Optokoppler für Hochspannung
Dietrich Lotze
Zwischen einer Elektronik, die auf Netzpotential liegt,
und der Umgebung m�ssen Daten bidirektional �bertragen werden.
Anforderungen:
- Potenzialtrennung f�r 5kVeff/50Hz Betriebsspannung
- Geschwindigkeit 9,6...38,4kBd
- Temperaturbereich -40...+85�C
- Lebensdauer >10 Jahre (Dauerbetrieb)
- bezahlbar ;-)) (<10 EUR/Richtung)
Das Ganze wird unter Vakuum vergossen. Daher sind die Kriech-
und Luftstrecken der Bauteile hier nicht so wichtig. Allerding
muss die L�sung mechanisch geschlossen und dicht sein (z.B.
eine Lichtschranke oder einfache LWL-Koppler gehen nicht!?).
Meine Suche fand bis jetzt folgende "Ans�tze":
- Avago: HFBR-3810
- TT Electronics (OPTEK Technologie): z.B. OPI1266 und andere
wobei die Daten teilweise etwas unvollst�ndig oder nicht
ausreichend (?) sind.
Hat jemand hierzu noch Ideen / Erfahrungen zu den o.g. Bauteilen?
Vielleicht f�llt jemandem auch eine v�llig andere L�sung ein?
Magnetische Kopplung kann eventuell etwas schwierig sein, da
in der gleichen Einheit einiges an geschalteter Stromversorgung
herumtobt...
Gru�
Dietrich
--
Dietrich Lotze
d.l...@NOSPAM.online.de
(remove NOSPAM. if replying)
Helmut Wabnig
Glasfaser.
w.
Thorsten Just
> Zwischen einer Elektronik, die auf Netzpotential liegt,
> und der Umgebung m�ssen Daten bidirektional �bertragen werden.
>
> Anforderungen:
> - Potenzialtrennung f�r 5kVeff/50Hz Betriebsspannung
Funk?
Thorsten
Harald Wilhelms
> Hallo Leute, es geht um folgende Aufgabe:
>
> Zwischen einer Elektronik, die auf Netzpotential liegt,
>
> Anforderungen:
> - Potenzialtrennung für 5kVeff/50Hz Betriebsspannung
Liegen diese 5kV denn dauernd an? Dann bekommst
Du mit OKs Probleme, da es dann zu einer inneren
Diffusion kommt.
Gruss
Harald
Klaus Bahner
> On 21 Jun., 12:03, Dietrich Lotze <d.lo...@NOSPAM.online.de> wrote:
>
>>Hallo Leute, es geht um folgende Aufgabe:
>>
>>Zwischen einer Elektronik, die auf Netzpotential liegt,
>>
>>Anforderungen:
>
>
> Liegen diese 5kV denn dauernd an? Dann bekommst
> Du mit OKs Probleme, da es dann zu einer inneren
> Diffusion kommt.
> Gruss
> Harald
Eher nicht 5kVeff/50Hz lese ich als Wechselspannung.
Gruss
Klaus
Klaus Bahner
> Hat jemand hierzu noch Ideen / Erfahrungen zu den o.g. Bauteilen?
> Vielleicht f�llt jemandem auch eine v�llig andere L�sung ein?
>
Keine Erfahrung mit den genannten Optokopplern.
Kann lediglich berichten, dass ich erfolgreich 08/15 Optokoppler in
aehnlichen Anwendungen seit Jahren erfolgreich anwende. Fairchild's 4N35
Familie hat sich besonders gut bewaehrt. Etliche von denen sehen seit
Jahren eine Potentialdifferenz von 3kV DC, bisher ohne jegliche Fehler.
Klar ist 5kVeff was anderes als 3kV DC, will lediglich sagen, dass die
meiner Erfahrung nach sehr viel robuster sind als man denen gemeinhin
zutraut.
Kommt natuerlich auf das konkrete Umfeld an, aber wenn es sich z.B. um
Einzelstuecke handelt und keine oder ueberschaubare Sicherheitsrisikien
involviert sind, kann das Ausreizen von Standardware wie dem 4N35 ein
gangbarer Weg sein.
