Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Isolationskoppler, flott und billig, bidirektional


von Pawel (Gast)


Lesenswert?

Hallo,

ich möchte ein PWM (30 kHz) in die eine Richtung und ein Tachosignal in 
die andere Richtung galvanisch getrennt übertragen. Funktionsiso für 40 
Volt reicht aus, sonst keine Anforderungen.

Ich habe es mit einem Optokoppler versucht (ILD207 oder so), leider ist 
der doch recht langsam und überträgt die PWM sehr schlecht (CTR und so 
weiter habe ich berücksichtigt, habe ihm auch recht viel Strom am 
Eingang spendiert). Er schaltet recht schlecht aus und noch mehr Strom 
am Ausgang kann ich ihm nicht geben.

Jetzt suche ich was schnelleres, oder Tipps...

Ich habe mir einen ISO7721 ausgesucht. Gibt es sowas auch in günstig? 
Die Isolationswerte brauche ich ja nicht...

Danke!

: Verschoben durch Moderator
von Wolfgang (Gast)


Lesenswert?

Pawel schrieb:
> Jetzt suche ich was schnelleres, oder Tipps...

Du hast die freie Wahl
https://www.digikey.de/products/de/isolators/optoisolators-transistor-photovoltaic-output/903

von Clemens L. (c_l)


Lesenswert?

Wolfgang schrieb:
> Du hast die freie Wahl
> 
https://www.digikey.de/products/de/isolators/optoisolators-transistor-photovoltaic-output/903

Die sind alle genauso langsam wie der ILD207.
Der einzige Vorteil von Fototransistor-Optokopplern ist der Preis.

Nicht-optische Isolatoren sind für viele Megabaud ausgelegt, und 
entsprechend teuer.

Nimm einen Digital-Optokoppler, z.B. H11L1 oder 6N137:
https://www.digikey.de/products/de/isolators/optoisolators-logic-output/902

von dolf (Gast)


Lesenswert?

Pawel schrieb:
> leider ist
> der doch recht langsam

gibt´s keine optokoppler mit fotodiode und integriertem schmittrigger 
mehr?
in der ehemaligen ddr gab´s den mb111.
pollin.de hat den für 0,1teuro.
best. nr. 120101
das datenblatt haben die auch.
mfg

von Helmut L. (helmi1)


Lesenswert?


von Clemens L. (c_l)


Angehängte Dateien:

Lesenswert?

dolf schrieb:
> in der ehemaligen ddr gab´s den mb111.
> pollin.de hat den für 0,1teuro.
> das datenblatt haben die auch.

Von diesem "Datenblatt" fehlt die Hälfte, insbesondere der 
Schwellenstrom. Aber der MB111 ist auch nur ein Klon des MCL611.

von Clemens L. (c_l)


Lesenswert?

Helmut L. schrieb:
> Reicht der: PC410 von Sharp

Ist ein Klon der SMD-Version des 6N137.

Warum schlägt hier eigentlich jeder Chips vor, die schon lange nicht 
mehr hergestellt werden?  ;-)

von dolf (Gast)


Lesenswert?

Clemens L. schrieb:
> Von diesem "Datenblatt" fehlt die Hälfte, insbesondere der
> Schwellenstrom.

pollin halt.
besser als nix.
den schwellstrom kann man ja ermitteln.
if max. der ir led ist 30ma.
knapp drunter bleiben und gut isses.

von dolf (Gast)


Lesenswert?

Clemens L. schrieb:
> Warum schlägt hier eigentlich jeder Chips vor, die schon lange nicht
> mehr hergestellt werden?  ;-)

mb111 bei pollin 10stk. 1teuro.
billig.
schnell.
und verfügbar.
der te hat ja nicht gesagt ob es ein einzelstück oder ne großserie 
werden soll.

von Michael62 (Gast)


Lesenswert?

Das Standardverfahren wären doch kapazitive oder induktive Koppler.

Ist das Tachosignal niederfrequent mit Grenzfrequenz Null (Stillstand) 
oder kannst du es als Frequenzsignal f(v) abgreifen?

Dann wäre beides mit cents zu realisieren.

von Torsten B. (tbrox)


Lesenswert?

Hallo!

Ist bei den iCouplern von Analog nichts dabei?

Gruß

von Joachim B. (jar)


Lesenswert?

Pawel schrieb:
> Er schaltet recht schlecht aus und noch mehr Strom
> am Ausgang kann ich ihm nicht geben.

