Hallo allerseits. Ich würde gerne mit einem ARM-µC einen High-Side-Switch in einem galvanisch getrennten Stromkreis schalten. Dazu möchte ich einen Optokoppler verwenden. Zuerst gibt es hier das "Problem", dass man ohne einen weiteren Transistor wegen der fehlenden "Treiberfunktionalität der ARM-µCs nur 2mA für die Fotodiode im OK ziehen darf. Das heißt ich benötige einen OK, bei dem die Fotodiode schon mit 2 mA ausreichend arbeitet. So etwas gibt es ja auch. Allerdings geht das Hand in Hand mit einer geringen Collector-Emitter-Spannung (in meinem Fall BV_CEO=30 V) Der angehängte "Schaltplan" zeigt meinen Versuch. Kann man das so machen oder ist das generell Quatsch? Die 24 V sind nicht sonderlich sauber und können auch mal 30-50 V Spitzen enthalten (deshalb die Suppressordiode). Ich kann mir vorstellen, dass die Diode nicht reicht um den Transistor im Optokoppler vor dem versehentlichen Durchschalten aufgrund von Spannungstransienten (Wie gesagt BV_CEO war nur 30 V) zu hindern, und zwar weil das einfach zu knapp "kalkuliert" ist. Ein versehentliches Schalten darf aber auf keinen Fall passieren. Was meint ihr? Sollte ich das komplett anders aufziehen? Andere Varianten die mir in den Sinn kommen, wären: 1. Einen anderen Optokoppler mit 20 mA zu nehmen, bei dem die Durchbruchspannung viel höher liegt (70 V oder mehr), und dafür dann auf der µC-Seite eben noch einen Transistor für die Fotodiode vorzuschalten. 2. Den Fototransistor nicht direkt an die 24 V zu hängen, sondern als Last an einen Spannungsteiler zu hängen. Wobei man dann natürlich wieder konstant Strom fließen hat und ein paar mW verschwendet. Noch eine Randinfo: Der Eingang von der eigentlichen Schaltstufe (BTS 452) erlaubt maximal 16 Volt (geschaltet wird ab 2.2 V). Vielen Dank
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wenn du einen OK mit einem Übertragungsverhältnis von 50% hast kannst du mit 2mA 1mA am Ausgang schalten. Der BTS hat einen Eingangsstrom von nur 60µA. Nimm für R1 z. B. 47k, dann hat dein OK nur 0,35mA zu schalten. am Eingang des BTS noch eine 5V1 Zenerdiode und fertig.
Danke Peter! > Der BTS hat einen Eingangsstrom von nur 60µA. Ah ja, da hab ich im Datenblatt an der falschen Stelle geschaut. Bin von 1 mA ausgegangen, aber das war wohl der Strom IGND den die Logik selber in dem Schalter braucht. > Nimm für R1 z. B. 47k, dann hat dein OK nur 0,35mA zu schalten. Ok, dann könnte ich auch gleich 100 k nehmen, oder? :) > am Eingang des BTS noch eine 5V1 Zenerdiode und fertig Das ist natürlich generell ein genialer Plan. Warum aber 5V1? Stimmt das mit den max. 16 V nicht? Aber was ist mit dem Problem, dass der Transistor evtl "ausversehen" schaltet, weil die Spannung zu hoch wird? Ist die Supressordiode schnell genug? Ist bei solchen Breakdown-Voltage-Angaben im Datenblatt noch eine Sollsicherheit dabei?