Gruss
Klaus
Waldemar Krzok
>
> Zwischen einer Elektronik, die auf Netzpotential liegt,
>
> Anforderungen:
> - Potenzialtrennung f�r 5kVeff/50Hz Betriebsspannung
> - Geschwindigkeit 9,6...38,4kBd
> - Temperaturbereich -40...+85�C
> - Lebensdauer>10 Jahre (Dauerbetrieb)
> - bezahlbar ;-)) (<10 EUR/Richtung)
>
> Das Ganze wird unter Vakuum vergossen. Daher sind die Kriech-
> und Luftstrecken der Bauteile hier nicht so wichtig. Allerding
> eine Lichtschranke oder einfache LWL-Koppler gehen nicht!?).
LWL-Koppler kann man notfalls auch eingiessen. Aber gute L�sung f�r <
10EUR wird schwierig. Die Buchsen sind teuer. Partisanenmethode, die
auch zulassungsf�hig ist, allerdings mu� man den selbst gebastelten
Koppler u.U. im Ger�t zulassen (ein Punkt mehr f�r die Ger�tezulassung)
bzw. dokumentieren. Phototransistor und Photodiode mit einer
Plexi/Glasstange verbinden. HL einkleben beidseits mit Silikon oder
Epoxy. Die Stange kann man nach belieben lang machen (so, dass es
geografisch pa�t). Da es eingegossen wird, kann man das auch Lichtdicht
tun und man hat keine �bersprechungen. Wenn man ausreichend schnelle und
paarweise passende Dioden findet, gibt es auch keine Probleme mit der
Geschwindigkeit. Hatte mal vor Jahren welche von HP. Phi 1.8mm mit
langen K�rper, sch�n in ein Loch zu stecken. Es ist nur eine
Herausforderung f�r die automatische Best�ckung.
> Meine Suche fand bis jetzt folgende "Ans�tze":
> - Avago: HFBR-3810
> - TT Electronics (OPTEK Technologie): z.B. OPI1266 und andere
> wobei die Daten teilweise etwas unvollst�ndig oder nicht
> ausreichend (?) sind.
Optek sollen gut sein. Sie haben eine ganze Latte von HV-Optokopplern,
die auch bis 50kV vertragen (allerdings das ist es mehr, als
10EUR/Richtung). Aber schon die OPI1264 schafft 10kV.
> Hat jemand hierzu noch Ideen / Erfahrungen zu den o.g. Bauteilen?
> Vielleicht f�llt jemandem auch eine v�llig andere L�sung ein?
>
> Magnetische Kopplung kann eventuell etwas schwierig sein, da
> in der gleichen Einheit einiges an geschalteter Stromversorgung
> herumtobt...
Magnetisch riecht nach �rger, viel �rger.
Waldemar
--
My jsme Borgov�. Sklopte �t�ty a vzdejte se. Odpor je marn�
Dieter Wiedmann
> - Potenzialtrennung f�r 5kVeff/50Hz Betriebsspannung
> - Geschwindigkeit 9,6...38,4kBd
> - Temperaturbereich -40...+85�C
> - Lebensdauer >10 Jahre (Dauerbetrieb)
> - bezahlbar ;-)) (<10 EUR/Richtung)
Bis auf die 38,4kBd w�rde ein 817er passen, und der kostet im Centbereich.
Gru� Dieter
Joerg
Das geht auch einfacher. Im Baumarkt eine 30m Rolle Drip Irrigation
Tubing (Troepfelbewaesserung?) holen. Kostet hier etwa $5 und sollte
fuer ueber hundert Geraete reichen. Diese in x-Zentimeterstuecke
schneiden. IR-LED in ein Ende druecken, IR-PD in das andere. Feddich :-)
>> Meine Suche fand bis jetzt folgende "Ans�tze":
>> - Avago: HFBR-3810
>> - TT Electronics (OPTEK Technologie): z.B. OPI1266 und andere
>> wobei die Daten teilweise etwas unvollst�ndig oder nicht
>> ausreichend (?) sind.
>
> Optek sollen gut sein. Sie haben eine ganze Latte von HV-Optokopplern,
> die auch bis 50kV vertragen (allerdings das ist es mehr, als
> 10EUR/Richtung). Aber schon die OPI1264 schafft 10kV.
>
>> Hat jemand hierzu noch Ideen / Erfahrungen zu den o.g. Bauteilen?
>> Vielleicht f�llt jemandem auch eine v�llig andere L�sung ein?
