День добрый всем.
Постановка задачи:
1) есть импульсный источник питания, вход-выход гальванически изолированы
2) есть MCU, по выходу живёт.
Требуется реализовать возможность измерения вх. напряжения с не очень высокой точностью (~3...5%), бишь реализовать чудесный чёрный ящик, гальванически изолированно, та-скать, транслирующий информацию о значениии вх. напряжения контроллеру. В аналоговом или цифрвом виде - несущественно, пожалуй. Главное, как всегда, чтобы просто и надёжно.
Задача для меня новая, текущее состояние - отсутствие идей (простых). Решение в виде MCU в первичке, цифрующего и передающего через оптроны видится громоздким. Просто оптрон, управляемый током, создаваемым входным напряжением и последующий пересчёт, с учётом CTR, в напряжение во вторичке - точность, видимо, будет недостаточна, ибо CTR сильно плавает от экземпляра к экземпляра и от температуры. Вот если б существовали в природе и у поставщиков некие прецизионные оптроны, лишённые указанных недостатков... Или есть такие??
Поможите свежими идеями и советом, пожалуйста!

Например:
http://catalog.gaw.ru/index.php?id=4462&am...omponent_detail
P.S. Подозреваю, что дешевенький 8-ногий МК с АЦП, например, ATtiny13A + оптрон вроде 4N35 - вполне подходящее для такой задачи решение ...

Что уже нарыл:
AMC1100 - гальванически изолир. ОУ - отличное решение и цена укладывается в бюджет, но нету в наличии у поставщиков.
SI8900 (SiLabs) - гальванич. изолир. АЦП. Тоже неплохо. Проблема с ними та же.

Изолированный АЦП? http://www.silabs.com/products/power/curre...ges/Si890x.aspx
Есть еще у TI и AD подобные (искать по Isolated ADC).

У Avago есть isolated opamp еще.

Да, спасибо.
Про них тоже только что читал в другом месте Немного про HCNR201. По их поводу есть сомнения, пока основанные на высказываниях людей по ссылке. Но буду рассматривать как вариант.

Похоже, вариант с МК выходит заметно дешевле ...

Да, то что надо, только проблемы с наличием в России....


ДА! HCPL7840 - это он. То что нужно, в наличии за недорого.
Благодарю!
Похоже, вопрос закрыт....



Дешевле.
STM8S1xx + оптрон = рублей 25.
HCPL-7820 = 2.8$ = 90р.

В принципе, есть над чем подумать. Взяв ещё в расчёт некоторое разовое усилие по написанию программульки для обоих MCU + технологичность обоих решений в серии...

В некоторых случаях можно измерять напряжение на выводах импульсного трансформатора, которое гальванически не развязано с MCU, и определить коэффициент пропорциональности между входным напряжением и измеряемым напряжением вторичной обмотки на прямом ходу (когда ключ в первичке замкнут) . Для резонансных источников не подойдет, а для других - вполне может.

А какое входное напряжение?
Еще вариант - релаксационный генератор с оптроном.

Три поддиапазона. Общий диапазон 35...150В.
К моему великому смущению, незнаком с таковым генератором. Счаз подучу матчасть. Предполагаю Напряжение-Частота-Напряжение?



В принципе, думал о чём-то подобном, эдакий пиковый детектор. Всё нужно пробовать. Навскидку вижу возможную проблему - работа БП с пропуском импульсов в легконагруженном состоянии... Впрочем, решается пожалуй достаточно большой постоянной времени детектора.
И главная проблема - таки резонансная силовая часть. борьба за кпд. Так что интересно, но отпадает...


По релаксационному генератору много вопросов возникло, как то: стабильность и точность от температуры и от экземпляра к экземпляру, что в итоге вызывает сомнения.... Зверушка незнакомая. Боюся.

Если верить eFind'у, в продаже есть AD7401..

AD - это дорогой highend, избыточен... Не вижу в нём смысла vs HCPL7840.

Вот решение неплохое, на вход диодого моста приходит переменое напряжение, R79 нижним выводом на +5В, с С133 на АЦП контроллера

Не... это +- трамвайная остановка мерять будет. CTR у оптрона на схеме (аналог PC817) раза в 2 изменится при изм. темп-ры от 0 до +40 к примеру... Больше похожа схема на индикатор наличия-отстуствия перем. напряжения.

Можно просто импульсы считать - убрать все конденсаторы справа.
Для ТС.
Вот это и есть релаксационный генератор. Один из видов. Если взять однопереходный транзистор, будет точнее.
Есть и другие варианты... вплоть до микроконтроллера.

Посмотрю внимательней, счаз вынужден вас покинуть.
МК, конечно, не нравится необходимостью программирования. Вся железка для серии...

Обратно в напряжение можно не преобразовывать - частоту МК может измерить.


