Hallo Gemeinde,
ich möchte eine Schaltung bauen, welche mir zum einen die Eingänge
meines Controllers galvanisch von der Aussenwelt trennt, und zum anderen
ermöglicht, einen weiten Bereich der Eingangsspannung zulässt.
Optokoppler Schaltungen habe ich jede Menge gefunden, diese haben aber
meist einen einfachen Vorwiderstand, mit diesem kann ich den großen
Spannungsbereich den ich abdecken möchte nicht abdecken (High 3...32V).
Mir stellen sich zwei Frage:
- was passiert, wenn ich dem Optokoppler einen Transistor vorschalte,
kann ich an die Basis bis zu 32V anlegen?
- Z-Diode mit Widerstand um den Strom zu begrenzen?
- Gate z.B. BF256A?
Wie würden die Experten unter euch daS Lösen? Möglich muss das sein, ich
habe Solid State Relais hier rumliegen, welche diesen hohen
Spannungsbereich am Eingang abdecken können...
Danke und Gruß,
Markus
Hallo Gemeinde,
großer Dank an Falk, das Zauberwort hat mich wirklich weiter gebracht!
Jetzt geht es um die Komponentenauswahl... Bin kein Elektroniker,
deshalb geht mir das lesen von Datenblättern eher schwer von der Hand...
Im Anhang sind zwei Skizzen, wie ich die Eingänge und die Ausgänge der
AT90USB1287 galvanisch von der Außenwelt trennen möchte. Auf der
uC-Platine befinden sich Pull-up bzw. Pull-down Widerstände. An den
Ausgängen sind ULN2803, deshalb möchte ich auch hier am Optokoppler den
großen Spannungsbereich abdecken können. Die Ausgänge sollten zwischen
0,5A und 1A schalten können, ich weiß, der IRF5305 ist maßlos
überdimensioniert, hatte aber noch nicht die Zeit etwas passenderes zu
finden (bin gerade bei der Recherche). Es sollten nach Möglichkeit immer
4-fach Optokoppler sein.
Wenn mir hierzu jemand Tipps geben kann, wäre ich überaus dankbar.
Danke und Gruß,
Markus
@ Markus H. (tenzing_moagei)
>Im Anhang sind zwei Skizzen, wie ich die Eingänge und die Ausgänge der>AT90USB1287 galvanisch von der Außenwelt trennen möchte.>Optokoppler_Ausgang.jpg
Dein Darlington ist verpolt. Aber wieso 5-32V auf der Eingangsseite? Ich
denke dort sitzt dein AVR mit konstanter 5V Betriebsspannung?
R10 kann man sich hier schenken, den braucht man nur bei schnellen,
niederohmigen Treibern.
Optokoppler_Eingang.jpg
Im Prinzip OK.
>Auf der>uC-Platine befinden sich Pull-up bzw. Pull-down Widerstände.
Gut.
@ Falk,
besten Dank!
Mit Darlington meinst Du den IRF5305?
Den großen Eingangsbereich möchte ich haben, da auf dem uC-Board vor den
Ausgängen des Boards noch ULN2803 sitzen, welche separat mit Spannung
versorgt werden können. Die Schaltung sieht dann in etwa so aus:
AVR ==> ULN2803 ==> Optokoppler Eingang
Könnte ich den IRF5305 (der ja maßlos überdimensioniert ist) durch eine
BS170 tauschen, was müsste ich an der Schaltung ändern? Könnte der ILQ66
bleiben oder gäbe es was günstigeres?
Danke und Gruß,
Markus
@ Markus H. (tenzing_moagei)
>Mit Darlington meinst Du den IRF5305?
Nein, deinen ILQ66.
>Den großen Eingangsbereich möchte ich haben, da auf dem uC-Board vor den>Ausgängen des Boards noch ULN2803 sitzen, welche separat mit Spannung>versorgt werden können. Die Schaltung sieht dann in etwa so aus:>AVR ==> ULN2803 ==> Optokoppler Eingang
Man kann es auch übertreiben.
>Könnte ich den IRF5305 (der ja maßlos überdimensioniert ist) durch eine>BS170 tauschen,
Nö, das ist ein N-Kanal MOSFET. BS250 wäre P-Kanal. Aber der schaltet
kaum mehr als 100mA. IRF7104 wäre ein Dua-MOSFET im SO-8 Gehäuse, 1A
schaltet der.
