Измерение тока на ОУ, Выходит из строя операционник Опции

[sera_os]

Здравствуйте форумчане!

Давно не был у Вас! 

Нуждаюсь в Вашей помощи.  Есть классическая схема измерения тока на ОУ.

Нагрузка индуктивная, ток в нагрузке импульсный, ШИМ 2-90% (т.е. ток есть всегда). VCC- = -8V. ШИМ от драйвера MC34151.



Так вот по непонятным причинам изредка выходит из строя операционный усилитель DA17-1 (ADTL062).  Изредка это 1 на 20-40 устройств (примерно). Точно не смог определить в какой момент это происходит, то было во время включения прибора, то во время отключения нагрузки (она соединена разъемами и кабелем). 

Раньше в схему ставил TL062 (не помню производителя, возможно ONsemi), так они из строя выходили меньше, намного меньше (возможно 1 на 100-150) а вот с ADTL062 другая ситуация. 

По логике (моей) никаких пере напряжений  для ОУ на должно быть. Вот не пойму в чем может быть дело?  

[Tanya]

По логике (моей) никаких пере напряжений  для ОУ на должно быть. Вот не пойму в чем может быть дело?  

Как-то так часто бывает, что Природа дает нам уроки по теории вероятности... У нее своя логика.
А на резисторах на входах ОУ экономим?
Есть еще специальные current shunt monitors с допустимым напряжением до сотен вольт. Или на всем экономим?

[MrYuran]

А на резисторах на входах ОУ экономим?

Во-во, тоже такая ботва была. Дохли ОР07. Поставил 1к по входу, На показателях [практически] не сказывается, а за 2 года ни разу ничего не схохло.

[proxi]

Здравствуйте форумчане!
Так вот по непонятным причинам изредка выходит из строя операционный усилитель DA17-1 (ADTL062).  Изредка это 1 на 20-40 устройств (примерно). Точно не смог определить в какой момент это происходит, то было во время включения прибора, то во время отключения нагрузки (она соединена разъемами и кабелем). 

Раньше в схему ставил TL062 (не помню производителя, возможно ONsemi), так они из строя выходили меньше, намного меньше (возможно 1 на 100-150) а вот с ADTL062 другая ситуация. 

По логике (моей) никаких пере напряжений  для ОУ на должно быть. Вот не пойму в чем может быть дело?  

The magnitude of the input voltage must never exceed the magnitude of the supply voltage or 15 volts, whichever is less.
Нагрузка индуктивная, вот ключевое слово...синфазное напряжение равно питающему, что не ест хорошо...
затем, если даже все это работает, переходной процесс на катушке, через полевик и на вход ОУ ( входное синфазное на пределе ТУ)...
забавные созерцатели ... горит, значит не порядок...
резистор 1 кОм по инвертирующему входу может защитить от теплового пробоя, но не от электричесского и всякого рода деградаций,
так что последнее слово резисторы, если влом менять большее...

[sera_os]

На чем можно сэкономить - на том и экономим
"Не хватает" только резистора по инвертирующему входу (2), но напряжение на нем будет только ниже питания, а этого ОУ не боится.

Есть еще специальные current shunt monitors с допустимым напряжением до сотен вольт. Или на всем экономим?

Знаю есть еще много других способов измерения тока, он если можно спроектировать дешевле, то зачем платить больше???
Уверен эта схема имеет право на существование , просто нужно довести ее до 100% работоспособности в моем случае.

The magnitude of the input voltage must never exceed the magnitude of the supply voltage or 15 volts, whichever is less.
Нагрузка индуктивная, вот ключевое слово...синфазное напряжение равно питающему, что не есть хорошо...
затем, если даже все это работает, переходной процесс на катушке, через полевик и на вход ОУ ( входное синфазное на пределе ТУ)...

Так Input Voltage Range MAX=+15V (при питании +15В) т.е. включительно питание. А в даташите от TI ето на первой странице указано: "Common-Mode Input Voltage Range Includes VCC+".  

