Hinweis: Unten, wo Sie "=" sehen, lesen Sie je nach Bedarf "~=" oder "~~~=".

Sie liefern VIEL mehr Strom, als Sie benötigen, und das wird Ihnen Probleme bereiten.

Spehro notiert den Spitzenstrom, den Sie möglicherweise sehen.

Beachten Sie, dass der Optokoppler NICHT bis zu 50 mA benötigt - er kann bis zu 50 mA kontinuierlich AKZEPTIEREN. Wenn Sie es mit weniger oder viel weniger laufen können, wird es mit Ihnen zufriedener sein.

Die Impedanz des Kondensators beträgt 1/(2 xpi xfxc) Bei 50 Hz sind das ~~ 4500 Ohm.
Der Strom ändert sich ~= sinusförmig.
Die Spitzenspannung von 220 VAC beträgt 220 x Quadrat(2) ~= 310 V.
I = V/Xc = 310/4500 ~= 70 mA.

Spezifikationen am Ende.
Ifmax = 50 mA, also haben Sie es selbst bei normalem Gebrauch am oberen Ende seines Bereichs. Oder höher. ABER Ihr 2 x 100R wird es durch die LEDs auf weniger als 50% reduzieren, ABER macht Sie eine 2x+ große Kappe erforderlich.

Da dies nur (Sie sagten) für die Erkennung des Vorhandenseins von Wechselstromnetzen ist, können Sie etwas akzeptieren, das für einen Teil jedes Halbzyklus einen Impuls gibt.

Sie sagen CTR min = 50% bei I_LED = 5 mA. Ein 10-kΩ-Ausgangswiderstand ergibt also V = IR = 5 mA x 50 % x 10 K = 25 V Schwingung. dh es ist einfach, Rail-Rail auf eine niedrigere Spannungsversorgung mit 5 mA Eingang zu schwingen.

Sie könnten also sogar weniger als 5 mA mittleren Strom tolerieren, also beginnen wir mit ~~~ = 5 mA bei einem Spitzen-Vin von etwa 310 V. Also Cneu = Kalt x Ineu/I alt
= 0,68 uF x 5/70 = 0,05 uF,
Xc 0,05 uF ~= 60.000 Ohm.

Bei 300 V Dauergleichstrom (den wir nicht haben) wäre die Leistung in einer ohmschen Last von 60 K V ^ 2 / R = 300 ^ 2 / 60 k = 1,5 Watt. Wenn Sie also einen 10 k-Widerstand in Reihe mit C1 verwenden, würde er 10 k
/ 60k x 1,5 = 0,25W.
Das ist die Spitzendissipation bei 300 V, also wird der Mittelwert geringer sein.
Ein Reihenwiderstand von 10k x 1/2 W wird also wahrscheinlich überleben, ein 1W ist besser und mehr kann sinnvoll sein.

Entfernen Sie nun R1, R2 ist jetzt wie oben auf 10K eingestellt, C = sagen wir 0,068 uF.
C1 MUSS eine X- oder Y-bewertete Netzkappe sein. MUSS. R2 (den Sie in R1 umbenennen können) wäre sehr, sehr idealerweise auch für Spitzennetze ausgelegt. (Widerstände können unter angelegter Spannung ausfallen, selbst wenn die Verlustleistung weit unter dem Nennwert liegt).

Probieren Sie 10K in Reihe mit Optokopplerausgang bei dem aus, was Ihr bisher geheimes Vdd_out ist. Sie sollten bei der Hälfte jedes Netzzyklus eine Reihe von nahezu rechteckigen Impulsen erhalten. Die Breite des Impulses variiert mit der Opto-CTR, die um einen Faktor von 12 (50 % bis 600 %) variiert.

JETZT: Überprüfen Sie meine Zahlen, entfernen Sie einige der allgemeinen Annahmen, die ich gemacht habe, und / oder simulieren Sie die Schaltung.

1N4001 - nein nein

Nehmen Sie Ihre 1N4001-Sammlung und geben Sie sie einem begeisterten Anfänger. Weisen Sie auf ihre Mängel hin.

Finden Sie jemanden, der 1N4007 zu ungefähr den gleichen Preisen wie 1N4004 (oder weniger) verkauft, und machen Sie diese zu Ihrem Standardteil für Arbeiten mit <= 1A 50 Hz.

1N4001, die Sie möglicherweise nicht wirklich verwenden, sind für 50 V ausgelegt, wenn ich mich richtig erinnere.
Es kommt zu oft vor, dass dies zu niedrig ist, und zu oft, wenn Sie 1N40 ... um den Körper eines Gleichrichters herum sehen und annehmen, dass es sich um einen echten handelt ODER 1N4001 sehen und annehmen, dass es 1N4007 lautet. Jeder dieser Fehler kann Sie in den wenigen Fällen, in denen er passiert, so viel kosten, dass eine Änderung jetzt bereits zu spät ist.

Selbst in dieser Anwendung, wenn Sie eine Netzspitze treffen, wenn Sie dies anschließen und D1 in Sperrrichtung vorgespannt ist, kann dies D1 "ein bisschen trainieren" (und seine Hanfstiele herunterziehen *), wenn es ein 1N4001 wäre - Sie würden muss rechnen. Wenn es ein 1N4007 wäre, würde es sich im Schlaf leicht hin und her wälzen und morgens murmeln, dass es etwas gegen den kleinen Hund Turpie* unternehmen würde.

Befreien Sie sich von den 1N4001 (falls vorhanden)

• Little Dog Turpie & die Hobyahs & die 1N4001 & ....

