Guten Tag
Ich entwerfe gerade eine kleine Schaltung, welche auch einen Optokoppler
beinhaltet. Da diese ja eine LED beinhalten, müssen die
Optokoppler-Eingänge richtig gepolt sein, da bei einer Verpolung die LED
zerstört werden kann.
Nun benötige eich eine Schutzschaltung gegen Verpolung. Ich habe bereits
im Internet mehrere Versionen gesehen. Entweder mit
Brückengleichrichtern oder mit Dioden.
Die Diodenvariante mag für kleinere Projekte sicher gut sein, jedoch ist
im Industrieumfeld vermutlich keine Diode stark genug, um dem
Standzuhalten. Wird beispielsweise ein 24V 10A Netzteil über einer
Schutzdiode kurzgeschlossen, verwandelt diese sich dann wohl in Rauch,
und danach geht auch gleich der Optokoppler hopps.
Wie kann ich eine sichere, aber auch möglichst einfache Optokoppler
Verpolungssicherung für Bemessungsspannungen von 24V lösen?
Daniel W schrieb:> Nun benötige eich eine Schutzschaltung gegen Verpolung. Ich habe bereits> im Internet mehrere Versionen gesehen. Entweder mit> Brückengleichrichtern oder mit Dioden.
Brückengleichrichter, wenn es tun soll auch bei Verpolung.
Sonst: Diode in Reihe mit ausreichender Sperrspannung passend zur
maximalen Verpolspannung.
Mit der antiparallelen Diode hast du recht, da bräuchte man dann eine
Sicherung, die schnell genug auslöst. Aber mit einer flinken
50mA-Sicherung schafft das auch eine 1N400x. Für eine Sinushalbwelle ist
sie z.B. mit 27A spezifiziert.
Aber die Diode in Serie ist die einfachste Lösung.
HildeK schrieb:> Mit der antiparallelen Diode hast du recht, da bräuchte man dann eine> Sicherung, die schnell genug auslöst.
Nein, da haben wir beide natürlich nicht recht.
Es geht selbstverständlich auch eine kleine Diode antiparallel zu der im
Optokoppler; nach dem Vorwiderstand! Dadurch fließt in Rückwärtsrichtung
auch nicht mehr Strom als im korrekten Betrieb durch den OK.
HildeK schrieb:> Mit der antiparallelen Diode hast du recht, da bräuchte man dann eine> Sicherung, die schnell genug auslöst
Wenn der Optokoppler Rv an der richtigen Stelle sitzt, passiert da gar
nichts.
Daniel W schrieb:> Wird beispielsweise ein 24V 10A Netzteil über einer> Schutzdiode kurzgeschlossen, verwandelt diese sich dann wohl in Rauch,> und danach geht auch gleich der Optokoppler hopps.
Nur nach der hier im Forum hartnäckig vertretenen Theorie, dass LEDs
ohne Vorwiderstand zu betreiben sind - das gilt natürlich auch für die
LED eines Optokopplers. Wenn du den Strom korrekt begrenzt passiert
nichts, aber dazu musst du eben einen Vorwiderstand einsetzen, auch wenn
hier noch so viele schreien dass das nicht nötig ist.
Notfalls in einem anderen Forum fragen, wo echte Elektronik betrieben
wird.
Georg
georg schrieb:> Notfalls in einem anderen Forum fragen, wo echte Elektronik betrieben> wird.
Was soll das denn heißen? Das hier ist doch alles echt und zu allem
Überfluss auch noch eines der besten Elektronikforen überhaupt.
georg schrieb:> aber dazu musst du eben einen Vorwiderstand einsetzen,
Eben. Durch den Einsatz eines Vorwiderstantz ist automatisch alles tutti
paletti. Der sollte natürlich auf der Empfängerplatine sitzen und nicht
in der Signalausgabeeinheit, da nützt er im Fehlerfall nämlich nix!
Philipp schrieb:> georg schrieb:>> Notfalls in einem anderen Forum fragen, wo echte Elektronik betrieben>> wird.>> Was soll das denn heißen? Das hier ist doch alles echt und zu allem> Überfluss auch noch eines der besten Elektronikforen überhaupt.