> was müsste ich an der Schaltung ändern? Könnte der ILQ66> bleiben oder gäbe es was günstigeres?
Keine Ahnung, such dir einen aus. Du willst ja nicht sonderlich schnell
schalten.
Falk Brunner schrieb:>>Den großen Eingangsbereich möchte ich haben, da auf dem uC-Board vor den>>Ausgängen des Boards noch ULN2803 sitzen, welche separat mit Spannung>>versorgt werden können. Die Schaltung sieht dann in etwa so aus:>>>AVR ==> ULN2803 ==> Optokoppler Eingang>> Man kann es auch übertreiben.
Ja, ich weiß, das war ursprünglich anders geplant, die uC-Platine ist
aber bereits fertig. Bin aber über dies nicht traurig, da die ganze
Sache somit flexibler ist.
>>>Könnte ich den IRF5305 (der ja maßlos überdimensioniert ist) durch eine>>BS170 tauschen,>> Nö, das ist ein N-Kanal MOSFET. BS250 wäre P-Kanal. Aber der schaltet> kaum mehr als 100mA. IRF7104 wäre ein Dua-MOSFET im SO-8 Gehäuse, 1A> schaltet der.
Ok, hab mich da grob verhauen, der IRF7104 sieht jedenfalls sehr gut
aus!
Werde die Tage nochmal eine Skizze Zeichnen und Diese dann hier posten.
Danke und Gruß,
Markus
Hallo,
im Anhang noch die berichtigte Schaltplan Skizze (so hoffe ich doch).
Vielleicht schaut nochmal jemand drüber.
Habe mich nun doch für den IRF 5305 entschieden, da ich eine saubere
Lösung für das Platinenlayout gefunden habe.
Sobald es einen sauberen Schaltplan gibt werde ich diesen hier
einstellen, evtl. hilft er anderen suchenden weiter.
Danke und Gruß,
Markus
Hallo,
anbei wie versprochen der Schaltplan in "Reinschrift".
Jetzt mal eine blöder Frage, aber wie gesagt, ich bin in E-Technik nicht
so ganz firm, da mir diese Ausbildung fehlt, ist diese Schaltung
invertiert? Wenn ja, was muss ich machen dass das nicht so ist?
Danke und Gruß,
Markus
Hallo,
im Scahltplan stimmen die Werte von R12 bis R18 nicht; statt 10 Ohm
sollten es (wie R11) 10k Ohm sein.
> ist diese Schaltung invertiert?
Nein; wenn am Eingang Spannung anliegt, ist auch am zugehörigen Ausgang
12V vorhanden. Also keine Invertierung des Signals.
Da du P-Kanal Mosfets einsetzt, ist die Funktion OK.
Deine Optos schalten nur, wenn über die Konstantstromquelle ein Strom
fließt, also eine Spannung am Eingang anliegt. Deine P-Kanal Mosfets
ziehst du per default auf die gleiche Spannung wie die Source, damit
sollten diese sicher sperren. Schaltet jetzt der Opto durch, wird das
Gate auf mindestens >= -10V gegenüber Source gezogen und sollte sicher
schalten.
Das würde er tun, wenn das Aber nicht wäre.
Aber, dein Source/Gate Widerstand von 10 Ohm ist zu klein!
Dein Opto müsste bei dieser Konstellation 120mA schalten und da bin ich
mir jetzt nicht ganz sicher, ob der das auch schafft. Also noch mal das
Datenblatt auspacken und nachschauen.
Über den Daumen würde ich =>470 Ohm bis <=10K überlegen, je nach
Schaltflanken und Belastung.
OK, ich war zu langsam.
Ich sehe gerade, das du auf der Eingangsseite jede Zwischenleitung der
Zuleitung mit Masse versehen hast. Abschirmung, Störunterdrückung?
Ggf. mach es dann auch Sinn, die Eingänge mit einem Tiefapass zu
beschalten.
Hallo Marek,
das hat nur den Hintergrund, dass auf dem Controller Board ULN2803 sind
und diese auf Masse durchschalten.
Jetzt hätte ich aber noch eine Frage zu R11 bis R18. Könnte ich mit den
MOSFETs auch z. B. 30V Schalten, oder müsste ich dann die Widerstände
R11 bis R18 tauschen?
