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3.3V开关量控制12V,实际与仿真结果不同,请大家帮忙分析分析

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楼主
本帖最后由 amos_mcwx 于 2013-8-4 22:30 编辑

file:///C:\Documents and Settings\walkman_xcw\Application Data\Tencent\Users\1223360024\QQ\WinTemp\RichOle\U}2ZK6LB0EQN8MV)N2{)1A3.jpgfile:///C:\Documents and Settings\walkman_xcw\Application Data\Tencent\Users\1223360024\QQ\WinTemp\RichOle\U}2ZK6LB0EQN8MV)N2{)1A3.jpg
如图,请大家帮忙看一下,实际是否与分析一致。

1. 描述:R1和V1分别是信号源的内阻和电压。
2. 问题
问题1/2:图中的S1能控制标号2处的电平状态吗?即:
          S1 = 1(3.3v)     ==>  v2 = 1(12V)
          S1 = 0(0v)        ==>  v2 = 0(低于1.5V即可,视Q1的导通压降)

//=======================
原因已经找到。
答案: 不能控制.因为R3太大致使光耦VCE不能足够小.应减小R3到 200 Ohm,使光耦发光二极管电流IF为10mA左右。
//--------------------------------


仿真计算结果和以上逻辑一致(见3).
问题2/2: 但实际上却不一样 -- V2始终是0(低于1.5V), 不论S1取0还是1.为什么是这样??请大家帮忙分析分析。
//=======================
原因已经找到。
答案: V2始终是0与R3无关,是由光耦两边共地引起.两地隔离后,问题解决.如图:

file:///C:\Documents and Settings\walkman_xcw\Application Data\Tencent\Users\1223360024\QQ\WinTemp\RichOle\K7SAA1FVS%Q49~6Y6O)}{]2.jpg


//--------------------------------


3. 仿真计算结果:和以上逻辑一致。如图:
  (1)  S1 = 1(3.3v)     ==>  v2 = 1(12V)

  (2)   S1 = 0(0v)        ==>  v2 = 0(低于1.5V即可,视Q1的导通压降)



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沙发
lyjian| | 2013-8-3 17:07 | 只看该作者
你到底想干嘛?

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板凳
amos_mcwx|  楼主 | 2013-8-3 17:13 | 只看该作者
两行红色的字,写得很清楚了吧,是不是?

但实际上却不一样 -- V2始终是0(低于1.5V), 不论S1取0还是1.为什么是这样??请大家帮忙分析分析


图中的S1能控制标号2处的电平状态吗?

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地板
maychang| | 2013-8-3 17:23 | 只看该作者
估计楼主电路焊接有问题,或者光耦损坏。

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5
xyz549040622| | 2013-8-3 17:29 | 只看该作者
lz应该是想要通过光耦前级3.3V控制光耦后级12V的通断吧,你这个光耦的接法貌似有问题,加三极管是多余的,直接12V加在光耦的集电极上面就可以

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6
amos_mcwx|  楼主 | 2013-8-3 17:34 | 只看该作者
maychang 发表于 2013-8-3 17:23
估计楼主电路焊接有问题,或者光耦损坏。

谢谢.
确认器件没有问题。
在排除焊接上的问题,正重新搭一个看看结果如何。
S1是从计算机的并口引出的。并口输出两个状态:1-3.3V, 0-0V,接至R3.
2N2904对应于实际器件S8550.
R1和V1分别是某信号源的等效内阻和开路电压.

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7
amos_mcwx|  楼主 | 2013-8-3 17:40 | 只看该作者
本帖最后由 amos_mcwx 于 2013-8-4 20:21 编辑
xyz549040622 发表于 2013-8-3 17:29
lz应该是想要通过光耦前级3.3V控制光耦后级12V的通断吧,你这个光耦的接法貌似有问题,加三极管是多余的, ...

谢谢,是这个意思,通过3.3V控制12V的通断.
我认为三极管不是多余,它起保护光耦的作用。原因是这样的:
光耦的IC最大为50mA,推荐为10mA.
如果不加三极管缓冲,IC将达到21mA。加上这个三极管后将不超过1mA。
这里不考虑成本,只谈功能。

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8
amos_mcwx|  楼主 | 2013-8-3 17:43 | 只看该作者
lyjian 发表于 2013-8-3 17:07
你到底想干嘛?

