Optokoppler Daten Verständnisproblem

Gerade nochmal gemessen:
Am OK-Eingang liegen 2,45V an, es fliesst ein Strom von 43mA.

Schaltung anbei (siehe mein thread "Motor-Ansteuerung" vom Februar)
Es sind 2x ILD615-2 verbaut (OK1 bzw. OK2), da es jeweils Dual-Koppler 
sind, sind 4 OK's abgebildet.
Beschaltet ist OK2 komplett mit den Relais, gemessen habe ich OK2A (Pins 
1 und 2)

Mike Beh schrieb:

> Frage: Wieso schaltet der OK nicht?

Weil er wahrscheinlich nicht schalten kann.

> Ich schalte den OK mit etwa 2.5 V, es fliesst über einen Vorwiderstand
> von 22 Ohm ein Strom von 41mA.

Schön. Und wieviel Strom fließt dann auf der "Sekundärseite"? Das ist 
der springende Punkt.

> Lastseitig hängt ein Relais, dass mit 4,5-5V geschalten wird
> (Spulenwiderstand 113 Ohm, Strom etwa 40mA).

Wohl zu viel für den OK. Dazu müßte er einen "current transfer ratio" 
von 100% im Betrieb bei CE-Sättigung erreichen. Das schafft 
offensichtlich nicht jeder ILD615, sondern nur bestimmte, wie man 
spielend leicht dem DB entnehmen kann, wenn man sich mit dieser wirklich 
relevanten Kenngröße auseinandersetzt. Es gibt da die 
ILD615-1..ILD615-4, die sich in genau diesem Punkt massiv unterscheiden. 
Du hast wohl keinen ILD615-4, mit dem das tatsächlich (gerade so) 
funktionieren könnte...

> Meine Verständinisproblem liegt nun im Definitionsunterschied zw.
> "Forward voltage" und "breakdown voltage".

Das ist erstens völlig unverwechselbar, weil das völlig unterschiedliche 
Sachverhalte sind und zweitens ganz sicher nicht dein Problem.

Sach' mal: weißt du eigentlich, was diese Kennwerte im Allgemeinen 
bedeuten? Das sind reine LED-Kennwerte.

c-hater schrieb:
> Mike Beh schrieb:

> Schön. Und wieviel Strom fließt dann auf der "Sekundärseite"? Das ist
> der springende Punkt.
>
>> Lastseitig hängt ein Relais, dass mit 4,5-5V geschalten wird
>> (Spulenwiderstand 113 Ohm, Strom etwa 40mA).
>
> Wohl zu viel für den OK. Dazu müßte er einen "current transfer ratio"
> von 100% im Betrieb bei CE-Sättigung erreichen. Das schafft
> offensichtlich nicht jeder ILD615, sondern nur bestimmte, wie man
> spielend leicht dem DB entnehmen kann, wenn man sich mit dieser wirklich
> relevanten Kenngröße auseinandersetzt. Es gibt da die
> ILD615-1..ILD615-4, die sich in genau diesem Punkt massiv unterscheiden.
> Du hast wohl keinen ILD615-4, mit dem das tatsächlich (gerade so)
> funktionieren könnte...
einen ILD615-2
If <=60mA, hab ich
Ic <=50mA, hab ich

was bedeutet nun ctr, brauch ich bei 40% nun mehr oder weniger If?

> Sach' mal: weißt du eigentlich, was diese Kennwerte im Allgemeinen
> bedeuten?
Nein, deswegen heisst der thread "Verständnisproblem".

Es ist das erstmal, dass ich mit OK's was mache..., sieht man sicher.

Mike Beh schrieb:

> einen ILD615-2

Also nur 40%. Das bedeutet (bei stark vereinfachter Betrachtung), daß du 
"sekundärseitig" keine 40mA hast, sondern nur 16. D.h.: dein Relais wird 
sicher nicht schalten, wenn es normalerweise erst bei ca. 40mA schaltet.

> was bedeutet nun ctr, brauch ich bei 40% nun mehr oder weniger If?

Theoretisch brauchst du mehr. Praktisch kannst du aber nicht sehr viel 
mehr, weil schon bei 60mA das Limit der "absolute maximum ratings" 
erreicht ist. Und 40% von 60mA sind auch erst 24mA. Das reicht immer 
noch längst nicht, um ein Relais zu bewegen, was halt erst bei ca. 40mA 
anzieht.

