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请教各位关于光耦的电流控制问题

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lqq615|  楼主 | 2011-2-26 11:16 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 lqq615 于 2011-2-27 11:11 编辑

一个利用限压、限流、光耦实现对外部+74V数字输入信号的检测电路,+74V信号在“+51.8V~+92.5V”范围内为逻辑信号“1”,其中光耦型号为TLP127,CTR=1000%,输入极最小饱和导通电流IFmin=0.3mA,
现在要使输出极通过24V电压、4.5mA电流给PLC,作为其逻辑信号“1”。
问题是按照IC=4.5mA,CTR=1000%/4=250%,计算的话,此时应IF=4.5/250%=1.8mA,远远大于IFmin=0.3mA,然后根据该IF=1.8mA计算出输入端的限流电阻值,但这样不是意味着<+51.8V的数字输入电压也可能使光耦导通,从而给出错误信号至PLC?这个电流又该怎么算呢?
图随后晚上附上,请各位大侠,尤其欢迎chunyang师傅前来指教,感激不尽。

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沙发
yewuyi| | 2011-2-26 11:38 | 只看该作者
光耦不是连续电压信号测量元件,光耦一般只用了做开关量测量。

如果需要对连续信号进行测量,可以考虑用线性光耦。

你这个应该用电压比较器来完成,把+74V电压用电阻分压接到电压比较器的同相端,+74V电压用电阻和稳压管降压后送给一个电压基准芯片的VCC,把电压基准的输出接到电压比较器的反相端。电压比较器的输出接光耦的发射端。

你想达到多少V的检测,调整分压电阻比例即可,如果对检测精度不高,电压基准也可以不要,直接把稳压管的输出接到反相端上。

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板凳
lqq615|  楼主 | 2011-2-26 11:51 | 只看该作者
2# yewuyi
谢谢yewuyi,可是我的输入信号“1”电压范围为“51.8~92.8”,按照你这种方法的话,电压基准岂不是要取51.8V?这么大的电压加在比较器的输入端,行么?

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地板
yewuyi| | 2011-2-26 15:08 | 只看该作者
2# yewuyi  
谢谢yewuyi,可是我的输入信号“1”电压范围为“51.8~92.8”,按照你这种方法的话,电压基准岂不是要取51.8V?这么大的电压加在比较器的输入端,行么? ...
lqq615 发表于 2011-2-26 11:51



没看到写着“电阻分压”吗!?

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mmax| | 2011-2-26 16:47 | 只看该作者
你这样的情况,光耦副边需要多加一个三极管增加电流驱动。

类似达林顿结构。0.3mA的If,驱动1mA的Ic,然后三极管再放大几倍。

CTR为1000%,是有条件的。
所以需要预留一些余量。别把Ic搞太大。

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chunyang| | 2011-2-26 22:56 | 只看该作者
2楼说的不错,如果楼主的应用中门限以下的电压被定义为逻辑0的话就不能用光耦方案了,关键是逻辑0的门限,这个是要先搞清楚的问题,如果逻辑1的门限只能是楼主帖中提及的范围,那么只能用比较器实现,输入做分压即可,需要隔离时,在比较器输出端加光耦。

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宋业科| | 2011-2-27 00:52 | 只看该作者
光耦串个稳压管就可以。

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lqq615|  楼主 | 2011-2-27 11:03 | 只看该作者
5# mmax
谢谢,TLP127的输出级就是达林顿结构,我的CTR已留了75%的余量,我翻看TLP127的DATASHEET,IF=0.3mA的时候,CTR对应为1000%。

