Работа с высоким (400 В) напряжением, Маленько сломал мозг Опции

[haker_fox]

Добрый день, коллеги!

Есть у меня несколько задач. Вот одна из них. Зарегистрировать появление напряжения 350 В на входе. Скорость реакции - не более 1 мкс (мкс!).

Выбрал для развязки 6n137. У нее время переключение меньше около сотни нс. Но для питания светодида оптопары нужно около 6 мА. Это из рекомендуемых значение по таблице даташита.

Возится с делителем не хочу. Да и в нем будет нижеописанная проблема. Решил оптрон просто подключить последовательно через резистор к источнику напряжения. Параллельно светодиоду оптрона поставил обратно включенный 1n4148, чтобы уберечь светодиод от обратного большого напряжения.

Резистор взял 75 КОм. Тогда ток через него примерно составит 400 / 75000 = 0.005А. А мощность он должен рассеить 0.005^2 * 75000 = почти 2 Вт. Так вот, можно ли как-то избавиться от "печки", не прибегая к активным (усилители) элементам? Род тока на входе как переменный, так и постоянный. Значение одно - 350 В (в заголовке темы машинально завысил его).

Спасибо, товарищи!

[Lmx2315]

..а если взять резистор побольше и измерять ток?
Каким-нибудь детектором Холла.

[Tanya]

. Так вот, можно ли как-то избавиться от "печки", не прибегая к активным (усилители) элементам?

350 вольт, умноженные на 6 мА дают около 2 ватт всегда. Это такое свойство физики нашего Мира.

[muravei]

Попробовать какой-нибудь экзотический оптрон, например с "ионкой". Не уверен про быстродействие, а ваты снизить поможет.

[_4afc_]

Может попробовать экзотику Si87xxA|C он вроде от 3мА должен загореться.

[Guest_TSerg_*]

http://www.avagotech.com/docs/AV02-3195EN

2 mA
< 100 ns

[haker_fox]

..а если взять резистор побольше и измерять ток?
Каким-нибудь детектором Холла.

Да, еще мне сказали, что можно использовать только этот оптрон. В разрешенном списке есть и другие, но этот наиболее быстродействующий... Ограничения поставлены не мной, оспаривать их бесполезно.

Есть там H11B1 (именно B, а не L). Там достаточно тока около 1 мА. Но быстродействие не подходит...

350 вольт, умноженные на 6 мА дают около 2 ватт всегда. Это такое свойство физики нашего Мира.

Эх, Татьяна... Вы бы смайлик хоть поставили

[Lmx2315]

Эх, Татьяна... Вы бы смайлик хоть поставили

..а вы не согласны? ... однако.

[MrYuran]

Резистор взял 75 КОм.

Возьмите 5х15к.
С одной стороны, каждый будет меньше рассеивать (полваттниками получится обойтись), а с другой, напряжение на каждом 400/5=80 В. Пробой там, безопасность, все дела..
По крайней мере планары так точно нужно цепочкой ставить при таких напряжениях.

[stells]

Скорость реакции - не более 1 мкс (мкс!).
...
Род тока на входе как переменный, так и постоянный.

переменный 50Гц? и как Вы собираетесь зарегистрировать 350В через 1мкс?

[skyv]

Подозреваю, что постоянная времени входной цепи (R + Свх.оптр) может оказаться более 1 мкс.

[Herz]

С постоянным ещё как-то можно было бы исхитриться... Включить оптрон дерез конденсатор, например. Тогда только начальный импульс тока засветил бы его и на вторичной стороне надо было бы триггер поставить. А с переменным... сама суть непонятна.

[bav]

а если поставить компаратор+оптрон. а это хозяйство запитать от dc/dc.

[Буратино]

Может глупость сморожу, но как вариант: поставить последовательно с 6n137 еще один дешманский оптрон только стороной не светодиода, а транзистора и все время держите его открытым. После того как зафиксировали напряжение на входе просто отключите этот второй "проходной" оптрон.

[Microwatt]

Скорее всего, сама задача надумана.
Для чего так быстро обнаруживать скачок в сети? Если уж очень хочется, то можно, только оптронами тут не отделаться.
Ну, предположим, обнаружили, дальше что? Какм-нибудь черепашьим реле что-то отключаем пока все не придет в норму?
Поясните место узла в системе, пожалуйста.

