Hallo, als Elektroniklaie versuche ich mich gerade an einer Schaltung mit einem Optokoppler. Allerdings verstehe ich die Bedeutung des Arbeitswiderstandes wohl Grundsätzlich falsch bzw. gar nicht. Meine nachfolgenden Angaben beziehen sich auf die Beschaltung des nichtinvertierenden Optokopplers auf folgender Seite: https://www.mikrocontroller.net/articles/Optokoppler Zur Verfügung habe ich einen Toshiba Optokoppler vom Typ TLP 624. Hier das Datenblatt: https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/A501/QETLP624_DATA_E.pdf Punkt 1: Berechnung des Vorwiderstands der LED (R1) Ich möchte die LED mit 1,5 mA betreiben (IF = 1.5mA). Laut Datenblatt liegt VF zwischen 1,0 und 1,3 Volt. Den Vorwiderstand berechne ich nun mit (20 V- 1,3 V) / 1,5 mA = 12,466k. Aufgerundet nehme ich einen 13k Widerstand. Daher ändert sich IF von 1,5mA auf 1,43mA. Soweit richtig? Punkt 2: Berechnung des Arbeitswiderstands Hier die Werte, die ich zur Berechnung des Arbeitswiderstands verwendet habe: Vcc = 12 Volt (siehe obige Schaltung) SF = 3 (Aus dem obigen Artikel entnommen) Iled = 1,43mA (siehe Punkt 1) CTR = 0,5 (Minimaler CTR ist laut Datenblatt 50%) Die Berechnung des Arbeitswiderstands R2 berechne ich nach der Formel im obigen Artikel: Ra = (Vcc * SF) / (Iled * CTR) Ra = (12V * 3) / (0,00143 * 0,5) Ra = 36 / 0,000715 Ra = 50,349 kOhm (R2 = 50K) Nun zu meinen Verständnisproblemen: In obiger Schaltung hätte ich einen Kollektor-Emitter-Strom von 12V/50K = 0,24mA. Wozu dient jetzt dieser Arbeitswiderstand. Darf meine Last nun mit max. (oder min.) mit 0,24mA belastet werden, damit der Transistor sicher schaltet? Wie gehe ich jetzt vor, wenn ich anstatt 0,24mA einen Strom von 10mA benötige (z.B. ein Relais anstatt des MOSFETs)? Wozu benötige ich den jetzt einen Arbeitswiderstand? Laut Datenblatt hat der Optokoppler bei If=1,5mA und Vce=12V einen CTR-Wert von ca. 400%. Wenn ich diesen Wert in obige Formel einsetzt komme ich auf einen Arbeitswiderstand von 6,2k. Der Kollektor-Emitter-Strom wäre dann ca. 2mA. Sind das nun die untersten Grenzwerte? Wie weit kann ich denn den Arbeitswiderstand erhöhen bzw. erniedrigen, damit der Transistor sicher schaltet? Fragen über Fragen. Oder ich such mir doch ein anderes Hobby. Ich danke schon mal. Gruß Matthias
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Matthias schrieb: > Ich möchte die LED mit 1,5 mA betreiben (IF = 1.5mA). Laut Datenblatt > liegt VF zwischen 1,0 und 1,3 Volt. Den Vorwiderstand berechne ich nun > mit > (20 V- 1,3 V) / 1,5 mA = 12,466k. Aufgerundet nehme ich einen 13k > Widerstand. Daher ändert sich IF von 1,5mA auf 1,43mA. > Soweit richtig? fast typische Opto LEDs lagen immer um 1,25V damit ist deine Wahl schon mal 50mV raus auch wenn das innerhalb der Toleranz liegt! wenn du nach "12,466k. Aufgerundet nehme ich einen 13k" nimmst senkst du den LED Strom IF weiter. Matthias schrieb: > CTR = 0,5 (Minimaler CTR ist laut Datenblatt 50%) stimmt innerhalb der möglichen Toleranz ohne LED Alterung! Matthias schrieb: > Wozu dient jetzt dieser Arbeitswiderstand. > Wozu benötige ich den Arbeitswiderstand? was für einen Arbeitswiderstand, der ist in deinem Bild nicht benannt! Dort gibt es nur R1 R2 R3, wir sollten erst mal eine gemeinsame Sprache finden, nennst du einen R Arbeitswiderstand dann auch welchen, denn alle R sind Arbeitswiderstände sonst wären sie ja unnötig wenn sie nichts arbeiten sollen! Matthias schrieb: > ich such mir doch ein anderes Hobby. auch eine Möglichkeit!
