AC-Optokoppler für 230-V-Leitungserkennung

Ich versuche, die Netzspannung (230 V AC, wenn die Versorgung EIN / AUS ist) von einem Mikrocontroller mit Hilfe eines AC-Optokopplers zu erkennen. Die Optokoppler, die ich bewertet habe, sind PC814, H11AA1 und SFH620A-3, von denen ich SFH620A-3 als effizienter empfand (muss an der besseren CTR liegen). Ich hatte einen Serienwiderstand von 440 K (1/4 W) angeschlossen und alles scheint in Ordnung zu sein, dh der Mikrocontroller kann erkennen, wann eine Leitung vorhanden ist und nicht. Beim Testen meiner Schaltung bei verschiedenen Eingangsspannungen stellte ich fest, dass das Opto bei einer Spannung von 145 V einen schwankenden Ausgang liefert. Ich habe die Spannung berechnet und festgestellt, dass bei 145 V Wechselstrom und einem Serienwiderstand von 440 K der Strom nur 0,33 mA beträgt, was möglicherweise nicht ausreicht, um das Opto einzuschalten. Nun könnte ich den Widerstand reduzieren, allerdings würde mehr Wärme abgeführt werden (was ich nicht will). Aufgrund von Größenbeschränkungen kann ich auch keinen X-Kondensator oder Transformator verwenden. Aufgrund all dieser Faktoren schlug mir jemand vor, ein anderes Opto zu finden, das mit sehr niedrigem Strom arbeitet. Daher habe ich angefangen, danach zu suchen und einen gefunden, dh SFH628A-3, aber ich verstehe ihr Datenblatt nicht gut und brauche Hilfe, um zu sehen, ob es passt.

Sorry für die lange Geschichte, ich lerne noch.

Schaltpläne, die Sie ausprobiert haben, wären nett. Außerdem würde ich gerne genau wissen, was Sie mit "Netzspannung erkennen" meinen. Bedeutet dies "messen" oder bedeutet es "Nulldurchgangsereignisse beobachten" oder bedeutet es "sehen, ob die Spitzenspannung über einem Schwellenwert liegt, mit Hysterese" oder ... genau was. Nur "MCU" zu sagen, sagt mir nicht, wofür es ist. Ja, ich sehe, Sie haben geschrieben: "Sinn, wenn es eine Linie gibt und sonst." Aber noch einmal, mein Verstand kann das zu viele Interpretationen geben. Schreib mehr?
Werfen Sie einen Blick auf einen IL300, wenn Sie wissen möchten, wie hoch die Netzspannung ist, da der Strom in den beiden Ausgangsdioden gut angepasst ist. Oder möchten Sie nur wissen, ob Wechselstrom mit mindestens einer bestimmten Effektivspannung vorhanden ist?
Ich versuche nur, den Zustand eines elektrischen Geräts zu ermitteln, dh ob es ein- oder ausgeschaltet ist und nichts weiter benötigt wird.
"Die Wärmeableitung wäre höher (was ich nicht möchte)" Ist Ihnen bewusst, dass der von Ihnen verwendete Widerstand nur 1/20 Watt abführt?
@WhatRoughBeast ja, ich verstehe, dass die Wärmeabgabe geringer ist, aber mein Schaltkreis befindet sich in einem geschlossenen Behälter und ich habe viele davon (mehrere Optos und Widerstände). Daher können wir nicht mehr Wärme aufnehmen.
Schon mal über eine kapazitive Pipette nachgedacht? Sie erzeugen viel weniger Wärme und mit nur etwa 1 mA, die benötigt werden, können Sie einen sehr kleinen Kondensator verwenden.
@JvO Für die Verwendung eines kapazitiven Tropfers muss ich x-bewertete Kondensatoren verwenden, die groß sind und nicht machbar wären.
@Sie erwähnten Größenbeschränkungen. Aber was ist diese Größenbeschränkung?
@ newage2000 kleine SMD-Chips wie Widerstände und Kondensatoren sollten in Ordnung sein. Ein X-bewerteter Kondensator oder ein Transformator kann jedoch nicht untergebracht werden.
@Zacson Würde der Halleffekt in deinem Fall funktionieren?
@newage2000 klingt interessant, aber der Preis ist 4 mal so hoch wie ein Opto. Und darüber hinaus kann dies durch EMR beeinflusst werden und ich muss möglicherweise viele von ihnen platzieren.

Antworten (1)

Wo ich arbeite, haben wir 230 VAC mit einem 4-poligen H11AA814 AC-Optokoppler erkannt. Verwenden Sie einen 220K 1/4W Widerstand, um 1,045 mA Strom bei 0,24 Watt zu erhalten, was ausreicht, um Wechselstrom zu erfassen. Der Ausgang wird eine 120-Hz-Welligkeit auf 60-Hz-Stromleitungen sein.

Nach Recherchen ist der H11AA814 veraltet und kann durch eine Vishay SFH628-Serie ersetzt werden.

