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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Spannungsversorgung Max485 + Galvanische Trennung


Autor: Julien M. (ljminti)
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Hallo,

Ich möchte eine galvanische Trennung eines RS485 Signals erzeugen.
Hierbei möchte ich sowohl die Signale als auch Versorgungsspannungen 
trennen.
Allerdings bin ich mir nicht ganz im klaren was die idealste Lösung ist.

Hier die Daten:

Eingangsseite:

+Ub=24V/1 und GND1
Max485
78L05 -> +5V/1 und GND1

Ausgangsseite:

+Ub=24V/2 und GND2
Max485
78L05 -> +5V/2 und GND2

Zur Trennung der 24V würde ich einen DC-DC Wandler einsetzen.
Auf der Eingangsseite die signale über den Max485(+5V/1 GND1) auf nen 
Optokopler (6N137; +5V/2 GND2) wieder auf den 2. Max485 (+5V/2 GND2).
Des weiteren werden die +5V jeweils über 78L05 erzeugt.

Ziel soll es sein 2 Systeme, jeweils mit +UB=24V galvanisch zu trennen.


Fragen:

1. packen die 78L05 die Wandlung bzgl. Verlustleistung und Strom
2. Gibt es für solche Anwendung fertige Bausteine?
   kein bidirektionaler Datentransfer nötig


Gruß Julien

Autor: Ronny (Gast)
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Ich würde die +5V über einen 7805er (die 1A-Variante!) erzeugen und dann 
für den MAX485 über DC/DC-Wandler (05/05) bereitstellen.Die Signale 
würde ich allerdings bereits als TTL-Pegel galvanisch trennen 
(Optokoppler oder Magnetokoppler).Dann kann es ruhig den MAXen 
zerschiessen,ohne das deine teure Schaltung betroffen ist.

Autor: Julien M. (ljminti)
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Nun wenn ich dich richtig verstehe erst aus 24V -> 7805 -> +5V -> DCDC 
-> +5V.

Naja ist des nicht doppelt?

Im Anhang mal meine Idee als Umsetzung in nem Schaltplan.
Wie lässt sich dieser optimieren bzw. funktioniert das so?

Gruß

Autor: Bernd Rüter (Firma: Promaxx.net) (bigwumpus)
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...es gibt doch von MAXIM auch RS485-Treiber mit integrierten Spulen zur 
Trennung (für die Jungs, bei denen die "normale" Isolierung "on silicon" 
nicht reicht. 28-Pin-ICs, kosten richtig Kohle, und ich habe noch 1-2 
Muster rumliegen.

Autor: Ronny (Gast)
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Sorry,ich war jetzt davon ausgegangen das du noch andersweitig +5V 
brauchst.

Autor: crazy horse (Gast)
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oder auch AnalogDevices, ADuM524x, bringen die isolierte Versorgung für 
den Transceiver gleich mit. Benutzt du statt "echter" RS485-Transceiver 
gleich CAN-Transceiver, kannst du dir auch die Sende/Empfangsumschaltung 
sparen. Allerdings bekommst du dann auch immer dein eigenes gesendetes 
Signal zurück, kann ganz nützlich sein für Kollisionserkennung sein. 
Dann reicht ein ADuM5241.

Autor: Julien M. (ljminti)
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Nun also ich finde mann muss ja nicht nen 28pinner für viel geld kaufen 
wenn es mit 2-4 kleinen 8Pinner getan ist :) und das im vergleich nur 
ein bruchteil kostet.

@Ronny:
Die 5V sind lediglich für den Opto und die Max485 gedacht.

Deswegen meine Frage zur beschaltung!
Würde diese Art der Signal/Spannungstrennung funktionieren?

Autor: crazy horse (Gast)
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ok, steht ja oben, dass du nur eine Datenrichtung brauchst :-)
Deine Stromversorgung wird so nicht funktionieren, insbesondere auf der 
isolierten Seite. Der Transceiver braucht beim Senden und deinen 
Abschlusswiderständen um die 60mA, und das bedeutet mehr als 1W 
Verlustleistung im Regler.
Nimm einen TMA2405-Wandler, dann hast du das Problem auch erledigt.
Auf Empfangsseite wird es wohl gehen mit 24V auf 5V mit einem 78L05.

Autor: Julien M. (ljminti)
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@Crazy horse:

Nun DCDC Wandler für die 5V zu verwenden ist sicher elegant aber dafür 
6Eur auszugeben ist sicher etwas überdimensioniert.
Denke da ist es einfacher 2x die 7805 TO-220 zu nehmen, dann sollte das 
sicher funktionieren:) Und kosten tun die dinger ja auch nix.

Ist halt heftig 19V zu verbraten. :(

Autor: crazy horse (Gast)
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so langsam kapier ich, was du willst. Ich dachte, du wolltest den 
DC/DC-Wandler nur zur 5V-Versorgung nutzen, deshalb der Vorschlag mit 
dem 2405. Aber es funktioniert so trotzdem nicht, die üblichen 
1W-Wandler bringen bei 24V gerade mal 40mA, und du verbrätst schon mehr, 
wenn der MAX485 sendet, von 24V out kann dann keine Rede mehr sein. 
Weiteren Strom nimmt der Optokoppler und auch ein 7805 braucht einiges 
selbst. MIC2940 könnte wenigstens den Reglerruhestrom minimieren.
Bleibt die Variante mit Schaltregler (LM2575 z.B., nicht gerade ein 
Wirkungsgrad-Wunder, aber gutmütig). Mit Linearregelung wird das 
jedenfalls nichts ordentliches. Ok, könntest einen 2W-Wandler einsetzen 
(die von CTC haben bei gleicher Grösse der Tracos 2W).