Можно взять готовый V-to-F преобразователь, частоту с выхода на МК через оптрон. Точность 2...3% должна выйти.
Если по Digikey смотреть KA331 самый дешевый (45 центов) http://www.digikey.com/product-detail/en/K...31FS-ND/1053300
Или на 555-таймере можно конвертер слепить типа такого http://www.edn.com/design/analog/4325313/N...uency-converter

Делал так на обратноходовом. Решение в принципе хорошее, но требует правильного взаимного расположения обмоток для отсутствия выброса (обычно первичка - вторичка - сигналная). Но все же зависимость коэффициента от нагрузки остается существенной - при большом диапазоне в 5% может не уложиться.

Сходу не придумал причин, по которым в обратноходовике на точность измерения может повлиять величина нагрузки. Ведь измеряющая обмотка будет мерить на прямом ходу, когда основные выпрямители отдыхают. Возможно, чего-то недопонял.

так это ж релаксационный генератор, CTR не должно никак влиять по идее, схема кстати с промышленного девайса если чо

Вы не да конца понимаете работу этой схемы. От характеристик оптрона она зависеть будет очень мало.
В основном тут на точность влияет стабильность динистора.

Да, я уже понял, что недопонял



Разобрался... На точность, кроме напр. пробоя динистора, повлияет разброс ёмкости С131. Кроме того, темп. диапазон целевого устройства -40+65, - боюсь, кондёры с такими характеристиками непросто найти. Вобщем, схема видится привлекательной для не очень ответственных применений, но не для моего случая...


LM231 (-25...+85) - 3.7$ у Компэла - дороговато для NE555 под немного другим соусом.... И ощутимая пригоршня мелочёвки вокруг неё, да с требуемой точностью и температурными коэффициентами.
Я всё же, по совокупности факторов {оответствие требованиям ТЗ - Степень интеграции решения(технологичность в производстве,настройке,ремонте) - Доступность - Бюджет} сильно склоняюсь к HCPL7840.

вот еще вариант, правда тут уже надо как-то запитать операционник на первичной стороне

Я в свое время пообщался с оптроном 3ОД129. Тепловой дрейф очень маленький!
Но вот как с повторяемостью параметров - не знаю.


Ну если только как идею - существуют в природе пьезоэлектрические трансформаторы...

(уведомления о подписанной теме что-то не приходят )
Не, такая схема меряет размах - фактически, она меряет уровень обратного хода. Эквивалентная схема - это когда от стока транзистора идут две индуктивности рассеяния в нагрузку и в измерительную цепь. При таком подходе очевидно, что для изменения баланса мощностей необходимо создание разности выходных напряжений.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

У меня в справочнике эти графики есть. Я не знаю, чего они их дали - на самом деле дрейф примерно на порядок меньше.
Что лично видел, о том и говорю. Я сам на нем развязанный аналоговый каскад делал.

Так почти всегда, потому что на производстве испытания проводят по заводским нормам , которые круче ТУшных.
Но гарантируют ТУ

Можно поставить что-нибудь термокомпенсирующее.

Каждый раз потребуется подбор и отладка. А ТС, как я понимаю, хочет просто штамповать партиями.
Я думаю, что для такого условия точнее и дешевле чем МК с АЦП - нету.
Ну или простой маломощный транс)))))))

Хотя я все же 3ОД129 попробовал бы. Может пройдет для его целей. Да и импорт какой-нибудь подобный - удивлюсь, если осутствует.




Ну не знаю, всегда или не всегда, но по сравнению с АОД101 - это вещь.
(по практическим впечатлениям)

сомневаюсь, что каждый экземпляр проверяют на температурный дрейф... студентом был на практике на одном заводе (не помню название, на Спартаковской улице в Москве), сидел на выходном контроле тиристоров, проверялись они только на напряжение пробоя и раскладывались соответственно в коробочки - какая буква будет потом на маркировке корпуса... думаю и здесь так же, контролируется коэффициент передачи при комнатной температуре и разделяется на две маркировки, А и Б, а температурный дрейф в документации указывается для наихудшего случая и не факт, что прибор с такими наихужшими параметрами не попадется

Не факт.
Но у меня их всего несколько штучек было - это слишком мало, чтобы делать какие-нибудь обобщающие выводы.
(Но у каждого дрейф был исключительно маленький).

Лень читать, возможно повторюсь, но может статься, что для серийного изделия будет недорого измерительный трансформатор мотать.

Честно говоря , сомливаюсь я , что студентам доверят что-то важное. Мы , в своое время " развлекались " в изоляторе брака.
Ну а на реальном производстве, все и ИС и тр-ры , испытывали на крайних температурах, термоциклировали , трясли, роняли... Ис , например , цехом проверялись по всем выводам, а по ТУ на выходе по 2-3 и нормы в 2-3 раза мягче .

Измерять нужно постоянное напряжение. Виноват, не заострил на этом внимание присутствующих..

Дык, можно какой-нибудь прерыватель поставить.И станет переменное.

