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Schieberegister open Drain für 48V-Relais?

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  Schieberegister open Drain für 48V-Relais? Jürgen Hüser <dg7gj@gmx.de> - 2017-08-21 13:12 +0200
    Re: Schieberegister open Drain für 48V-Relais? "MaWin" <me@private.net> - 2017-08-21 13:50 +0200
      Re: Schieberegister open Drain für 48V-Relais? Jürgen Hüser <dg7gj@gmx.de> - 2017-08-21 15:48 +0200
    Re: Schieberegister open Drain für 48V-Relais? Frank Buss <fb@frank-buss.de> - 2017-08-21 14:40 +0200
      Re: Schieberegister open Drain für 48V-Relais? Jürgen Hüser <dg7gj@gmx.de> - 2017-08-21 16:15 +0200
      Re: Schieberegister open Drain für 48V-Relais? Joerg <news@analogconsultants.com> - 2017-08-21 12:05 -0700
        Re: Schieberegister open Drain für 48V-Relais? Jürgen Hüser <dg7gj@gmx.de> - 2017-08-22 14:34 +0200
          Re: Schieberegister open Drain für 48V-Relais? Joerg <news@analogconsultants.com> - 2017-08-22 07:15 -0700
    Re: Schieberegister open Drain für 48V-Relais? Rafael Deliano <rafael_deliano@arcor.de> - 2017-08-21 20:26 +0200
    Re: Schieberegister open Drain für 48V-Relais? Michael Schwingen <news-1457978346@discworld.dascon.de> - 2017-08-27 22:31 +0000

#231299 — Schieberegister open Drain für 48V-Relais?

Hallo!

Ich stehe hier vor der Aufgabe knapp 35 Signalrelais schalten zu wollen,
am liebsten über ein Schieberegister.

Versorgt wird die Schaltung über ein undefiniert langes Netzwerkkabel
mit 48V (max. 900mA). Die Relaisspulen sollen alle direkt an 48V und das
Schieberegister die Relais auf Masse schalten.

Das Problem ist offensichtlich:
Das Schieberegister mit höchster Vds und nennenswert niedrigem RdsON
habe ich mit dem TPIC6A596NE gefunden:

Vds max: 50V
Ids max: 500mA

Nun sind mir die 2V Differenz aber etwas fragwürdig.
Zumal die 48V (POE-System) bezüglich Netzteilvariante und Regelverhalten
nicht beeinflussbar ist.

Wie sichert man eine 48V-Versorgung effektiv und ohne viel
Schaltungsaufwand gegen Überspannungen und Spikes oberhalb von 50V?

Eine Überlegung geht in Richtung HV-Linearregler: Die Relaisspulen
dürften auch noch mit 40~44V schalten.
Oder mache ich mir um den TPIC6A596NE einfach zuviel Gedanken...und es
reicht die eh obligatorische schnöde Freilaufdiode an jeder Relaisspule?

Grüße

Jürgen Hüser

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#231300

"Jürgen Hüser" <dg7gj@gmx.de> schrieb im Newsbeitrag 
news:onef79$ju7$1@news.albasani.net...

> Das Schieberegister mit höchster Vds und nennenswert niedrigem RdsON
> habe ich mit dem TPIC6A596NE gefunden:
>
Besser ?
http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/mic58p42.pdf

-- 
MaWin, Manfred Winterhoff, mawin at gmx dot net
Homepage http://www.oocities.org/mwinterhoff/
dse-FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/

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#231307

Hallo MaWin!

Am 21.08.2017 um 13:50 schrieb MaWin:

> Besser ?
> http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/mic58p42.pdf

Holla, bis 80V mit bipolarem Darlingtonausgang...gibt also doch was
robusteres. Gostet zwar deutlich mehr, aber erscheint mir von der
Spannungsfestigkeit dennoch angemessener.

Danke für den Hinweis!

Jürgen Hüser

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#231304

On 08/21/2017 01:12 PM, Jürgen Hüser wrote:
> Das Problem ist offensichtlich:
> Das Schieberegister mit höchster Vds und nennenswert niedrigem RdsON
> habe ich mit dem TPIC6A596NE gefunden:

Der kostet ja ein Vermögen. Warum nicht ein ULN2003? Da sind dann auch 
die Freilaufdioden schon enthalten. Ansteuern kannst du das dann mit 
ebenso preiswerten Schieberegistern.

