Verwendung eines normalerweise geschlossenen, auf einer Leiterplatte montierten Halbleiterrelais

Zusammenfassung: Bei meiner weiteren Suche nach einer Lösung für mein Problem bin ich auf normalerweise geschlossene Halbleiterrelais (NC 1 FORM B SSR) gelandet. Können Sie mir sagen, ob ich das richtig mache?

Was ich brauche: Was ich brauche, ist ein Schalter, der geschlossen ist, wenn die Stromversorgung zu meiner MCU ausgeschaltet ist, und der geöffnet ist, wenn die Stromversorgung zu meiner MCU eingeschaltet ist. Ich habe eine 12-V-PWM, die hereinkommt, und wenn der Strom eingeschaltet ist, ersetze ich sie durch meine eigene 12-V-PWM. (Im Grunde ein normalerweise geschlossener Schalter, der sich vollständig öffnet, wenn die Stromversorgung eingeschaltet ist.)

In der folgenden schematischen Darstellung habe ich versucht, meine Situation zu veranschaulichen.

Warum ich es brauche: Da PNP-Transistoren (aufgrund hoher Emitter-Basis-Spannung), P-MOSFETs (aufgrund zeitweise negativer Source-Drain-Spannung) und JFETs (aufgrund von maximal 12 V als Steuersignal verfügbar) nicht funktionieren, I sind auf SSRs gelandet.

Ich habe keine Erfahrung mit leiterplattenmontierten SSRs, also brauche ich Ihre Hilfe. Ich habe dieses Relais gefunden, das meiner Anwendung zu entsprechen scheint: G3VM-353G Glauben Sie, dass dies wie beabsichtigt funktioniert?

Schema 1: Meine „Herausforderung“/Problem

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

Schema 2: Wird das funktionieren?

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung

Danke schön!

Bearbeiten Sie die Angabe des Signals: Auf Wunsch: Das durchzulassende oder zu unterbrechende PWM-Signal ist ein 1-kHz-Signal, normalerweise 0-12 V, 0-100% Tastverhältnis. Um Zustände zu durchlaufen, wird die Amplitude manchmal moduliert und ändert sie auf 0–9 V, 0–6 V oder 0–3 V. Der Strom ist minimal (außer zum Messen wird dem Signal kein Strom entnommen). Die Spannungsabfalltoleranz beträgt ±3 %, die Arbeitszyklustoleranz beträgt ±0,1 %.