Du hast genau drei Möglichkeiten:

1) anderer OK
2) anderes Relais
3) zusätzlicher Stromverstärker (AKA:Transistor) zwischen OK und Relais

Ich möchte noch mal auf thread Motor-Ansteuerung hinweisen.
Da steht die Entstehungsgeschichte.

Ich dachte eigentlich, die Relais brauchen keine Freilaufdioden ggü. den 
OK's.

Wenn ich jetzt bei If=43mA über einen ctr von 40% ein Ic=17mA ansetze 
muss ich den Widerstand sekundärseitig auf 4,8V / 0,017mA = 282 Ohm 
ansetzen, also 282-113 (Spulenwiderstand) = 169 Ohm in Reihe legen?

Also geh ich auf die Suche nach anderen OK's oder zwirbel noch 'ne 
Kollektorschaltung dazwischen.

Vielen Dank an alle.

ich brauch einen Wechsler und schalte 4,8V 2-3A

Mike Beh schrieb:
> Ich dachte eigentlich, die Relais brauchen keine Freilaufdioden ggü. den
> OK's.

Wie kommst du da drauf?

Wo soll der Strom denn sonst in dem Moment, wo du abschaltest, weiter 
fließen?

Wenn der Strom beim Abschalten des Optokopplers keine Diode findet, 
durch die er fließen kann, entsteht nach dem Induktionsgesetz 
entsprechend der Stromänderung eine hohe Spannungsspitze, die dir den 
Ausgangstransistor des Optokopplers killt.

Hi,
die Schaltung sieht fürchterlich aus.
- Wo ist GND
- Wo ist V+ und wie hoch?
- Wie hoch ist die Steuerspannung
- Wieso 22 Ohm am Eingang? (Rechnung?)
- Freilaufdioden für die Relais fehlen
- Transistor in Kollektorschaltung unsinnig -> Emitterschaltung 
angebracht!
- Forward current der LED bis 60mA, würde selber bis 20mA gehen

Also :
Emitter auf GND
Relais zum V+
Freilaufdiode einbauen
Da der OK ICmax=50mA kann, sollten die 40mA der Relais kein Problem 
sein.
- 22 Ohm erhöhen



Viel Erfolg

MaxGast schrieb:
> Hi,
> die Schaltung sieht fürchterlich aus.
das mag wohl sein
Tatsächlich habe ich da in Eagle so lange dran rumgedreht, bis ich so 
wenig wie möglich Leitungskreuzungen bekam. Und da hat das 
Schaltungsdesign wieder drunter gelitten. Bin halt Anfänger.
Nebenbei muss ich betonen, dass die Platine maximale Aussenmaße von 
50x40mm haben darf. Die beiden unteren Relais nehmen alleine >1/4 vom 
Platz weg. Und dann muss ich mit meinen tatterigen Wurschtfingern das 
auch noch gelötet bekommen.

> - Wo ist V+ und wie hoch?
V+ für die Outputseite des OK und die Relais liegen zusammen oben rechts 
auf dem Anschluss AKKU48, Pin1
Pin2 logisch V- (GND)

> - Wie hoch ist die Steuerspannung
Steuerspannung für die OK's wie beschrieben 2,5-3V

> - Wieso 22 Ohm am Eingang? (Rechnung?)
siehe alter thread, Antwort
"Autor: Markus (Gast)
Datum: 26.01.2015 22:48"

> - Freilaufdioden für die Relais fehlen
Bringen die winzigen Spulen der Print-Relais tatsächlich derart hohe 
Spannungsspitzen, dass sie die Ausgangstransistoren beschädigen könnten?
Ich werds mal mit aufnehmen.

> - Transistor in Kollektorschaltung unsinnig -> Emitterschaltung
> angebracht!
In Kollektorschaltung gibt es eine hohe Strom- aber keine 
Spannungsverstärkung, die brauche ich ja auch nicht, wobei mir eine 
Stromverstärkung von Faktor 3 (17mA*3) ja völlig ausreichen würde.

Andere Frage:
Für den Qudkoppler ILD615-4 ist ein ctr von 100% angegeben, betrifft 
dies jeden einzelnen der 4 verbauten OK's oder nur, wenn alle 
gleichzeitig angesteuert werden?
Wenn Ersteres, könnte ich dann ohne Schaltungsänderung (ja, evtl. mit 
FL-Dioden) den ILD615-2 durch den ILD615-4 ersetzen und einfach zwei 
OK's unbenutzt lassen? Und noch wenn Ersteres: kann jemand das 
physikalisch-technisch erklären, wie eine deratige Effizienzsteigerung 
erreicht wird?