Die richtigen Elektroniker sind schon längst wieder bei DSE...
Thomas K. schrieb:> Wenn der Optokoppler Rv an der richtigen Stelle sitzt, passiert da gar> nichts.
Ich hatte mich schon korrigiert, die Posts haben sich wohl
überschnitten.
So geht es mir manchmal, wenn ich mir immer alles aus Prosatext
vorstellen muss - da bleibt schon mal was auf der Strecke 😀.
Daniel W schrieb:> Die Diodenvariante mag für kleinere Projekte sicher gut sein, jedoch ist> im Industrieumfeld vermutlich keine Diode stark genug, um dem> Standzuhalten.
Das ist völliger Quatsch. Jede Diode verträgt eine klar definierte
Spannung und einen maximalen Strom. Diese Daten stehen im Datenblatt unf
darauf kannst du dich verlassen.
Brückgleichrichter machen Sinn, wenn die Polung der Steuerspannung egal
sein.
> Wie kann ich eine sichere, aber auch möglichst einfache> Optokoppler Verpolungssicherung für Bemessungsspannungen von 24V lösen?
Dazu genügt fast jede beliebige Diode, einfach in Reihe zum Optokoppler.
Zum Beispiel eine 1N4148.
Stefan ⛄ F. schrieb:> Dazu genügt fast jede beliebige Diode, einfach in Reihe zum Optokoppler.> Zum Beispiel eine 1N4148.
Das macht Bastler!
Die LED im Optokoppler hat eine viel zu geringe Sperrspannung und wer
garantiert, daß nicht der größte Spannungsabfall in der Reihenschaltung
bei Falschpolung gerade dort auftritt?
Die Diode anti-parallel zur OK-LED ist die Profi-Lösung.
Zusatz: im Industrieeinsatz werden Eingänge noch wesentlich
umfangreicher geschützt.
Daniel W schrieb:> Wie kann ich eine sichere, aber auch möglichst einfache Optokoppler> Verpolungssicherung für Bemessungsspannungen von 24V lösen?Clemens L. schrieb:> Es gibt auch AC-Optokoppler (z.B. PC814), die kann man gar nicht> verpolen.
und für 24V kann man auch den Rv berechnen
oder
Route_66 H. schrieb:> Die Diode anti-parallel zur OK-LED ist die Profi-Lösung.Stefan ⛄ F. schrieb:> einfach in Reihe zum Optokoppler.> Zum Beispiel eine 1N4148.Route_66 H. schrieb:> Das macht man nicht!
genau!!!
Route_66 H. schrieb:> Das macht Bastler!> Die LED im Optokoppler hat eine viel zu geringe Sperrspannung und wer> garantiert, daß nicht der größte Spannungsabfall in der Reihenschaltung> bei Falschpolung gerade dort auftritt?
Quatsch.
Eine LED verträgt problemlos auch einen Rückstrom, solange er klein
genug ist. Eine 1N4148 hat bei Raumtemperatur und 20V max. 25nA
Rückstrom.
Die Durchbruchsspannung einer Standard-LED liegt zwischen 5V und 10V,
macht dann höchstens 250nW. Und selbst wenn die 1N4148 bei 150°C 50µA
fließen lässt, sind es an der LED immer noch nur 500µW.
Also: bleibt bei den Realitäten! Da passiert gar nichts!
Da der Aufwand aber der selbe ist, nur eine Diode, macht man sie
sinnvollerweise antiparallel zur OK-LED:
HildeK schrieb:> Da der Aufwand aber der selbe ist, nur eine Diode, macht man sie> sinnvollerweise antiparallel zur OK-LED
eben sinnvoll und sicher!
finde ich jedenfalls besser als Reihenschaltung mit unbekannter
Sperrspannungsaufteilung.
Daniel W schrieb:> Wie kann ich eine sichere, aber auch möglichst einfache Optokoppler> Verpolungssicherung für Bemessungsspannungen von 24V lösen?
