Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Alternative zu Optokoppler im FB-Kreis?


von Martin S. (sirnails)


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Guten Abend miteinander,

ich bin gerade am Grübeln über einige Änderungen bestehender 
Schaltungen. Bisher wurden die galvanisch getrennten Gegentaktwandler 
über Optokoppler im Feedback-Kreis rückgekoppelt. Allerdings haben 
Optokoppler das Alterungsproblem und damit zwangsläufig einen sich 
verschiebenden Arbeitspunkt.

Da für einige Schaltungen ein Redesign ansteht, ist die aktuelle 
Überlegung, ob man nicht ein neues Basiskonzept entwirft, welches dann 
nur durch Anpassung auf einen maßgeschneiderten Verwendungszweck 
umgemünzt werden kann (das hat dann zudem noch den Vorteil, dass es 
reicht, ein einziges Gerät zu zertifizieren).

Aber was sind aktuell die Alternativen? Ich bin gerade dabei, mich in 
diesen Sektor einzuarbeiten, aber am Anfang sieht man halt den Wald vor 
lauter Bäumen nicht. Außerdem findet man zwar viele Artikel und viel 
Lobpreisungen, aber so manches Produkt erwieß sich hinterher als 
schlecht. Die Erfahrung habe ich halt noch nicht.

Konkret daher die Frage: Welche Topologie ist heute (noch) zeitgemäß?

- Optokoppler nach wie vor
- Magnetkoppler
- Kapazitive Koppler
- Kopplerlose Designs (Linear hat da einige ICs im Angebot)

Vielen Dank, schönen Abend euch noch,

Grüße M.S.

von Daniel (Gast)


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Bin kürzlich über dies recht unmissverständliche Aussage gestolpert:
http://community.silabs.com/t5/Silicon-Labs-Knowledge-Base/Q-Is-it-possible-to-substitute-the-feedback-opto-in-a-Flyback/ta-p/113887

Ich glaube, es kann unter bestimmten Umständen dennoch gehen mit einem 
einfachen digitalen Isolator, der einen Schmitt-Trigger-Eingang hat. Das 
Netzteil arbeitet dann aber im Ein/Aus-Betrieb, und die 
Ausgangswelligkeit ist entsprechend höher als bei analogem Feedback und 
kontinuierlicher Änderung des PWM-Tastverhältnisses.

Ich glaube, ein Optokoppler ist unterm Strich die bessere Wahl.

von Marius S. (lupin) Benutzerseite


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Sowas vielleicht? Keine Ahnung, ob der zur Anwendung passt (da die 
Anwendung ja nicht angegeben wurde).

http://www.ti.com/lit/ds/symlink/til300.pdf

von Martin S. (sirnails)


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Marius S. schrieb:
> Sowas vielleicht? Keine Ahnung, ob der zur Anwendung passt (da die
> Anwendung ja nicht angegeben wurde).
>
> http://www.ti.com/lit/ds/symlink/til300.pdf

Sieht auch ganz interessant aus :) Die Frage ist nur, wie der zweite 
Regelkreis die Charakteristik auf schnelle Lastwechsel beeinflusst. 
Prinzipiell kann es nur langsamer werden.

Naja, die Anwendung sind galvanisch getrennte Schaltregler von 8-24V auf 
8 bis 60V mit Leistungen zwischen 50 und 1000W. Das ist jetzt keine 
Aussage, mit der man viel anfangen kann. Darum habe ich sie weggelassen.

von Marius S. (lupin) Benutzerseite


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Warum ist der Optokoppler da so ausschlaggebend?
Normalerweise ist da doch ein Fehlerverstärker (idR TL431) und der 
befummelt den Optokoppler so, dass sich die richtige Spannung einstellt. 
Ändert sich irgendwie der Optokoppler, so wird das doch durch den 
Fehlerverstärker ausgeglichen.

Jedenfalls glaube ich nicht, dass in den ganzen China Wandwarzen & Co. 
speziell qualifizierte Optokoppler drin sind ;-)

Aber vielleicht übersehe ich etwas.

von Helge A. (besupreme)


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Wenn Veränderungen (Alterung) des Optokopplers die Eigenschaften des 
Geräts verändern, ist von vornherein irgendwas auf Kante genäht. Der OK 
ist ja niemals das regelnde Element.

