Abschaltzeit PhotoMOS Relais

[Peter P. (wobberty)]

Hallo,

Ich versuche mich gerade an einer Messschaltung um die Anwesenheit eines 
Kondensators in der Versorgungsleitung eines Sensors zu prüfen.

Der Sensor hat etwa einen Stromverbrauch von 2 - 3 mA bei 5 Volt 
Betriebsspannung. Die Spannung wird durch einen 220nF Kondensator 
gestützt.

Messen will ich die Anwesenheit des Kondensators durch "hartes 
Abschalten" der Versorgungsspannung und durch Messen der Zeit bis die 
Spannung zB. von 4,5 auf 3,5 Volt abfällt. (hier ca. 100us)
Die Messung an sich funktioniert soweit!

Problem ist das harte Abschalten der Versorgungsspannung. Relais können 
prellen und sind ungeeignet.
Ich hatte mir einen P-Kanal Mosfet BSH205 als high-side Schalter 
ausgesucht, der Schaltzeiten im Nanosekunden Bereich hat. Problem ist, 
des die Gateansteuerung keinen Potentialbezug zur Sensor-Masse hat. 
Eventuell liese sich das über einen Optokoppler lösen, aber das möchte 
ich aus layouttechnischen Gründen erst mal vermeiden.
(Layout quasi fertig, und "Bezugsnetz" liegt weit weg).

Ideal wäre ein PhotoMOS Halbleiterrelais. Dies müsste sich ja einfach 
highside rein hängen lassen.

Problem hier ist, das im Datenblatt maximale "Toff-Zeiten" im Bereich 
200 bis 500us angegeben sind.
Allerdings definieren alle Datenblätter diese Zeit als Differenz des 
Eingangsignals zum Ausgangssignal. (siehe Bild)

Was für mich interessant ist wäre die eigentliche "fall-time" des 
Ausgangs. (90% / 10%) Das "Nachschleppen" des Signals ist für mich 
eigentlich uninteressant !
Schalten diese Relais wirklich so langsam ab ?
Wenn dies so ist, müssten leistungsstärkere Relais beim "Durchfahren des 
linearen Bereichs" ja ordentlich Leistung verbraten (Stichwort: 
Leistungsanpassung)

Hat jemand Erfahrung mit den Dingern ? Wie ist die 90% / 10% Fall-Time

Gruß Peter

[Olaf (Gast)]

> Schalten diese Relais wirklich so langsam ab ?

Naja, wo soll die Gateladung hin wenn du da schon kein Kabel haben 
willst?

> ausgesucht, der Schaltzeiten im Nanosekunden Bereich hat. Problem ist,
> des die Gateansteuerung keinen Potentialbezug zur Sensor-Masse hat.

Ist doch super. Was keinen Bezug hat kannst du ja ueberall dran haengen. 
:-D

Oder willst du keinen haben?

Olaf

[Wolfgang (Gast)]

Peter P. schrieb:
> Problem ist das harte Abschalten der Versorgungsspannung. Relais können
> prellen und sind ungeeignet.

Hast du ein Relais beim Abschalten schon mal prellen sehen?
Da in ich auf ein Oszillogrammm gespannt.

[Peter P. (wobberty)]

Olaf schrieb:
> Naja, wo soll die Gateladung hin wenn du da schon kein Kabel haben
> willst?

In den Fotodioden/Solarzellen verbraten werden. Oder sollte halt ein 
spezieller Ausräum-Kreis drin sein.

Olaf schrieb:
> Oder willst du keinen haben?

Richtig. Masse von den Prüflingen sollte mit der ganzen Reed-Relais 
Ansteuerung und I2C Logik PC/-USB nicht zusammen hängen

[Olaf (Gast)]

> Oder sollte halt ein spezieller Ausräum-Kreis drin sein.

