[=AK= 10]

On 10/11/2022 at 9:52 PM, Arlleex said:

Задача - с минимальным тепловыделением, минимальными затратами по компонентам и площади платы, осуществить изолирующий дискретный ввод 70...150В с импульсным током потребления по входу 10...20мА (ток удаления оксидной пленки переключающих реле), для последующей обработки сигналов в логике программы МК.

Уважаемый @Plain подал совершенно здравую идею: надо сделать релаксационный генератор, в котором накопительный конденсатор заряжается через довольно высокоомный резистор, а разряжается последовательно включенными динистором, резистором и светодиодом оптрона. Динистор можно взять или готовый (SOT-23 или SOD-80), или сделать самомy на паре транзисторов pnp+npn (в одном корпусе SC-70-6).

[San66 (albor) 4]

On 10/18/2022 at 3:32 AM, =AK= said:

Уважаемый @Plain подал совершенно здравую идею: надо сделать релаксационный генератор, в котором накопительный конденсатор заряжается через довольно высокоомный резистор, а разряжается последовательно включенными динистором, резистором и светодиодом оптрона. Динистор можно взять или готовый (SOT-23 или SOD-80), или сделать самомy на паре транзисторов pnp+npn (в одном корпусе SC-70-6).

Разбирая старый хлам нашел схемку:

An isolation amplifier for instrumentation applications provides as much as 500V of galvanic isolation and uses only one low-cost transformer.pdf

[quark 48]

В 18.10.2022 в 03:32, =AK= сказал:

Уважаемый @Plain подал совершенно здравую идею: надо сделать релаксационный генератор, в котором накопительный конденсатор заряжается через довольно высокоомный резистор, а разряжается последовательно включенными динистором, резистором и светодиодом оптрона. Динистор можно взять или готовый (SOT-23 или SOD-80), или сделать самомy на паре транзисторов pnp+npn (в одном корпусе SC-70-6).

У меня получилось вот такое решение.

Номиналы нужно еще уточнять...

Генератор не нужен.

МК может самостоятельно опрашивать состояние накопительного конденсатора (C2),

подавая импульсы на вход IN_TEST, и получать результат на выходе OUTPUT.

Изменено 27 октября, 2022 пользователем quark
дополнение

[Arlleex 131]

17 минут назад, quark сказал:

О схеме коммутации я думал тоже, однако, помимо в 2 раза большего количества оптронов проблема с минимальным током 7-10 мА по-прежнему не решена.

Кроме того, оптроны у меня двуполярные, т.е. с AC-входом, полярность не должна быть важна. Соответственно, вместо оптрона должно быть SSR-реле вольт на 300.

[quark 48]

3 минуты назад, Arlleex сказал:

.... проблема с минимальным током 7-10 мА по-прежнему не решена.

Решена конденсатором C1.

Два оптрона + "рассыпуха", при серийном производстве, укладываются в заявленные 100р.

 

[Arlleex 131]

Так при первой подаче на вход 110В C1 зарядится, и практически не будет разряжаться.

Условно через секунду уже никаких 10 мА потребления по входу даже при замкнутой цепи оптрона не будет.

[quark 48]

8 минут назад, Arlleex сказал:

Кроме того, оптроны у меня двуполярные, т.е. с AC-входом, полярность не должна быть важна. Соответственно, вместо оптрона должно быть SSR-реле вольт на 300.

Вам - "шашечки", или - "ехать"? 🙂

Двухполярные оптроны на 80В, в данном случае, не нужны. Можно и по дешевле поставить.

По Вашему ТЗ - сигналы однополяпные. Подключайте правильно и все. Неправильно подключите - не сгорит, просто работать не будет.

Двухполярный вариант будет немного дороже... 😉

 

[Arlleex 131]

Хорошо, пусть будет однополярный вариант. С током вопрос не решен, все-таки, я считаю

[quark 48]

5 минут назад, Arlleex сказал:

Так при первой подаче на вход 110В C1 зарядится, и практически не будет разряжаться.

Условно через секунду уже никаких 10 мА потребления по входу даже при замкнутой цепи оптрона не будет.

Так и не надо. Контакт будет установлен "в первую секунду". Дальше такой ток уже не нужен.

А если контакт случайно пропадет, С1 разрядится, и все начнется сначала...

 

 

[Arlleex 131]

4 часа назад, quark сказал:

Так и не надо. Контакт будет установлен "в первую секунду". Дальше такой ток уже не нужен.

Ну вот если контакт устанавливать один раз, то можно вовсе обойтись без коммутирующего оптрона.

Вместо печки уже будет вполне холодная батарея резисторов - 0.5...1 мА тока светодиода было бы достаточно.

А вообще, к слову, в одной из прошлых версий устройства сопротивление токоограничивающего резистора было 40 кОм, и все работает. Не исключаю, что параллельно кто-то еще "сидит" на этих входах. А еще знаю, что часть изделий стороннего производства замыкают разовые команды не механическими реле/контакторами, а твердотельными.

[quark 48]

10 минут назад, Arlleex сказал:

Ну вот если контакт устанавливать один раз, то можно вовсе обойтись без коммутирующего оптрона.

Вместо печки уже будет вполне холодная батарея резисторов - 0.5...1 мА тока светодиода было бы достаточно.

