Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Der richtige Optokoppler


von Martin M. (martinxxl)


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Ich möchte zwei Stromkreise Galvanisch trennen, jetzt benötige ich eine 
Optokoppler der Eingangsseitig zwischen 1V und 3V arbeitet und am 
Ausgang ebenfalls diese 1V bis 3V wieder galvanisch getrennt abgibt.

Da ich mich mit Optokoppler nicht auskenne, welchen Optokoppler muss ich 
hier nehmen ?

: Verschoben durch Admin
von Max H. (hartl192)


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Willst du ein analoges Signal galvanisch trennen?
Wenn ja, schau die mal den hier an:
- http://www.ti.com/lit/ds/symlink/iso124.pdf
- http://www.vishay.com/docs/83622/il300.pdf

Ein normaler Optokoppler mit 1V am Eingang wird schwierig, da die 
eingebaute IR-LED eine Flussspannung von typ. Ca. 1.2V hat.

: Bearbeitet durch User
von Axel S. (a-za-z0-9)


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Martin Muster schrieb:
> Ich möchte zwei Stromkreise Galvanisch trennen, jetzt benötige ich eine
> Optokoppler der Eingangsseitig zwischen 1V und 3V arbeitet und am
> Ausgang ebenfalls diese 1V bis 3V wieder galvanisch getrennt abgibt.
>
> Da ich mich mit Optokoppler nicht auskenne, welchen Optokoppler muss ich
> hier nehmen ?

Gar keinen. So funktionieren Optokoppler nicht.

Ein Optokoppler hat auf der Eingangsseite eine IR-LED und auf der 
Ausgangsseite ein lichtempfindliches Bauelement. Sehr oft ist das ein 
Fototransistor; kann aber auch eine Fotodiode, ein Triac, MOSFET etc. 
sein.

Was meinst du mit "zwischen 1V und 3V"? Ist das Gleichspannung? Oder 
Wechselspannung mit Offset und du bist nur an der Wechselspannung 
interessiert?

Ach ja: du bist im falschen Forum. Was hat deine Frage mit Platinen zu 
tun?


XL

von Martin M. (martinxxl)


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Es soll ein analoges Gleichspannungs-Signal galvanisch getrennt werden. 
Dieses Signal kann zwischen 1V bis 3V schwanken

Der IL300 hat so wie ich es sehe eine  Vorwärtsspannung von 1,25 v und 
das ist zu viel.

Was ich noch anbieten könnte ist eine 5V Betriebsspannung, ich weiß 
nicht ob das hilft.

Wenn ich das mit einem Optokoppler nicht hinbekomme mit welchem 
Bauelement kann ich so etwas machen ? Einen 3V zu 3V DC/DC Wandler gibt 
es glaube ich nicht.

: Bearbeitet durch User
von spess53 (Gast)


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Hi

>Der IL300 hat so wie ich es sehe eine  Vorwärtsspannung von 1,25 v und
>das ist zu viel.

Das ist uninteressant. Der IL300 kann das eh nicht so ganz allein:

http://www.vishay.com/doc?83708

MfG Spess

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


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Martin Muster schrieb:
> Es soll ein analoges Gleichspannungs-Signal galvanisch getrennt werden.

Wie genau soll das werden?

> Was ich noch anbieten könnte ist eine 5V Betriebsspannung, ich weiß
> nicht ob das hilft.

Es gibt im wesentlichen diese Möglichkeiten:

1. Ausgangsseitige Größe ist der Strom. z.B. 1mA..3mA. Auf der 
Eingangsseite eine spannungsgesteuerte Stromquelle bauen, die den 
entsprechenden Strom in die LED treibt (Annahme: CTR=100%, dann braucht 
die LED auch 1mA..3mA). Das wird nur mäßig genau. Insbesondere müssen 
Exemplarstreuungen des Optokopplers abgeglichen werden. Aber 
temperaturstabil wird das nicht.

2. Wie 1. aber einen speziellen Optokoppler mit zwei Ausgängen nehmen 
und einen Ausgang in die Rückkopplung der Stromquelle nehmen. Das 
gleicht Exemplarstreuungen und Temperaturgang aus. Trotzdem bleibt ein 
Restfehler.

3. Das analoge Eingangssignal messen (ADC, µC mit ADC) und mit dem 
Optokoppler ein digitales Signal übertragen. Auf der Empfängerseite dann 
eintsprechend DA-wandeln. Kann man so genau machen wie man es braucht.


XL

von Falk B. (falk)


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@ Martin Muster (martinxxl)

>Es soll ein analoges Gleichspannungs-Signal galvanisch getrennt werden.
>Dieses Signal kann zwischen 1V bis 3V schwanken

Dafür gibt es fertige Isolationsverstärker. Dort ist neben dem 
Optokoppler noch viel anderes Zeug und Know How drin. Ein Optokoppler 
allein kann ein analoges Signal nicht trennen!