R2 ist wichtig zur Ableitung des Dunkelstromes. Dieser kann laut DB bis zu 50uA betragen. 50uA * 50k = 2500mV = 2,5V. Das heißt die Schaltschwelle des FETs muss über 2,5V liegen, damit der FET nicht durch den Dunkelstrom nicht leitend wird. Allerdings wird der max. Dunkelstrom bei 12V kleiner als bei 24V sein.
mach mal aus R1 1KOhm und aus R3 470 Ohm, dann sollte was passieren, und für Q1 sollte auch ein normaler Transistor aka 2N2222 reichen ;), dann aber noch ca 1KOhm in die Basisleitung einführen
Matthias schrieb: > Fragen über Fragen. Oder ich such mir doch ein anderes Hobby. Ganz üble Sache ist übrigens der letzte Satz. Der zieht Trolle aber ganz gewaltig magisch an. "Ja, ganz richtig erkannt. Mach das!" :o)) Damit dürfte nun diese schöne Vorlage verbraucht sein. Mit Deinen Überlegungen liegst Du schon recht gut. Die Grenzen vom Widerstand zwischen Gate-Source sind folgendermaßen: Ein Optokoppler ist nie ideal: a) Daher hat der innere Transistor des Optokopplers auch einen Leckstrom, im Off-Zustand. Der Widerstand darf daher nicht so groß werden, dass dieser eine Rolle spielt und mehr als 0,1V an diesem abfällt. b) Im On-Zustand muss der Spannungsabfall am Widerstand hoch genug sein, dass der Mosfet ausreichend durchschaltet. In dem Fall sollte es mindestens 5V...8V sein. Der BSS hält meines Wissens bis zu 20V Gate-Source aus. Bei einem Mosfet, der nur 10V nach Datenblatt aushält, müßstest Du noch einen weiteren Widerstand und ggf. sogar noch eine Supressor-Diode vorsehen. c) Je großer der Widerstand ist, desto länger sind die Schaltzeiten des Mosfet. Eine Kennlinie für den DC-Betrieb müßte dann im SOA-Diagramm ebenfalls vorhanden sein. Bei dem BSS-Typ sollte das vorhanden sein. Daher bitte das Datenblatt ansehen, im Netz leicht zu finden und prüfen, ob das stimmt.
Du liegst mit Deinen 13K @20V knapp an der aller-aller-untersten Grenze der LED-im-Optokoppler. Mindestens das 10-fache ist lt. DB erlaubt. Erkläre mal bitte etwas genauer, was Dich bewegt sooo extrem an die LED Untergrenze zu gehen, dafür muss es ja Gründe geben.
Matthias schrieb: > Wie weit kann ich denn den Arbeitswiderstand erhöhen bzw. erniedrigen, > damit der Transistor sicher schaltet? > > Fragen über Fragen. Oder ich such mir doch ein anderes Hobby. Das wird schon. Was Dir noch fehlt ist ein wenig Gefühl für die Materie. Optokoppler haben einen ziemlich miesen Verstärkungsfaktor - verglichen mit einem Transistor. Wenn man das mal verinnerlicht hat, tut man automatisch "etwas mehr Butter bei die Fische". Noch was ist mir aufgefallen: Du rechnest mit 3 Stellen hinter dem Komma. Das ist hier, gelinde gesagt, nicht nötig. Halbleiterbauteile streuen in manchen Parameter bis zu 50% - drum darf man da meist recht großzügig Runden, mit etwas Erfahrung auch schätzen. Mein Vorschlag: Beschäftige dich zunächst mal mit den Transistor-Grundschaltungen. Das dort gelernte lässt sich dann zum größten Teil auch auf Optokoppler extrapolieren. Besorg die mal das Buch "Tietze/Schenk, Halbleiter-Schaltungstechnik" mit etwas Suchen findest im WWW eine PDF-Kopie. Das reicht erst mal, wobei sich mit einer Papier-Kopie aber besser arbeiten lässt.
