ARM µC - galvanisch getrennter Ausgang für 15V + max..4A --> so richtig?

[Martin R. (martin84)]

Guten Abend,

ich möchte eine LED-Anzeige mit einem ARM µC ansteuern (LPC1113). Die µC 
Platine soll in einem Gehäuse verbaut werden und die LED Anzeige 
befindet sich dann irgendwo ausserhalb dieses Gehäuses.

Anbei habe ich meine Schaltungsvorschlag. Dabei sollen +15V auf die LED 
Anzeige geschaltet werden. Die µC Seite wird galvanisch von der 
Außenwelt getrennt (Vcc über isolierten DC/DC Converter).

Ist die Beschaltung des µC-Ausgangs, wie im Bild zu sehen, so richtig? 
Oder sind noch diverse Schutzelemente zu empfehlen? (z.B. eine 1N4148 
antiparallel zur Koppler-LED ?)

[Torsten C. (torsten_c)]

Für mich sieht alles OK aus. :-)

[Kay I. (imperator)]

Wie soll sich die Schaltung bei Überlast / Kurzschluss verhalten?
Wie lang ist die Zuleitung zu den LEDs? Eventuell sollte noch 
Schutzschaltungen zugefügt werden, wenn das bei jedem Wetter 
funktionieren soll. ;)

[Öletronika (Gast)]

Hallo,
ich finde das Design nicht optimal.
Ich würde einen FET als LED-Treiber nehmen.
Bei 4A und einem Uce von ca. 3V hast du bis 12W Verlustleitung im 
Transistor. Das braucht einen ordentlichen Kühlkörper.
Bei einem FET mit niedrigen Kanalwiderstand kann man sich das sparen.
Außerdem kann man alles deutlich stromsparender auslegen.

Der Transistor ist auch nur für max. 4A ausgelegt. Da ist keine Reserve?

Ansonsten muss man mal bisschen rechnen.

Der Transistor BD680 ist ja ein Typ mit hohem Hfe-Wert von min. 750.
Der Basisstrom für 4A sollte also größer als 4000mA/750 = ca. 6mA sein.
Über den 10k-Basisworwiderstand fließen bis ca. 12mA.
Ist also ausreichend.

Schafft das aber der Optokoppler?
Der CTR-Wert (Current Transfer Ratio) liegt bei mind. 80% für die 
A-Version.
Mit der D-Version komm man aber über 300%.
Am Eingang ist der LED-Strom etwa 1,5V/200OHm = 7,5mA.
Ob dein ARM den H-Pegel von über 3V bei der Belastung schafft, weiß ich 
aber nicht. Manche uC haben recht schwache Treiber, vor allem für 
High-Pegel.

Mit der schwachen A-Version kannst du die 12mA auf der Ausgangsseite 
also nicht zuverlässig treiben. Es würde aber wohl trotzdem gerade so 
reichen, weil ja der Basisstrom nicht ganz so sein muss.
Also besser eine Version (mind. C)mit höherem CTR nehmen.

Ob du dann noch Schutzbeschaltungen benötigst, hängt natürlich von den 
Randbedingungen (Einsatzgebiet, Kabellängen usw.) ab.
Gruß Öletronika

[Falk B. (falk)]

@Martin R. (martin84)

>ich möchte eine LED-Anzeige mit einem ARM µC ansteuern (LPC1113). Die µC
>Platine soll in einem Gehäuse verbaut werden und die LED Anzeige
>befindet sich dann irgendwo ausserhalb dieses Gehäuses.

Dafür braucht es keine galvanische Trennung. Aber einen Treiber bzw. 
Pegelwandler.

>Anbei habe ich meine Schaltungsvorschlag. Dabei sollen +15V auf die LED
>Anzeige geschaltet werden. Die µC Seite wird galvanisch von der
>Außenwelt getrennt (Vcc über isolierten DC/DC Converter).

Naja, mit einem Darlington geht das schon, wahrscheinlich auch so wie 
gezeichnet. ABer der verheizt bei 4A schon etwas mehr als 4W. Ein 
passender MOSFET würde deutlich weniger Verluste erzeugen.

>Ist die Beschaltung des µC-Ausgangs, wie im Bild zu sehen, so richtig?
>Oder sind noch diverse Schutzelemente zu empfehlen? (z.B. eine 1N4148
>antiparallel zur Koppler-LED ?)

Nein.