Zabezpieczenie wejścia transoptora

Muszę zapewnić izolowane wejścia akceptujące 12-24 V. W pewnym stopniu powinna istnieć ochrona przed odwrotną polaryzacją, przejściowym przepięciem i trwałym przepięciem (do 40 V).

Do tej pory wymyśliłem następujący obwód: wprowadź opis zdjęcia tutaj

R15 + R21 ograniczają prąd przewodzenia do ~ 14 mA przy 12 V i 30 mA przy 24 V.
Dioda D1 TVS (przebicie ~ @ 13 V) chroni przed stanami nieustalonymi i napięciami powyżej ~ 26 V.
D1 chroni przed odwrotną polaryzacją
R15 ogranicza prąd w przypadku odwrotnej polaryzacji lub gdy zacisk D1 jest zaciskany

Ten projekt wydaje się podejrzanie prosty. Czy coś mi umknie, czy powinno działać zgodnie z oczekiwaniami?

EDYCJA:
R21 miał zapewnić dodatkowe zabezpieczenie przed przepięciami przejściowymi (ESD), ponieważ dioda TVS nie zaciska się natychmiast. To był również powód wyboru diody TVS zamiast normalnej. Czy to przesada?

Jak wskazano, If był nieco wysoki. Rozważę coś więcej jak 580 Ohm dla R15 i R21, aby ograniczyć prąd do 10-20 mA.

LTV357T

opto-isolator protection

— Rev1.0
źródło

Dane techniczne mówią, że oceny są mniej porównywalne z tym, co karmisz mouser.com/catalog/specsheets/LTV-357T%20Series-1308.pdf

— AKR

@AKR: Po prostu mówi „CTR: MIN. 50% przy IF = 5mA”, ale może coś mi umknęło? O ile mogę stwierdzić, zgodnie ze schematami i innymi tabelami, doskonale jest mieć JEŻELI około 10-30 mA.

— Rev1.0,

Próbuję zwrócić uwagę na wartość Vf, która wynosi maksymalnie 1,4 V, a ty zasilasz napięcie od 12 do 24 V.

— AKR

@AKR: Właśnie dlatego rezystory są połączone szeregowo, ograniczając prąd i obniżając resztę napięcia.

— Rev1.0,

Odpowiedzi:

Obwód jest dobry do ochrony diody. Nie znam lepszego.

Nie musisz się martwić o ochronę diody przed stanami nieustalonymi. Jeśli duży prąd (<1A) przepływa przez diodę przez mikrosekundę, nie spowoduje to uszkodzenia diody. Możesz uniknąć zwykłej diody Zenera zamiast TVS.

Możesz rozważyć użycie niższego napięcia Zenera (TVS), powiedzmy 5 V. Spowoduje to mniejszą zmienność prądu diody między napięciem wejściowym 12 V a 24 V.

Optoizolatory mają tendencję do starzenia się słabo, a CTR spadnie z czasem (a przynajmniej kiedyś, może to zostało poprawione). Dlatego dobrym pomysłem jest napędzanie diody prądem wyższym niż minimalny, aby mieć pewność, że z czasem napęd wejściowy będzie nadal napędzał wyjście. 10 mA to prawdopodobnie dobra liczba dla opto-LED o minimalnej wartości 5 mA.

— blededude
źródło

Twoje rezystory są o wiele mniejsze, niż powinny.

Dzięki dwóm opornikom 390Ω otrzymujesz ~ 15 mA @ 12VIn. Twój opto charakteryzuje się zarówno 5 mA vF, jak i 20 mA vF. O ile nie potrzebujesz szybkiej reakcji, uruchomienie diody LED w opto przy 5 mA nie powinno nic zaszkodzić.

Prawdopodobnie warto upewnić się, że podajesz opto do wejścia wyzwalacza Schmitta, jeśli wchodzi w logikę, która nie jest w stanie poradzić sobie z wolnymi przejściami.

Ponadto nie ma powodu, aby zawracać sobie głowę dwoma rezystorami. Wystarczy umieścić diodę bezpośrednio na transoptorze. Zmniejszy to rozproszenie w przypadku podłączenia zasilania do tyłu.

— Connor Wolf
źródło

Dzięki za odpowiedzi. Czy na pewno masz odpowiedni arkusz danych (LITEON LTV-357T)? Stawki kopalni If = 20mA jako nominalne i 50mA jako absolutne maks. Pomysł z drugim rezystorem polegał na zapobieganiu zwarciu i ograniczeniu prądu przez diodę.

— Rev1.0,

Chodziło o to, że masz tylko R15. To R21 jest niepotrzebne. Ponadto wartość nominalna nie oznacza, że nie może działać przy niższym współczynniku VF, oznacza tylko, że w tym punkcie ją scharakteryzowali.

— Connor Wolf,

Aha, dioda prawdopodobnie powinna być normalną diodą, a nie zenerem. Myślałem, że to schottky, ale nie jestem pewien, jak wygląda prymitywna dioda schottky'ego. Zenerowie nie powinni mieć takich linii pod kątem prostym, właściwy symbol zenera ma linie pod kątem ~ 45 °.

— Connor Wolf,

R21 miał zapewnić dodatkowe zabezpieczenie przeciwprzepięciowe (ESD), ponieważ dioda TVS nie zaciska się natychmiast. To był również powód wyboru diody TVS zamiast normalnej. Czy to przesada?

— Rev1.0,

Jeśli chodzi o prąd przewodzenia, pomyślałem, że najlepiej będzie prowadzić diodę LED w obszarze, w którym CTR jest najlepszy.

— Rev1.0,