Hallo, ich versuche gerade eine "gefundene" Schaltung zu verstehen (s. Bild). Das Ganze ist Teil einer etwas größeren Schaltung. Hier in dem Ausschnitt wird nur der Eingang eines µCs per Optokoppler isoliert. Der Optokoppler selbst hat etwas "Beiwerk". Ich nehme an, dass an A ein Signal mit 12V bis 15V anliegt und B GND ist. D1 ist Verpolschutz. Gut. Aber was soll Q1 mit R2? Strombegrenzung für die Diode im Optokoppler bei Überspannung?
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Fragender schrieb: > Ich nehme an, dass an A ein Signal mit 12V bis 15V anliegt und B GND > ist. Worauf gründest du deine Annahme? Für einen derart kleinen Bereich würde ein einfacher Vorwiderstand reichen. > Strombegrenzung für die Diode im Optokoppler bei Überspannung? So sieht es aus.
Stromquelle, damit der Strom in der LED mehr oder weniger konstant bleibt (ca. 20mA), unabhängig von der anlegegten Spannung. Nach oben durch die entstehende Verlustleistung in Q1 begrenzt.
Der Transistor leitet ab ca. 0,65V UBE. 0,65V/33Ohm=ca.20mA. Damit wird der Strom durch die LED begrenzt. An dem 1k fallen dabei ca. 20V ab. An der LED fallen ca. 1,5V ab. Also fängt der Transitor ab ca. 22V Eingangsspannung mit der Arbeit an. Die Diode schützt LED und Transistor bei Verpolung.
Schorsch X. schrieb: > unabhängig von der anlegegten Spannung. Schau nochmal hin, auf den ersten Blick könnte man das mit einer Kostantstromquelle verwechseln.
Harald A. schrieb: > Schau nochmal hin, auf den ersten Blick könnte man das mit einer > Kostantstromquelle verwechseln. Ob man die Schaltung "Konstantstromquelle" oder "Strombegrenzung" nennt, hängt vom Arbeitspunkt an.
Wolfgang schrieb: > Worauf gründest du deine Annahme? Für einen derart kleinen Bereich würde > ein einfacher Vorwiderstand reichen. Sorry, da habe ich mich wohl missverständlich ausgedrückt: Das Signal ist digital, High müsste zwischen 12V und 15V liegen. Low nahe 0V. @Harald A. (embedded) Damit wäre das geklärt. Sogar mit Rechnung zur Dimensionierung, falls man so etwas mal selbst braucht. Vielen Dank!
Die Spannung riecht nach Kfz. Damit ist der Transistor zum Schutz der ired im koppler vor kurzer Überspannung (load-dump test als Beispiel).
Hm, was mir an obiger Schaltung nicht gefällt, ist, dass im Idle ständig 12-15mA Strom gezogen werden (über die Diode im Optokoppler). Das ist ja etwas unglücklich... Jetzt wäre es ja schick, wenn man einfach Eingang und Ausgang jeweils invertieren würde. An die Betriebsspannung des Senders komme ich heran und könnte das Eingangssignal gegen 12V schalten statt gegen GND. Leider weiß ich sonst nicht viel über den (proprietären) Sender, außer, dass er wohl über einen internen Pull-up auf High kommt. Für Low zieht er den runter. Ob er noch max. 20mA zusätzlich sinken kann? Was wäre die Alternative? Vielleicht ein H11L1M? Der braucht weniger Strom, und der Ausgang wäre schon invertiert?
Fragender schrieb: > Hm, was mir an obiger Schaltung nicht gefällt, ist, dass im Idle ständig > 12-15mA Strom gezogen werden Das kommt drauf an, was du unter "Idle" verstehst. Bei sicherheitsrelevanten Schaltungen muss dauern ein Strom fließen, damit man merkt, wenn die Leitung ausfällt.
Fragender schrieb: > Vielleicht ein H11L1M? Der braucht weniger Strom Der HCPL0501 braucht auch weniger Strom. Wenn du den mit 10mA betreibst, hat er in obiger Schaltung selbst im im Worst Case noch einen Faktor 3 Reserve.