[bav]

да и не понятно, как просто оптроном можно обнаружить скачок заданной амплитуды? подбирать ток открытия резистором при определенном напряжении??? так разброс большой. или оптрон будет в линейном режиме работать? - так нужен другой.

[Tanya]

да и не понятно, как просто оптроном можно обнаружить скачок заданной амплитуды? подбирать ток открытия резистором при определенном напряжении??? так разброс большой. или оптрон будет в линейном режиме работать? - так нужен другой.

А еще... вот даже если будет короткий выброс большой амплитуды, сработает ли оптрон?
Нужно думать в сторону схем синхронизации осциллографов?
Мутно поставленная задача порождает флуд. Иногда - содержательный.

[Буратино]

Автору важно избавиться от большого рассеивания тепла, остальные аспекты задачи пока второстепенны.

[Microwatt]

Автору важно избавиться от большого рассеивания тепла, остальные аспекты задачи пока второстепенны.

В 90% случаев второстепенные акспекты и порождают первостепенные сложности.

[Plain]

можно использовать только этот оптрон. В разрешенном списке есть и другие

Проблема на пустом месте. Листаете этот список до раздела преобразователей DC-DC, выбираете в нём любой подходящий, и можете подключать на стороне "работ с высоким напряжением" хоть сотню оптронов, а то и миллиард.

[Sirko]

Я не стану утверждать про мксек. , а для ограничения мощности, выбрасываемой в никуда, думаю просится динистор последовательно с оптроном. Это для переменки. А если присутствует постоянная составляющая, то возможно на варистор стоит обратить внимание.

Я в смысле про сам концепт, а реализуемо это на практике - не могу знать.

[Herz]

Я не стану утверждать про мксек. , а для ограничения мощности, выбрасываемой в никуда, думаю просится динистор последовательно с оптроном. Это для переменки. А если присутствует постоянная составляющая, то возможно на варистор стоит обратить внимание.

Я в смысле про сам концепт, а реализуемо это на практике - не могу знать.

А в чём концепт? Ну, откроется динистор при превышении порогового напряжения и потечёт через него тот же ток в 6мА. Тепловыделение в никуда будет аналогичным.

[Sirko]

...и потечёт через него тот же...

ток тот же, но потечет он после того, как появится (если появится) импульс. Но опять таки, я просто поделился идеей. Реализовать можно и на варисторе, и высоковольтный стабилитрон на транзисторе применить можно. Но на практике как "это" покажет себя в работе, я не знаю.

[haker_fox]

..а вы не согласны? ... однако.

Да, согласен я

Возьмите 5х15к.
С одной стороны, каждый будет меньше рассеивать (полваттниками получится обойтись), а с другой, напряжение на каждом 400/5=80 В. Пробой там, безопасность, все дела..
По крайней мере планары так точно нужно цепочкой ставить при таких напряжениях.

Да, это идея! Спаисбо!

переменный 50Гц? и как Вы собираетесь зарегистрировать 350В через 1мкс?

Когда в пике будет 350В, на выходе должна появится "единичка" не позже, через 1 мкс.

Скорее всего, сама задача надумана.
Для чего так быстро обнаруживать скачок в сети? Если уж очень хочется, то можно, только оптронами тут не отделаться.
Ну, предположим, обнаружили, дальше что? Какм-нибудь черепашьим реле что-то отключаем пока все не придет в норму?
Поясните место узла в системе, пожалуйста.

Это напряжение подаётся от одного тестового прибора на другой. Это согласование 350В->TTL. Там не черепашье реле) Там специальный генератор, которому нужен внешний сигнал синхронизации.

Еще раз. Задачу ставил не я. Уже не раз все уточнил. Нужно именно 1 мкс. Все

[haker_fox]

Рассеивание я уменьшил, разбив резистор на несколько. Спасибо MrYuran!

[Tanya]

Рассеивание я уменьшил, разбив резистор на несколько. Спасибо MrYuran!

Сообщение стереть и бежать патентовать.

[яман-тау]

Отрицательную полуволну контролировать не надо?

[haker_fox]

Сообщение стереть и бежать патентовать.