Wir haben den einfachen Welligkeitsfilter unten verwendet, um eine saubere Gleichspannung gleich Vcc (+5 V bis +12 V) minus etwa 1,25 Volt auszugeben.

Solange ein AC-Eingang vorhanden ist, liegt Vout nahe bei null Volt. Wenn der Wechselstrom ausfällt, beträgt Vout +3,75 bis +10,75 Volt, abhängig von der Spannung, mit der Sie diesen Schaltkreis versorgen. Diese Schaltung reagiert auf einen Stromausfall innerhalb von 1/4 Sekunde. Dieser einfache Filter blockiert auch die Reaktion auf kurzzeitiges Netzflimmern, das weniger als 200 ms dauert.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Aus dem Datenblatt kopiert. Es zeigt den Betrieb bei 500uA und 1mA.

Aus dem Datenblatt kopiert

Dies würde viel Wärme erzeugen (im Vergleich zu der mit 440 K) und wie in meiner Anfrage erwähnt, können wir nicht mehr Wärme aufnehmen.
Ich habe R1 auf 220K geändert, was die Wärme stark reduziert. Dieser Optokoppler funktioniert gut bei 1 mA AC.
Ok H11AA814 scheint mit 1 mA zu arbeiten. Was ist der Mindeststrom, der für dieses Opto erforderlich ist? Auch H11AA814 scheint veraltet zu sein.
H11AA814 wird von Digikey und Mouser geliefert. Fairchild macht es immer noch.
Digikey zeigt H11AA814 als veraltet an. Was ist der Mindeststrom für H11AA814? Zu meiner Frage können Sie mir mit SFH628A-3 helfen?
Ich habe mir das Datenblatt für die SFH628-Serie angesehen und sie zeigen den Betrieb bei 1 mA AC/DC. Es ist ein Ersatz für die Teilenummer, die ich Ihnen gegeben habe. Ich werde es in den Schaltplan einfügen. Es ist auch ein 4-poliges Gerät, aber in SMD-Gehäusen erhältlich.
Ich möchte die Mindeststromanforderung verstehen. Mit SFH620A konnte ich einen 440K-Widerstand und eine Mindestspannung von 145 V AC verwenden.
Basierend auf dem Datenblattbild funktioniert es mit einem 440K-Widerstand. Das sind 522 uA bei 120 mW Wärme.
Stellen Sie sicher, dass R1 für 230 VAC ausgelegt ist. Möglicherweise müssen Sie einen 1/2-Watt-Körper verwenden, um eine Nennspannung von 400 Volt zu erhalten.
Irgendeine Idee zum Mindeststrom, der zum Einschalten dieses Optos erforderlich ist? Da Sie ein ähnliches Modell haben, können Sie vielleicht den Widerstand erhöhen und den Punkt sehen, an dem der Abzug versagt.
Es war das Design des Chefingenieurs, und er musste UL-Standards einhalten, also waren es für 230-277 VAC 2 33K 3W-Widerstände, um etwa 3mA in den Optokoppler fließen zu lassen. Bei 600 VAC waren es 2 47K 3W Widerstände. Aber ich habe den Wechsel von 6-poligen zu 4-poligen Optos bemerkt. Die 4-Pin-Optos beginnen in der Regel bei nur 100 uA zu arbeiten. Das steht nicht auf dem Datenblatt, nur aus eigener Erfahrung. Ich würde sagen, dass 200 uA ein sicheres unteres Ende für den Antriebsstrom sind. Aber das ist off the record. Ich habe keine Möglichkeit, es zu testen.
Könnten Sie bitte mehr über den Ripple-Filter erklären? Ich habe gerade einen 1uF-Kondensator parallel zum Ausgang des Optos verwendet und meine Zuführung zum Mikrocontroller ist stabil (dh kein Gleichstrom, wenn der Opto ausgeschaltet ist, und glatter Gleichstrom, wenn der Opto eingeschaltet ist).
@Zakson. Der 68-kΩ-Widerstand mit dem 0,47-uF-Kondensator bedeutet, dass der Wechselstrom für etwa 250 ms ausfallen muss, bevor Vout hoch wird (1). Das bedeutet, dass bei 60 Hz etwa 15 Wechselstromzyklen hintereinander fehlen müssen, um einen Alarm, einen Summer, eine LED usw. auszulösen.
@Zakson. Dies ist die Schaltung, die wir bei der Arbeit verwendet haben. Der MPSA28 hat eine Verstärkung von 10.000, ist also ein sehr guter Puffer. Bis zu einem gewissen Grad könnten Sie das Design vereinfachen.
Danke. Da ich Wechselstrom mit einer MCU erfasse, sollte ein einfacher Kondensator in Reihe dazu beitragen, den pulsierenden Ausgang des Opto zu glätten.
@ user105652 Ich bin gespannt, ob dieser Darlington wirklich notwendig ist, wenn die Ausgabe nur an die MCU geht. Denken Sie, dass es viel einfacher und doch genauso effektiv wäre, den Darlington zu eliminieren und nur einen Tiefpassfilter zu verwenden?
AC-Optokoppler für 230-V-Leitungserkennung
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 1v