Ich trau den Reglern mit Auswertung einer Hilfswicklung wenig zu, sowas 
ist mir bis jetzt nur in dem billjen Geraffel untergekommen.

von Marius S. (lupin) Benutzerseite


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Das "einfachste" wäre wahrscheinlich eine Sekundärregelung :-)

Helge A. schrieb:
> Der OK ist ja niemals das regelnde Element.

Genau das wollte ich auch zum Ausdruck bringen...

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Marius S. schrieb:
> Warum ist der Optokoppler da so ausschlaggebend?
> Normalerweise ist da doch ein Fehlerverstärker (idR TL431) und der
> befummelt den Optokoppler so, dass sich die richtige Spannung einstellt.
> Ändert sich irgendwie der Optokoppler, so wird das doch durch den
> Fehlerverstärker ausgeglichen.

Genau so sehe ich das auch. Ich glaube der TE sieht Probleme, wo
gar keine sind. Auf jeden Fall sollte er die Abweichung erstmal 
quantifizieren, ehe er sich Gedanken darüber macht, sie zu korrigieren.


XL

von Falk B. (falk)


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Zumal Optokoppler als Rückkopplung in Netzteilen im Normalfall deutlich 
unter Nennstrom betrieben werden, vielleicht so bei 2-5mA. Die Alterung 
bei dem Strom ist fast nicht messbar, ein Verlängerung der Lebensdauer 
um Faktor 10 und mehr kann man in diversen Application Notes nachlesen.

von Martin S. (sirnails)


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Falk Brunner schrieb:
> Die Alterung
> bei dem Strom ist fast nicht messbar, ein Verlängerung der Lebensdauer
> um Faktor 10 und mehr kann man in diversen Application Notes nachlesen.

D.h. es wird dann doch um Alternativen mehr Jubel gemacht, als sie in 
der Tat Vorteile versprechen, oder?

von Falk B. (falk)


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@ Martin Schwaikert (sirnails)

>D.h. es wird dann doch um Alternativen mehr Jubel gemacht, als sie in
>der Tat Vorteile versprechen, oder?

Ist das nicht des öfteren so? Stell dir vor, es gibt ein Produkt, das 
ist preiswert und zuverlässig. Damit kann man keinen neuen Umsatz, 
geschweige denn Gewinn generieren! (Warum denke ich gerade an das Wort 
Glühlampe?)

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Martin Schwaikert schrieb:
> Falk Brunner schrieb:
>> Die Alterung
>> bei dem Strom ist fast nicht messbar, ein Verlängerung der Lebensdauer
>> um Faktor 10 und mehr kann man in diversen Application Notes nachlesen.
>
> D.h. es wird dann doch um Alternativen mehr Jubel gemacht, als sie in
> der Tat Vorteile versprechen, oder?

Ich habe niemanden über Alternativen zum Optokoppler (in dieser 
Anwendung!) jubeln gehört. Am ehesten noch dich.

In anderen Anwendungen haben magnetische oder kapazitive Koppler ja 
durchaus Vorteile gegenüber Optokopplern. Z.B. kann man per magnetischer 
Kopplung auch Energie übertragen. Und kapazitive Koppler kommen bspw. 
mit höheren Frequenzen sehr viel besser klar als Optokoppler.


XL

von GB (Gast)


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von Harald W. (wilhelms)


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Axel Schwenke schrieb:

> Ich habe niemanden über Alternativen zum Optokoppler (in dieser
> Anwendung!) jubeln gehört.

Wenn man Beschreibungen von neuen Produkten in Kennzifferzeit-
schriften liest, klingt das schon manchmal so. Tatsache ist:
OKs altern. Deshalb wird auch kein vernünftiger Ingenieur
Analogwerte ohne zusätzliche Kompensationsschaltungen über
OKs übertragen. Andererseits, die typische Übertragunsschaltung
in Schaltnetzteilen mit dem TL431 ist m.W. ziemlich unabhängig
von der Alterung des OKs.
Gruss
Harald

von Martin S. (sirnails)


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Axel Schwenke schrieb:
> Ich habe niemanden über Alternativen zum Optokoppler (in dieser
> Anwendung!) jubeln gehört. Am ehesten noch dich.

Ich habe nicht gejubelt, sondern hinterfragt. Wie gesagt ist das alles 
noch recht neues Land für mich. Ich muss mir erst einmal einen Eindruck 
verschaffen, was aktuell Stand der Technik ist.

Und wo geht das besser, als bei Leuten, die damit zu tun haben?

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