Татьяна, ну зачем ирония? Вы же прекрасно поняли, о чем я. Не надо так вот открыто людям пытаться навязать какие-то недостатки. Речь шла о рассеивании на одном резисторе...

Отрицательную полуволну контролировать не надо?

В общем я тоже к этому выводу пришел. Поставил мост. После него оптрон. После отпрона еще будет RC-фильтр. Ну и все. Сказали, что норма)

[Буратино]

Просто от печки то вы по сути не избавились, а изменили ее конфигурацию скорее. RC фильтр после оптрона какие функции выполнять будет? У вас очень высокие требования по скорости идентификации высого напряжения, RC цепочка не помешает?

[Tanya]

У вас очень высокие требования по скорости идентификации высого напряжения, RC цепочка не помешает?

И еще мост...
А еще нужно вспомнить, что сигнал через оптрон (да или нет) будет зависеть от интеграла от тока. Для импульсов.

[Herz]

Татьяна, ну зачем ирония? Вы же прекрасно поняли, о чем я. Не надо так вот открыто людям пытаться навязать какие-то недостатки. Речь шла о рассеивании на одном резисторе...

А почему было сразу так и не написать? Две страницы Вам подавали идеи, а оказалось, что Вы попросту додуматься разбить один резистор на несколько не смогли.
Стыдно, товарищ...

[bav]

Две страницы Вам подавали идеи, а оказалось, что Вы попросту додуматься разбить один резистор на несколько не смогли.

что бы еще не пришлось давать идеи на 10 страниц о том как отладить, давайте разберемся что делается:
дано: порог срабатывания 350 Вольт.
выбрано: оптрон 6n137, диодный мост и резистор на 75 кОм
что получается:
75кОм * 5 мА = 375 В (никак не 350)
но, открываем документацию, скажем, от Fairchild и читаем:
"6.3mA is a guard banded value which allows for at least 20% CTR degradation. Initial input current threshold value is 5.0mA or less."
т.е. открыться может и при меньшем токе. правда значение его никому не известно и оно будет меняться со временем и температурой. в итоге получится что устройство будет срабатывать от какого-то значения напряжения и при какой-то температуре. а через год уже при других значениях напряжения при той же температуре.
смотрим других производителей, к примеру, Vishay. там ток срабатывания в среднем 4.1 мА (разброс до 7 мА)
в итоге потребуется вручную подбирать резистор на конкретный оптрон... и под разные температурные условия.
зачем усложнять жизнь тем, кто будет с этим работать?

[haker_fox]

Просто от печки то вы по сути не избавились, а изменили ее конфигурацию скорее. RC фильтр после оптрона какие функции выполнять будет? У вас очень высокие требования по скорости идентификации высого напряжения, RC цепочка не помешает?

В целом да, печка осталась. Не хотелось ставить большой резистор. По сути, была бы только переменка, можно было бы использовать емкостный гаситель, тогда тепла бы меньше рассеивалось. Ну да ладно, тут уже ничего не поделать. На счет RC-цепи. Ну поставим с тау более менее подходящим, все же лучше, чем без фильтра.

Вы попросту додуматься разбить один резистор на несколько не смогли.
Стыдно, товарищ...

Товарищ, Herz, а я не в разделе для начинающих нахожусь? Мне не стыдно. Мне нечего стыдиться. Я не получил радиотехнического образования. 5 лет отучился на машиностроительном факультете. Но живо интересуюсь именно электроникой. У меня еще очень много пробелов в базе. Но мне казалось, что раздел для начинающих и предназначен именно для таких как я. Не хочу, чтобы Вам было стыдно. Но, пожалуйста, задумайтесь, что слова профессионала иногда могут не слабо подействовать на новичка.

итоге потребуется вручную подбирать резистор на конкретный оптрон... и под разные температурные условия.
зачем усложнять жизнь тем, кто будет с этим работать?

Сегодня поставил 5 резисторов по 6,8 кОм по 1 Вт. Что получаем:
350 / 5 / 6800 = 0,01 А.

(0,01)^2*5*6800 = 3,4 Вт. Пять резисторов - с запасом. Можно и четыре. К сожалению до сих пор не известно как часто и как долго будет вход ловить напряжение. Это позволило бы решить, можно ли ставить резистор на суммарную мощность 4 Вт.