>Bauelement kann ich so etwas machen ? Einen 3V zu 3V DC/DC Wandler gibt
>es glaube ich nicht.

Der wäre auch vollkommen fehl am Platz. DC/DC Wandler sind zur 
Übertragung von Energie nutzbar, nicht für Signale!

von Martin M. (martinxxl)


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OK, dann halt mit einem Isolationsverstärker, welchen kann man hier 
nehmen ?

von Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Axel Schwenke schrieb:
> Martin Muster schrieb:
>> Es soll ein analoges Gleichspannungs-Signal galvanisch getrennt werden.
> Wie genau soll das werden?
Oder andersrum: wofür soll was getrennt werden?

von oszi40 (Gast)


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Man sollte erst mal wissen wozu man das Ding braucht.
http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0411091.htm
Um einen Kaffeewärmer zu regeln, funktioniert auch Phasenschnitt, PWM 
oder ...

von Martin M. (martinxxl)


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Das Problem wurde hier schonmal von mir beschrieben:
Beitrag "DC/DC-Wandler Ohne Galvanische Trennung"

von oszi40 (Gast)


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Martin Muster schrieb:
> Das Problem wurde hier schonmal von mir beschrieben: ...

Es befindet sich leider in einer sehr frühen Entwicklungsphase.
Um Deine "Kaffeetemperatur" hochgenau analog zu übetragen, wirst Du noch
einige Nichtlinearitäten und andere Störgrößen betrachten müssen.

von Martin M. (martinxxl)


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Wie sieht es mit dem HCPL 7840-000E aus kann der so etwas ?

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


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Martin Muster schrieb:
> Das Problem wurde hier schonmal von mir beschrieben:
> Beitrag "DC/DC-Wandler Ohne Galvanische Trennung"

Ach, das schon wieder.

Und jetzt bist du zu faul, das eigentliche Problem zu suchen und 
willst statt dessen den Spatz mit der Kanone "Optokoppler" erschießen.

Mach es lieber richtig. Genug Hinweise hast du doch bekommen. Die 48V 
gehören mit einem Spannungsteiler auf ebenfalls ca. 3V heruntergeteilt, 
so daß die 3V Meßspannung und die geteilten 48V eine gemeinsame Masse 
haben. Die wird mit der Masse deines ADC verbunden. Jetzt mußt du beide 
Spannungen messen können. Den ADC + Raspi versorgst du für diesen Test 
aus einem separaten Netzteil.

Und wenn das dann mal funktioniert, dann kannst du deinen 48V->5V 
Spannungswandler anschließen und die Elektronik damit versorgen.


XL

von Martin M. (martinxxl)


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Eigentlich funktioniert es auch mit der gemeinsammen Masse, aber nur 
wenn ich zwei getrennte Spannungsquellen ausmesse, z.B. eine Batterie 
und die 48V


Das Gerät was ich ausmessen will mag diese gemeinsamem Masse aber 
nicht, es kommt zu einem Kurzschluss.

: Bearbeitet durch User
von Axel S. (a-za-z0-9)


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Martin Muster schrieb:
> Eigentlich funktioniert es auch mit der gemeinsammen Masse, aber nur
> wenn ich zwei getrennte Spannungsquellen ausmesse, z.B. eine Batterie
> und die 48V
>
>
> Das Gerät was ich ausmessen will mag diese gemeinsamem Masse aber
> nicht, es kommt zu einem Kurzschluss.

Das ergibt überhaupt keinen Sinn.

Geh einen Schritt zurück. Dein "Gerät" (warum ist das so ein Geheimnis, 
was genau das ist) - sind da die 48V und die 3V Quelle schon irgendwie 
miteinander verbunden? Wie ist die Verbindung? Sind das wirklich +48V 
und +3V von einem gemeinsamen bezugspunkt aus? Oder vielleicht +45V und 
-3V? Du hast in dem anderen Thread jede Variante einmal gezeigt.

Ist das überhaupt sicher, daß die 48V eine belastbare 
Versorgungsspannung sind und die 3V ein Meßsignal? Wozu willst du die 
48V überhaupt messen?


XL

von Martin M. (martinxxl)


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Dieses Gerät ist ein Empfänger eines Richtfunksignals. Wie das Gerät 
aufgebaut ist weiß ich auch nicht so genau, ich weiss nur, dass es mit 
einer 48V Versorgungsspannung arbeitet, deshalb auch die 48V und 1V-3V 
sind das Empfangssignal welches überwacht werden soll.

Die 48V sind auf jeden Fall Belastbar, das ist die Versorgungsspannung.
Eigentlich wollte ich die 48V messen um Spannungseinbrüche zu erkennen 
und weil der A/D- Wandler 8 Eingänge hat, wovon ich min. 2 nutzen 
wollte.

