El divisor de frecuencia CD4521 se calienta mientras RESET está en ALTO

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Tengo un problema peculiar relacionado con el divisor de frecuencia CD4521 del cual uso dos en una configuración redundante como se muestra en mi fragmento de esquema a continuación:

Notéquemientraslosdispositivossemantieneninactivos(RESTABLECERALTO),ambossecalientanmucho.ToméalgunasmedidasconuntermopartipoKyestablecí49°Ccuandoestabainactivoy29°Ccuandoestabaactivo(conunatemperaturadesustratodePCBde21°C)enmediodelospaquetesSOICdeloschips.Latemperaturaeslamismaentrelasdosunidadesyambasfuncionandemaneraconfiable(hastaahora).

Estoyconfundido.Notengoentradasflotantes,laimpedanciadeentradadelNANDXOReslosuficientementealtacomoparanogenerarunacorrientesignificativaytratédeaumentarlospull-upsRSTa100kΩsinningúnefecto.¿Quépodríaestarcausandoesto?NonacíconlalógicadelaseriedeCDenlamano,asíquetalvezmeestéperdiendoalgoobvio...

AcontinuaciónsemuestralaparterelevantedemidiseñodePCB:¡tusabiduríaserámuyapreciada!

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CortéelPin7deconexiónatierrasegúnlosugeridoporbrhans&SamGibsonylastemperaturasoperativasvolvieronalanormalidad.

También,barnicésobreelcorteconesmaltedeuñasparaevitarelcontactoaccidentaldebidoalcrecimientodeóxido.

    
pregunta wheezardth

1 respuesta

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Como se menciona en el excelente comentario de brhans , el problema es la conexión del pin 7 a Gnd (V SS en su esquema). El diagrama lógico interno del 4521 IC explica el problema; consulte el diagrama a continuación.

Resumen : cuando la unidad RESET (pin 2) está activa (Alta), el IC intenta hacer Y1 (OUT1) (pin 7) Alta , pero usted conecté el pin 7 a Gnd en tu PCB.

Por lo tanto, está intentando efectivamente causar un cortocircuito en el pin 7 del IC, limitado principalmente por la capacidad de corriente del controlador de salida del IC. Es posible que esto ya haya dañado el IC, en mayor o menor medida. Si tiene suerte, cualquier daño interno se ha limitado al controlador para el pin 7, que no está utilizando. (Una hoja de datos de 4521 IC diferente menciona una corriente de salida máxima absoluta de 10 mA, que estará excediendo).

Solución : corrige tu esquema y amp; PCB para desconectar la salida no utilizada en el pin 7. Es normal dejar salidas no utilizadas sin conectar, no conectarlas a Gnd. Además, como mencioné, es posible que estos circuitos integrados ya se hayan dañado parcialmente y requieran reemplazo si desea tener confianza en su comportamiento y confiabilidad futuros.

Nuevamente, felicitaciones a brhans por detectar el problema primero.

HeeditadolaimagenoriginaldelahojadedatosdeTIquevinculaste,paraeliminarpartesextrañas.TengaencuentaquelahojadedatosdeTIesunaexploracióndeunahojadedatosdeHarrisSemiconductoranterior,porloquenotienelaaltaresolucióndelashojasdedatosmodernastípicas.

LapuertalógicajustodespuésdelaseñalRESETesuninversor(losrestosdeotraslíneasdeseñaleliminadas,hacenqueelsímbolodelinversorseaunpococonfuso).

  • Enusonormal,RESETesbajo,IN1(pin9)tambiénesbajo(yaqueestáconectadoaGndensuPCB).Porlotanto,despuésdecadapasoatravésdeuninversor,lasdosentradasalacompuertaNANDeneldiagramasonambasaltasysusalidaesbaja.Despuésdedosinversoresmás,veráqueOUT1(pin7)tambiénestábajo.

    Dadoquelalógicabajaactivadaenelpin7noesexactamentecerovoltios,habráunacorrienteadicional(noplanificada)desdeelpin7hastaGnd.Sinembargo,estacorrienteadicionalserámenorqueenelcasoacontinuación.

    EstopodríaexplicarporquélosICestán"generalmente" funcionando a 29 ° C, en una PCB con una temperatura de 21 ° C.

  • Cuando RESET es alto, IN1 sigue siendo (fijo) Bajo. Después de la puerta del inversor en la señal RESET , una entrada a la puerta NAND ahora es Baja. Por lo tanto, su salida es ahora alta. Después de esos dos inversores en la salida de la puerta NAND, el IC intenta conducir OUT1 (pin 7) Alto pero no puede hacer eso, debido a la (muy baja resistencia ) conexión del pin 7 a Gnd en la PCB.

    Eso hará que una corriente significativa fluya a través del IC y también hará que su temperatura aumente, según lo medido. También puede haber dañado uno o ambos de estos circuitos integrados.

Los diagramas lógicos internos ligeramente más claros del 4521 IC están disponibles en las hojas de datos de:

Muestran la misma estructura de puerta entre los pines RESET , IN1 y OUT1 que en la hoja de datos de TI (resolución más pobre), por lo que se comportarán de la misma manera, cuando la señal RESET es Alto (activo).

    
respondido por el SamGibson

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