[V_N]

[quote]просто нужно довести ее до 100% работоспособности в моем случае.[/quo
Ну так доводите Вам Tanya в посте 2 подсказали что надо сделать

[Tanya]

На чем можно сэкономить - на том и экономим
"Не хватает" только резистора по инвертирующему входу (2), но напряжение на нем будет только ниже питания, а этого ОУ не боится.

Так Input Voltage Range MAX=+15V (при питании +15В) т.е. включительно питание. А в даташите от TI ето на первой странице указано: "Common-Mode Input Voltage Range Includes VCC+".  

Ну-ну. Нужно еще 2 резистора. Минимум.
Как бы это назвать....
Гадание на операционных усилителях?

[sera_os]

У меня возникают только одни мысли. Во время включения полевика (фронты будут крутыми так как управления от драйвера) за счет заряда паразитных емкостей (диод шоттки, монтаж, кабель, катушка-нагрузка) возникает бросок тока через датчик R98,R99, настолько большой - что входное напряжение (что идет на инвертирующий вход) выходит за пределы нормы. Правда ток тогда должен быть невероятно большой, так как сопротивление датчика тока 0,05Ом! Что то мне не верится в этот вариант.
А может ОУ не любит быстрого dV/dt? Что на это скажите?

[proxi]

У меня возникают только одни мысли. Во время включения полевика (фронты будут крутыми так как управления от драйвера) за счет заряда паразитных емкостей (диод шоттки, монтаж, кабель, катушка-нагрузка) возникает бросок тока через датчик R98,R99, настолько большой - что входное напряжение (что идет на инвертирующий вход) выходит за пределы нормы. Правда ток тогда должен быть невероятно большой, так как сопротивление датчика тока 0,05Ом! Что то мне не верится в этот вариант.
А может ОУ не любит быстрого dV/dt? Что на это скажите?

экий вы... проблема не столько в схемотехнике, сколько в технологии... в шите четко указанно, макс входное синфазное 15 В
питание может +- 18....видимо карманы пробиваются или еще чего, это кристалл нужно изучать...

[sera_os]

Ду ну ее... (эту проблему). Зачем разбираться в "тонкой материи" если решение достаточно просто! Кстати может есть решение еще попроще чем хирургическое вмешательство в плату? Может мне поможет какой другой опер? Поищу как я...
ЗЫ От резисторов я то не отказываюсь, но неохота резать дорожки или подымать ножки.

[proxi]

Ду ну ее... (эту проблему)

так оно лучшее.....все при деле...ремонтники, транспортники, титанические усилия и тд...

Может мне поможет какой другой опер?

может поможет, только rail to rail по входу, такие по всюду не валяются...

[firstvald]

Да там еще через диодик который наверняка в полевике есть параллельно каналу с катушки выбросы могут попадать. Помимо резюка по входам просится резюк по питанию в 8 ноге и стабилитрон с этой ноги на землю. И чтоб совсем спокойно быть пара диодов со входов в землю и в питание.

Но если это в серии, то можно попробовать параллельно токоизмерительному резистору припаять два встречно паралельных диода. Страшно криво, но все наше производство такое.

[Sensar]

Не вижу есть ли по 15 вольтам конденсаторы вблизи питания ОУ, если нет, то вполне возможно что через полевик будет приходить на ОУ импульсы от индуктивности поболее чем 15В, да и как говорили резисторы тут не по мешают, я бы к ним в параллель конденсаторы небольшие на несколько десятков пикофарат добавил

[sera_os]

Не вижу есть ли по 15 вольтам конденсаторы вблизи питания ОУ, если нет, то вполне возможно что через полевик будет приходить на ОУ импульсы от индуктивности поболее чем 15В, да и как говорили резисторы тут не по мешают, я бы к ним в параллель конденсаторы небольшие на несколько десятков пикофарат добавил

Конденсатора поблизости то не оказалось , но зато он есть вблизи токового датчика R99, R98 (по +15В 1000мк + 0,1мк керамика), а ОУ вообще физически находится далеко от силовой части платы, только выводы от указанных резисторов тянутся к оперу. Кстати отрицательное питание, если Вы не заметили -8В, т.е. есть запас по нарастанию плюса, так как абсолютное значение питания 30В.

