das sollte nicht sein. Dann muss kuriert werden :-)

Immer dafuer sorgen, dass Eingaenge keine hohen Stroeme abbekommen. Ausnahmelos alle Eingaenge. Auch nicht, wenn eine der Versorgungen ausfaellt. Es kann sonst durchaus latch-up geben. Moeglichst keine FPGA der Kategorie "Prinzessin auf der Erbse" verwenden, die Sonderwuensche beim Power Sequencing haben. Am besten gar keine FPGA.

Auch dafuer sorgen, dass bei Anlage nur der -18V nichts negativ gezogen wird, was nicht unterhalb der Masse darf. Z.B. BE-Strecken.

Kannst Du mal das Schaltbild ins Web stellen? Dann ist's leichter, Tips zu geben. Der L165 ist ein ziemlicher Exot, weiss nicht wie empfindlich der so ist. Koennte man das nicht mit Transistoren machen?

Falls es troestet, auch angeblich professionelle Sachen machen schon mal Kruke. Kunde in groesseres Gebaeude umgezogen, ILX Kiste angeschmissen, Laserdiode dran, Peltier und Laserstrom eingeregelt, Putzhilfe kam noch "mal eben schnell" staubsaugen, stoepselte Sauger in gleichen Stromkreis, drueckte aufs Knoeppschen, fatz ... *PENG*. Nun haben sie eine sauteure Laserdiode weniger :-(

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Gruesse, Joerg

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Joerg

Kai-Martin Knaak schrieb:

eine fremde Schaltung so an die Versorgungsspannung anzuschließen ist grob fahrlässig. Damit werden die tollsten Efekte bis hin zur völligen Zerstörung hervorgerufen. Wenn es schon Bananenstecker sein müssen, dann erst alle drei in die richtige Buchse stecken und erst dann das Netzteil einschalten.

+/-18V hört sich so an als kämen auf deiner Leiterplatte 7815/7915 zum Einsatz, um die Versorgungsspannungen für die Analogelektronik zu erzeugen. Hast du die Dioden zwischen In und Out und gegen Verpolung vorgesehen? Mit 7815/7915 ohne Dioden, insbesondere bei no-name Teilen, kann man da böse Überraschungen erleben.

Gruß, Alexander

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Alexander Dörr

"Kai-Martin Knaak" schrieb im Newsbeitrag news:fu2srp$ijh$ snipped-for-privacy@gwaiyur.mb-net.net...

Es kann ein Phase Reversal Problem des Ausgangs sein, wie beim TL071, keine Ahnung ob der OP07 dasselbe Problem hat, aber dann 'haengt' er ohne Latchup. Das kann aber auch bei deinem XLR-Stecker passieren, auch dort werden die 2 Pole in zufaelliger Reihenfolge kontakten.

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

Kai-Martin Knaak schrieb:

Irgendwelche parasitären Thyristoren, die sich durch die Innenschaltung mancher ICs ergeben und die zünden können, wenn Versorgungsspannungen in der falschen Reihenfolge angelegt werden. Gerade OPs mit ihren Gegentaktausgängen sind da heiße Kandidaten.

Die übliche Vorkehrung ist es, nur eine positive Spannungsversorgung von außen zu haben und die negative Versorgung oder die Masse in der Mitte daraus abzuleiten. Wenn du Leistungs-Opamps in der Schaltung hast, willst du das üblicherweise nicht.

Gegen falsches Anschließen der Art: erst +V, dann -V, dann Masse, kann man sich nicht vernünftig schützen. Die Masse hat zuerst da zu sein. Man kann sich zwar eine Pseudomasse basteln, aber dann hast du wieder den obigen Fall.

Ob danach +V oder -V zuerst anliegen sollte, hängt von den verbauten ICs ab.

Mit freundlichem Gruß

Jan

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Jan Kandziora

Kai-Martin Knaak schrieb:

Hallo,

in einigen Fällen kann es helfen, Verpolungsdioden in die Schaltung einzubauen jeweils von Stromversorgungsmasse nach positiver und nach negativer Versorgung in Sperrichtung. Die Stromversorgung sollte dabei kurzschlussgeschützt sein und die Dioden sollten für den Kurzschlussstrom dimensioniert werden.

Weiterhin können Zenerdioden als Begrenzer zwischen Masse und positiver und negativer Stromversorgung angeschlossen werden.

Dicke Siebelkos mit Vorschaltwiderständen können bei analogen Kleinleistungsschaltungen die Spannungsanstiegszeit beim Einschalten verlangsamen und auch ein wenig symmetrieren bei nichtgleichzeitigem Zuschalten.

Es gibt auch symmetrische Stromversorgungen bei denen z.B. die negative Spannung der positiven folgt. Das nützt natürlich nur wenn die Regelung auch auf der Platine ist.

Symmetrische 3-fachStecker für externe Versorgung können den Zeitunterschied beim Einstöpseln verringern.

Mit Relais kann man die symmetrische Stromversorgung auf der Platine nur dann zuschalten lassen wenn beide Spannungen korrekt vorhanden sind.

Bernd Mayer

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Schäuble, wenns Dir hier nicht gefällt, dann geh doch nach drüben!
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Bernd Mayer

=2E..und daf=FCr eine LED im h=FCbschen Geh=E4use mehr? SCNR Harald

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Harald Wilhelms

Eine DLED...