Wenn es jedoch nicht geht würde ich das Ausmessen der 48V auch 
weglassen.
Aber wie es aussieht, macht es auch keinen sin, da der DC/DC-Wandler das 
48V Signal wohl auf die Sekundärseite bringt.

: Bearbeitet durch User
von Mike (Gast)


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Martin Muster schrieb:
> und 1V-3V sind das Empfangssignal welches überwacht werden soll.
Wenn du jetzt noch schreibst, welche Genauigkeitsanforderungen du an die 
Übertragung des Signal hast, wäre man möglichen Lösungsansätzen schon 
einen Schritt näher.

von oszi40 (Gast)


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z.B. _Reichelt hat so viele, daß er welche für 26 Cent verkauft.

Ohne jetzt nochmals über den Urschleim nachzudenken:
Miß die Spannungen und belaste sie mit 10 mA und miß nochmals.
Wenn das die Funktion nicht stört, dann such Dir gegeignete Optokoppler 
und einen passenden Vorwiderstand dazu, der den Strom auf 10 mA 
begrenzt.
Mehr da https://www.mikrocontroller.net/articles/Optokoppler

von oszi40 (Gast)


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Bei 48V würde ich allerdings noch einige Z-Dioden vorschalten wenn diese 
Spannung auf Ausfall geprüft werden soll.

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


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Martin Muster schrieb:
> Dieses Gerät ist ein Empfänger eines Richtfunksignals. Wie das Gerät
> aufgebaut ist weiß ich auch nicht so genau, ich weiss nur, dass es mit
> einer 48V Versorgungsspannung arbeitet, deshalb auch die 48V und 1V-3V
> sind das Empfangssignal welches überwacht werden soll.

OK. Dann ist aber in der Tat vollkommen unklar, wie die 1-3V mit der 
Versorgung verknüpft sind. Im Zweifelsfall sollte man davon ausgehen, 
daß man die nicht zusammenschalten darf.

> Eigentlich wollte ich die 48V messen um Spannungseinbrüche zu erkennen
> und weil der A/D- Wandler 8 Eingänge hat, wovon ich min. 2 nutzen
> wollte.

Du hast also keinen Grund, die 48V zu messen. Mehr noch; sobald du 
diese unsinnige Idee aufgibst, wird die Sache ganz einfach: die 48V mit 
dem vorhandenen potentialgetrennten Spannungswandler auf 5V wandeln 
und GND der 5V-Seite mit dem Minuspol der 1-3V Meßspannung verbinden. 
Und schon kannst du per ADC messen.

> Wenn es jedoch nicht geht würde ich das Ausmessen der 48V weglassen.
> wie es aussieht, macht es auch keinen sin, da der DC/DC-Wandler das
> 48V Signal wohl auf die Sekundärseite bringt.

Der Wandler ist mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit 
geregelt. Schwankungen der Eingangsspannung siehst du dann nicht mehr am 
Ausgang.

Es ist so auch wesentlich einfacher, die 48V per Optokoppler zumindest 
zu überwachen. Ein simpler Vorwiderstand für 5..10mA (bei 48V) reicht 
aus. Und man könnte mit begrenzter Genauigkeit die 48V sogar messen, 
indem man den Kollektorstrom des Optokopplers über einen Widerstand 
führt und den Spannungsabfall mißt.


XL

von Martin M. (martinxxl)


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> Der Wandler ist mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit
> geregelt. Schwankungen der Eingangsspannung siehst du dann nicht mehr am
> Ausgang.

Es geht auch nicht um die Schwankungen, sondern darum das der DC/DC 
Wandler keine Galvanische Trennung zwischen den + Polen hat.


Wenn ich im Betrieb von 5V zu 48V Seite messe habe ich einen Durchgang
Andersherum 48V zu 5V gibt es keinen Durchgang.

: Bearbeitet durch User
von Axel S. (a-za-z0-9)


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Martin Muster schrieb:

> Es geht auch nicht um die Schwankungen, sondern darum das der DC/DC
> Wandler keine Galvanische Trennung zwischen den + Polen hat.
>
> Wenn ich im Betrieb von 5V zu 48V Seite messe habe ich einen Durchgang
> Andersherum 48V zu 5V gibt es keinen Durchgang.

Glaub ich nicht. Und wenn doch, dann wäre er kaputt.

Beitrag "Re: DC/DC-Wandler Ohne Galvanische Trennung"

ist doch eindeutig.


XL

von Michael_ (Gast)


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Was willst du eigentlich?
Sortiere es nochmal.
Oben schreibst du von 1 - 3V und hier von 5 und 48V.
Und analog, das geht prinzipiell, aber das ist schwierig.

von Mike (Gast)


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Martin Muster schrieb:
> Wenn ich im Betrieb von 5V zu 48V Seite messe habe ich einen Durchgang
> Andersherum 48V zu 5V gibt es keinen Durchgang.

Wie, was bist du da am messen?

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