@Andi Ü. (and0riz0r) >Ok, dann könnte ich auch gleich 100 k nehmen, oder? :) Naja, pack auf jeden Fall mal noch 10-100nF parallel zum R, um evt. böse Störspitzen abzufangen. >Das ist natürlich generell ein genialer Plan. Warum aber 5V1? Weil das reicht. >Aber was ist mit dem Problem, dass der Transistor evtl "ausversehen" >schaltet, weil die Spannung zu hoch wird? Kommt drauf an. Wenn man es falsch macht, kann alles schief gehen. > Ist die Supressordiode schnell genug? Ja, wobei eine unidirektionale hir reicht und schneller ist, theoretisch <1ns. > Ist bei solchen Breakdown-Voltage-Angaben im Datenblatt noch eine > Sollsicherheit dabei? Ja, siehe Datenblatt. Breakdown Voltage wird meist bei 1mA gemessen, Klemmspannung bei Maximalstrom. Pack einfach zwischen 24V und Optokoppler noch 10K Längswiderstand, dann noch 220nF gegen GND (RC-Tiefpass) und das Ganze sollte recht sicher gegen Störpulse sein. MFG Falk
habe das Datenblatt zwar nicht eingesehen, aber die "Stromverstärkung" von Optokopplern ist sehr sehr unlinear. Die angegebenen z.B. 50% gelten nur beim optimalen Wert, z.B. 2mA. Bei 0,35mA liegt die Verstärkung meist schon ganz erheblich unterm Nennwert...
> pack auf jeden Fall mal noch 10-100nF parallel zum R parallel zu dem Längswiderstand oder gegen GND? > Pack einfach zwischen 24V und > Optokoppler noch 10K Längswiderstand hab ich da nicht schon einen Längswiderstand (R1 im Schaltplan) - oder meinst du an einer anderen Stelle? @0815: Ich habe doch locker 1 mA für die Fotodiode verfügbar :) - insofern seh ich da kein Problem - noch dazu wo ich auf der geschaltenen Seite nur ca. 30 µA brauche.
>habe das Datenblatt zwar nicht eingesehen, aber die "Stromverstärkung" >von Optokopplern ist sehr sehr unlinear. Die angegebenen z.B. 50% gelten >nur beim optimalen Wert, z.B. 2mA. Bei 0,35mA liegt die Verstärkung >meist schon ganz erheblich unterm Nennwert... Naja, man kann ja auch noch auf die guten alten 4N32/ 4N33 ausweichen. Die haben intern einen Darlington, und haben bei If=1mA noch deutlich über 100%.
Jens G. schrieb: > Naja, man kann ja auch noch auf die guten alten 4N32/ 4N33 ausweichen. > Die haben intern einen Darlington, und haben bei If=1mA noch deutlich > über 100%. Dann check ich das CTR doch nicht. Dachte immer, CTR beschreibt das Verhältnis zwischen dem Strom CE und dem Strom durch die LED. In dem Datenblatt von dem 4N32 (http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/vishay/83736.pdf) in Figure 2 ist der Strom CE ja über dem LED-Strom aufgetragen. Dort sieht man: Bei 1 ma fließen durch CE gerade mal 0.3 mA oder so. Das ist für mich ein CTR von 30% und nicht 500%. Ich seh die angegeben 500% in der Kennlinie nirgends. Wo ist mein Denkfehler?
Falk Brunner schrieb: > Breakdown Voltage wird meist bei 1mA gemessen, Beim Bestimmen der Durchbruchspannung wird also so lange die Spannung erhöht, bis ein geiwsser Strom (z.B. 1mA) in CE fließt? Bei mir ist die Testbedingung IC = 10 μA . Das heißt bei 30 V fließen 10 µA. Das reicht noch nicht zum Schalten der nachgeschalteten Schaltstufe und ist somit wohl wirklich in Ordnung. > Klemmspannung bei Maximalstrom. Mit Klemmspannung meinst du die Sättigungsspannung? Die ist bei dem Transistor mit 0.4 V bei 0.1 mA angegeben. Diese 0.1 mA sind wohl noch nicht der Maximalstrom, aber wahrscheinlich sinkt die Sättigungsspannung bei noch höherem Strom hier nicht mehr weiter.
