请教各位关于光耦的电流控制问题

只看该作者 · 2011-2-26 11:16

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。

2万 · 2011-2-26 11:38

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。

只看该作者 · 2011-2-26 11:51

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？

2万 · 2011-2-26 15:08

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！？

只看该作者 · 2011-2-26 16:47

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。

4万 · 2011-2-26 22:56

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。

1万 · 2011-2-27 00:52

光耦串个稳压管就可以。

只看该作者 · 2011-2-27 11:03

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%。

只看该作者 · 2011-2-27 11:35

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？

只看该作者 · 2011-2-27 11:41

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。

2万 · 2011-2-27 20:56

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...

只看该作者 · 2011-2-27 21:28

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

只看该作者 · 2011-2-27 21:31

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。

只看该作者 · 2011-2-28 10:05

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？

请教各位关于光耦的电流控制问题

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