>>
>> Magnetische Kopplung kann eventuell etwas schwierig sein, da
>> in der gleichen Einheit einiges an geschalteter Stromversorgung
>> herumtobt...
>
> Magnetisch riecht nach �rger, viel �rger.
>
Noe, habe ich 1994 zum ersten Mal gemacht und das Geraet wird immer noch
damit produziert. Das duerfte mein erstes Design werden was den
20.Geburtstag in Serienfertigung schafft :-)
#43 Ferritmaterial ist was herrliches. In derselben Isolations-Box in
dem Geraet befindet sich uebrigens ein Schaltwandler von etlichen Watt
der die isolierte Seite mit ebenfalls 5kV potenzialgetrenntem Saft
versorgt. Ok, da traute ich keinem Wandler von der Stange, damals traute
ich nichtmal PWM Chips, schon wegen der langen Produktionsdauer. Das ist
komplett selbstgestrickt. Ach ja, ueber einen der Ferrituebertrager
gehen dann noch empfindliche Signal bei zig MHz und im Mikrovoltbereich.
Der daneben uebertraegt Pulse von <10nsec Breite. Der naechste (dickere)
Ringkern dann ein paar Watt an Energie. Und so weiter. EMI-Probleme:
Null. Oder wie man bei uns sagt, toroids don't talk.
--
Gruesse, Joerg
http://www.analogconsultants.com/
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Dietrich Lotze
> Aber schon die OPI1264 schafft 10kV.
Wie verstehst Du die Datenblattangaben?
Beim OPI1264 steht:
1. UL recognition is for 3500 VAC for one minute.
2. Absolute Maximum Ratings: +/-10kVDC
zu 1: das entspricht doch "unserer" Pr�fspannung!?
zu 2: das ist die Zerst�rgrenze
Welche max. Betriebsspannung geh�rt dann dazu nach
deutschen Normen? Das m�sste dann doch deutlich
unter 3,5kVAC sein!!
Dietrich
Dietrich Lotze
Die �blichen Optokopplern (z.B. den genannten 4N35 oder PC817)
gehen zwar bis um die 5kV, das ist aber nur die Pr�fspannung
f�r 1 Minute.
LWL (Glas oder Plastik) erfordert relativ viel Platz und Handarbeit
(hier geht es um Serienfertigung im 100er-1000er-Bereich).
An Funk habe ich auch schon gedacht - aber: was g�be es da in
diesem Preissegment?
Dann ist "magnetisch" nach Joergs Aussage + Erfahrung vielleicht
doch eine gute L�sung (herzlichen Gl�ckwunsch zum 20. Geburtstag!).
Mal sehen, und Danke nochmal
Axel Schwenke
>
> Zwischen einer Elektronik, die auf Netzpotential liegt,
> und der Umgebung m�ssen Daten bidirektional �bertragen werden.
>
> Anforderungen:
> - Potenzialtrennung f�r 5kVeff/50Hz Betriebsspannung
In der T�t�r�t� gabs f�r sowas den Optokoppler MB106. Im Prinzip
wie von J�rg vorgeschlagen IR-LED, Plaste-R�hrchen, Fototransistor.
Rating 10kV. CTR mit 0.2 bis 2.0 noch recht hoch. t_r=t_f mit 10�s
grenzwertig.
Als internationaler �quivalenztyp wird CNY21/CNX21 genannt. Geben
tuts solche Optokoppler also.
XL
Joerg
> Dietrich Lotze <d.l...@NOSPAM.online.de> wrote:
>> Zwischen einer Elektronik, die auf Netzpotential liegt,
>> und der Umgebung m�ssen Daten bidirektional �bertragen werden.
>>
>> Anforderungen:
>> - Potenzialtrennung f�r 5kVeff/50Hz Betriebsspannung
>
> In der T�t�r�t� gabs f�r sowas den Optokoppler MB106. Im Prinzip
> wie von J�rg vorgeschlagen IR-LED, Plaste-R�hrchen, Fototransistor.
> Rating 10kV. CTR mit 0.2 bis 2.0 noch recht hoch. t_r=t_f mit 10�s
> grenzwertig.