Matthias schrieb: > Soweit richtig? Ja. Matthias schrieb: > Nun zu meinen Verständnisproblemen: Du hast einen MOSFET, der hat keinen Kollektor und Emitter. Das einzige ist dein Optokoppler aus dem du "fast 0V" fur das Gate des MOSFETs haben willst wenn der Optokoppler ausgeschaltet ist, also nur der Collector dark current Reststrom von bis zu 50uA durch ihn fliesst. Und du willst "fast 12V" am Gate des MOSFETs wenn der Optokoppler eingeschaltet ist, also bei deinen 1.5mA LED Strom zumindest 1mA durchlassen könnte. 1mA an 12V wären 12k, das entspricht dem vorgesehenen Betriebsstrom. Man kann weniger nehmen. Bei 100k hat man durch die 50uA eventueller Dunkelstrom aber schon 5V am Gate, da wird der BS170 schon einschalten. https://www.onsemi.com/pdf/datasheet/mmbf170-d.pdf sagt maximal 0.8V damit der BS170 noch sicher sperrt, also 16k.
MaWin schrieb: > also bei deinen 1.5mA LED Strom zumindest 1mA > durchlassen könnte. bei worst case CTR50%, das erklär mal! Matthias schrieb: > CTR = 0,5 (Minimaler CTR ist laut Datenblatt 50%)
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MaWin schrieb: > 1mA an 12V wären 12k, das entspricht dem vorgesehenen Betriebsstrom. Man > ..... > sagt maximal 0.8V damit der BS170 noch sicher sperrt, also 16k. Da kann man die LED gleich am Optokoppler betreiben.
Matthias schrieb: > Ich möchte die LED mit 1,5 mA betreiben (IF = 1.5mA). Was kann denn deine Quelle maximal liefern? Wenn das nicht auf die 1.5mA begrenzt ist und sonst z.B. wg. Strom sparen nichts dagegen spricht, wähle ruhig einen etwas höheren Strom und daher einen kleineren R1. Ich hätte da mal 4k7 vorgeschlagen. Gibt dann rund 4-5mA. Die Empfehlung für die LED wäre nach DB ja typ. 1.6mA, max. 20mA - passt dann sehr gut und es sind Reserven bez. Temperaturgang und Alterung vorhanden. > Wozu dient jetzt dieser Arbeitswiderstand. Dass im Arbeitskreis des OK-Tranistors auch ein Strom fließen kann. > Darf meine Last nun mit max. > (oder min.) mit 0,24mA belastet werden, damit der Transistor sicher > schaltet? Laut DB darf der Transistor im OK mit max. 10mA belastet werden. Also sollte R2 an 12V mindestens 1k2 haben. Bei CTR=50% und den oben vorgeschlagenen 4mA dürfen am Transistor des OK nicht mehr als 2mA gefordert werden - oder du musst den LED-Strom erhöhen; zulässig wären bis zu 20mA. 12V und 2mA geben einen minimalen Lastwiderstand von 6kΩ; mit R2 = 8k2-10k bist du gut dabei; der Strom ist entsprechend geringer und garantiert, dass der OK-Transistor vollständig durchgesteuert ist. R2 sollte nicht unnötig hoch sein, weil er sorgt auch fürs zügige Ausschalten des MOSFETs. > Wie gehe ich jetzt vor, wenn ich anstatt 0,24mA einen Strom von 10mA > benötige (z.B. ein Relais anstatt des MOSFETs)? Wozu benötige ich den > jetzt einen Arbeitswiderstand? Mit 10mA bist du ja schon an der Grenze des gewählten OK. In dem Fall also besser einen anderen wählen. Ansonsten, bei geeignetem LED-Strom und geeignetem OK kannst du statt R2 einen kleinen Verbraucher einsetzen, auch ein sparsames Relais (mit Freilaufdiode).
Hallo zusammen. Hannes schrieb: > Besorg die mal das Buch "Tietze/Schenk, Halbleiter-Schaltungstechnik" Wer empfiehlt einem Laien, der in die Elektronik einsteigen möchte, dieses Buch? Kopfschüttel... 73 Wilhelm
Wilhelm S. schrieb: > Hannes schrieb: >> Besorg die mal das Buch "Tietze/Schenk, Halbleiter-Schaltungstechnik" > > Wer empfiehlt einem Laien, der in die Elektronik einsteigen möchte, > dieses Buch? Das ist doch auch für Einsteiger ein hervorragendes Lehrbuch. Ich habe in meiner Kindheit sehr viel darin gelesen und gelernt.
Joachim B. schrieb: > bei worst case CTR50%, das erklär mal! Na ja, Nennwerte laut Datenblatt. Für worst case kommt dann ja auch 16k, macht genau die 0.75mA die er immer schafft.