Offenbar ist die Strombegrenzung nicht dein Problem, ein Vorwiderstand
ist vorgesehen und da eine normale Optokoppler-LED bis 50mA aushalt,
könnte man den Optokoppler mit 1mA Nennstrom einsetzen und wäre bis
1200V kurzfristig robust, langfristig wird der Vorwiderstand aber heiss,
vielleicht nimmt man einen 22k NFR25 Sicherungswiderstand, der löst bei
230V~ dann in weniger als 1 Minute aus.
Dann ist ein PC814 die einfachste, bauteilsparsamste Lösung. Man müsste
nichtmal die Polaritat kennzeichnen.
Einfach den Optokoppler und einen Vorwiderstand.
Etwas billiger wäre eine normale 1N4148 antiparallel zu einem PC917, den
gibt es auch mit höherer CTR was mehr geschalteten Strom erlaubt. Dann
funktioniert die Schaltung verpolt halt nicht.
Und am aufwändigsten ist ein Brückengleichrichter MB6S oder gar 4
Dioden, immerhin leuchtet es dann auch verpolt.
Einen grösseren Eingangsspannungsbereich erhält man mit einer
Stromquelle nach dem Brückengleichrichtet, entweder selbstgebaut:
Daniel W schrieb:> Schutzschaltung gegen Verpolung
Was soll der Quatsch? Absicherung erfolgt gegen Brand oder elektrischem
Schlag.
Alles andere ist eine Kostenfrage. Ein Bauteil für 0.5 ct mit mit 1€
abzusichern ist ... Quatsch.
Sorge dafür, dass man es einfach erstzen kann. Und dass fängt schon bei
der Doukmentaion an.
grusome schrieb:> Was soll der Quatsch
.. den Du hier unwissend absonderst?
> Alles andere ist eine Kostenfrage. Ein Bauteil für 0.5 ct mit mit 1€> abzusichern ist ... Quatsch.
Es kommt auf das Einsatzumfeld an, wenn der Servicetechniker zum Kunden
muß, verursacht das defekte 0,5ct-Bauteil ganz schnell mehrere hundert
Euro.
Wie oben schon mehrfach erklärt, ist ein reiner Verpolschutz eines
Optokoppler äußerst trivial, die Antiparalleldiode kostet irgendwas um
oder unter einem cent.
Manfred schrieb:> Es kommt auf das Einsatzumfeld an, wenn der Servicetechniker zum Kunden> muß, verursacht das defekte 0,5ct-Bauteil ganz schnell mehrere hundert> Euro.
Aber ein Kunde, der Leitungen anschließen darf, der wird wohl auch einen
Optokoppler austauschen können.
Manfred schrieb:> Wie oben schon mehrfach erklärt, ist ein reiner Verpolschutz eines> Optokoppler äußerst trivial, die Antiparalleldiode kostet irgendwas um> oder unter einem cent.
Ach... und die, oder vor allem der Vorwiderstand, brennt nicht ab, wenn
genügend Überspannung angelegt wird?
Ich bleibe dabei, comfortabler Service - inkl. Dokumentation - ist die
bessere Lösung.
Stefan ⛄ F. schrieb:> Aber ein Kunde, der Leitungen anschließen darf, der wird wohl auch einen> Optokoppler austauschen können.
Nein, das kann der noch lange nicht.
Dazu kommt noch, dass man dazu das Gerät öffnen muss. Im schlechtesten
Fall ist der Eingangsbereich wegen entsprechender Spannungsfestigkeit
auch noch vergossen.
Natürlich spendiert man in einer vernünftigen Schaltung einen
Verpolungsschutz, insbesondere, wenn er so einfach einzurichten ist, wie
Manfred ja schon anmerkte.
Stefan ⛄ F. schrieb:> Aber ein Kunde, der Leitungen anschließen darf, der wird wohl auch einen> Optokoppler austauschen können.
Bestimmt nicht der Dickdrahtelektriker draussen. Wenn der denn SMD
Koppler auf der Platine sieht winkt der direkt ab.
grusome schrieb:> Ach... und die, oder vor allem der Vorwiderstand, brennt nicht ab, wenn> genügend Überspannung angelegt wird?