>
Lag das schlappe tr/tf an der Beschaltung? Kein Basiswiderstand? Eine
Photodiode ist normalerweise besser. Wenn man die vorspannt und einen
TIA dranhaengt dann kommt man in den Bereich einzelner Nanosekunden. Der
Vorlaeufer des Geraetes das ich auf CNM137 plus Ferrite umentwickelt
habe hatte sowas mit HP-Dioden. Nur dass die Strecke Glasfaser war.
Alles schmerzhaft teuer, doch das hatte ja dann ein Ende.
> Als internationaler �quivalenztyp wird CNY21/CNX21 genannt. Geben
> tuts solche Optokoppler also.
>
Die scheinen ausgestorben zu sein.
Axel Schwenke
> Axel Schwenke wrote:
>>
>> In der T�t�r�t� gabs f�r sowas den Optokoppler MB106. Im Prinzip
>> wie von J�rg vorgeschlagen IR-LED, Plaste-R�hrchen, Fototransistor.
>> Rating 10kV. CTR mit 0.2 bis 2.0 noch recht hoch. t_r=t_f mit 10�s
>> grenzwertig.
>
> Lag das schlappe tr/tf an der Beschaltung? Kein Basiswiderstand?
Kein Basisanschlu�. Die IR-LED und der Fototransistor waren ganz
normale Teile im 4mm Plaste-Geh�use, wie man sie auch separat kaufen
konnte. Nur eben schon vom Hersteller in ein Plaste-R�hrchen gepre�t
und mit schwarzem Lack an den Enden lichtdicht gemacht.
http://www-user.tu-chemnitz.de/~heha/bastelecke/Konsumg%C3%BCter-Bastelei/DDR-Halbleiter/mb106.gif
bestehend aus
http://www-user.tu-chemnitz.de/~heha/bastelecke/Konsumg%C3%BCter-Bastelei/DDR-Halbleiter/vq110.gif
http://www-user.tu-chemnitz.de/~heha/bastelecke/Konsumg%C3%BCter-Bastelei/DDR-Halbleiter/sp201.gif
> Eine Photodiode ist normalerweise besser.
Klar. Nur ist bei 10-12mm Abstand das CTR vollkommen unterirdisch.
>> Als internationaler �quivalenztyp wird CNY21/CNX21 genannt. Geben
>> tuts solche Optokoppler also.
>
> Die scheinen ausgestorben zu sein.
Sellerie!
XL
Alexander
> http://www-user.tu-chemnitz.de/~heha/bastelecke/Konsumg%C3%BCter-Bastelei/DDR-Halbleiter/mb106.gif
diesen Typ gibt es als OPI110 von Optek. Den habe ich vor 15 Jahren in
einem HV-Netzteil eingesetzt, um mit einem VFC und einem FVC einen auf
auf 5kV hochliegenden Strom zu messen.
Gruß,
Alexander
Joerg
> Joerg <inv...@invalid.invalid> wrote:
>> Axel Schwenke wrote:
>>> In der T�t�r�t� gabs f�r sowas den Optokoppler MB106. Im Prinzip
>>> wie von J�rg vorgeschlagen IR-LED, Plaste-R�hrchen, Fototransistor.
>>> Rating 10kV. CTR mit 0.2 bis 2.0 noch recht hoch. t_r=t_f mit 10�s
>>> grenzwertig.
>> Lag das schlappe tr/tf an der Beschaltung? Kein Basiswiderstand?
>
> Kein Basisanschlu�. Die IR-LED und der Fototransistor waren ganz
> normale Teile im 4mm Plaste-Geh�use, wie man sie auch separat kaufen
> konnte. Nur eben schon vom Hersteller in ein Plaste-R�hrchen gepre�t
> und mit schwarzem Lack an den Enden lichtdicht gemacht.
>
> http://www-user.tu-chemnitz.de/~heha/bastelecke/Konsumg%C3%BCter-Bastelei/DDR-Halbleiter/mb106.gif
>
> bestehend aus
>
> http://www-user.tu-chemnitz.de/~heha/bastelecke/Konsumg%C3%BCter-Bastelei/DDR-Halbleiter/vq110.gif
Ok, die ist mit 400/350nsec schon nicht so die Rakete.
> http://www-user.tu-chemnitz.de/~heha/bastelecke/Konsumg%C3%BCter-Bastelei/DDR-Halbleiter/sp201.gif
>
5usec, da ist natuerlich alles zu spaet. Aber manchmal reicht's ja.