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Schlechte Spezifikation aus dem schlechten Datenblatt:

Spezifikationsliste von geringer Qualität hier

Strom - DC vorwärts (If) (max.): 50 mA
Stromübertragungsverhältnis (max.): 600 % bei 5 mA
Stromübertragungsverhältnis (min.): 50 % bei 5 mA
Eingangstyp: DC

Betriebstemperatur: -55 °C bis 100 °C
Ausgangstyp: Transistor
Anstiegs-/Abfallzeit (typisch): 2 µs, 3 µs
Einschalt-/Ausschaltzeit (typisch): 3 µs, 3 µs
Vce-Sättigung (max.): 400 mV
Spannung - Vorwärts ( Vf) (Typ): 1,15 V
Spannung – Isolierung: 5300 Vrms
Spannung – Ausgang (max.): 55 V

Sie haben irgendwie die richtige Idee, aber die Umsetzung erfordert Arbeit.

Die LED benötigt zum Betrieb nur eine winzige Spannung im Vergleich zum Stromleitungseingang. Aber es braucht immer noch etwas Strom, wie sagen wir 10 mA am Höhepunkt des Leistungszyklus (das habe ich mir gerade ausgedacht, es ist Ihre Aufgabe, einen guten Wert auszuwählen, nachdem Sie das Datenblatt konsultiert haben). Sie müssen also 310 V bei 10 mA absenken. Der Widerstand wäre (310 V)/(10 mA) = 31 kΩ. Das würde gut funktionieren, würde aber auch (218)²/(31 kΩ) = 1,5 W abführen. Wenn Sie sich nicht um die Leistung und den Umgang mit der Wärme kümmern, würde ein 31 kΩ 2 W-Widerstand es tun. Sie benötigen immer noch die Sperrdiode über der LED, um zu verhindern, dass sie während der negativen Halbwelle beschädigt wird.

Die Verwendung von Kondensatoren als Impedanz zum Abfallen der Spannung funktioniert ohne Verlustleistung. Kondensatoren fügen eine Phasenverschiebung hinzu, aber wenn Sie nur wissen möchten, ob die Netzspannung vorhanden ist oder nicht, ist Ihnen das egal. 100 nF gibt Ihnen ungefähr die gleiche Impedanz, um 10 mA Spitze durch die LED zu bekommen. Kondensatoren passieren jedoch auch kurzfristige Spitzen, daher würde ich immer noch einen gewissen Widerstand in Reihe mit der LED schalten. Der Spitzenstrom, den die LED tatsächlich aufnehmen kann, sollte 2-3 mal höher sein als das, was Sie ihr geben möchten, damit wir einige kurzfristige Spitzen tolerieren können.

Ich möchte mindestens 1 kΩ in Reihe mit der LED. Dadurch fallen bei einem Spitzenstrom von 10 mA weitere 10 V ab und verbrauchen 100 mW. Mit dem zusätzlichen Spannungsabfall erhalten wir eigentlich keine 10 mA. Dies wurde jedoch etwas willkürlich so gewählt, dass es 2-3 Mal weniger ist als das, wofür die LED ausgelegt ist, aber immer noch ein Vielfaches mehr als erforderlich ist, um die Ausgangstransistoren vernünftig einzuschalten. Die meisten Optos haben einen so großen Spielraum. Da Ihre Frequenz so niedrig ist, können Sie sich einen ziemlich großen Pullup-Widerstand am Opto-Ausgang leisten, sollten also eigentlich sehr wenig LED-Strom benötigen.

Beginnen Sie also mit Ihrer Schaltung, lösen Sie R1, ändern Sie C1 auf 100 nF und ändern Sie R2 auf 1 kΩ. Denken Sie daran, dass diese Werte auf dem beispielhaften LED-Strom I basieren. Lesen Sie das Opto-Datenblatt sorgfältig durch, um zu sehen, was ein guter LED-Spitzenstrom ist.

Wenn Sie mir erlauben, ist die Lösung eigentlich viel einfacher. Für typische 3,3-V-Mikro-I/O-Pins ohne 5-V-Toleranz gibt es interne High- und Low-Side-Schutzdioden. Im elektrischen Abschnitt sollten Sie eine Spezifikation finden, die entweder E / A-Klemmstrom oder häufiger Injektionsstrom nennt. Dort wird Ihnen der maximal zulässige I / O-Pin-Injektions- / Klemmstrom angezeigt, wenn die Eingangsspannung die Mikros VDD oder VSS überschreitet. Wenn Sie einfach einen 500k-1meg-Widerstand in Reihe mit dem Eingangsstift des Mikros an die Wechselstromleitung anschließen, können Sie die Wechselstromnetzspannung einfach auf Arbeitszyklus und Frequenz überwachen, indem Sie SW oder besser ein gewöhnliches Mikrocontroller-Peripheriegerät verwenden, das die Zeitdauer wie einen Mikrochip messen kann Peripheriegerät namens TC in den ATSAM-Produkten oder INPUT CAPTURE in der PIC32MX-Produktfamilie.

Ihre aktualisierte Schaltung ist SCHLECHT. Wenn dieser Stromkreis an einen Netzstromkreis angeschlossen wird, wenn die Spannung einen Spitzenwert erreicht, wird der Momentanstrom hauptsächlich durch den Verdrahtungswiderstand begrenzt, und es besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass die Opto-LED thermisch ausfällt. Hier ist ein besserer Vorschlag

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

In diesem Fall fungiert der D1 als geeignetes Transientenbegrenzungsgerät und der 100R als Strombegrenzer für Transienten mit einer Länge von Mikrosekunden. Die Optodiode wird dann über den Strombegrenzungswiderstand 470R sicher von der begrenzten Spannung von D1 gespeist.