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9
lqq615|  楼主 | 2011-2-27 11:35 | 只看该作者
谢谢mmax和chunyang师傅,这是参考公司的经验电路修改设计的,公司就是采取这种电路形式的,应用很久了。我现在上传了电路图,这是我目前所采取的方法,麻烦两位师傅就我的电路图分析该方案的可行性,呵呵:
KM1即为输入51.8V~92.5V的数字量信号,KMsignal1即为输出+24的信号,供给PLC,通过查阅PLC资料及实验验证,该+24V信号必须同时提供4mA左右的电流,PLC方能检测得到。我选用的稳压管为33V,TLP127输入级饱和导通压降VF为1V,输出级饱和导通压降为VCE0.3,光藕导通时的临界值为0.13mA,光藕关断时的临界值为0.09mA。以下为我的计算,请各位师傅指出纠正,呵呵:
ICmax=(24-0.3)/100+(24-0.3)/5.9=4.29mA,对应最小输入级饱和导通电流IF应为4.29/250%=1.716mA,故限流电阻R9和R10的最大值应=(51.8-33-1)/1.716=10K,取9K可满足要求。
至于chunyang 师傅提出来的逻辑“0”的门限并非是51.8V以下就是0,根据我的计算的话应该是由TLP127的关断时的临界值计算所得,根据电路,应得出逻辑“0”的低电平门槛值=33+9*0.09=33.81V,高电平门槛值=33+9*0.13=34.17V。
这就是我的电路分析及计算原理,不知道这种方式对不对,请各位师傅指导一下!
另外,我还有个问题,就是光耦是当输入级IF达到最小饱和导通电流0.3mA就导通,还是说IF*CTR>IC,就会导通呢?

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10
lqq615|  楼主 | 2011-2-27 11:41 | 只看该作者
对于yewuyi师傅的方案,我昨天想了一下,确实很值得借鉴,但目前我的方案已通过公司的方案评审了,没办法在做修改了,目前已处于技术设计阶段了,呵呵。

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11
yewuyi| | 2011-2-27 20:56 | 只看该作者
谢谢mmax和chunyang师傅,这是参考公司的经验电路修改设计的,公司就是采取这种电路形式的,应用很久了。我现在上传了电路图,这是我目前所采取的方法,麻烦两位师傅就我的电路图分析该方案的可行性,呵呵:
KM1即为 ...
lqq615 发表于 2011-2-27 11:35


**错误的选择,得到的是无限的麻烦.

如果我是你,宁可要求公司重新做设计评审...

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12
mmax| | 2011-2-27 21:28 | 只看该作者
也有可能LZ把需求理解错了。
需求应该是输入电平大于51.8V时,必须检测到1。
至于40V是检测到1还是0,不关心。

以工控行业24V逻辑电平举例(IEC61131-2的要求):
要保证输入大于18V时必须判断为1电平,小于4V时必须判断为0电平。中间的电平状态不做要求。
所以大部分的PLC厂家都把判断电平设计到9~12V左右,加上2V的回差。来达到18VON,4VOFF的要求

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mmax| | 2011-2-27 21:31 | 只看该作者
如果单51.8V作为逻辑1和0判断点,大于为1,小于为0,是没有意义的。

因为没有回差,会导致逻辑在51.8V处不稳定。

所以逻辑1和0的点必定是两个电平。

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lqq615|  楼主 | 2011-2-28 10:05 | 只看该作者
谢谢各位大侠的关注,看来是我表达得不够清楚哇!
我的电路时用来检测额定值为+74V数字量信号,然后转换为+24V信号给PLC。该+74V信号波动范围为51.8V~92.5V,意味首先必须在该范围内能检测得到“1”。
逻辑“1”和逻辑“0”的具体范围我也在考虑,逻辑“1”的最小值肯定要比51.8V小些,逻辑“0”的范围根据我的计算的话应该是由TLP127的关断时的临界值计算所得,根据电路,应得出逻辑“0”的低电平门槛值=33+9*0.09=33.81V,高电平门槛值=33+9*0.13=34.17V。
但是限制我不确定光耦饱和导通的具体条件是什么?是由输入级最小导通电流IF决定,还是输入级电流IF*CTR和输出级电流ICC的大小关系决定?

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