Прошу помощи в рекомендациях по построению выходного (управляющего) каскада для управления высоковольтной нагрузкой постоянного тока. Задача следующая: с помощью МК управлять высоковольтной нагрузкой постоянного тока с напряжением 200-250 В и током до 10 мА. Функция управления имеет два состояния: включено и выключено, скорость коммутации не более 2-4 Гц. Т.е. интересует схемное решение от ножки МК до клемм подключения нагрузки. Хотелось бы получить решение с небольшой стоимостью и малогабаритное, т.к. в устройстве предполагается 64 таких канала.

Реле, оптосимистор...

Симистор исключается. Реле на таких токах будет глючить.

Просто P-канальный мосфет и в затвор ему транзистор биполярный какой-нибудь. Тоже высоковольтный.
Опторазвязывать дешевле сам микроконтроллер, если требуется. В смысле, если предполагается внешнее управление этим контроллером.

Какой симистр? Постоянный же ток.
Проще всего биполярный(полевой) транзистор и два резистора. Это если не требуется развязки, можно отключать землю и нагрузка чисто активная.

Про симистор виноват. Прочитал, что ток переменный
Про глюк реле можно подробнее?

Можно. Дешевое реле, способное коммутировать 220 вольт скорее всего предназначено для коммутации
нормальных нагрузок. Посему велика вероятность того, что минимальный ПАСПОРТНЫЙ ток коммутации будет в пределах
единиц миллиампер.
Это раз.
Два. Реле на постоянном токе (за вменяемые деньги) будет залипать, пригорать.

Photovoltaic Relay типа PVT412 или PVT422 не подойдут?
https://ec.irf.com/v6/en/US/adirect/ir?cmd=...1620+4294870945

Вот самое оно. Всего 4 бакса. Правда, если помножить на 64 - будет чутка страшнее. Но зато надежно и без проблем.

Полностью согласен.


Тоже думал об этом варианте. Кажется оптимальным по стоимости. Только не могу найти легкодоступный маломощный поливичек на высокое напряжение. Может посоветуете? И совсем бы хорошо схемку набросать. А вот про опторазвязку я как раз и мучился - в данном варианте ставить 64 оптопары кажется накладным. Как-то и не подумал, что достаточно развязать по интерфейсу - может есть схемка развязки (интерфейс RS-232)?



Вариант очень хороший, но очень дорогой. У нас в городе PVT412 стоит 120р, даже если заказывать из Москвы все равно дорого. Есть более бюджетный вариант CPC1035N - 60р, но тоже не дешево. Есть вариант номер 2 (по приоритетности после полевичка) - KP4020, на выходе дарлингтон, две оптопары в корпусе - 33 р за корпус, вполне бюджетно.

Вы бы ответили на мои вопросы. STPSA42(MMBTA42) вряд ли дешевле найдете. А схему надеюсь, сами нарисуете

ADM3251 - с питанием внутри уже.

Извините проглядел ваш ответ. Развязка требуется, но вот уже DpInRock предложил развязываться на уровне интерфейса. В качестве нагрузки выступает вход операционника с резистивным делителем на входе. Про "можно отключать землю" честно не понял, поясните вопрос пожалуйста.


Принимается, спасибо. Только вот с доступностью данной м/с думаю есть проблемы, у нас в городе их точно нет, однако направление поиска понял, кажется у Максима есть подобные м/с с гальванической развязкой.

Удалено

Где вы хотите разрывать цепь нагрузки? Если её можно откключать от земли, то в разрыв ставиться n-p-n по схеме с ОЭ. Между базой и выходом МК ставите резистор. Ещё желательно с базы на землю резистор. Транзистор, указанный выше, стоит меньше рубля. И всё! Это если нагрузка активная.

Вот за что я не люблю транзисторы, за то, что они транзисторные.
Оптопара от IR - гарантированный зашибись.

Вы просуммируйте стоимости, включая пайку. Разница получится не такой устрашающей.
Опять таки - опторазвязки на проц не требуется. А это значит, что с питанием у него будет все нормально.
А вот если питать от 220 (всякие кондюки со стабилитронами) - это и денег стоит, и взрываться любит.

А эти оптореле можно и подешевле найти. Вот в Платане 42 руб штучка.