А вообще, к слову, в одной из прошлых версий устройства сопротивление токоограничивающего резистора было 40 кОм, и все работает. Не исключаю, что параллельно кто-то еще "сидит" на этих входах. А еще знаю, что часть изделий стороннего производства замыкают разовые команды не механическими реле/контакторами, а твердотельными.

Может и можно, пробуйте...

Что там у Вас в ТЗ? Наверное пром. диапазон по температуре: -40C+85C... Плюс разброс заводских параметров оптронов...

Если для ж/д изделие, то стоит сразу считать по самому худшему сочетанию параметров...

В общем, есть над чем работать...

 

[Arlleex 131]

Уверяю, что в ТЗ не найдется упоминаний о минимальных токах по дискретным разовым входам/выходам.

Температура да, -40...85°C. На самом деле в ТЗ обычно верхняя граница 60°C, однако я всегда принимаю стандартные 85°C.

[Сергей Борщ 121]

Мне сейчас лень думать, но может эту идею можно как-то адаптировать под вашу задачу? 

Тут импульс на оптрон формируется при падении входного напряжения ниже напряжения на конденсаторе, в вашем можно формировать импульс при приближении напряжения на конденсаторе к входному, во время импульса конденсатор разряжается в оптрон и цикл повторяется.

[Basil13 3]

Рекомендую к прочтению:

How to Design Isolated Comparators for ±48V, 110V and 240V DC and AC Detection https://www.ti.com/lit/an/slla382a/slla382a.pdf?ts=1666971127776

ISO121x Isolated 24-V to 60-V Digital Input Receivers for Digital Input Modules https://www.ti.com/lit/ds/symlink/iso1211.pdf?ts=1666954865096&ref_url=https%3A%2F%2Fwww.ti.com%2Fproduct%2FISO1211

TI Designs: TIDA-01509 Broken Wire Detection Using an Optical Switch Reference Design https://www.ti.com/lit/ug/tidudi9/tidudi9.pdf?ts=1666971575637&ref_url=https%3A%2F%2Fwww.ti.com%2Ftool%2FTIDA-01509

Понятно, что у ISO121x - проблемы с доставаемостью, но речь не про конкретную микросхему, а про принцип.

Хотя я в аналогичном случее обошелся просто двумя двухватниками.🙂

[Arlleex 131]

11 часов назад, Сергей Борщ сказал:

Тут импульс на оптрон формируется при падении входного напряжения ниже напряжения на конденсаторе, в вашем можно формировать импульс при приближении напряжения на конденсаторе к входному, во время импульса конденсатор разряжается в оптрон и цикл повторяется.

Ну, условно, описанный принцип (с приближением к некоему напряжению с последующим его разрядом на нагрузку) ранее предлагал Plain. Но меня, если честно, хоть и впечатлила его задумка, но отпугнуло количество дискретных деталек - резисторов, конденсаторов и прочей мелочи. Будь у меня пара входов - я бы реализовал как показал он (ради удовлетворения собственного любопытства в первую очередь), однако у меня этих входов десятки и расположить их надо на относительно небольшой площади (потому что сбоку от разъема входов стоят еще разъемы с другими интерфейсами и сигналами и их тоже надо как-то вытаскивать). Я бы хотел видеть в качестве электронного динистора на рассыпухе какой-то готовый двухвыводной радиоэлемент размером со спичечную головку, к нему резистор да пару конденсаторов с оптроном - и вот он весь дискретный вход.

Пока что для себя я выделил следующие способы снизить тепловыделение дискретных входов, которые способны "прочищать" контакты переключающих реле. Все они строятся по принципу импульсного потребления тока по входу. Импульсный ток > 10 мА обеспечивает "прочистку" механических контактов реле (удаляется оксидная пленка, устанавливается надежный электрический контакт). Импульс длится очень мало, в остальное время схема почти ничего не потребляет. Итак.

1. Динисторная схема, предложенная Plain. Потребляет ток по входу импульсами, импульсы идут постоянно.

2. Схема с "управляемым режимом опроса входов", предложенная quark. Потребление можно прибить в 0, однако для N независимых 2-контактных входов надо 2N оптронов, причем один из них еще и высоковольтный, а добрая часть стандартных транзисторных оптронов имеют Vceo всего лишь 80 вольт.

3. Часть из схемы п. 2. Входные 110 В через резистор 7.5 кОм заряжают конденсатор 0.1 мкФ, обеспечивая на небольшое время ток по входу > 10 мА. После конденсатора идет резистор 39 кОм, еще один конденсатор 0.1 мкФ (уже в роли НЧ-фильтра, в основном) и вход оптрона. После зарядки входного конденсатора ток через него не идет, соответственно ток через оптрон всего лишь около 2.5 мА, на 7.5 кОм выделится очень мало тепла, а на 39 кОм около 0.2 Вт. Именно такую реализацию схемы пока что я заложил в очередной проект под трассировку.
 

2 часа назад, Basil13 сказал:

Понятно, что у ISO121x - проблемы с доставаемостью, но речь не про конкретную микросхему, а про принцип.

А что там с принципом? Во-первых он не расписан, во-вторых, хитрость с прочисткой оксидных пленок с механических контактов реле не заложена. Т.е. это по-прежнему статически потребляющие каналы дискретных входов. Нормальный оптрон выбрать, задать ему ток 2 мА и будет все это греть ровно так же, как предлагают TI, только у них еще дороже. Или я что-то не так понимаю? Ну, кроме модного у них (TI) модулированного преобразования между изолированными сторонами, в чем особенности и, самое главное, плюсы?