>
>> Eine Photodiode ist normalerweise besser.
>
> Klar. Nur ist bei 10-12mm Abstand das CTR vollkommen unterirdisch.
>
Sicher, deshalb der TIA hinten dran. Was im Prinzip nur ein
glorifizierter Opamp ist falls man es nicht diskret macht.
>>> Als internationaler �quivalenztyp wird CNY21/CNX21 genannt. Geben
>>> tuts solche Optokoppler also.
>> Die scheinen ausgestorben zu sein.
>
> Sellerie!
>
Hmm, den habe ich jetzt nicht verstanden. Ich mag Sellerie ganz gern :-)
Thomas Einzel
> Axel Schwenke wrote:
>> Joerg<inv...@invalid.invalid> wrote:
>>> Axel Schwenke wrote:
>>>> Als internationaler �quivalenztyp wird CNY21/CNX21 genannt. Geben
>>>> tuts solche Optokoppler also.
>>> Die scheinen ausgestorben zu sein.
>>
>> Sellerie!
> Hmm, den habe ich jetzt nicht verstanden. Ich mag Sellerie ganz gern :-)
Sellerie als deutsche Verhohnepipelung von
http://de.wikipedia.org/wiki/C%E2%80%99est_la_vie
HTH Thomas
Joerg
Ah, danke, wieder was gelernt. Und das Wort Verhohnepiepeln kennt man
als gebuertiger Westfale natuerlich :-)
Klaus Butzmann
> Axel Schwenke wrote:
>> Als internationaler �quivalenztyp wird CNY21/CNX21 genannt. Geben
>> tuts solche Optokoppler also.
>>
>
> Die scheinen ausgestorben zu sein.
Heisst jetzt CNY66, geht aber auch nur bis 1kV AC / 1,4 kV DC
Butzo
Wolfgang Allinger
On 22 Jun 11 at group /de/sci/electronics in article
<usene...@einzel.de> (Thomas Einzel) wrote:
Ahh... Tel Aviv... wie der Franzose sagt!
Sach dat doch gleich!
Saludos Wolfgang
--
Meine 7 Sinne:
Unsinn, Schwachsinn, Bl�dsinn, Wahnsinn, Stumpfsinn, Irrsinn, L�tzinn.
Wolfgang Allinger Paraguay reply Adresse gesetzt !
ca. 15h00..21h00 MEZ SKYPE:wolfgang.allinger
Axel Schwenke
Das w�re aber verdammt wenig, bei der Bauform. Schon die klassischen
Teile in DIP6 kommen auf 5.3kV, auch bei 7.5mm Pinreihen-Abstand.
(aber wohl nicht dauerhaft, das Datenblatt sagt dazu nix?)
Der CNY21 sieht wie DIP14 mit 4 Beinen aus, w�ren also 15mm
Luftstrecke. Reicht eigentlich f�r 10kV.
XL
Klaus Butzmann
> Klaus Butzmann<k.butzmann.deletethis.@butzo.de> wrote:
>> Heisst jetzt CNY66, geht aber auch nur bis 1kV AC / 1,4 kV DC
> Der CNY21 sieht wie DIP14 mit 4 Beinen aus, w�ren also 15mm
> Luftstrecke. Reicht eigentlich f�r 10kV.
Gef�hlt ja, ausserdem gibts den CNY66 unter 65S5658 f�r 1,27� / 100.
Butzo
Joerg
http://www.vishay.com/docs/83540/cny64.pdf
Wenn ich mir die ton/toff Zeiten ansehe, da kann man ja fast einen
Kaffee bei holen gehen ;-)
Rolf Bombach
>
> http://www.vishay.com/docs/83540/cny64.pdf
>
> Wenn ich mir die ton/toff Zeiten ansehe, da kann man ja fast einen
> Kaffee bei holen gehen ;-)
Hmf, allerdings, insbesondere wenn man bedenkt, dass die auf 100 Ohm
gehen, also quasi Kurzschluss resp TIA...
--
mfg Rolf Bombach
Joerg
Mit einem Phototransistor ohne Basisbeschaltung hat man in Sachen
Geschwindigkeit ohnehin gleich verrissen. Hier ist die gar nicht erst
rausgefuehrt.
Um Relais zu schalten tut's das aber :-)