Danke und Gruß,
Markus
Markus H. schrieb:> Jetzt hätte ich aber noch eine Frage zu R11 bis R18. Könnte ich mit den> MOSFETs auch z. B. 30V Schalten, oder müsste ich dann die Widerstände> R11 bis R18 tauschen?
Nein. Und nein.
Die Schaltung verwendet die Vorsorgungsspannung auch direkt als
Steuerspannung für die Mosfets. Die Spannung darf weder zu groß sein -
dann gehen die Mosfets wegen zu hoher Gate-Source-Spannung kaputt. Noch
zu klein - dann schalten die Mosfets nicht sicher durch, werden also
evtl. zu warm und gehen dann auch kaputt.
Konkret brauchen die IRF5305 mindestens 10V und vertragen höchstens 20V.
Für den Betrieb an höherer Spannung müßte man die Gate-Source-Spannung
der Mosfets begrenzen. Für den Betrieb an kleinerer Spannung andere
Mosfets nehmen. Und wenn man auch nur halbwegs schnell/oft schalten
will, dann nimmt man nicht 10K, um das Gate des Mosfet zu entladen
sondern setzt da noch einen Treiber hinterher.
XL
Hallo XL,
danke für Deine Antwort, dass das mit den 30V so nicht funktioniert
stresst mich jetzt ein wenig... Spannungsteiler gegen GND?
Zu der Geschichte mit dem Treiber IC, was meist Du mit oft bzw. schnell?
Hättest Du ein passendes IC für mich bzw. für den MOSFET? Ich schalte
hier aber nur im 1Hz Bereich.
Danke und Gruß,
Markus
Marek Walther schrieb:> Statt die FETs direkt mit dem Opto anzusteuern, kannst du doch auch> einen Transistor als Treiber dazwischen schalten.
Bzw. zwei. Beispiel mit minimalem Aufwand:
Beitrag "Re: Strom verstärken,aber wie? 0-12V 1A IN (Steuerung) linear auf 0-12V 10A OUT (Last)"
Siehe auch Artikel Treiber, dort Schaltung "diskreter Treiber 2a/2b"
Die Begrenzung der Gate-Spannung kann man dann mit einer Widerstands- /
Z-Dioden Kombination machen (natürlich vor dem Treiber). Oder man macht
auf der L-Side eine geschaltete Stromquelle, dann reicht ein simpler
Widerstand auf der H-Side.
Aber du (TE) machst es dir auch zu schwer. Warum müssen es denn
unbedingt H-Side-Treiber sein? L-Side ist viel einfacher. Warum muß es
unbedingt universell bis 30V sein? Bei 12V (wie gezeichnet) ist doch
alles in Butter.
Warum müssen die Optokoppler-Eingange von 3V bis 30V funktionieren?
Normal sind entweder 3.3..5V (Logikausgänge direkt) oder 24V (SPS).
Die Universalität erkaufst du dir mit Kosten und Schaltungsaufwand von
denen noch nicht mal ansatzweise klar ist, ob sie sich jemals auszahlen.
Von einem Auto verlangt ja auch niemand, daß es einerseits 300km/h
fahren, andererseits aber bei 20km/h 3t Nutzlast transportieren muß.
Oder 50km/h leer mit weniger als 3l auskommen soll.
XL
Hallo XL,
ich wollte die Platine Ausgangsseitig für 12V und evtl. 24V nutzen,
daher der große Bereich. Auf der Eingangsseite hast Du ja die Frage
schon selber beantwortet, es geht los bei 3,3V und endet bei 24V... Ich
wollte eben nur eine Platine machen.
Gruß,
Markus
Hallo, wie hast Du nun deine Schaltung realisiert?
Ich will gerade ähnliches machen und wollte daher fragen ob Du mir/uns
nochmal die Schaltung der Ein- und Ausgänge zeigen könntest.
Gruß
Benny
Hallo Benny,
sorry für die späte Antwort.
Ich habe die Schaltung noch nicht aufgebaut, die Platinen wurden aber
nach dem Schaltplan Sand 24.01.14 gefertigt. Leider ist hier nur der
Betrieb von 12V möglich. Wenn Du eine Platine benötigst, ich könnte
schon eine abtreten.
Hatte noch keine Zeit die Schaltung für den großen Spannungsbereich
weiter zu entwickeln
Wenn hier jemand Input geben kann, bin ich sehr Dankbar.
Danke und Gruß,
Markus
