การป้องกันการป้อนข้อมูลด้วย Optocoupler

ฉันต้องจัดเตรียมอินพุตแยกบางตัวที่ยอมรับ 12-24V ควรมีการป้องกันโพลาไรเซชันแบบย้อนกลับแรงดันเกินชั่วคราวและแรงดันเกินถาวร (สูงถึง 40V) ในระดับหนึ่ง

จนถึงตอนนี้ฉันมากับวงจรต่อไปนี้: ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

R15 + R21 จำกัด กระแสไปข้างหน้าเป็น ~ 14mA @ 12V และ 30mA @ 24V
D1 TVS diode (breakdown ~ @ 13V) ป้องกันกระแสไฟฟ้าและแรงดันไฟฟ้าด้านบน ~ 26V
D1 ป้องกันการเกิดโพลาไรเซชันแบบย้อนกลับ
R15 จำกัด กระแสในกรณีที่โพลาไรเซชันแบบย้อนกลับหรือเมื่อ D1 กำลังหนีบ

การออกแบบนี้ดูเรียบง่ายอย่างน่าสงสัย ฉันพลาดบางสิ่งบางอย่างหรือควรทำงานตามที่ต้องการหรือไม่

แก้ไข:
R21 หมายถึงการให้การป้องกันแรงดันเกินชั่วคราวเพิ่มเติม (ESD) เนื่องจากไดโอด TVS จะไม่ยึดทันที นี่เป็นเหตุผลที่เลือกไดโอด TVS แทนที่จะเป็นไดโอดปกติ นี่มันมากไปไหม?

ดังที่ได้กล่าวไว้หากค่อนข้างสูง ฉันจะพิจารณาบางอย่างเช่น 580 โอห์มสำหรับ R15 และ R21 เพื่อ จำกัด กระแสเป็น 10-20mA

LTV357T

opto-isolator protection

— Rev1.0
แหล่งที่มา

แผ่นข้อมูลบอกว่าการให้คะแนนนั้นน้อยกว่าสิ่งที่คุณป้อนmouser.com/catalog/specsheets/LTV-357T%20Series-1308.pdf

— AKR

@ AKR: เพียงแค่ระบุว่า "CTR: ขั้นต่ำ 50% ที่ IF = 5mA" แต่ฉันอาจพลาดอะไรบางอย่าง เท่าที่ฉันสามารถบอกได้ตามแผนภาพและตารางอื่น ๆ มันสมบูรณ์ดีที่มี IF ประมาณ 10-30mA

— Rev1.0

ฉันพยายามที่จะชี้ให้เห็นเกี่ยวกับ Vf ซึ่งสูงสุด 1.4V และคุณป้อน 12 ถึง 24 V.

— AKR

@ AKR: นั่นเป็นสาเหตุที่ว่าทำไมมีตัวต้านทานในซีรีส์ จำกัด กระแสและลดแรงดันที่เหลือ

— Rev1.0

คำตอบ:

วงจรดีสำหรับการป้องกันไดโอด ฉันไม่รู้เรื่องที่ดีกว่า

คุณไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับการปกป้องไดโอดจากภาวะชั่วคราว หากกระแสขนาดใหญ่ (<1A) ไหลผ่านไดโอดเป็นเวลาหนึ่งวินาทีมันจะไม่ทำให้ไดโอดเสียหาย คุณสามารถหนีไปได้ด้วยไดโอดซีเนอร์ปกติแทนที่จะเป็น TVS

คุณอาจลองใช้แรงดันซีเนอร์ (TVS) ที่ต่ำกว่าพูด 5V นั่นจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงน้อยลงของกระแสไดโอดระหว่างแรงดันไฟฟ้าอินพุต 12V และ 24V

เครื่อง Optoisolators มีแนวโน้มที่จะอายุไม่ดีนักและ CTR จะลดลงเมื่อเวลาผ่านไป (หรืออย่างน้อยพวกเขาก็เคยปรับปรุงให้ดีขึ้น) ดังนั้นจึงเป็นความคิดที่ดีที่จะขับไดโอดที่มีกระแสมากกว่าขั้นต่ำเพื่อให้แน่ใจว่าเมื่อเวลาผ่านไปไดรฟ์อินพุตจะยังคงขับเอาต์พุตต่อไป 10mA น่าจะเป็นตัวเลขที่ดีสำหรับออปโต LED สเป็คที่ความละเอียดต่ำสุด 5mA

— blakedude
แหล่งที่มา

ตัวต้านทานของคุณมีขนาดเล็กกว่ามากและจำเป็นต้องมี

ด้วยตัวต้านทาน390Ωสองตัวคุณจะได้รับ ~ 15 mA @ 12VIn ออปโตที่คุณมีมีทั้ง 5 mA vF และ 20 mA vF ถ้าคุณไม่ต้องการการตอบสนองที่รวดเร็วการรัน LED ใน opto ที่ 5 mA นั้นไม่ควรทำร้ายอะไร

มันอาจคุ้มค่าที่จะต้องแน่ใจว่าคุณกำลังป้อน opto ให้กับอินพุต schmitt-trigger ถ้ามันเข้าสู่ตรรกะใด ๆ ที่ไม่สามารถจัดการการเปลี่ยนภาพช้า

นอกจากนี้ยังไม่มีเหตุผลที่จะรบกวนตัวต้านทานสองตัว เพียงวางไดโอดโดยตรงข้ามออปโตคัปเปลอร์ สิ่งนี้จะลดการสูญเสียในกรณีที่มีคนเชื่อมต่อพลังงานไปข้างหลัง

— คอนเนอร์ Wolf
แหล่งที่มา

ขอบคุณสำหรับคำตอบ คุณแน่ใจหรือว่าคุณมีแผ่นข้อมูลที่ถูกต้อง (LITEON LTV-357T) อัตราการขุดถ้า = 20mA เป็นค่าเล็กน้อยและ 50mA เป็นค่าสูงสุดแน่นอน แนวคิดที่มีตัวต้านทานตัวที่สองคือการป้องกันการลัดวงจรและ จำกัด กระแสผ่านไดโอด

— Rev1.0

ความคิดคือคุณมีเพียง R15 มันคือ R21 ที่ไม่จำเป็น นอกจากนี้ชื่อไม่ได้หมายความว่ามันไม่สามารถทำงานที่ vF ที่ต่ำกว่า แต่ก็หมายความว่าเป็นจุดที่พวกเขาโดดเด่นมัน

— Connor Wolf

โอ้ด้วยเช่นกันไดโอดน่าจะเป็นไดโอดปกติไม่ใช่ซีเนอร์ จริง ๆ แล้วฉันคิดว่ามันเป็น schottky แต่ฉันไม่แน่ใจว่าลักษณะดั้งเดิมของไดโอด schottky ของคุณเป็นอย่างไร เซเนอร์ไม่ควรมีเส้นมุมฉากเช่นนั้นสัญลักษณ์ซีเนอร์ที่เหมาะสมจะมีเส้นมุมที่ ~ 45 °

— Connor Wolf

R21 หมายถึงการให้การป้องกันแรงดันเกินชั่วคราวเพิ่มเติม (ESD) เนื่องจากไดโอด TVS จะไม่ถูกยึดทันที นี่เป็นเหตุผลที่เลือกไดโอด TVS แทนที่จะเป็นไดโอดปกติ นี่มันมากไปไหม?

— Rev1.0

เกี่ยวกับกระแสไฟฟ้าข้างหน้าฉันคิดว่ามันเป็นการดีที่สุดที่จะขับ LED ในบริเวณที่ CTR ดีที่สุด

— Rev1.0