Mike Beh schrieb:
> Tatsächlich habe ich da in Eagle so lange dran rumgedreht, bis ich so
> wenig wie möglich Leitungskreuzungen bekam.

Das muss nicht oberstes Ziel sein. Bei Versorgungsspannungen ist er der 
Übersichtlichkeit meist zuträglich, wenn die von oben nach unten 
abnehmend sortiert sind. Das erhöht die Lesbarkeit.

Wolfgang schrieb:
> Mike Beh schrieb:
>> Tatsächlich habe ich da in Eagle so lange dran rumgedreht, bis ich so
>> wenig wie möglich Leitungskreuzungen bekam.
>
> Das muss nicht oberstes Ziel sein.

Ich habe die Schaltung im Board-Layout soweit hingedreht, dass ich nur 
V+ von AKKU48 auf den Top-Layer verlegen musste und ansonsten keine 
Kreuzungen habe. Wie gesagt ein Problem des Löt-Handlings.

Kommt man tatsächlich ohne R2 und R4 aus? Hatte von Ok1B und OK2B 
jeweils Pin4 VOR R1 bzw. R3 gelegt und daher noch R2 und R4 vorgesehen. 
Aber wenn OK1A bzw. OK2A jeweils sperren brauch ich ja die R1 und R3 für 
die gar nicht, richtig dies!
(Au weia, du hast die Freilaufdioden vergessen!) ;)

Ich hatte GND nicht als solches dargestellt sondern die V- von Anschluss 
AKKU48 für die gesamte OK-Sekundärseite tatsächlich als Leitungen 
eingezeichnet.

p.s., wie hoch ist die Induktivität der Relais-Spulen eines Printrelais, 
z.B. G6RL-14-ASI
http://www.conrad.de/ce/de/product/503837/Power-Relais-G6RL-mit-geringer-Bauhoehe-Omron-G6RL-14-ASI-5-VDC-5-VDC-1-Wechsler-Max-NO-10-ANC-8-A-Max-300-VDC?ref=searchDetail#download-dokumente

Dürfte sich doch wohl im unteren mikroH abspielen, oder?

Mike Beh schrieb:
> Ich habe die Schaltung im Board-Layout soweit hingedreht, dass ich nur
> V+ von AKKU48 auf den Top-Layer verlegen musste

Für's Board Layout ist das auch in Ordnung, aber den Schaltplan macht 
das unübersichtlich.

> Kommt man tatsächlich ohne R2 und R4 aus?
Bei höherer Ansteuerspannung wäre das als Schutz für die gerade in 
Sperrrichtung liegende Diode sogar lebenswichtig. Bei gemeinsamem 
Widerstand bildet die in Leitrichtung liegende Diode automatisch den 
Verpolungsschutz für die in Sperrrichung liegende, indem sie die 
Reverse-Spannung auf V_f begrenzt. Bei getrennten Widerständen 
funktioniert das nicht.

> (Au weia, du hast die Freilaufdioden vergessen!) ;)
Ack ;-)

Mike Beh schrieb:
> c-hater schrieb:
>> Mike Beh schrieb:
>
>> Es gibt da die ILD615-1..ILD615-4, die sich in genau diesem Punkt massiv 
unterscheiden. Du hast wohl keinen ILD615-4, mit dem das tatsächlich (gerade so) 
funktionieren könnte...
> einen ILD615-2

die Angabe war falsch, es ist tatsächlich ein ILD615-4 verbaut

ABER: Ist die beschaltung der Relais am Ausgang des OKs überhaupt 
richtig?
Das ist ja quasi eine Kollektorschaltung, wobei der Emitterwiderstand Re 
parallel zu RL fehlt. Wie hoch müsste der sein?

Hi,

funktioniert die Schaltung jetzt, wenn Du sie wie ich beschrieben 
beschaltest? Im jetzigen Zustand würde ich die beiden LEDs pro 
Optokoppler nicht parallel, sondern eher in Reihe schalten oder pro OK 
je einen Vorwiderstand verwenden. Der Parameter ctr ist übrignes 
unerheblich, da es hier offenbar nicht auf ein schnelles Schaltverhalten 
ankommt.

>Mike Beh
>ABER: Ist die beschaltung der Relais am Ausgang des OKs überhaupt
>richtig?
>Das ist ja quasi eine Kollektorschaltung, wobei der Emitterwiderstand Re
>parallel zu RL fehlt. Wie hoch müsste der sein?
Antwort siehe oben! (Etwas Beratungsresistent, gell?)

