Опто развязка полевого транзистора

Zemlyanov · 16.06.2007, 21:31

Хочу поставить между микроконтроллером и полевым транзистором (IRFZ46n) опто развязку ( 4N35). Подскажите, как правильно это сделать. Ниже приведена схема. Что в ней можно упростить или улучшить? На какие отечественные аналоги можно заменить транзисторы на схеме (MPSA06, MPSA56)? Может, кто-то поделится другими решениями?

-- Прилагается рисунок: --

nokazus · 17.06.2007, 07:40

Узнаю JAMIE CATT DT94-12
Схема проста, но переключение транзистора будет происходить очень медленно, из-за чего он может выйти из строя при мощной нагрузке. Для длительного включения, типа ключа питания, тоже не годится.
Конденсатор заряжается в то время когда транзистор закрыт. При этом все напряжение приложено к закрытому транзистору. Обратите внимание на номинал резистора, включенного последовательно с диодом. Он не проставлен. Почему? Потому что зависит от напряжения коммутации и тока стабилизации стабилитрона. Едем дальше. На зарядку конденсатора необходимо время, зависящее от его емкости и номинала того резистора, следовательно с большой частотой управлять ключом невозможно. После открывания верхнего транзистора заряд с конденсатора прикладывается к затвору ключа, ключ открывается, напряжение на нем около нуля. Подпитываться заряду на затворе неоткуда, он может только уменьшаться за счет токов утечки через транзисторы, стабилитрон, диод. В конце концов транзистор может перейти в линейный режим. До конца он конечно не закроется, когда на нем напряжение возрастет, откроется диод и подзарядит конденсатор, но транзистор - то в линейном режиме. Следовательно для длительного включения схема тоже не годится.
Для частотного управления нужно применять драйвера с дополнительным питанием. Посмотрите HCPL-316 от Agilent Technologies.
Для длительной коммутации лучше использовать твердотельные реле или можно Photovoltaic Isolator серии PVI от IR плюс мощный транзистор, но они тоже переключаются медленно.
Что касается транзисторов в этой схеме, то они могут быть любые кремниевые общего применения.
С уважением. Удачи.

smg123 · 17.06.2007, 09:41

Может проще по всем входам МК (кнопки, RS232 и.т.д.) поставить опторазвязку, а управление полевиком сделать как надо. Оптроны имеют относительно больщую задержку переключения, но она не будет иметь значения во входных цепях обмена данными или задания режимов работы.

zelanez · 17.06.2007, 10:04

Цитата:

После открывания верхнего транзистора заряд с конденсатора прикладывается к затвору ключа, ключ открывается, напряжение на нем около нуля.... В конце концов транзистор может перейти в линейный режим. ... Следовательно для длительного включения схема тоже не годится.

А если общий провод узла управления полевиком подключить к земле, то всё заработает. Напряжение на участке сток транзистора - нагрузка будет всегда выше напряжения включения стабилитрона, следовательно транзистор может работать в ключевом режиме, если неуказанный резистор имеет достаточную величину сопротивления, или в режиме длительного включения, если оно мало...
ИМХО, для упрощения этой схемы к выходу оптрона достаточно подключить составной транзистор с соответствующими резисторами установки ключевого режима.

Zemlyanov · 17.06.2007, 10:45

Сообщение от smg123

Может проще по всем входам МК (кнопки, RS232 и.т.д.) поставить опторазвязку, а управление полевиком сделать как надо. Оптроны имеют относительно больщую задержку переключения, но она не будет иметь значения во входных цепях обмена данными или задания режимов работы.

А как правильно надо ? Подключить затвор IRFZ46n прямо к ножке МК? Мне нужно организовать полевиком ШИМ управление двигателем , без последствий для МК. Кто как делает , поделитесь опытом.

Zemlyanov · 17.06.2007, 10:47

Сообщение от zelanez

Цитата:

После открывания верхнего транзистора заряд с конденсатора прикладывается к затвору ключа, ключ открывается, напряжение на нем около нуля.... В конце концов транзистор может перейти в линейный режим. ... Следовательно для длительного включения схема тоже не годится.