Autor: Julien M. (ljminti)
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Nun momentan denke ich daran lieber LDO's zu nehmen.

Denn ich muss auf der empfangsseite nur den Max485 versorgen (24V -> 5V) 
und auf der Sendeseite den Optokoppler und den 2. Max485 (24V -> 5V).
Dabei sollte nach einem ersten Überschlag nie mehr als 100mA pro Seite 
verbraucht werden.

d.h. 19V*0,1A = 1,9W

Nun da sind die Festspannungsregler sicher nicht so der Hit.
Welche LDO's bieten sich denn an?
Habe nicht so einen guten Überblick was gerade aktuell ist.

Gruß

Autor: Falk (Gast)
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LDO sind auch nur lineare Festspannungsregler, nur dass die im Betrieb 
eine geringere Differenzspannung zwischen Eingang und Ausgang vertragen. 
Sie sind aber genauso ineffizient, weil es eben normale Linearregler 
sind.
Also ist ein 24-5V DC-DC das Mittel der Wahl.

MFG
Falk


Autor: unsichtbarer WM-Rahul (Gast)
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Soll der ganze Spaß an einem Bus hängen, oder einfach nur eine 
Punkt-Zu-Punkt-Verbindung sein?
Im 2. Fall könntest du dir nämlich den linken RS485-Wandler sparen, 
sonfern dein Sender genug "Bums" hat.

Es gibt auch DC/DC-Wandler(-Module), die galvanisch getrennt arbeiten. 
Könnte sein, dass man sowas sogar bei Angelika erwerben kann.
Die sind vermutlich aber nicht billig...
Es wäre aber relativ sinnfrei, einen 24V/24V-DC/DC-Wandler zu benutzen, 
wenn du die zweiten 24V gar nicht brauchst.

Autor: Julien M. (ljminti)
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@WM-Rahul:

also das ganze hängt an einem RS485-BUS
Aber wenn ich für die Linearregler DC-DC Wandler einbaue bekomme ich ein 
Problem mit dem Signal, da eingangsseitig das Signal-GND = dem GND(24V) 
ist und ebenso auf der Sekundärseite dann wieder. D.h. ich müsste bei 
den DCDC-Wandler 2405 die Massen verbinden.

Auch irgendwie nicht sinnvoll?!?
Oder bin ich gerade etwas durcheinander?

Autor: Dieter Werner (Gast)
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Ich hätte jetzt mal ganz frech vermutet, dass der Wandler galvanisch 
getrennt arbeitet und deshalb für 24V und 5V getrennte Massen hat.
Ein Datenblatt sollte diese Angabe enthalten.

Autor: unsichtbarer WM-Rahul (Gast)
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Um es mal zu vereinfachen (weil ich die Frage irgendwie immer noch nicht 
verstanden habe):
Du hast eine_ 24V-Versorgung aus der du _zwei 5V-Versorgungen erzeugen 
willst, die galvanisch getrennt sind. Richtig?

Dazu solltest du dir Flyback-Wandler angucken.
http://de.wikipedia.org/wiki/Sperrwandler
http://de.wikipedia.org/wiki/Schaltnetzteil

Der LT1425 ist zm Beispiel einer (,der noch etwas externe Beschaltung 
braucht).

Autor: Julien (Gast)
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Genau ich habe 24V Eingangsspannung und 24V ausgangsspannung.
Diese sind über dcdc-Wandler galvanisch getrennt.
Nun benötige ich noch auf ein und ausgangsseite 5V für meine 
Interface-Treiber (Max485).

Das ist eigentlich die ganze aufgabe.
Allerdings verwendet der Bus auf ein und ausgangsseite das GND der 24V.

Autor: Falk (Gast)
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Na dann sind die beiden Seiten aber nicht mehr galvanisch getrennt.
????????

MfG
Falk

Autor: Julien M. (ljminti)
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@Falk:

>>Na dann sind die beiden Seiten aber nicht mehr galvanisch getrennt.
????????

Doch denn ich habe die 24V Input <-> Output mit nem DCDC Wandler 
getrennt.
dann hat der input und output nen 5V versorgung (noch nicht genau 
geklärt was die beste methode ist) und das Signal wird über einen Opto 
galvanisch getrennt.

Siehe Schaltplan weiter oben im Thread

Gruß

Autor: Julien M. (ljminti)
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Nun ich habe mir das ganze jetzt nochmals überlegt.

EIn DCDC Wandler für die 5V pro tranceiver fällt weg da dabei das 
Signal-GND getrennt wird.
Bei festspannungsreglern habe ich das problem, dass ich bis jetzt keinen 
IC gefunden habe der aus 24V 5V macht. der 7805 kann nur bis 18V input.

Jetzt stelle ich mir aber die frage wie es bei bussystemen mit
24V GND D+ D- gehandhabt wird.

Wie wird dort die galvanische trennung der Spannung und der Signale 
realisiert?

Bei mir wär es prinzipiell das gleiche nur eben mit der RS485 Physik.

Autor: Falk (Gast)
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Der LM317 kann bis 37V.

Warum willst du auf dem Bus Versogungsspannung und RS485 Signal 
galvanisch trennen? Normalerweise ist nur der gesammte Bus von der 
Ansteuereinheit (PC/SPS) galvanisch getrennt.

MfG
Falk

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