Да там еще через диодик который наверняка в полевике есть параллельно каналу с катушки выбросы могут попадать. Помимо резюка по входам просится резюк по питанию в 8 ноге и стабилитрон с этой ноги на землю. И чтоб совсем спокойно быть пара диодов со входов в землю и в питание.

Отрицательные импульсы самоиндукции успешно давит диод Шоттки  VD26 который находится вблизи разъема подключения к нагрузке (катушке), так что это вариант маловероятен.

[proxi]

Конденсатора поблизости то не оказалось , но зато он есть вблизи токового датчика R99, R98 (по +15В 1000мк + 0,1мк керамика), а ОУ вообще физически находится далеко от силовой части платы, только выводы от указанных резисторов тянутся к оперу. Кстати отрицательное питание, если Вы не заметили -8В, т.е. есть запас по нарастанию плюса, так как абсолютное значение питания 30В.

Отрицательные импульсы самоиндукции успешно давит диод Шоттки VD26

зато положительные нет..
The magnitude of the input voltage must never exceed the magnitude of the supply voltage or 15 volts, whichever is less....
перевожу: величина напряжения на входах никогда не должна превышать величину напряжения питания или 15 B....
при размыкании катушки, положительный выброс, через диод FET ключа, благополучно достигает инв. входа ОУ
и превышает U пит операционника...надо сказать, что величина напряжение - ток может достигать существенной величины...

[Stanislav_S]

Посмотрите у Аналоговых девиц, у них были ОУ со входным синфазным превышающим напряжение питания, какой то из них применял, но задавностью лет уже не помню какой.

[domowoj]

Если говорить об экономии, (да и о надежности )
токоизмерительный резистор нужно было ставить в землю,
т.е. за землю и + инвертирующий усилитель.
На фоне нуля всяко лучше работать нежели на фоне питания

[sera_os]

Если говорить об экономии, (да и о надежности )
токоизмерительный резистор нужно было ставить в землю,
т.е. за землю и + инвертирующий усилитель.
На фоне нуля всяко лучше работать нежели на фоне питания

У меня были веские причины измерять по плюсу! Как то, что минус общий для другой нагрузки и по нему еще и другие токи текут. 


Ладно мужики, пока я оперов подходящих и что в наличии не нашел, буду резисторы ставить.

А может и 1 резистором обойтись, тем что на инвертирующий вход? Как ни как а неинвертирующий вход через резистор включен, там 100Ом стоит, а при необходимости и вовсе можно сопротивления увеличить (пересчитав при этом R97).

 

[firstvald]

Речь идет о спасении схемы , которая делатся или делалась серийно. А это совсем другая специфика. Это похоже на ремонт телевизора закапыванием (правда один мой знакомый спросил: насколько глубоко).


Грубо говоря надо придумать такое , чтобы ничего не резать, а только припаивать
Попробовать зашунтировать токоизмерительные резисторы диодами и параллельно питанию опера поставить резистор ом так в 300. А лучше - меньше. И еще лучше стабилитрон параллельно этому резистору. И совсем хорошо - резистор с последовательно включенным конденсатором параллельно нагрузке.
А для полного щастия посмотреть осциллом что собственно там происходит, а то наши советы немного смахивают на прививку от свиного гриппа.

[proxi]

не плохо было бы представить себе размеры бедствия, а именно ток катушки и L , тогда можно будет представить и амплитуду выброса... и еще, важно поведение источника напряжения, на втекающий ток, может мы имеем существенный выброс по общему питанию, тогда резисторы не помогут, мона, в конце концов, осмотреть напругу и датчик тока, осциллографом поприличнее...

[sera_os]

не плохо было бы представить себе размеры бедствия, а именно ток катушки и L , тогда можно будет представить и амплитуду выброса...

Ток катушки достаточно велик, в импульсе доходит до 10А, сопротивление самой катушки 0,3-0,5Ом и еще столькоже имеют проводники и разъемы идущие к ней (примерно). Индуктивность точно не помню, но порядка нескольких миллигенри. Частота ШИМа 1кГц. БП минвеловский PS65-15 (fly-back).

