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Vorwiderstand für den Optokoppler TLP620−4Hallo, ich habe eine Schaltung in der Hand, da sind die Eingänge der Optokoppler TLP620−4 mit je 2,2Kohm Vorwiderstand für die Eingangsspannung von 3V - 15V DC ausgestattet. Frage, wie wird diese Vorwiderstandswert 2,2kohm berechnet? Wie rechne ich z.B. für eine Eingangsspannung von 15V - 30V DC Datenblatt des OK: https://www.mouser.de/datasheet/2/408/toshiba_tlp620-1209614.pdf Gruß Antony Kommt drauf an, was du am Ausgang des Optokopplers damit machen möchtest. Ansonsten berechnest du einfach den Vorwiderstand der LED im Optokoppler so, dass bei maximaler Spannung der max. empfohlene Vorwärtsstrom fließt. Ob dir dann bei kleinstmöglicher Spannung der Ausgangsstrom (Current transfer ratio beachten) reicht, musst du dann selber entscheiden.
Du brauchst den zu schaltenden Strom, beispielsweise 1mA. Da der Optokoppler ein CTR von zumindest 30% hat, müssen 9mA bei geringste Eingangsspannung, bei dir 15V, durch die LED die 1.2V der 15V kostet, macht 13.8V/0.009A=1.5kOhm. Zu Kontrolle noch ob bei höchster Spanning 30V, nicht zu viel fliesst, (30-1.2)/1500=19mA, passt.
Naja, meine Frage war eigentlich, wie kommen sie auf die 2,2kohm? Abgesehen davon was am Ausgang gemacht wird erstmal.
Kannst du bildgebende Maßnahmen auf diese Schaltung anwenden?
Wie üblich mit R = U/I U ergibt sich aus Ueingang-Uf und das sind hier Ueingang = 3..15V und Uf = 1,0V..1,3V. Der Strom durch die LED darf maximal 50mA sein. Deshalb darf der Widerstand nicht niederohmiger sein als (15V-1,0V)/50mA = 280R. Wie groß der Strom minimal sein muss, ergibt sich aus dem Stromübertragungswert CTR und der Beschaltung des Transistors. Und daraus ergibt sich dann auch der Maximalwert des Widerstands. Mit 2k2 ergibt sich ein minimaler LED-Strom von (3V-1,5V)/2k2 = 68µA. Das erschient mir dann schon recht wenig. Besonders, wenn alle Werte im Datenblatt mit Strömen von 1mA und 5mA spezifiziert sind.
Die 2k2 ergeben sich ganz grundlegend daraus, was am Ausgang gemacht wird, denn so ein Optokoppler ist ein zutiefst analoges Bauteil.
Nimm für die doppelte Maximalspannung einfach den doppelten Widerstandswert. Also 4k7.
Ja, wenn es für die selbe Schaltung ist, die bisher mit 3-15V betrieben wurde. Sonst muss er es eben über den CTR ausrechnen ...
Das war natürlich falsch, 1mA/0.3 sind 3.33mA, also 4.1k. Hallo, am Ausgang schalte ich eine kleine 5V Spannung die dann weiter an mC geht. Aber wäre es auch möglich, am Eingang 3V - 30V anzulegen, oh e das der Widerstand anfängt zu kochen?
Jetzt nenne doch den Wert des Arbeitswiderstands! Man muss wissen, wie viel Strom durch den Transistor des OK fließen um zu bestimmen, welcher Vorwiderstand auf der LED-Seite maximal möglich ist. Dann kann man auch die Verlustleistung berechnen.
Je weiter der Bereich ist, desto enger wird das. Nenne den Strom - siehe oben. Wenn die bisherige Schaltung bei 3V mit 2k2 Vorwiderstand noch funktionierte (knapp 1mA) dann wird sie bei 30V rund 13mA benötigen. Macht am Widerstand eine Verlustleistung von knapp 400mW. Es gibt auch OK mit höherem CTR. Toshiba redet von einer Variante "Rank GB" mit etwas höherem CTR. Schau mal, ob das auf deinem evtl. drauf steht. Dann kann man den Strom durch LED und die Verlustleistung am Widerstand verringern.
Welche Arbeitswiderstands meinst du? Im Anhang habe ich das Schaltbild
Angehängte Dateien:
Für genau sowas wurden Konstanstromquellen erfunden. Gibts sogar als Zweipol: https://www.tme.eu/de/details/al5809-15p1-7/led-treiber/diodes-incorporated/ Hier die 15 mA Version. Laut Datenblatt 2,5 bis 60V. Zu den 2,5V kommt dann noch Uf der LED, hier also ca 1,4V. Sind dann 4V Minimum am Eingang. Darunter wäre auszuprobieren. Kaputtgehen kann nix, wahrscheinlich ist der Strom dann geringer als 15 mA.
Okay, die sind cool! Ich hatte bislang für meine Optokoppler immer eine etwas aufwendige Schaltung für keine Konstantstromquelle, aber ich glaube, dafür habe ich jetzt Ersatz gefunden!
Er meint R2 und R4. Aus der Spannung an (+) und R2 ergibt sich der Strom, den der Optokoppler (OK) schalten muß. Dazu kommt der Koppelfaktor des OK, den man dem Datenblatt entnehmen kann, er heißt "CTR" und wird in Prozent angegeben. Nehmen wir mal an, am Ausgang sollen über R2 5mA fließen und der OK hat CTR=80%. Dann müssen also 5/80% = 6,25mA durch dessen LED getrieben werden. Dazu etwas Reserve, würde ich 10mA treiben. Die LED hat eine Flußspannung von maximal 1,3 Volt, die Steuerspannung sei 5 Volt, müssen am Vorwiderstand 3,7V bei 10mA abfallen, also 370 Ohm Vorwiderstand. Diese Berechnung ist gleich der, die man auch für sichtbare LEDs anwendet. Alles klar, endgültig verwirrt oder ... ?