Dieter meinte im Beitrag #6957350 so ca.: > Matthias schrieb: >> Oder ich such mir doch ein anderes Hobby. > > Dieser Satz zieht wohl Trolle magisch an: > "Ja, ganz richtig erkannt. Mach das!" :o)) > > Damit dürfte nun diese schöne Vorlage verbraucht sein. Wer sich "reinkniet", und selbst dabei noch solche Fragen stellt, könnte eine Portion Mut vertragen, aber ist weit davon entfernt, sich ein anderes Hobby suchen zu müssen. Daher sollten die besagten Trolle unbedingt schweigen. ;) Andreas S. schrieb: > Wilhelm S. schrieb: >> Hannes schrieb: >>> Besorg die mal das Buch "Tietze/Schenk, Halbleiter-Schaltungstechnik" >> >> Wer empfiehlt einem Laien, der in die Elektronik einsteigen möchte, >> dieses Buch? > > Das ist doch auch für Einsteiger ein hervorragendes Lehrbuch. Ich habe > in meiner Kindheit sehr viel darin gelesen und gelernt. Das ist szsg. Geschmackssache. Einige finden es schwer verständlich, und z.B. "Art of Electronics" mag wirklich etwas leichter zugänglich sein. Ich würde mal das Elektronik-Kompendium https://www.elektronik-kompendium.de/ als Wissensquelle für Anfänger nennen wollen. Auch "unsere" Artikel-Hauptseite: https://www.mikrocontroller.net/articles/Hauptseite Bzw. erst mal das hier: https://www.mikrocontroller.net/articles/Absolute_Beginner Bei den Internet-Links findet sich das El-Ko nicht ohne Grund, dort würde ich also anstelle des TO mal stöbern.
Gerald K. schrieb: > MaWin schrieb: >> 1mA an 12V wären 12k, das entspricht dem vorgesehenen Betriebsstrom. Man >> ..... >> sagt maximal 0.8V damit der BS170 noch sicher sperrt, also 16k. > > Da kann man die LED gleich am Optokoppler betreiben. Exakt. Die Frage stellte ich mir auch schon. Warum will man einen Optoppler mit 1.5mA "befeuern", nur um nachher eine LED mit 1.5mA zu betreiben? Das ergibt so erstmal keinen Sinn für mich.
Eigentlich macht es auch keinen Sinn eine Leuchtdiode über einen Optokoppler anzustuern, ein Transistor reicht. Strom - Licht - Strom - Licht Auch die Led isoliert.
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Ich bleibe dabei: Erst mal "Transistor" studieren macht Sinn. Und Dinge nachfragen und erklären anhand eines gemeinsamen Textbuches, macht die Aufgabe einfacher. (Seitenangaben im Folgenden: T/S 11. Auflage) Anm.: Die 11. Auflage des T/S ist ziemlich mächtig, speziell was Transistoren angeht. Das macht es schwierig zu entscheiden, wann man mit einem Unterkapitel abbricht und erst mal zum nächsten übergeht. Matthias schrieb: > In obiger Schaltung hätte ich einen Kollektor-Emitter-Strom von > 12V/50K = 0,24mA. S.40 erklärt die Größen, z.B. dass man von Ic spricht und nicht Ice. > WS.ozu dient jetzt dieser Arbeitswiderstand. Darf meine Last nun mit max. > (oder min.) mit 0,24mA belastet werden, damit der Transistor sicher > schaltet? S.41 Ausgangskennlinienfeld: Ic = f(Uce) -> Ic in Abhängigkeit von Uce, Parameter Ib (daher mehrere Lennlinien). S.47 mit eingezeichneter "Lastgeraden" (Last/Arbeitswiderstand) -> Arbeitspunkt. Zusammen mit S.51 lässt sich einfach nachvollziehen, was passiert wenn man an Ib dreht. > Wie weit kann ich denn den Arbeitswiderstand erhöhen bzw. erniedrigen, > damit der Transistor sicher schaltet? Ich denke, mit den wenigen o.g. Seiten kannst du die Frage schon selbst beantworten. Oder es wenigstens versuchen ... Natürlich wird Dir hier jemand den ganzen Mist vorkauen wollen, andere werden dann das Gesagte widerlegen. Manchmal gibt es desshalb auch ein Hauen und Stechen. Irgendwann wird dann vielleicht was Funktionierendes dabei rauskommen - aber ob Du dann auch verstanden hast, warum so und nicht anders? Zumindest aus Deiner Fragestellung meine ich herauslesen zu können, dass Dich v.a. auch das WARUM interessiert. Aber mach mal wie Du denkst... Jester
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