??? da hilft doch weniger Strom, je gesättigter der Optotrasi ist umso 
schwerer ist es die Ladungsträger wieder freizuräumen

und überhaupt:

Pawel schrieb:
> ich möchte ein PWM (30 kHz)

Bild Zeitdiagramm

was hat 30kHz, die PWM
was erwartest du für Anstiegszeiten 10-fach? 100-fach?
bis 4Mbit Koppler zu finden ist ja kein Problem nur muss die Anschaltung 
auch stimmen ;)

: Bearbeitet durch User
von Hubert G. (hubertg)


Lesenswert?

Ein ADUM1201 sollte zumindest von der Geschwindigkeit passen.

von Schorsch X. (bastelschorsch)


Lesenswert?

TLP2361 schnell (15 MBd), 2mA Eingangsstrom, 1mA Versorgungsstrom, 
2.7-5.5 V,
preiswert (<1€)

von Pawel (Gast)


Lesenswert?

Joachim B. schrieb:
> ??? da hilft doch weniger Strom, je gesättigter der Optotrasi ist umso
> schwerer ist es die Ladungsträger wieder freizuräumen

Ich spreche von der Ausgangsseite (Pullup + Phototransistor).

Joachim B. schrieb:
> Bild Zeitdiagramm
>
> was hat 30kHz, die PWM
> was erwartest du für Anstiegszeiten 10-fach? 100-fach?
> bis 4Mbit Koppler zu finden ist ja kein Problem nur muss die Anschaltung
> auch stimmen ;)

Die PWM gebe ich vor. Rest weiß ich auch nicht. Ich möchte, dass das 
Signal am Eingang in etwa dem am Ausgang entspricht. Dies ist im Moment 
nicht der Fall, da der Phototransistor, viel zu langsam abschaltet, d.h. 
die Spannung am Collector steigt langsam. Ein kleinerer Pullup hilft, 
aber halt nicht genug.


Wie gehe ich denn mit Mbit und MBd um? Ist das pro Sekunde? Und was 
bedeutet ein Baud in diesem Fall? Was bedeutet das für meine Anstiegs- 
und Abfallzallzeiten?

Kann mir jemand erklären, ob mir ein Mbd reicht?

von Gerd E. (robberknight)


Lesenswert?

Pawel schrieb:
>> was hat 30kHz, die PWM
>> was erwartest du für Anstiegszeiten 10-fach? 100-fach?
>> bis 4Mbit Koppler zu finden ist ja kein Problem nur muss die Anschaltung
>> auch stimmen ;)
>
> Die PWM gebe ich vor. Rest weiß ich auch nicht.

Ich glaube schon, Du verstehst aber die Frage und ihren Hintergrund noch 
nicht.

Für die Wahl des Optokopplers ist der kürzeste Impuls der übertragen 
werden muss interessant. Daraus ergeben sich dann die nötigen 
Anstiegszeiten.

Mit wieviel Bit erzeugst Du Deine PWM?

Um das mal zu verdeutlichen: hätte Deine PWM nur 2 Bit, hättest Du 4 
mögliche Zustände. Die gesamte Zykluszeit eines Pulses sind bei 30kHz 
33µS, ein Viertel davon ist wäre dann der kürzeste Impuls, etwas mehr 
als 8µS. Ein Bit mehr und der kürzeste Impuls halbiert sich.

Bei manchen Anwendungen verwendet man auch z.B. 12 Bit PWM, sorgt aber 
anderweitig dafür daß das Signal nie unter z.B. 5% fallen kann. Dann 
wären diese 5% der kürzeste Impuls.

von Joachim B. (jar)


Lesenswert?

Pawel schrieb:
> Ich spreche von der Ausgangsseite (Pullup + Phototransistor).

ich auch, nur wenn du es nicht verstehst, wie soll man da helfen?

von Zeno (Gast)


Lesenswert?

Pawel schrieb:
> Hallo,
>
> ich möchte ein PWM (30 kHz) in die eine Richtung und ein Tachosignal in
> die andere Richtung galvanisch getrennt übertragen. Funktionsiso für 40
> Volt reicht aus, sonst keine Anforderungen.
>
> Ich habe es mit einem Optokoppler versucht (ILD207 oder so), leider ist
> der doch recht langsam und überträgt die PWM sehr schlecht (CTR und so
> weiter habe ich berücksichtigt, habe ihm auch recht viel Strom am
> Eingang spendiert). Er schaltet recht schlecht aus und noch mehr Strom
> am Ausgang kann ich ihm nicht geben.
>
> Jetzt suche ich was schnelleres, oder Tipps...
>
> Ich habe mir einen ISO7721 ausgesucht. Gibt es sowas auch in günstig?
> Die Isolationswerte brauche ich ja nicht...
>
> Danke!