Wolfgang schrieb: > Bei sicherheitsrelevanten Schaltungen muss dauern ein Strom fließen, > damit man merkt, wenn die Leitung ausfällt. Nein, sicherheitsrelevant wird es nicht. Aber stromsparend soll es sein. Ich würde den HCPL0501 gegen einen 6N136 austauschen. Den bekomme ich leichter. Er hat allerdings ein etwas geringeres CTR. Bei 5mA Input käme dann noch ~1mA hinten heraus. Für den 22k R3 sollte das aber reichen. Dann könnte ich den Eingang immer noch invertieren. 5mA sollte der Sender wohl sinken können...
Fragender schrieb: > Aber stromsparend soll es sein. > Ich würde den HCPL0501 gegen einen 6N136 austauschen. Für den 6N136 wird auch nur ein CTR von 15% garantiert. Wie wäre es mit einem LTV356, immerhin CTR > 50%
Max D. schrieb: > Die Spannung riecht nach Kfz. Damit ist der Transistor zum Schutz der > ired im koppler vor kurzer Überspannung (load-dump test als Beispiel). Oder liegt am Ende gar Wechselspannung an A-B an?
Wolfgang schrieb: > Für den 6N136 wird auch nur ein CTR von 15% garantiert. Wie wäre es mit > einem LTV356, immerhin CTR > 50% Für den 6N136 finde ich je nach Hersteller unterschiedliche Werte. Der von LiteOn (den ich kaufen würde) hat min. 19%, typical 24%. Der HCPL0501 von OnSemi hat min. 19%, typ. 27%. Der LTV356 ist deutlich langsamer. Für 4800baud sollte es immer noch reichen, aber da wäre mir etwas mehr Puffer lieber. Wenn ich am Ende auf der Detektor-Seite einen kleineren Pull-up brauche, dann fließt hinten der Strom, den ich vorne gespart habe.
Fragender schrieb: > Der LTV356 ist deutlich langsamer. Wenn Geschwindigkeit bei dir ein Kriterium ist, musst du bei den Optokopplern auf die Geschwindigkeit achten. Das ist klar ;-) Benutze einfache eine parametrische Suche, um was passendes zu finden https://www.digikey.de/products/de/isolators/optoisolators-transistor-photovoltaic-output/903
Schorsch X. schrieb: > Nach oben > durch die entstehende Verlustleistung in Q1 begrenzt. Die maximale Spannung bestimmt R1, denn der muß fast die volle Spannung abkönnen. Der Q1 dagegen nur die LED-Flußspannung + 0,7V. Wenn es nicht auf maximale Geschwindigkeit ankommt, betreibe ich die LED nur mit ~1mA. Als Vorzugstyp nehme ich den HCPL-181-00DE (CTR>=300%).
Harald A. schrieb: > Schau nochmal hin, auf den ersten Blick könnte man das mit einer > Kostantstromquelle verwechseln. Auf die LED bezogen ist es das auch. i=0.7V/33Ohm also ca. 21mA. Irgendwann wird aber dem Q1 zu warm werden.