[яман-тау]

Что из себя представляет конечный продукт, можете написать?

[haker_fox]

Что из себя представляет конечный продукт, можете написать?

Я делаю устройство для тестирования готового прибора. На прибор при помощи генератора цифровых последовательностей имитируются сигналы. Там в основном 5, 30 В. Но пара сигналов 350 и 200 В. С низкими напряжениями пока особых проблем нет, хотя там тоже номер: коммутировать 30 В, 5 А в обоих направлениях (нужны встречно-включенные MOSFET). Условия эксплуатации, как я понимаю - лабораторный стол.

Еще раз. ТЗ писал не я. Мне его на стол положили, и сказали - надо С трудом представляю зачем такие времянки, но надо - значит надо

[Guest_TSerg_*]

Бред.
Что от тех кто с ТЗ, что от того, кому делать.

Чтобы отловить превышение 350 В с контролируемой погрешностью - нужен компаратор.
Оптрон им не является, а если и является, то очень грубым.
Оптрон может развязать контролирующую цепь от силовой - это и есть его основная задача.

> Но пара сигналов 350 и 200 В.
Что известно об их спектре, помехах?
Если ничего или Вы считате, что это не важно, то затея бесполезная.

[яман-тау]

Если это стенд для проверки и необходимо только зарегистрировать появление высокого напряжения, обычный цифровой осциллограф подойдет. Или это не то?

[haker_fox]

Если ничего или Вы считате, что это не важно, то затея бесполезная.

И не знаю, и не считаю важным

Или это не то?

Нужно зарегистрировать, а затем начать отрабатывать "программу" - т.е. выдавать по заранее заданному алгоритму управляющие сигналы прибору.

[Guest_TSerg_*]

>И не знаю, и не считаю важным

Ну-ну..очередной "Фобос в грунт".

[ILYAUL]

Ни хрена не понимаю . если 350B постоянка, да ещё в пике . То это ~ 250 В переменка. С такими напряжениями AVR работает напрямую без плясок с оптронами и прочей ....
Так из-за чего проблема?

[Microwatt]

Одна микросекунда на все про все - не тот временной диапазон где можно обойтись оптроном. И указанные пороги срабатывания - тоже.
Мост и фильтр показывают, что задача в принципе не понимается. Либо постановщиком, либо исполнителем.
Но если ТЗ анализу не подлежит, то чего же тогда искать тут оптимальные решения? Просто почитать что такое двухваттный резистор и считать, что задача решена.
На самом деле, она даже не сформулирована. Это известное "чего тут думать, тут трясти нужно!". Трясите.

[haker_fox]

>И не знаю, и не считаю важным

Ну-ну..очередной "Фобос в грунт".

Народ, что сегодня с вашим юмором-то? Вроде смайлики ставлю для передачи эмоций...

Ни хрена не понимаю . если 350B постоянка, да ещё в пике . То это ~ 250 В переменка. С такими напряжениями AVR работает напрямую без плясок с оптронами и прочей ....
Так из-за чего проблема?

Нет, именно 350 или постоянка или переменка. Они между собой не связаны. Прибор может выдавать либо одно, либо другое.

[Herz]

Но, пожалуйста, задумайтесь, что слова профессионала иногда могут не слабо подействовать на новичка.

a

Народ, что сегодня с вашим юмором-то?

+1.

[ILYAUL]

Нет, именно 350 или постоянка или переменка. Они между собой не связаны. Прибор может выдавать либо одно, либо другое.

Открываем APP o ZERO DETECTOR изучаем и применяем под свою задачу.

[yakub_EZ]

Если будете надеяться, что оптрон даст хоть какую либо метрологию отличную от +-1000% то очень ошибаетесь. Не удивлюсь что он у вас будет срабатывать даже на 30% от гарантийного тока срабатывания.
Ещё возможно срабатывание от наводки - микросекундный импульс очень здорово пролазит через малоподготовленную схему с оптроном. Его даже на не подключенный щуп осциллографа можно смотреть. Хотя чего это я, возможно даже гроздь из резисторов, вышеупомянутого оптрона и tl431 уже возможно справятся

[Plain]

У меня еще очень много пробелов в базе

И они Вам весьма нравятся.