Kenn ich zwar jetzt bei Photomos nicht, aber das kannst du dir ja 
machen. Bloss brauchst du dann halt auch im potentialfreien Teil Energie 
fuer diese Schaltung. Wenn du die hast dann kannst du ja auch einen 
Optokoppler verwenden der sowas bietet und da einen Fet hinter haengen. 
Oder so einen ISO-Baustein. Die koennen auch recht schnell sein.

Olaf

[Pandur S. (jetztnicht)]

Ein Photomos ist sicher ungeeignet. Da ist eine Solarzelle und eine LED 
drin. Die LED zieht relativ viel Strom.

Was ist schlimm an einem Massebezug der Gateleitung ? Wahrscheinlich ist 
die spannung zu hoch. Deshalb sollte man die PFet Ansteuerung auch 
richtig machen. Nicht einfach das Gate an einem Pin eines Controllers. 
Allenfalls einen fertigen P-Schalter verwenden ?
zB von ST:  VN750 (36V/6A), VN330SP (36V/0.7A)

[Frederic S. (Gast)]

Wolfgang schrieb:
> Hast du ein Relais beim Abschalten schon mal prellen sehen?

Auf jeden Fall kann ein mechanisches Relais Prellen,
Reedrelais hingegen prellen i.d.R. nicht und reduzieren den 
Steuerleistungsbedarf.

[Lurchi (Gast)]

Beim Abschalten ist prellen eher selten, aber bei einige Relais-typen 
mit selbst reinigenden Kontakten nicht unmöglich.

Bei den Photomos relais wird ein großer Teil der Ausschaltzeit einfach 
nur eine Verzögerung sein. Wie schnell das Ausschalten danach dann geht 
ist von Typ abhängig. Oft ist da eine extra Schaltung drin um das Gate 
schneller zu entladen wenn die Steuerspannung unter eine gewisse Grenze 
fällt.

Für das Layout dürfte dass Photomos Relais keinen wirklichen Vorteil 
bringen, wenn man die Isolierung nicht braucht.

[Peter P. (wobberty)]

Hab jetzt mal bei einem Hersteller nach der Abschaltzeit (fall-time) 
gefragt.
Erste Antwort: "Für diese Zeit haben sie keine Werte vorliegen". Wundert 
mich schon ein wenig. Es wird in Japan nachgefragt.

Ich habe es jetzt erst mal mit einem Opokoppler gelöst. Paßt auch so ins 
Layout noch rein. Besser gefallen hätte mir die Lösung mit dem PhotoMOS, 
mal abwarten was noch kommt. Ein wenig Zeit habe ich noch, bis ich die 
Leiterplatte bestellen muss.

Zur Schaltung: KN1 überbrückt den elekronischen Schalter, wenn er nicht 
benötigt wird. KN2 ist sozusagen der "Hauptschalter" für die 
Betriebsspannung. Netz "R96" ist ein Ausgang eines IO-Bausteins 
(PCF8575), der zieht bei Aktivierung gegen GND (Bezug zu "+5V")
Der Optokoppler versorgt sich über "NT+5V" und "NT_GND".
Bei Aktivierung Optokoppler zieht der seinen Ausgang gegen "NT_GND" und 
macht dabei Q1 niederohmig. Bei Deaktivierung entlädt RGS die 
Gatekapazität (200pF) und Q1 öffnet den Stromfluss (Source-Drain).

Gruß Peter

[Peter P. (wobberty)]

Hab Bild von der Schaltung vergessen :-)

[Harald W. (wilhelms)]

Peter P. schrieb:

> Ich versuche mich gerade an einer Messschaltung um die Anwesenheit
> eines Kondensators in der Versorgungsleitung eines Sensors zu prüfen.
> Messen will ich die Anwesenheit des Kondensators durch "hartes
> Abschalten" der Versorgungsspannung und durch Messen der Zeit bis
> die Spannung zB. von 4,5 auf 3,5 Volt abfällt.
> Problem ist das harte Abschalten der Versorgungsspannung.
> Relais können prellen und sind ungeeignet.

Quecksilberrelais schalten prellfrei.