Schorsch X. schrieb: > Irgendwann wird aber dem Q1 zu warm werden. Irgendwann schon, aber mehr als 100mA verträgt Q1 sowieso nicht. Also ist Ende bei ca. 120V Eingangsspannung, da hat er dann eine Verlustleistung von 250mW. Das ist dann auch seine Grenze. Der R1 wird dabei weit mehr belastet: den 1k-Widerstand wird man dann auf >15W auslegen müssen ... Der Transistor beginnt seine Arbeit erst ab ca. 20-25V - mit wenigen mW P. Der R1 muss dann schon mehr als 0.5W abführen. Für mich ist R1 der ungünstige Teil der Schaltung. Mit den max. Ratings des OK-Stromes (25mA) sind die gewählten 21mA auch schon recht viel. Und dessen CTR ist unterirdisch. Das Teil ist für High-Speed optimiert und die Frage ist: Ist das hier erforderlich? Wohl kaum, sonst wäre R3 nicht so groß gewählt. Wenn nicht, dann sollte man einen OK aussuchen, um den Strom deutlich reduzieren zu können (siehe Post von peda). Und dann braucht man den Transistor u.U. gar nicht. Wenn man den vorgeschlagenen nominal bei 1mA an 12V betreibt (R1=10k), dann können ihn Pulse mit 400V...500V am Eingang noch nicht umbringen. Die Verlustleistung an R1 wäre dann aber wieder sehr groß. Bei dem gewählten R3 kann man den LED-Strom noch deutlich kleiner machen. Leider wurde die Anwendung nicht genannt. Welche Maximalspannung soll abgefangen werden und für wie lange liegt die an?
HildeK schrieb: > Leider wurde die Anwendung nicht genannt. Welche Maximalspannung soll > abgefangen werden und für wie lange liegt die an? Die Schaltung habe ich in einem Seatalk-Eingang gefunden. Da dürften eigentlich nur 12V als Signalpegel anliegen. Keine Ahnung, ob der Seatalk-Sender einfach die Bordnetz-Spannung ungeregelt auf die Leitung gibt oder ob er auf 12V regelt. Im ersten Fall könnten ja höchstens mal 24V zusammen kommen, nämlich wenn jemand einen dafür ungeeigneten Seatalk-Sender im 24V Bordnetz betreibt.
Bei V24 wäre das ein Betrieb mit ca. 20mA Stromschleifensteuerung auf der Eingangsseite vergleichbar. Vermutlich wurde von einer solchen Schaltung abgekupfert.
In keinem einzigen KFZ Steuergerät dieser Welt verwendet man Optokoppler, um 12V Signale mit einem µC einzulesen. Und geschätzt 101% aller Steuergeräte haben einen µC. So was wird nur in den Internet-Foren gemacht und verbreitet sich wie eine Seuche. Und jetzt steht es sogar schon im Wiki. https://www.mikrocontroller.net/wikisoftware/index.php?title=KFZ&diff=100027&oldid=97409 Also: Optokoppler nimmt man, um galvanisch zu trennen, und nicht um Spannungsspitzen abzufangen. Um ein 12V Signal, das von der Bordnetzspannung abgeleitet ist einzulesen reichen 2-3 Widerstände und 1-2Cs . Vielleicht noch Klemmdioden oder ein kleiner Signaltransistor.
Mr.Åarhus schrieb: > Optokoppler nimmt man, um galvanisch zu trennen, und nicht um > Spannungsspitzen abzufangen. Der OK fängt hier ja auch keine Spannungsspitzen ab. Das macht Q1. Der Optokoppler ist hier schon in Ordnung. Es geht um Seatalk. Ich denke, dass da galvanische Trennung genauso wie bei NMEAxxxx zum Standard gehört. Es ist ja nicht nur so, dass man sich nicht unbedingt bei einer Fehlfunktion Instrumente für mehrere k€ abschießen will, sondern vor allem: Wenn an Deinem Auto die Instrumente ausfallen, dann fährst Du eben rechts ran und machst den Warnblinker an.
Mr.Åarhus schrieb: > In keinem einzigen KFZ Steuergerät dieser Welt verwendet man > Optokoppler, um 12V Signale mit einem µC einzulesen. Doch. Es ist zwar kein sehr häufiges Steuergerät, aber der CarController des Kewet E-Autos (gemacht von T&O aus Dänemark) liest alle Eingangssignale bis auf die Batteriespannungen per Optokoppler ein.
Das war vor über 30 jahren eine patentierte Schaltung Sie diente dem Schutz von Optokopplern, wenn diese über längere 2-Draht-Leitungen betrieben werden sollten. Schädliche eingekoppelte Spitzen verringern, Ausfälle vermeiden. Ein kurzer Netzspannungsstoß durch Fehlhandlungen - Aus und peng!
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