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Ralph.

http://www.dk5ras.de/
http://www.db0fue.de/
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Ralph A. Schmid, dk5ras

Das erste D steht hier nicht für Duo, oder? ;-)

SCNR Florian

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Florian Teply

Eher für dark bzw. dunkel :-)

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Ralph.

http://www.dk5ras.de/
http://www.db0fue.de/
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Ralph A. Schmid, dk5ras

Ok. Dioden gegen Verpolung scheinen mir ohnehin als gute Idee.

Ok. Daran hatte ich bisher noch nicht gedacht.

Das habe ich vermutlich ohne es ausdrücklich zu wollen mit den XLR- Steckern gemacht. Da wird der Zeitunterschied im Bereich von ms-Sekunden liegen. Zusammen mit 300 uF Elkos hinter den Spannungskonstanten wurden damit anscheinend die Einschaltprobleme unterdrückt. Beim Test und Inbetriebnahme einer 20er-Kleinserie von den Stabilisierungen ist es jedenfalls nicht aufgetreten.

Hmm, ja. Hübsch aufwendig. Aber ich denke, ich werde bei zukünftigen Entwicklungen so etwas vorsehen.

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Kai-Martin Knaak                                  tel: +49-511-762-2895
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Kai-Martin Knaak

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Ist er? Immerhin ist er problemlos bei Frau R und Herren B zu bekommen. Das betrachte ich immer als Hinweis auf einen viel verwendeten Klassiker.

Mir scheint er ziemlich robust. Jedenfalls habe ich in der Experimentier- und Debug-Phase keinen kaputt bekommen. Im Datenblatt gibt es einen Haufen Anwendungsbeispiele für Motor-Ansteuerung. Da wird man mit einen oder anderen Spannungsspitze rechenen müssen.

Könnte man sicher. Ich fand es nur bequem ein einzelnes Bauteil zu zu verwenden statt einer Endstufe mit zwei Transistoren und einem Operationsverstärker zur Linearisierung

Ouups. Zumindest vom Preis her ist ILX nicht wirklich Low-End. Das ist der Grund, warum mir bisher noch keiner ihrer Stromtreiber zwischen die Finger gekommen ist. Noch schlimmer als der Verlust der Laserdiode, wäre beim hiesigen Einsatz die dann anstehende Neu-Justage des Lasers in den sie eingebaut ist. Das kostet je nach Erfahrung der betroffenen Diplomanden/Doktoranden schonmal den einen oder anderen Tag.

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Kai-Martin Knaak

Ich schreibe einen entsprechenden Hinweis in ddei "Gebrauchsanleitung"

Ja, 7815/7915 sind verbaut. Die Dioden sind im Schaltplan zwar nicht eingetragen, aber sie sind nachträglich zwischen die Beine gelötet. In der nächste Version werden sie fest im Layout verankert.

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Kai-Martin Knaak

Er ist etwas angejahrt, aber wenn man nicht Großserie anpeilt ok. Ich halte allerdings meist die Kombination L149 + OP für günstiger.

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Der echte (JFet-)OP der kalt bleibt hat bessere Eingangsstufe. Dem kann man auch leichter Frequenzkompensation nachrüsten.

LOL. Der L165 und L149 bringen thermal shutdown usw. mit auf die man dann entweder verzichten muß oder die zu Bauteilgrab führen.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Es gibt die Version mit Spannungsabfall, aber sonst problemlos:

15V ---AK---- GND ---------

-15V --KA----

Und die Version wo sich Diode und Netzteil einen Kampf auf Leben & Tod liefern:

15V ---+---- | K A | GND ---+----- | K A |

-15V --+-----

Man kann typisch annehmen, daß Z-Dioden bei geringer Überlastung niederohmig durchbrennen und damit die Schaltung schützen. Bei hoher Überlastung platzen sie aber einfach. Sicherungen reinwursteln ist möglich:

15V -Si--+---- | K Zener A | GND -----+----- | K Zener A |

-15V -Si-+-----

Das Problem mit den Sicherungen ist, daß die wieder Spannungsabfall haben und auch träge Sicherungen gerne ausfallen und Glassicherungen üppig Platz auf der Leiterplatte brauchen.

MfG JRD

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Rafael Deliano

Kai-Martin Knaak schrieb:

Hallo,

ich hatte es mal vor etlichen Jahren mit einem AD-Wandlerchip zu tun der laut Datenblatt wert darauf legte das die Spannung am +5 V Versorgungspin nie höher war als die am +15 V Pin. Da aber beim Abschalten die 15 V schneller abfielen als die 5 V war noch eine extra Schutzdiode zwischen beiden Netzteilen fällig.

Bye

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Uwe Hercksen

Hallo,

hier ist der L165 kein Exot sondern ein Arbeitstier. Wer den durch Transistoren ersetzen will ist nicht auf dem Laufenden!

Zum Ersetzen müsste man schon etliche Transistoren verwenden (und wohl einen Opamp zusätzlich) wenn man alle Funktionen inklusive Strombegrenzung nachbilden will. Das erfodert dann grösseren Aufwand beim Layouten und Bestücken, mehr Platinenfläche und insgesamt mehr Kosten und die Zuverlässigkeit wird durch mehr Bauteile auch nicht besser.

Bernd Mayer

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Schäuble, wenns Dir hier nicht gefällt, dann geh doch nach drüben!
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Bernd Mayer

M.W. brennen bei =DCberlastung eines Halbleiterlasers als erstes die Spiegel weg. Als LED taugen sie danach durchaus noch. Gruss Harald

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Harald Wilhelms

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