Ich gehe mal davon aus das das ein Privatprojekt ist. Dann würde ich den 
MB111 von Pollin nehmen - bei 10Cent pro Stück kann man sich ja ruhig 
ein "Pfund" kaufen. Für ein privates Projekt spricht doch nichts dagegen 
Bauteile zu benutzen die nicht mehr hergestellt werden.
Habe selbst noch einige kommerzielle alte LP's in Betrieb wo die Dinger 
drauf sind. Die funktionieren astrein.
Die von Gerd ausgerechneten 8µs  macht der MB111 locker.

von Pawel (Gast)


Lesenswert?

Joachim B. schrieb:
>> Ich spreche von der Ausgangsseite (Pullup + Phototransistor).
>
> ich auch, nur wenn du es nicht verstehst, wie soll man da helfen?

Ich habe es ein bissel weiter unten beschrieben. Deine Arroganz hilft 
nicht. Ich verstehe es wirklich nicht.

>>> Dies ist im Moment
nicht der Fall, da der Phototransistor, viel zu langsam abschaltet, d.h.
die Spannung am Collector steigt langsam. Ein kleinerer Pullup hilft,
aber halt nicht genug.

Einschalten tut der Transistor relativ schnell. Ausschalten nicht. Kann 
natürlich an zu viel Diodenstrom liegen (Eingang)... aber wenn der 
Transistor abschaltet, fließen über den Pullup Ladungsträge nach. Um so 
kleiner der Pullup, desto mehr Ladungsträger. Ich stelle mir das so vor, 
dass der abgeschaltete Transitor wie eine Kapaztität wirkt. Somit macht 
das für mich Sinn. Wenn du das anderes erklären kannst bitte...

Klar kann ich jetzt minimale Pulsbreiten angeben, ob es das bringt weiß 
ich nicht. Wenn ich jetzt sage ich will die PWM auf 1% genau stellen 
können, fangen alle an zu stöhnen. 2 % reichen auch noch... :-)

Wenn mir jemand sagt der IC hat eine Grenzfrequenz von 250 khz kann ich 
damit was anfangen. Mit Mbd nicht wirklich... Kann dazu jemand was 
sagen?

Bsp: 30 kHz Pwm / Tastgradschrittweite in 1% (oder 7 Bit PWM..)
Geht das mit einem 1Mbd Koppler????

von Gerd E. (robberknight)


Lesenswert?

Zeno schrieb:
> Die von Gerd ausgerechneten 8µs  macht der MB111 locker.

Das war ein Beispiel für eine 2 (!) Bit PWM, nur um zu zeigen wie man 
sowas rechnen kann.

von Gerd E. (robberknight)


Lesenswert?

Pawel schrieb:
> Bsp: 30 kHz Pwm / Tastgradschrittweite in 1% (oder 7 Bit PWM..)
> Geht das mit einem 1Mbd Koppler????

Das solltest Du selbst herausfinden:

Sagen wir Du machst eine 7 Bit PWM mit 30kHz. Dann rechne doch mal die 
Zeit für den kürzesten Impuls davon aus.

Wenn für den Koppler eine Geschwindigkeit in Mbd oder MBit/s angegeben 
ist - welche Zeit braucht dort ein Impuls?

Diese beiden Zeiten vergleichst Du. Die Impulszeit die der Koppler 
können muss, muss kürzer sein als Deine kürzeste Impulszeit.

von Codix (Gast)


Lesenswert?

Schau Dir einmal den SFH610A an. 250 kHz ist Cut-Off Frequenz.

ton 3 µs
tr  2 µs
toff 2,3 µs
tf   2 µs

Kostet nicht viel.
Sollte passen.

von Wolfgang (Gast)


Lesenswert?

Clemens L. schrieb:
> Die sind alle genauso langsam wie der ILD207.

Damm musst du mal nach den relevanten Zeiten selektieren.
Beispielsweise zum ICPL2631 sehe ich schon einen gewissen Unterschied.

von Pawel (Gast)


Lesenswert?

Hallo Gerd...

Ist in diesem Fall Mbd = mbit? (Da ein Symbol = 1 Bit)?

30 kHz entspricht 33 µs, 1 Prozent 0,3 µs

1 Mbit/s = 1 Millionen Bit / s draus könnte folgen 1µs.
D.h. 1 Prozent stellen geht nicht, ab drei Prozent geht eventuell, wenn 
Anzugs- und Abfallzeiten bzw. Delay ungefähr gleich sind...

Höert sich eher wie ne Schätzung an :-)

von T. F. (waidler)


Lesenswert?

Ich bin mit den Kopplern von Silicon Labs bisher sehr zufrieden, gibt es 
in den verschiedensten Ausführungen (bis zu 6 Kanäle, auch in beide 
Richtungen, d.h. nicht 1 Kanal bidirektional, sondern z.B. einer 
"hinwärts" und eiener "zurück").
Hier nur ein Beispiel, um einen Anhaltspunkt zur Recherche zu geben:

http://de.farnell.com/silicon-labs/si8620bb-b-is/digital-isolator-8ns-nsoic-8/dp/2423240

von Peter D. (peda)


Lesenswert?