А если общий провод узла управления полевиком подключить к земле, то всё заработает. Напряжение на участке сток транзистора - нагрузка будет всегда выше напряжения включения стабилитрона, следовательно транзистор может работать в ключевом режиме, если неуказанный резистор имеет достаточную величину сопротивления, или в режиме длительного включения, если оно мало...
ИМХО, для упрощения этой схемы к выходу оптрона достаточно подключить составной транзистор с соответствующими резисторами установки ключевого режима.

Если можно ,схемку бы мне

sanitar249 · 17.06.2007, 12:47

Сообщение от Zemlyanov

Сообщение от zelanez

Цитата:

После открывания верхнего транзистора заряд с конденсатора прикладывается к затвору ключа, ключ открывается, напряжение на нем около нуля.... В конце концов транзистор может перейти в линейный режим. ... Следовательно для длительного включения схема тоже не годится.

А если общий провод узла управления полевиком подключить к земле, то всё заработает. Напряжение на участке сток транзистора - нагрузка будет всегда выше напряжения включения стабилитрона, следовательно транзистор может работать в ключевом режиме, если неуказанный резистор имеет достаточную величину сопротивления, или в режиме длительного включения, если оно мало...
ИМХО, для упрощения этой схемы к выходу оптрона достаточно подключить составной транзистор с соответствующими резисторами установки ключевого режима.

Если можно ,схемку бы мне

Опторазвазка в драйверах затворов мощных MOSFET @ IGBT транзисторов вполне имеет право на существование.Только питание осуществлять от низковольтной части(с развязкой DC/DC конвертором 5-15В) и оптопара должна обеспечивать достаточную скорость переключения. Если хочется делать с опторазвязкой используйте лучше готовый интегральный драйвер напр HPCL-316J ( http://www.tranzistoare.ro/datasheets2/62/629383_1.pdf ) получите еще бонусом и защиту ключа.

smg123 · 17.06.2007, 14:57

Сообщение от Zemlyanov

Мне нужно организовать полевиком ШИМ управление двигателем , без последствий для МК.

Если дело только в этом, то опторазвязка не нужна. У IR есть полевики с управлением от логических уровней с буквой L в названии. Например IRFZL44. Точно не помню - посмотрите на сайте IR http://www.irf.com/. Я думаю можно легко подобрать нужный транзистор.

Если транзистор уже есть, то можно подключить драйвер на комплементарных транзисторах напрямую к выходу МК. Идея состоит в том, что полевики имеют большую входную емкость затвора и при переключении нужны большие токи для ее заряда и разряда. Посмотрите как пример статью http://www.klausmobile.narod.ru/appn...l494_pwm_r.htm п.2

smg123 · 17.06.2007, 15:21

Я когда-то делал так. Работало.

-- Прилагается рисунок: --

sanitar249 · 17.06.2007, 15:41

Сообщение от smg123

Сообщение от Zemlyanov

Мне нужно организовать полевиком ШИМ управление двигателем , без последствий для МК.

Если дело только в этом, то опторазвязка не нужна. У IR есть полевики с управлением от логических уровней с буквой L в названии. Например IRFZL44. Точно не помню - посмотрите на сайте IR http://www.irf.com/. Я думаю можно легко подобрать нужный транзистор.

Если транзистор уже есть, то можно подключить драйвер на комплементарных транзисторах напрямую к выходу МК. Идея состоит в том, что полевики имеют большую входную емкость затвора и при переключении нужны большие токи для ее заряда и разряда. Посмотрите как пример статью http://www.klausmobile.narod.ru/appn...l494_pwm_r.htm п.2

Все это хорошо, и работает если нужно управлять одним транзистором. Но если, транзисторы включены по мостовой (полумостовой) схеме, тогда верхние ключи без развязки не включить. И напоследок, ключи бывают и на 400А и больше и для их управления треб. ток до 8 А и более в импульсе, да и защиту ключа лучше предусмотреть.