Optokoppler für OC-Ausgang mit Rückmeldung

[Martin (Gast)]

Hi,
Ich habe eine Microcontroller-Schaltung, die einen galvanisch getrennten 
Open-Kollektor-Ausgang (NPN) bekommen soll. Auf diesem Ausgang werden 
entweder Status-Informationen oder Impulse mit einer max-Frequenz von 
500Hz ausgegeben.
Zur Anregung dieses Optokopplers habe ich max. 100µA zur Verfügung.
Ich habe mir den Typ HCPL070A ausgesucht, dem dieser Strom ausreicht.

Der Ausgang soll geeignet sein, an SPS´s oder andere Steuerungen 
angeschlossen zu werden. Dabei wird der Endanwender einen 
Pull-Up-Widerstand im Bereich 1k - 10k einsetzen. Die extern angelegte 
Spannung wird im Bereich 10-30V liegen.

Der Optokoppler schaltet einen Fet, der ausgangsseitig die nötige 
Leistung zur Verfügung stellt.
Soweit so gut...

Nun das Problem:
Ich brauche zu Diagnosezwecken eine Rückmeldung, ob der Ausgang noch 
korrekt funktioniert.
Dazu wird ein zweiter Optokoppler (evtl. anderen Types) eingesetzt, der 
mir den Ausgangszustand wieder zum µC zurückmeldet. Dieser zweite 
Optokoppler speist sich aus der von extern angelegten Spannung, wenn der 
Ausgangs-Fet gerade sperrt.
Von außen soll sich der Ausgang wie ein "normaler" NPN Open Kollektor- 
Ausgang verhalten. Dass die Spannung im gesperrten Zustand etwas 
absinkt, liegt im Bereich des tolerierbaren.

Ich habe schon einiges mit LTSpice simuliert, komme aber irgendwie auf 
kein befriedigendes Ergebnis.  Entweder der Rückmelde-Optokoppler zieht 
mir die Ausgangsspannung im gesperrten Zustand zu weit herunter oder der 
Strom reicht nicht, dass der Optokoppler durchschaltet.

Gibt es jemanden, der einen ähnlichen industrietauglichen Ausgang 
realisiert hat und ein paar Tipps geben kann?

[Uwe (Gast)]

Schaltplan ?
Aber was mir dazu einfällt: wenn der Mikrocontroller seinen ausgang 
hochohmig macht das signal durch den Optokopler geht usw. dann gibt es 
eine Signallaufzeit bis der FET schaltet. Das Heißt der Optokopler der 
das Signal zurückmelden soll zieht den Ausgang des Mikrocontrollers es 
ja schon auf Masse(oder versucht es jedenfalls).
Meine Logik sagt mir das auf jeden Fall ein Vergleich stattfinden muss. 
Oder ein Ausgang und zusätzlich ein Eingang benötigt werden.

[Martin (Gast)]

Hallo Uwe

Ich habe ausreichend freie Ports, so dass die Rückmeldung getrennt 
verarbeitet werden kann. Laufzeiten spielen keine Rolle. Nach jedem 
Ausgangsimpuls wird nur kontrolliert ob es eine Rückmeldung gibt. Ob 
diese leicht verzögert auftritt spielt keine Rolle. Natürlich sollte die 
Rückmeldung da sein, bevor die nächste Flanke auftritt. Controllermäßig 
bekomme ich das hin.


Anbei ein Schaltplanentwurf, wie ich es mir vorstelle.
Der Bereich mit dem "?" fehlt allerdings noch.

Der Ausgang "OC1" wechselt mit einem Pull-up auf 24V zwischen ca. 2 und 
24V.
Mir ist bewusst, dass die maximale Ausgangsspannung je nach 
Stromentnahme etwas niedriger wird.
Es sollte sich aber in so einem Rahmen bewegen, dass der Ausgang noch 
normal als OC-Ausgang verwendbar ist.

Wer hat einen Vorschlag, wie der fehlende Schaltungsteil aussehen 
könnte?

[Jens G. (jensig)]

T2 wird aber sicherlich noch reichlich Restspannung (sozusagen 
Sättigungsspannung) haben im eingeschalteten Zustand (je nach dessen 
Ugs, die zum Durchschalten nötig ist, + Ucesat des OK3).
Ansonsten wäre es am einfachsten (würde aber die 
Gesamtsättigungsspannung noch weiter erhöhen), den U8 gleich mit in den 
OC-Ausgang in Reihe zu schalten.

[Martin (Gast)]

Hallo,

habe jetzt eine Lösung gefunden:
Wie Jens schrieb, habe ich am Gate genug Spannung um den 
Rückmeld-Optokoppler zum durchschalten zu bewegen. Vom Gate geht jetzt 
ein 10k zur Masse (R42) und dazu parallel die 
Rückmeldediode+Vorwiderstand.
Am HCPL070 habe ich den Ausgang vom ersten Transistor (Pin 7) genommen 
um kürzere Schaltzeiten zu bekommen.