Der hält das deutlich länger durch als die Diode. Davon abgesehen ist
eine dauerhafte erhebliche (und nur darüber reden wir hier) Überspannung
generell wesentlich unwahrscheinlicher als eine Verpolung durch Versehen
beim Anschließen.
> Ich bleibe dabei, comfortabler Service - inkl. Dokumentation - ist die> bessere Lösung.
Gute Dokumentation ist immer eine gute Lösung - aber ein
Verpolungsschutz dieser einfachen Art macht das Ganze deutlich sicherer
und vermindert die Anzahl der Rückläufer mit "Ist kaputt!".
Helmut L. schrieb:> Bestimmt nicht der Dickdrahtelektriker draussen. Wenn der denn SMD> Koppler auf der Platine sieht winkt der direkt ab.
Dfür würde ich natürlich einen im DIP Format mit Sockel verwenden.
Die jungen Leute von Heute wissen gar nicht, was früher mal besser war.
Stefan ⛄ F. schrieb:> Dfür würde ich natürlich einen im DIP Format mit Sockel verwenden.
Viel zu aufwendig in der Fertigung. Heute bestueckt man mit dem
Automaten.
Ich habe schon seit 15 Jahren kein DIL mehr eingesetzt.
Helmut L. schrieb:> Viel zu aufwendig in der Fertigung. Heute bestueckt man mit dem> Automaten.
Ja, und heute wird alles möglichst irreparabel konstruiert.
Chris D. schrieb:> grusome schrieb:>> Ach... und die, oder vor allem der Vorwiderstand, brennt nicht ab, wenn>> genügend Überspannung angelegt wird?>> Der hält das deutlich länger durch als die Diode.
Für selektive Fälle von deutlich - 1 ms vs. 10000 ms?
Okelama, antiparallele Diode ist die Standard-Lösung die angeblich viele
Optokoppler-Leben sschützt. Kann man/ich nix dagegen sagen.
Alles andere wäre meiner Meinung nach ein Fall von over-engineered. Leo
spricht in den Diskussionen von "zu Tode gelöst"...
Route_66 H. schrieb:> Die LED im Optokoppler hat eine viel zu geringe Sperrspannung und wer> garantiert, daß nicht der größte Spannungsabfall in der Reihenschaltung> bei Falschpolung gerade dort auftritt?
Die Sperrströme von LEDs liegen typisch höher als die von Si-Dioden.
Deshalb würde das wohl funktionieren.
> Die Diode anti-parallel zur OK-LED ist die Profi-Lösung.
Ja, und da das ja keinen Mehraufwand macht, würde ich diese Lösung
auch bevorzugen.
Stefan ⛄ F. schrieb:> Ja, und heute wird alles möglichst irreparabel konstruiert.
SMD kann man doch besser reparieren als THT. Einen SMD Widerstand oder
Koppler kann ich mit einer Hand von der Platine löten. Bei THT geht das
so nicht. Auch sind Sockel für DIL nicht unbedingt ein Wunder an
Zuverlässigkeit.
Selbst STM32 Controller hole ich dir ganz von der Platine runter mit dem
Fön.
Helmut L. schrieb:> Auch sind Sockel für DIL nicht unbedingt ein Wunder an> Zuverlässigkeit.
Ich habe mindestens einige hundert DIL-Sockel verbaut, sogenannte
Präzisionssockel etablierter Hersteller - da ist mir kein einziger
Ausfall bekannt.
Wenn man natürlich Billigkram verbaut, Weichplastik mit einseitigem
Blechkontakt, ist es Zufall, wenn die Schaltung überhaupt schon
losläuft.
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Das ganze Palawer wird langsam albern, der Betriebselektriker des Kunden
fingert nicht auf der Leiterplatte herum, der eigene Außendienst im
Regelfall auch nicht. Wenn man vorausschauend entwickelt, hat man
vordergründig Bauteilekosten aus dem Fenster geworfen, bei realer
Betrachtung der Gesamtkosten aber sehr viel gespart.
Schade, dass die Betriebswirtschaftler zu dämlich sind, das zu erfassen
und die E-Ings. als Feind sehen.