Ich würde das wohl mit einem Microcontroller mit entsprechend vielen 
Ausgängen machen, statt Schieberegistern, z.B. ein PIC16F1526 mit 54 IO 
Leitungen, für 1,77 Euro. Da könnte man dann noch über ein serielles 
Protokoll eine Fehlererkennung einbauen, falls das Signal auch von weit 
her kommt.

Der ist übrigens nicht direkt vergleichbar mit den alten PICs der 16'er 
Reihe die man so kennt (PIC16F628 usw.), sondern das ist eins der 
neueren Modelle, z.B. mit Auto-Baudrate Erkennung, internem 16 MHz 
Oszillator statt 4 MHz, 10 Bit ADCs, sehr niedrigem Stromverbrauch (20 
nA im Sleep-Mode bei 1,8 V) usw. Gibt neuerdings auch welche mit 
eingebautem Cap-Sense Eingängen (mTouch), numerisch trimmbaren 
hochauflösenden Oszillator, oder mit integrierten programmierbaren 
Logik-Elementen (z.B. der PC16F1507). Laufen aber immer noch mit 5 V 
Spannungsversorgung, was für die Ansteuerung der ULN2003 gut ist.

-- 
Frank Buss, http://www.frank-buss.de
electronics and more: http://www.youtube.com/user/frankbuss

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#231309

Hallo!

Am 21.08.2017 um 14:40 schrieb Frank Buss:

> Der kostet ja ein Vermögen. Warum nicht ein ULN2003? Da sind dann auch
> die Freilaufdioden schon enthalten. Ansteuern kannst du das dann mit
> ebenso preiswerten Schieberegistern.

Platz und EMV:
Die Relais schalten Signale im Spektralbereich von etwa 20-80MHz in
einem überwiegend hochohmigen Bereich (mehrere kOhm) und einer Dynamik
die durchaus in den Spitzen um die 1,5kW liegen können.
Die gesamte Ansteuerung muss also robust genug sein um nicht gleich bei
solchen Feldstärken am Rad drehen.

Und da es eng zugeht...zwei Reihen Relais, dazwischen die
Schieberegister, aussen rum das Hochspannungssignal, und den µC
möglichst fernab am Rand in einem geschirmten Kästchen.

> Ich würde das wohl mit einem Microcontroller mit entsprechend vielen
> Ausgängen machen, statt Schieberegistern, z.B. ein PIC16F1526 mit 54 IO
> Leitungen, für 1,77 Euro. Da könnte man dann noch über ein serielles
> Protokoll eine Fehlererkennung einbauen, falls das Signal auch von weit
> her kommt.

Ja, nur wie angedeutet brauche ich eine möglichst gute EMV-Trennung.
Und ein paar serielle Leitungen kann man effektiver EMV-mässig
isolieren, als einen Bus von 40 oder mehr I/O-Leitungen eines µC zu
N-FET's unter den Relais, deren Gates man dann noch gegen
Störfeldstärken immunisieren müsste.

Jürgen Hüser

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#231312

On 2017-08-21 05:40, Frank Buss wrote:
> On 08/21/2017 01:12 PM, Jürgen Hüser wrote:
>> Das Problem ist offensichtlich:
>> Das Schieberegister mit höchster Vds und nennenswert niedrigem RdsON
>> habe ich mit dem TPIC6A596NE gefunden:
>
> Der kostet ja ein Vermögen. Warum nicht ein ULN2003? Da sind dann auch
> die Freilaufdioden schon enthalten. Ansteuern kannst du das dann mit
> ebenso preiswerten Schieberegistern.
>

Im Prinzip ja, aber fuer 48V Relais ist die ULN Serie mit ihrem abs max 
Wert von 50V zu knapp. Da braucht man etwas mit mindestens 60V.