@ Andi Ü. (and0riz0r) >> pack auf jeden Fall mal noch 10-100nF parallel zum R >parallel zu dem Längswiderstand oder gegen GND? gegen GND natürlich. >> Pack einfach zwischen 24V und >> Optokoppler noch 10K Längswiderstand >hab ich da nicht schon einen Längswiderstand (R1 im Schaltplan) - oder >meinst du an einer anderen Stelle? Ja, von den 24V. MfG Falk
@Andi Ü. (and0riz0r) >Beim Bestimmen der Durchbruchspannung wird also so lange die Spannung >erhöht, bis ein geiwsser Strom (z.B. 1mA) in CE fließt? Ja. Aber siehe unten. >> Klemmspannung bei Maximalstrom. >Mit Klemmspannung meinst du die Sättigungsspannung? Die ist bei dem >Transistor mit 0.4 V bei 0.1 mA angegeben. Diese 0.1 mA sind wohl noch >nicht der Maximalstrom, aber wahrscheinlich sinkt die Sättigungsspannung >bei noch höherem Strom hier nicht mehr weiter. Ich rede von er SUPPERSSORDIODE! MfG Falk
fragt sich vielleicht auch mal, wie schnell das Ganze arbeiten soll. Vor allem das Abschalten dürfte sich im Millisekundenbereich verzögern. Um während der Abschaltphase Doppelpulse für den BTS zu vermeiden, könnte man doch gleich eine 24V Suppressordiode nehmen. Dann kommt es fototransistorseitig nie zu einem Spannungssprung. Sollte allerdings was Kleines sein, würde eine normale Zener 0,5W probieren. Größere Typen erreichen bei so kleinen Strömen gar nicht ihre Nennspannung...
>Andi Ü. (and0riz0r) >Dann check ich das CTR doch nicht. Dachte immer, CTR beschreibt das >Verhältnis zwischen dem Strom CE und dem Strom durch die LED. >In dem Datenblatt von dem 4N32 >(http://www.datasheetcatalog.org/datasheet/vishay/83736.pdf) in Figure 2 >ist der Strom CE ja über dem LED-Strom aufgetragen. >Dort sieht man: Bei 1 ma fließen durch CE gerade mal 0.3 mA oder so. Das >ist für mich ein CTR von 30% und nicht 500%. Ich seh die angegeben 500% >in der Kennlinie nirgends. Wo ist mein Denkfehler? "Dein" DB scheint wohl da einen Fehler zu haben (offensichtlich y-Achse um eine Größenordnung verschoben. Nimm das, was bei Reichelt liegt - ist zwar älter, aber stimmiger. und enthält auch viel mehr Infos.
Falk Brunner schrieb: > Ich rede von er SUPPERSSORDIODE! Ahhhhh. Ok. Danke. Dann verstehe ich auch warum du beides im Bezug auf meine Frage zur "Sollsicherheit" angegeben hast :]. 0815 schrieb: > fragt sich vielleicht auch mal, wie schnell das Ganze arbeiten soll Langsam. Einmal alle 5 Sekunden soll geschalten werden können. 0815 schrieb: > Vor > allem das Abschalten dürfte sich im Millisekundenbereich verzögern. Wegen R2? 0815 schrieb: > Um > während der Abschaltphase Doppelpulse für den BTS zu vermeiden, könnte > man doch gleich eine 24V Suppressordiode nehmen. Generell könnte man wohl wirklich gleich eine 24V Diode nehmen. Ja. Da fließt halt dann konstant etwas Strom. Aber wenn man R1 zu 100k wählt, spielt das natürlich echt keine Rolle. Das mit dem Doppelpuls hab ich nicht verstanden, wenn ich ehrlich bin. Vor allem nicht, was das mit der Diode zu tun hat.
Jens G. schrieb: > "Dein" DB scheint wohl da einen Fehler zu haben (offensichtlich y-Achse > um eine Größenordnung verschoben. > Nimm das, was bei Reichelt liegt - ist zwar älter, aber stimmiger. und > enthält auch viel mehr Infos. Ah, jo, da passt schaut es besser aus und bei höherem IF gibts wirklich 500 % :) - aber im Bereich um 1 mA ist es wiederum ziemlich ähnlich wie bei dem IL215AT.