Иначе не объяснить то, что Вы проигнорировали предложенную Вам выше возможность научиться решать задачи адекватными их постановке способами, а именно, создать на, повторю, стороне "работ с высоким напряжением" местное питание для нормальной, удобной в первую очередь лично Вам, как разработчику, схемы и реализовать её без проблем в пределах часа рабочего времени.

Вы хоть лично себе-то можете объяснить, зачем хоть кому-то корчиться анорексиеей на лабораторном столе?

[haker_fox]

И они Вам весьма нравятся.

Эх, все мы психологи на форумах

местное питание для нормальной, удобной в первую очередь лично Вам, как разработчику, схемы и реализовать её без проблем в пределах часа рабочего времени.

Т.е. выпрямить AC (на DC это не повлияет), подать его на DC-DC, и выходным напряжением запитать оптрон?

Если я понял идею, то очень замечательно решение! Спасибо!

_______________________________________________________________________
Полагаю, что этот вопрос уже достаточно рассмотрен. Поэтому позволю себе перейти ко второму вопросу. На первый взгляд он достаточно прост.

Нужно на вход прибора подавать +-200 В. Только постоянка, что уже легче. Управление этим напряжением осуществляется от TTL уровня.

Предварительно решение. Трансформатор 220 -> 150 (нестандартный, но проблем не будет). Выпрямим. Получим 150 * 1,41 = 211 В. Что укладывается в заданную погрешность 10%. Полученную постоянку коммутируем P-канальным MOSFET.

Решение с трансом, конечно не фонтан. Уважаемый Plain упомянул импульсный преобразователь, что навело меня на мысль сделать дешевый AC-DC (пока еще не знаю какой). Там же, наверно, можно и управление вклинить.

Правда с времянкой тоже самое - 1 мкс. Т.е. после подачи сигнала на вход управления, не позднее, чем через 1 мкс должно появится 200 В на входе прибора.

[ArtemKAD]

Я делаю устройство для тестирования готового прибора. На прибор при помощи генератора цифровых последовательностей имитируются сигналы. Там в основном 5, 30 В. Но пара сигналов 350 и 200 В. С низкими напряжениями пока особых проблем нет, хотя там тоже номер: коммутировать 30 В, 5 А в обоих направлениях (нужны встречно-включенные MOSFET). Условия эксплуатации, как я понимаю - лабораторный стол.

И зачем там тогда оптрон? Зачем гальваническая развязка? Может проще и точнее поставить делитель с мегомным сопротивлением и шустрый копаратор без гальванической развязки?
Или если уж нужна развязка - сделай отдельный развязанный DC/DC от любого питания (не от измеряемой цепи) и опять-же компаратор с делителем и оптроном запитанные от этого DC/DC.

[Plain]

Т.е. выпрямить AC (на DC это не повлияет), подать его на DC-DC

Нет, взять 100-рублёвый БП, воткнуть его в одну из 20-ти свободных розеток типового лабораторного стола, и запитать полученными 5-ю, 12-ю и т.п. вольтами выковыренный из ближайшего ящика этого же стола 3-рублёвый компаратор.

[Ydaloj]

не вчитывался в написанное, может повторюсь.

резистором не сделать так, чтобы оптрон резко засвечивался при повышении до 350В. Резистором будет плавный поджиг светодиода, начиная с миллиампер двух-трёх, или даже раньше. Надо ставить высоковольтный стабилитрон, на ваши 350В, а после него уже небольшой балластный резистор и оптопару, тогда точность будет выше. В этом случае решайте проблему с тепловыделением на стабилитроне, но, скажем, P1.5KE могут рассеить до 5Вт при должных полигонах на ПП или будучи впаянными на медные пластинки-радиаторы.

Абсолютно без печки - поставьте батарейку CR2032 или никельметаллгидридный аккумулятор на 3.6В и соберите простую схемку на паре транзисторов - пороговый ключ - и пусть она зажигает оптопару от батарейки. Будет аккумулятор - сделайте подпитку его высокоомным резистором с ваших +350В, пусть малым током (1мА) подзаряжается.