Juergen, das ganze klingt irgendwie nach Antennenrelais hoch an einem 
Mast. Falls das so ist, beachten dass beim Einschalten ein fetter 
Ausschwinger aud dem Kabel entstehen kann. Koennte man zwar mit TVS oben 
unterdruecken, aber die haben viel Toleranz. Wenn es eng wird, einen 
Shunt-Regler bauen und ueber die Versorgung haengen, der bei wenigen 
Volt ueber einem Limit hart zupackt.

Ansonsten, Supertex (jetzt Microchip) hat einiges an HV Shift Registers. 
Ich weiss allerdings nicht, was Deine Relais an Strom ziehen:

http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/hv5623.pdf

IXYS hat welche mit kernigeren Treibern, sind aber fuer Hobbyisten eklig 
zu loeten:

https://media.digikey.com/pdf/Data%20Sheets/IXYS%20PDFs/MX879.pdf

[...]

-- 
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/

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#231336

Hallo Jörg!

Am 21.08.2017 um 21:05 schrieb Joerg:

> Juergen, das ganze klingt irgendwie nach Antennenrelais hoch an einem
> Mast.

Nicht so ganz, ist eher soeine Art Filter für hochohmige Signalmessungen.

> Falls das so ist, beachten dass beim Einschalten ein fetter
> Ausschwinger aud dem Kabel entstehen kann. Koennte man zwar mit TVS oben
> unterdruecken, aber die haben viel Toleranz. Wenn es eng wird, einen
> Shunt-Regler bauen und ueber die Versorgung haengen, der bei wenigen
> Volt ueber einem Limit hart zupackt.

Der Tip von MaWin auf den MIC58P42 hat das Problem schon erschlagen.
Satte 80V bieten ausreichend Abstand zu den 48V.

Grüße!

Jürgen Hüser

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#231337

On 2017-08-22 05:34, Jürgen Hüser wrote:
> Hallo Jörg!
>
> Am 21.08.2017 um 21:05 schrieb Joerg:
>
>> Juergen, das ganze klingt irgendwie nach Antennenrelais hoch an einem
>> Mast.
>
> Nicht so ganz, ist eher soeine Art Filter für hochohmige Signalmessungen.
>
>> Falls das so ist, beachten dass beim Einschalten ein fetter
>> Ausschwinger aud dem Kabel entstehen kann. Koennte man zwar mit TVS oben
>> unterdruecken, aber die haben viel Toleranz. Wenn es eng wird, einen
>> Shunt-Regler bauen und ueber die Versorgung haengen, der bei wenigen
>> Volt ueber einem Limit hart zupackt.
>
> Der Tip von MaWin auf den MIC58P42 hat das Problem schon erschlagen.
> Satte 80V bieten ausreichend Abstand zu den 48V.
>

Allerdings gibt das Datenblatt 50V abs max fuer "inductive load 
applications" an, was bei Relais der Fall ist. Fussnote 3 auf Seite 5. 
Warum sie das tun, weiss ich nicht, zumal Freilaufdioden schon mit drin 
sind. Vielleicht hat es zu oft gescheppert.

-- 
Gruesse, Joerg

http://www.analogconsultants.com/

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#231311

CD4000-Schieberegister mit 15V Versorgung,
BC546 + Vorwiderstand, 1N4001 als Klemmdiode als Endstufen.
Am Eingang vom Kabel CD40xx Schmitt-Trigger, damit man
RC-Filter vorsehen kann, aber die FlipFlops trotzdem
saubere Logiksignale bekommen.
Alles nicht sehr orginell. Aber wenn Störfestigkeit
& langfristige Verfügbarkeit/Reparierbarkeit
relevant sind ...

MfG  JRD

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#231467

On 2017-08-21, Jürgen Hüser <dg7gj@gmx.de> wrote:
> Nun sind mir die 2V Differenz aber etwas fragwürdig.
> Zumal die 48V (POE-System) bezüglich Netzteilvariante und Regelverhalten
> nicht beeinflussbar ist.

Wenn Du mit PoE "power-over-ethernet" nach IEEE 802.3af (oder Nachfolger)
meinst, dann sind das keine 48V, sondern IIRC bis zu 57V im Leerlauf - ich
kenne PoE-Switche, die auch tatsächlich mit ca.  55V speisen.

Andererseits müssen bei Nennlast minimal nur 37V oder so ankommen.

cu
Michael

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