Muss R2 100 kOhm sein oder kann es (sagen wir) 1 kOhm oder weniger sein?
R2 stellt meine externe "Last" dar (insbesondere ist es ein völlig anderes System, das das von mir ausgegebene PWM-Signal misst). Ich kann seine Größe nicht kontrollieren.
Aber können Sie den Ausgang des Relais mit 100 Ohm als festen Bestandteil in Ihrem Design belasten? Wenn dies der Fall ist, werden die von Spehro erwähnten 65 pF ziemlich unbedeutend.
Das PWM-Signal, das zur Last geht, hat auch eine variierende Amplitude, was wichtig ist, daher kann ich keine Last hinzufügen, da dies zu einem Spannungsabfall führen würde. Ich muss das Signal so "sauber" wie möglich durchgeben. Das Relais-Datenblatt gibt bereits 15 Ohm ON-Widerstand an und der C[IO] beträgt nur 0,8 pF. Der Leckstrom wird mit maximal 1 uA angegeben. Das würde bedeuten, dass der Effekt nicht so stark sein sollte wie in Spehros Beispiel, oder?
Es sind nicht 0,8 pF, sondern 68 pF – verwenden Sie die OMRON-Website omron.com/ecb/products/pdf/en-g3vm_353g.pdf . Ich denke, es wäre eine gute Idee, die genaue Art des Signals preiszugeben, da im Moment nichts vielversprechend aussieht, außer einem mechanischen Relais (wie in Ihrer vorherigen Frage erwähnt). Geben Sie ohne Kompromisse bei möglichen Lösungen an, was das Signal ist und womit es verbunden werden soll. Geben Sie auch zulässige Verluste und Verschlechterungen des Signals an.
Danke schön. Ich bin ein bisschen verwirrt über all die verschiedenen Kapazitätswerte. Ich habe die Frage bearbeitet und einige Einzelheiten hinzugefügt. Ich habe auch weitere Informationen zum ersten Schema hinzugefügt.
Das "Stromleck" und 65 pF gehen vom Eingang zum Ausgang - vergessen Sie R-OFF, es ist trivial.
Die Simulation ist also gut genug? Ich habe dieses mit nur 10pF C[OFF] gefunden, ist es besser? mouser.com/ds/2/205/CPC1117N-4777.pdf
Nein, das "Stromleck" und 65 pF gehen vom Eingang zum Ausgang. Das SSR sieht besser aus, ABER warum können Sie kein mechanisches Relais verwenden?
Kennen Sie gute leiterplattenmontierte, vorzugsweise SMD-, mechanische Relais? Ich habe wenig Platz, also je kleiner desto besser. Ich konnte nur einmal riesig für 1A + finden, wenn ich nur maximal 100 mA brauche.
Sie werden kein normales Relais unter 1A finden. Wie wäre es damit, ist es zu groß: farnell.com/datasheets/18364.pdf
Reed-Relais könnten kleiner sein - hier ist eines, das in einen anderen Umschlag passt; de.farnell.com/standexmeder/kt12-1a-40l-smd/…
Ich brauche einen Öffner (SPST-NC), wenn ich die Typen richtig verstehe. Also vielleicht diese hier: uk.farnell.com/standexmeder/dip12-1b72-19l/… ? Oder ich könnte auch SPDT verwenden und eines der Terminals offen lassen, richtig? Und dann verwenden Sie dies: uk.farnell.com/hamlin/he721c0500/reed-relay-spdt-5vdc-0-25a-tht/… ? Ich bin damit etwas überfordert, also danke, dass du mir geholfen hast.
Zurück zu SSRs habe ich dieses gefunden: AQV414A . Es scheint alles zu haben, was ich will: Klein, SMD, 5V, C[OFF] 10pF. Ich habe versucht, den Einfluss der Ausgangskapazität zu simulieren, und es ergab sich eine resultierende Spitzendauer von 0,02 us am Ausgang. Das klingt nach etwas, mit dem ich leben kann. Sind Sie einverstanden?
Ob es bewohnbar ist, kann ich nicht sagen! Ich habe große Vorbehalte gegen die Kapazitätszahl. Wenn Sie sich Abbildung 12 ansehen, deutet dies darauf hin, dass die Kapazität stark ansteigt, wenn die Spannung am „Kontakt“ unter 5 V fällt. Dies ist typisch für einen MOSFET (in SSR verwendetes Gerät), also lassen Sie sich nicht so leicht überzeugen. Sie müssen sich nur jede Mosfet-Spezifikation im Detail ansehen, um zu wissen, dass die Ausgangskapazität bei offenem Stromkreis Kopfschmerzen bereiten wird.
Ich mag keine Kopfschmerzen. :-) Was haltet ihr von den beiden von mir geposteten Reed-Relais (DIP12-1B72-19L und HE721C0500)?
@Andyaka Ich habe mich für das AQV414A SSR entschieden und werde einige Tests durchführen, sobald die Leiterplatte am Montag eintrifft, um zu sehen, wie schlecht sie ist. Auf jeden Fall möchte ich Ihnen für Ihre Hilfe danken. Wenn Sie Ihre Kommentare hier als Antwort zusammenfassen möchten, werde ich diese Frage als beantwortet markieren.
Melden Sie einfach Ihre Ergebnisse und senden Sie mir einen Kommentar, um einen Blick darauf zu werfen. Viel Glück.

Antworten (1)

Es wird irgendwie funktionieren. Die Kapazität zwischen den Anschlüssen beträgt bei ausgeschaltetem Relais normalerweise etwa 65 pF, sodass Sie so etwas wie die grüne Spur unten (5 kHz 50 % Rechteckwelleneingang gezeigt) über dem 100-K-Widerstand sehen würden. Rote Spur ist der 'PWM'-Eingang.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Wenn ich Ihre Antwort richtig verstehe, sagen Sie, dass selbst wenn das Relais ausgeschaltet ist, ein Teil des Signals immer noch einen Einfluss auf seine Anschlüsse haben kann? Haben Sie Vorschläge, wie ich erreichen kann, was ich will?
@Johis Nicht wirklich, da ich keine Ahnung habe, was Sie eigentlich wollen oder ob der 100K-Widerstand realistisch ist oder nicht. Manchmal werden seriell-parallele Schalterkombinationen verwendet, aber das scheint übertrieben zu sein.
Ich habe hier eine detailliertere Beschreibung meines Falls: electronic.stackexchange.com/questions/172835/… Ich habe ein externes 12-V-PWM-Signal, das durch mein Board geht. Wenn die Stromversorgung meiner MCU eingeschaltet wird, möchte ich dieses Signal unterbrechen und durch mein eigenes ersetzen. Bearbeiten: Das Datenblatt für dieses SSR gibt an, dass C [IO] 0,8 pF beträgt.
Verwendung eines normalerweise geschlossenen, auf einer Leiterplatte montierten Halbleiterrelais
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