+1
А есть вот такие PRAC34S (два в одном) и в том же Платане 90 р за шт. или 75 за мелкий опт

Вы видимо имеете ввиду не землю а общий провод. Питание прибора не связано общей точкой с источником высокого напряжения постоянного тока, поэтому управляющий элемент может разрывать как плюсовой так и минусовой провод питания нагрузки.



Красивый афоризм, нужно взять на вооружение


Это не серийный экземпляр, а испытательная установка собираемая в нескольких экземплярах и к сожалению с весьма ограниченным бюджетом.

Да, я полностью с Вами согласен. Мне тоже данный вариант нравится больше всего. Я конечно попытаюсь втиснуть в бюджет твердотельные реле, т.к. я сам раньше не занимался согласованием цифровых цепей с высоким напряжением и боюсь наткнуться где нибудь на грабли в "простых, недорогих решениях", а с твердотельными реле на данный момент все выглядит как "поставил и забыл", но уж этот вечный Бюджет.


Заглянул в даташит - у них предельное напряжение коммутации всего 200 вольт. Да и суровая жизнь меня отучила любить произведения отечественной электронной промышленности.

64 линии - это довольно громоздко. Я бы поставил регистры с последовательной загрузкой (74hc595), а вот их-то вполне можно отвязать от процессора оптопарами. Правда, потребуется три-четыре штуки вместо одной-двух для развязки RS-232 (а скорости-то какие у RS-232 ? Если маленькие, то можно и ширпотребом типа 4N35 обойтись). А регистры пусть высоковольтными npn-транзисторами управляют. В условиях ограниченного бюджета предложенные транзисторы - IMHO, безальтернативный вариант...

Именно эти регистры и используются в данном устройстве, по 8 штук. Поясните пожалуйята как вы их предлагаете развязать, по сигналам управления понятно оптопары поставить, а по питанию два источника питания для устройства делать чтоли?
На RS-232 достаточно скорости 9600.

Заказал пока в местном магазине по штучно оптопару KP4020, оптореле CPC1035N и транзисторы MMBTA42 (номиналы из того что реально есть по каждому из решений) - соберу на макетке каждый вариант и посмотрю как работает, какие проблемы и т.п. Если есть еще соображения/предложения - по прежнему буду рад услышать пока вопрос не закрыт.

Ну да, взять маленький DC-DC, лучше для безопасности с трехкиловольтной развязкой.

тогда проще, наверное, процессор оставить на "высоковольтной" стороне - 9600 ширпотребные оптроны прекрасно вытянут.

Спасибо, приму к сведенью как вариант. Цена DC-DC на 5 вольт порядка 200р, если использовать совместно с решением опторазвязки регистров и с транзисторами на выходе то получается вполне бюджетно.

Вы бы тип нагрузки ещё указали и потом схемку с номиналами выложили которую будете макетировать. Тогда с нашей помощью, грабель бедет меньше

Спасибо за участие.
Раздобыл наконец кусочек схемы входных цепей прибора, входами которого нужно управлять. Схемка конечно схематичная, но основные принципы понятны. Полярность источника питания входных цепей показана условно, можно и наоборот - прибору без разницы. Параметры входов: напряжение на входе 220В +-20% постоянное; входной ток 1,5мА при 220В; входное сопротивление 140кОм. Разрабатываемое устройство должно заменить кнопки (ключи) на входе устройства.
Будет время визуализирую в виде схемки то, что собираюсь смакетировать.

Ну, тут действительно можно обойтись самыми дешевыми npn транзисторами, несмотря на то, что они "такие транзисторные".
До них - вышеупомянутые регистры, питаемые от маленького дешевого трансформатора с выпрямителем и стаб. на 7805.
(Можно и вообще взять зарядку для телефона с выходом USB 5В, раз уж бюджет такой ограниченный).
Само напряжение 220 можно брать прямо от сети, выпрямленное и сглаженное кондером. Правда, там будет 300В, так что надо поставить доп. резисторы в каждый коллектор.
Эмиттеры транз-ов на -, а общий Odi на + 300В.
Сигналы управления подавать через 3 оптрона. Вроде всё.
Ах, да. Осторожнее.