и еще, важно поведение источника напряжения, на втекающий ток, может мы имеем существенный выброс по общему питанию, тогда резисторы не помогут, мона, в конце концов, осмотреть напругу и датчик тока, осциллографом поприличнее...

А откуда там возьмется втекающий ток? Самоиндукция давится диодом, причем последний от нее даже нагревается немного.
Осцилом особо не присматривался, но с первого взгляда "все в порядке". Есть цифровик, попробую записи сделать.

[domowoj]

И чтоб совсем спокойно быть пара диодов со входов в землю и в питание.

Предложенное должно спасти ОУ,
впослед по резистору по входам + диоды.

[sera_os]

Предложенное должно спасти ОУ,
впослед по резистору по входам + диоды.

Пробовал, в разрыв входов ОУ ставил резисторы на 1к и сдвоенные шоттки BAS40-04 (диоды на +15 VCC-), 100% не помогло.

Начинал с того что просто в разрыв входам поставил сопротивления по 10к, немного лучше стало, объясню как.


Выяснил как выходит из-стоя схема. Оказывается когда накрутить прибором приличный ток в катушке (RMS 2-3А) и отсоединить нагрузку (электромагнит) от прибора - выходит из строя. Причем, при той схеме что я приводил (без какой либо защиты входов) выходит сразу! Добавляю резисторы по входу (по 10к), сгорает не сразу, а с некоторого раза разрыва нагрузки. Ставлю резисторы по 1к + шоттки по входу - часто нужно разрывать, но на раз 10-20 все же имеем пробитый ОУ. Конденсаторов по питанию (вблизи ОУ) еще не пробовал ставить. 

Пытался найти доступною замену ADTL082 (TL082), пока безрезультатно . Есть много с подобным входным каскадом на полевиках, которые мало чем отличаются. Есть много с работой по входу включая "землю", при этом до положительного питания не дотягивают 1-2В. Rail-to-Rail же, в основном, низковольтные.

[sera_os]

Кто ищет тот всегда найдет.(с)

У Linear Technology есть приличный выбор RR-input с питанием более 24В.

Остановился на LT1638 RRIO. Входное напряжение может превышать питание аж до +40В! В Украине быстро можно достать за 30грн (3,75$). Правда Slew Rate 0.4V/µs, маловато будет, но мне точность измерения не сильно критична (погрешность допустима до 2-3%), в общем меня устраивает.

[Tanya]

Кто ищет тот всегда найдет.(с)
. Входное напряжение может превышать питание аж до +40В!

Вам же уже намекали, что есть с большим АЖ у АД и скорость выше, и резисторов не нужно. И измеряет ток как вверху, так и внизу. AD8210 и другие искать нужно current shunt monitor.
http://www.analog.com/en/amplifiers-and-co...ucts/index.html

[sera_os]

Вам же уже намекали, что есть с большим АЖ у АД и скорость выше, и резисторов не нужно. И измеряет ток как вверху, так и внизу. AD8210 и другие искать нужно current shunt monitor.
http://www.analog.com/en/amplifiers-and-co...ucts/index.html

И что даже дорожки резать не нужно будет, и перемычки кидать?


Повторюсь еще, у меня еще с 50 плат под ту схему что я в первом посте привел, и мне нужно заставить их работать надежно!

[Tanya]

Повторюсь еще, у меня еще с 50 плат под ту схему что я в первом посте привел, и мне нужно заставить их работать надежно!

Не знаю, какая там у Вас разводка...
Может, для кардинального повышения надежности старые платы выкинуть?

[sera_os]

Не знаю, какая там у Вас разводка...
Может, для кардинального повышения надежности старые платы выкинуть?

Что при каждой небольшой оплошности выкидывать партию плат, пусть и не большую? Нет, выкидывать не буду! Доделаю что есть, на крайний случай даже перемычки поставлю и current shunt monitor, есть даже в наличии AD8212, кстати, уже присматривался как впаять их с минимальным хирургическим вмешательством. Согласитесь "издеваться" над 50 плат неохота.

ЗЫ Надеюсь в выходные получу микросхемы, тогда расскажу об испытаниях. 