Also :
Emitter auf GND
Relais zum V+
Freilaufdiode einbauen*
Da der OK ICmax=50mA kann, sollten die 40mA der Relais kein Problem
sein.
- 22 Ohm erhöhen

*Bei Induktiven Lasten muss immer eine Freilaufdiode rein.
Ich würde die Schaltung wie im Anahng zu sehen, so aufbauen.

MaxGast schrieb:
> Im jetzigen Zustand würde ich die beiden LEDs pro
> Optokoppler nicht parallel, sondern eher in Reihe schalten

In der Originalschaltung sind die LEDs nicht parallel, sondern 
antiparallel geschaltet ;-)

Mike Beh schrieb:
> OK-Schaltung.png

>In der Originalschaltung sind die LEDs nicht parallel, sondern
>antiparallel geschaltet ;-)

Upps, hab ich übersehen. Dann eben antiparallel ;-)

MaxGast schrieb:
> Hi,
>
> funktioniert die Schaltung jetzt, wenn Du sie wie ich beschrieben
> beschaltest?
Ich habe als Anfänger so gut wie keine Bauteile vorrätig, auch keine 
Dioden, so dass ich erstmal was bestellen muss, natürlich 5 Dioden á 2 
ct + 5,95 € Versand.

> Der Parameter ctr ist übrignes unerheblich,
> da es hier offenbar nicht auf ein schnelles Schaltverhalten ankommt.

Das ist in diesem thread eine ganz neue Erkenntnis. Bisher hiess es, ich 
könne das Relais wegen zu niedrigem ctr und dadurch zu niedrigem Ic 
nicht schalten. In der Hinsicht bist du mutig, es mit If=10mA versuchen 
zu wollen.

>>Das ist ja quasi eine Kollektorschaltung
> Antwort siehe oben! (Etwas Beratungsresistent, gell?)
Nein, nicht beratungsresistent, nur mit Löten schon fertig und kein 
Bock, alles wieder rauszureissen.

Zusatzfrage: Ich habe das Relais quasi als Kollektorschaltung, du als 
Emitterschaltung eingebaut. Die E-Schaltung ist invertierend (richtig?), 
also zieht bei If=0 das Relais dauernd da Ic>0, oder? Daher hatte ich 
die auch an den Emitter gehängt, um einen nicht invertierenden Ausgang 
zu haben, also nur bei If>0 zu schalten.

> Also :
> Freilaufdiode einbauen*
ja, mach ich, erst bestellen...

> Da der OK ICmax=50mA kann, sollten die 40mA der Relais kein Problem
> sein.
> - 22 Ohm erhöhen
dann sinkt If und die ctr-Problematik kommt, was ist denn nun richtig???

ohne mich jetzt zu sehr aus dem Fenster zu hängen: Wiki Optokoppler
"Bei analogen Optokopplern gibt das Gleichstrom-Übertragungsverhältnis 
(englisch current transfer ratio, CTR) das Verhältnis zwischen Ein- und 
Ausgangsstrom bei Gleichstromsignalen oder niedrigen Signalfrequenzen 
an."
also doch

und weiter:
"Leuchtdioden vertragen nur Sperrspannungen von ca. 5 V, bei 
Fototransistoren liegt die zulässige Sperrspannung im Bereich von 30 V 
bis 50 V. "
Die Sekundärseite der OK's besteht aus Fototransistoren: ist die selbst 
induzierte Spannung aus den Relaisspulen beim Abschalten von 5->0V 
tatsächlich >30V und brauch ich dann noch Freilaufdioden? Fragen über 
Fragen...!
(ja ja, ich bestell ja schon)

Mike Beh schrieb:
> ... ist die selbst induzierte Spannung aus den Relaisspulen beim
> Abschalten von 5->0V tatsächlich >30V und brauch ich dann noch Freilaufdioden?

Nicht beim Abschalten von 5->0V sondern beim Abschalten von 40->0mA.

Und "JA", die 30V werden ohne Freilaufdiode locker erreicht, wenn der 
Transistor zügig abschaltet. Die Induktionsspannung ist proportional zu 
Abschaltgeschwindigkeit.

Als Freilaufdiode kannst du auch eine LED nehmen, die den Strom verträgt 
(oder zwei parallel mit jeweils einem kleinen Vorwiderstand).