Kommt auf die Anwendung und deren Spannungsbereich an. Mir fällt erstmal nichts ein, wo ich diese Konstantstromquelle unbedingt bräuchte.
Genau, die meinte ich. Aber jetzt muss man Frank N. noch die Spannung an (+) entlocken. Sind es 5V, wäre es gut 1mA, also braucht die LED mindestens 2mA. Das hat sie in der alten Schaltung mit 2k2 an 3V jedoch nicht bekommen - war also in der bereits vorliegenden Schaltung schon mal grenzwertig dimensioniert. Wie ich schon sagte: wenn es bisher mit 2k2 ab 3V funktioniert hat, dann wird es auch mit 30V funktionieren; nur der Widerstand muß halt einer mit 0.5W sein. Den wird man anpassen müssen. Die LED im OK verträgt auch bei 30V den Strom, der sich dann einstellt. Wenn man mal rät, dass es tatsächlich 5V am OK sind und der einen CMOS-Eingang steuert (alles fehlende Infos), dann könnte man die 4k7 auch einfach auf z.B 10k oder 22k erhöhen und damit den LED-Vorwiderstand auch entsprechend vergrößern - z.B. auf 3k9 bzw. 8k2 und der LED-Vorwiderstand muss nur noch etwa 200mW bzw. 100mW aushalten.
Dann interessehalber mal die Frage: Wie realisierst du robuste, galvanisch getrennte Digital-Eingänge mit möglichst weitem Spannungsbereich?
Es sind trotzdem nur Halbleiter, die bei ESD-Entladung die von Halbleitern bekannten Probleme (Stichwort Überspannung und Absolute Maximum Ratings) haben.
Dir ist schon klar, dass "möglichst weit" automatisch auch "möglichst teuer" heißt. Du solltest also einen Eingangsspannungsbereich angeben und "möglichst günstig" oder "kostenoptimal" verlangen. Dann hat man was in der Hand, was realisierbar ist.
Ich frage mich (und dich als meinen Auftraggeber) zuallererst, ob und warum eine teure galvanische Trennung überhaupt nötig ist. Ich habe z.B. die die Verdrahtung der Elektrik der Maschinensteuerung aufgeräumt, dass nicht irgendwie alles in alles einkoppelt, und die Vorgängersteuerung, die ein wahres Optokopplergrab (jeweils ca. 60 OK) war, in eine galvanisch nicht getrennte Steuerung umgewandelt. Und schon kann ich mit 2 Widerständen und 2 Klemmdioden und 1 Kondensator solche digitalen Eingänge mit einer Schaltschwelle von 9V für einen Eingangsbereich von -60..+60V und zudem ESD-sicher aufbauen.
Du hast zwar nicht mich gefragt aber klar, bei einem 'möglichst weiten Bereich' hat die Konstantstromquelle schon ihre Berechtigung. Jedenfalls spart sie Verlustleistung. Gleichzeitig wird es aber enger, wenn der tiefste Eingangsspannung möglichst klein sein soll. Auch kann man den weiten Spannungsbereich (und damit den LED-Strom) dadurch eingrenzen, dass man den LED-Vorwiderstand aufteilt und dazwischen mit einer Z-Diode begrenzt.
Mit Hilfe des Ohmschen Gesetzes.
Besser, er versucht, selbst zu rechnen - mit diesem Ziel habe ich das beschrieben. Eine Antwort "Du brauchst xxx Ohm" hilft nur kurzfristig. Wie war das: Schenke den Bedürftigen keinen Fisch, sondern eine Angel und lehre sie, damit umzugehen. Vielleicht kommt Frank mit einem eigenen Rechenergebnis wieder, was entweder passt oder wir die Erklärung noch verfeinern müssen.
Das genannte Bauteil ist recht sportlich, 15 mA bis 60 Volt gibt bis 900 Milliwatt in der Konstantstromdiode. Andererseits ist klar, dass man einen solch großen Bereich rein passiv nicht hin bekommt, das wäre eine Stromvariation von 1:20. Moin, ich möchte kurz auf diese Schaltung aufmerksam machen. Natürlich gehen auch andere Mosfets wie BSP129, DN3535, LND150 oder TSM126CX uvm. Die sind günstig und können hohe Spannungen ab. Schau Dir die Datenblätter an. Die Mosfets der 2. und 3. Zeichnung sind falsch gezeichnet - hatte keine Lust die zu ändern. Gruß Carsten
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Früher , als LEDs noch 20mA brauchten, war z.B. der BF245 als Stromquelle ganz nett. Lange her und heute kein handelsübliches Bauteil mehr.
Warum zeichnest du sie nicht gleich richtig? Dann bestände gar kein Änderungsbedarf. 🤔
Moin, ich habe die Zeichnungen derzeit für mich gemacht und hatte nicht vor sie zu veröffentlichen. Dafür sind sie getestet und laufen. Heute würde ich das gleich richtig zeichnen. Diese Schaltungen brauchen keine eigene Stromversorgung für die Eingangsseite des OK und können, ähnlich wie die Eltakos mit UC- Eingang, einen Spannungsbereich von wenigen VDC bis Netzspannung abdecken. Ich habe einen Strom von 1-2mA gewählt. Wenn Antony gerne den TLP620 nutzen möchte, könnte er vielleicht zwei der Mosfets antiseriell in Reihe zum OK schalten. Gruß Carsten
Ketzer! Das geht doch gar nicht! Nur Optokoppler (tm) führen dich ins Paradies der unbeschwerten EMV! Verbrennt ihn! ;-) Antwort schreibenBitte melde dich an, um einen Beitrag zu schreiben. |
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