Вопрос уже исчерпан, выбор сделал. Attiny13(напряжение-частота) + оптрон (если заказчика не пугает необходимость программирования), либо HCPL7840.

есть и "железные" ПНЧ, без необходимости программирования

Есть, и тут фигурировали (LM231). Не лишены некоторых недостатков, и практически отсутствуют на складах. Цена 3.7$ также неадекватна.
Если бы меня ткнули носом в дешёвый и доступный ПНЧ, - другое дело.

AD654 - 3.5$, HCPL7840 - 2.7$. Право, не знаю, чем он на 0.8$ лучше? Пожалуй, точнее. У HCPL разброс усиления +-5%.... Впрочем, точность ПНЧ в свою очередь упирается в точнсть времязадающей обвесухи, к тому же термокомпенсированной. И AD654 привлекательней LM331 - всего один кондёр.

таймер 555 - вообще ничего не стоит, схемку поищите

Схемку видел. Великие сомнения по поводу линейности и температурной зависимости. Имхо, не для ответственных применений.

нелинейность будет, но Вы можете ее дальше программно учесть, тем более Вам же нужно уложиться в 5%... сильной температурной зависимости быть не должно, внутри резистивный делитель, ТКС у резисторов одинаков (ну а внешние - с низким ТКС)

Согласен - нужно будет поплясать с таблицами перевода.
Совсем со счетов Ваш вариант не сбрасываю. Критериев выбора решения много, займусь поиском середины.
Кстати, для моих нижних -40 уже нужна не NE, а SA555, ну она грошовая тоже.

Мда, разброс Vctrl для 555-й при VCC=5V =2.6...4.0V, т.е. потребуется настройка. Существенный минус.

Ну это не совсем так. Можно сделать довольно точную измерительную систему на ПНЧ без термокомпенсации всей схемы. Только тогда понадобится дополнительный источник стабильного напряжения, чтобы была референсная точка.
С достаточной для вашей задачи точностью можно считать что функция ПНЧ линейна (на самом деле это практически работает даже для более точных задач), а вот наклон этой линии - да, меняется с температурой. Периодическая калибровка (вычисление наклона по двум известным точкам) позволяет отказаться от термокомпенсации всех узлов и измерять напряжение с точностью до долей процента.

У меня есть такая схема на LM331 и недорогой ширпотребной обвязке: точность измерений 0.1% (0.35% во всем industrial температурном диапазоне) и разрешение эквивалентно 18-битному АЦП.
Правда для вашей задачи это будет, наверное, а) слишком наворочено; и б) сложно переключаться на опору в первичной цепи командами от МК во вторичной (разве что еще оптроны в обратную сторону добавлять). Ну и алгоритм измерений становится чуть посложнее.

не совсем настройка, Ваш входной сигнал придется подтянуть вверх резистором, это добавит нелинейности... в общем самое простое - AD654 (и чего она такая дорогая?), мелкий контроллер, схема с динистором, приведенная выше или схема на 555 с программной компенсацией нелинейности

пс: схема с динистором хороша тем, что не требует питания

Сомнения в линейности ПНЧ у меня возникли только в отношении схемы на NE555, - беглый обзор и описание этой схемы дали только такие её ТТХ как "...при изменении управляющего напряжения от 0.5 до 5В частота изменяется более чем в 10раз...", что явно мало в плане информативности.
AD654 (более доступная и сопоставимая в цене альтернатива LM231) для меня не самый последний кандидат, тем более заявленная в доках на него нелинейность - 0.4% максимум.

И всё же вариант с МК+оптрон кажется самым привлекательным по простоте-бюджету-отсутствию настройки-ремонтопригодности. Если, конечно, не уводить дискуссию в область сравнения надёжности, ресурса, помехозащищённости.. Спорить тут можно будет долго, а решение у же пора принимать

вспомнил, был еще один вариант... на первичной стороне только вторичная обмотка, на вторичной стороне контроллер дергает первичную обмотку и измеряет выброс:
http://electronix.ru/forum/index.php?showt...mp;#entry935883

Да и МК не нужен. Можно сразу дешевеньким АЦП (напр., AD7170 за 1$) через оптроны управлять или по SPI или I2C: CN0240.

Как уже сказали выше, честный двухстадийный интегратор вполне нормальное решение. Например, на LD2980, BSS139, LMV324 и PC817 — укладывается в миллиампер и доллар при средней партии.

Что за зверь? Хотя предложенные варианты мне уже и некуда складывать, за что всем спасибо , но таковой ещё не упоминался.
Применительно к АЦП (подсчёт импульсов на разряде вх.ёмкости -> вых.код), но какое это имеет отношение к перечисленным компонентам?

Пазл из ОУ, стабилизатора и мелкополевичка с оптроном никаких ассоциаций не вызвал...

http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/doc/adc/adc_5_3.htm примерно как по ссылке