Torsten B. schrieb:
> Ist bei den iCouplern von Analog nichts dabei?

Z.B.:
https://www.ebay.de/p/?iid=172649244661&&&chn=ps

Damit hast Du sogar beide Richtungen in einem Gehäuse.

von Gerd E. (robberknight)


Lesenswert?

Pawel schrieb:
> Ist in diesem Fall Mbd = mbit? (Da ein Symbol = 1 Bit)?

ja

> 30 kHz entspricht 33 µs, 1 Prozent 0,3 µs
>
> 1 Mbit/s = 1 Millionen Bit / s draus könnte folgen 1µs.
> D.h. 1 Prozent stellen geht nicht, ab drei Prozent geht eventuell, wenn
> Anzugs- und Abfallzeiten bzw. Delay ungefähr gleich sind...

genau. Schau Dir also mal einen günstigen 10MBit-Koppler wie den 6N137 
an. Da hast Du dann mit Deinen 0,3µs noch etwas Luft und daher sollte 
das passen.

> Höert sich eher wie ne Schätzung an :-)

Richtig. Das ist auch eine erste Abschätzung. Mit den Daten daraus gehst 
Du dann zu nem Distri mit guter parametrischer Suche (Mouser oder 
Digikey) und schaust was es am Markt gibt und was das kostet.

Dann hast Du nen ersten Überblick was vermutlich machbar ist und zu 
welchem Preis.

Erst danach schaust Du Dir das Datenblatt des Wunsch-Bauteils ganz genau 
an und rechnest Anstiegs- und Abfallzeiten etc. im Detail aus.

von Clemens L. (c_l)


Lesenswert?

Codix schrieb:
> Schau Dir einmal den SFH610A an. 250 kHz ist Cut-Off Frequenz.

Du hast analog und digital verwechselt.

Das ist die Frequenz, bei der eine Sinus-Signal um 3 dB abgeschwächt 
wird. Mit PWM hat das exakt gar nichts zu tun.

> ton 3 µs
> tr  2 µs
> toff 2,3 µs
> tf   2 µs

Das sind typische Werte mit einem Lastwiderstand von 75 Ω. Für PWM 
braucht man "saturated turn-off time" weiter unten, das sind dann 
typisch 25 µs.

von Clemens L. (c_l)


Lesenswert?

Wolfgang schrieb:
> Beispielsweise zum ICPL2631 sehe ich schon einen gewissen Unterschied.

Der ICPL2631 ist ein Klon des HCPL-2631, der die Zwei-Kanal-Version des 
6N137 ist. Diesen Digital-OK hat DigiKey falsch einsortiert.
(Und zweimal die gleiche Richtung passt für diese Frage nicht.)

: Bearbeitet durch User
von Clemens L. (c_l)


Lesenswert?

Gerd E. schrieb:
> [...] Das ist auch eine erste Abschätzung. Mit den Daten daraus gehst
> Du dann zu nem Distri mit guter parametrischer Suche (Mouser oder
> Digikey) und schaust was es am Markt gibt und was das kostet.
>
> Dann hast Du nen ersten Überblick was vermutlich machbar ist und zu
> welchem Preis.

Vereinfacht und zusammengefasst: H11L1 (1 Mbd) und 6N137 (10 Mbd) sind 
uralt und weit verbreitet, deswegen werden sie auch von preiswerten 
Chinesen (z.B. LiteOn oder Everlight) gebaut. Höhere Geschwindigkeiten 
sind Sonderwünsche und kosten extra (Ausnahme: TLP2361).

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang (Gast)


Lesenswert?

Clemens L. schrieb:
> Und zweimal die gleiche Richtung passt für diese Frage nicht.

Bei 40V Isolationsspannung ist das doch sch..ßegal.

von Clemens L. (c_l)


Lesenswert?

Wolfgang schrieb:
> Clemens L. schrieb:
>> Und zweimal die gleiche Richtung passt für diese Frage nicht.
>
> Bei 40V Isolationsspannung ist das doch sch..ßegal.

Die beiden Ausgänge teilen sich VCC und GND.

von Wolfgang (Gast)


Lesenswert?

Clemens L. schrieb:
> Die beiden Ausgänge teilen sich VCC und GND.

sorry

Was hat ein Optokoppler mit VCC und Gnd unter "Optoisolatoren - 
Transistor, Fotovoltaischer Ausgang" zu suchen ...
;-(

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.