Andi Ü. schrieb: > Das mit dem Doppelpuls hab ich nicht verstanden, wenn ich ehrlich bin. > > Vor allem nicht, was das mit der Diode zu tun hat. Na Du hast es doch selbst vermutet. Wenn im Abschaltmoment plötzlich die Versorgungsspannung steigt, bekommt der BTS kurzzeitig einen neuen Puls am Eingang. Zumindest theoretisch könnte die Spannung an der 30V-Suppressordiode ja schlagartig um 6V steigen. Wozu 100K R1? Spätestens dann kommt ne Suppressodiode vielleicht noch auf 10V oder so...die sind für Ströme gebaut. Ich würd glatt ne 15v Zener 0,5W nehmen, und beim 20K R1 bleiben...da passiert nicht mal was bei dauerhaften 50V... Die lahme Abschaltung des BTS erfolgt eher aufgrund des hohen R2. Aber da es nur ein reiner Schalter werden soll, kein Problem.
was die langsame Abschaltung anbetrifft, war natürlich R3 gemeint...
0815 schrieb: > war natürlich R3 gemeint. Ich hatte auch R3 gemeint :) 0815 schrieb: > Ich würd glatt ne 15v Zener 0,5W nehmen, und beim 20K R1 bleiben...da > passiert nicht mal was bei dauerhaften 50V... Hm, dann hab ich einen Strom von (24-15) / 20k = 4,5 µA. Das heißt an der Diode hab ich eine Verlustleistung von 7 mW. Am Widerstand 4 mW. Das wäre wohl noch zu verkraften :]
Andi Ü. schrieb: > Hm, dann hab ich einen Strom von (24-15) / 20k = 4,5 µA. > > Das heißt an der Diode hab ich eine Verlustleistung von 7 mW. Am > > Widerstand 4 mW. Das wäre wohl noch zu verkraften :] Komme zwar auf 450µA, aber das ist für die kleinste mir bekannte Zener kein Thema, eher ein betrieb unterhalb der Spezifikation.... Also so klein als möglich, glaube es gibt auch 0,3W.
Andi Ü. schrieb: > Das heißt ich benötige einen > > OK, bei dem die Fotodiode schon mit 2 mA ausreichend arbeitet. So etwas > > gibt es ja auch. Allerdings geht das Hand in Hand mit einer geringen > > Collector-Emitter-Spannung (in meinem Fall BV_CEO=30 V) Toshiba TLP124 80Vceo
und, vermutlich deutlich gängiger: IL207 oder IL208...aber die hohe Sperrspannung braucht es ja nicht.
@Andi Ü. (and0riz0r) >Ah, jo, da passt schaut es besser aus und bei höherem IF gibts wirklich >500 % :) - aber im Bereich um 1 mA ist es wiederum ziemlich ähnlich wie >bei dem IL215AT. Nee - es sei denn, Du hast schon wieder ein anderes DB ;-) Der IL215 gibt da nur min. 25% / typ. 50% an, während der 4N32 eher so bei 200% liegt bei 1mA.
Jens G. schrieb: > Nee - es sei denn, Du hast schon wieder ein anderes DB ;-) > Der IL215 gibt da nur min. 25% / typ. 50% an, während der 4N32 eher so > bei 200% liegt bei 1mA. Bin wie vorgeschlagen auf Reichelt, hab nach 4N32 gesucht und einen Treffer gefunden, hab dort auf das eine einzige Datenblatt geklickt, dort Figure 11: Da ist CTR ohne Normierung über IF aufgetragen. 100-120 % bei IF = 1 mA :] Aber stimmt..in Figure 8 dagegen ist der Kollektorstrom über IF angegeben. Der liegt tatsächlich bei 2 mA bei IF = 1 mA. Komisch, passt nicht ganz zusammen.... Oder vielleicht interpretiere ich auch die Linien bei der logaritmischen Auftragung falsch. Das sind vier Linien zwischen zwei Dekaden. Die erste ist immer x2, die zweite x4, x6, x8...hätt ich gesagt... :) Naja is ja auch worscht, ich brauch ja nach wievor nur einen Strom <100 µA
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