[stells]

[sera_os]

TO ALL и в частности stells, не нужны мне схемы измерения тока! Я Вам не меньшее количество могу привести!
Мне нужно доделать свое готовое серийное у-во, с существующей платой и соответственно схемой которая приведена в первом посте!
ЗЫ имейте уважение читать не только первый пост!
ЗЫЫ простите, достало немного...

[domowoj]

Конденсаторов по питанию (вблизи ОУ) еще не пробовал ставить. 

Такие ляпы делать не простительно

[stells]

TO ALL и в частности stells, не нужны мне схемы измерения тока!
...
ЗЫЫ простите, достало немного...

вообще-то я Вам не схему измерения, а конкретный ОУ привел... ну если вдруг и 40В окажется мало...

[Tanya]

TO ALL и в частности stells, не нужны мне схемы измерения тока! Я Вам не меньшее количество могу привести!
Мне нужно доделать свое готовое серийное у-во, с существующей платой и соответственно схемой которая приведена в первом посте!
ЗЫ имейте уважение читать не только первый пост!
ЗЫЫ простите, достало немного...

Хочу Вас информировать, что не следует так выражаться. Каждый пишет тут то, что он хочет написать по этому поводу.
Вы можете читать или не читать, благодарить или не благодарить. Лучше последнее.

[sera_os]

Хочу Вас информировать, что не следует так выражаться. Каждый пишет, что он хочет написать по этому поводу.
Вы можете читать или не читать, благодарить или не благодарить. Лучше последнее.

По моему, я ничего лишнего или оскорбительного не написал. 


И если бы я попросил подсказать другое схемотехническое решение, тогда все и даже Ваши Таня посты были бы более уместны и полезны. 

Всем спасибо за участие и за помощь! 

[sonycman]

А откуда там возьмется втекающий ток? Самоиндукция давится диодом, причем последний от нее даже нагревается немного.
Осцилом особо не присматривался, но с первого взгляда "все в порядке". Есть цифровик, попробую записи сделать.

А вот такое объяснение втекающего тока не подойдёт?

зато положительные нет..
The magnitude of the input voltage must never exceed the magnitude of the supply voltage or 15 volts, whichever is less....
перевожу: величина напряжения на входах никогда не должна превышать величину напряжения питания или 15 B....
при размыкании катушки, положительный выброс, через диод FET ключа, благополучно достигает инв. входа ОУ
и превышает U пит операционника...

[Tanya]

По моему, я ничего лишнего или оскорбительного не написал. 
И если бы я попросил подсказать другое схемотехническое решение, тогда все и даже Ваши Таня посты были бы более уместны и полезны. 

Если бы Вы хотели получить помощь в той форме, о которой сейчас пишите, надо было опубликовать часть Вашей разводки.

[sera_os]

Долго не писал, потому как, все собирался выяснить, в чем же причина и каклечится. Пробовал и диоды (на питание) по входу с резисторами и конденсаторы по питанию вблизи корпуса ОУ,становилось "немножко лучше", но не спасает в 100% случаях.

Трудностьвыявления проблемы осложнялась еще и тем, что, во-первых, создать 100% ситуациювыхода из строя мне так и не удалось, то, что раньше писал, что при большомтоке резко разрываешь нагрузку и кирдык ОУ, не во всех случаях работало, приходилось долго и часто пробовать (разрывать) во-вторых,попадались такие микросхемы (TL082) что, как ни старался, вывести из строя мнеих так и не удалось. Это действительно было похоже, как выразилась уважаемаяTanya, на гадание на операционниках. 

Скорее всего, TL082 выходил из строя по от превышения напряжения по входу (более питающего), несмотря на 0,05 Ом шунт и быстрый диод шоттки возле самого разъема подключения нагрузки, который должен давить импульс самоиндукции и как следствие, рост напряжения на входах ОУ. 

А тем временем использовал вместо TL082 - LT1638. Как не старался, новывести из строя LT1638 не удалось ни разу! На оставшуюся партию плат, остановился на этом варианте, на будущее переработаю схему измерения тока на ОУ "Current Shunt Monitor".

 В общем, решение найдено, а экспериментировать с первоначальнымвариантом, уже нет ни времени, ни желания.Спасибо за участие. Тему закрываю.