表达的是不太清楚,我已经修改了一下。
谢谢提醒。

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9
maychang| | 2013-8-3 17:47 | 只看该作者
amos_mcwx 发表于 2013-8-3 17:34
谢谢.
确认器件没有问题。
在排除焊接上的问题,正重新搭一个看看结果如何。

估计是实验做得比较少。
这个电路,原理上没有问题。实际上V2始终低电平,那么可能是:
1、U1漏电流太大,使Q1始终导通。
2、U1损坏。
3、Q1损坏。
既然是单片机输出,不妨令单片机输出一个频率不太高的方波,同时用示波器观察电路中各点电压波形,包括U1的2脚,4脚,Q1基极。没有示波器,万用表电压档亦可。这样,将故障范围尽量缩小。

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10
xyz549040622| | 2013-8-3 17:55 | 只看该作者
汗,终于看懂lz的电路了
1.光耦的输出电流你可以发射极串个电阻到地(事实上这个好像应该是有电流传输比决定的)
2.排除你的电路焊接错误,光耦损坏,你光耦前级的电流只有3.3ma,换成10ma试试

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11
xyz549040622| | 2013-8-3 17:57 | 只看该作者
amos_mcwx 发表于 2013-8-3 17:34
谢谢.
确认器件没有问题。
在排除焊接上的问题,正重新搭一个看看结果如何。

你并口的3,3V,我怀疑驱动能力很弱,你前级加个三极管放大电流(或者实际测试下电流到底有多大)

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12
xyz549040622| | 2013-8-3 18:05 | 只看该作者
maychang 发表于 2013-8-3 17:47
估计是实验做得比较少。
这个电路,原理上没有问题。实际上V2始终低电平,那么可能是:
1、U1漏电流太大 ...

同意maychang 的分析

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13
amos_mcwx|  楼主 | 2013-8-3 18:29 | 只看该作者
maychang 发表于 2013-8-3 17:47
估计是实验做得比较少。
这个电路,原理上没有问题。实际上V2始终低电平,那么可能是:
1、U1漏电流太大 ...

嗯,正在按这种实验方法一级级地排除。

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14
amos_mcwx|  楼主 | 2013-8-3 18:40 | 只看该作者
xyz549040622 发表于 2013-8-3 17:55
汗,终于看懂lz的电路了
1.光耦的输出电流你可以发射极串个电阻到地(事实上这个好像应该是有电流传输比决 ...

1. 是的,光耦IC理论是由电流传输比CTR决定的(还有其它什么因素?)。
2. 的确,初步结果显示,是IF小了。导致VCE太大。
   增加IF后(6mA),VCE减小,开关能正常动作了。

   那就是说,是光耦发光二极管限流电阻R3太大了,看来是参数问题。是什么因素来决定IF的计算呢?

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15
maychang| | 2013-8-3 18:44 | 只看该作者
amos_mcwx 发表于 2013-8-3 18:40
1. 是的,光耦IC理论是由电流传输比CTR决定的(还有其它什么因素?)。
2. 的确,初步结果显示,是IF小了。 ...

1、单片机I/O口驱动能力。
2、光耦二极管正向压降。
3、R3。
4、电源电压。

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16
amos_mcwx|  楼主 | 2013-8-3 18:45 | 只看该作者
xyz549040622 发表于 2013-8-3 17:57
你并口的3,3V,我怀疑驱动能力很弱,你前级加个三极管放大电流(或者实际测试下电流到底有多大) ...

我再查一查一般PC并口所用的芯片允许的最大灌电流是多少。
当IF提高至10mA以后,怀疑得加了。

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17
qzlbwang| | 2013-8-3 18:49 | 只看该作者
器件并非是理想器件。要考虑漏电流的影响。建议:1、光耦输入端并联一个几K至十几K的电阻,消除输入端高电平不理想的影响。2、三极管基极与发射极两端并联个10K左右的电阻,消除光耦微小漏电流的影响。
当然排除电路故障(如器件质量、焊接质量、线路错误等)是前提条件。

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18
amos_mcwx|  楼主 | 2013-8-3 19:16 | 只看该作者
qzlbwang 发表于 2013-8-3 18:49
器件并非是理想器件。要考虑漏电流的影响。建议:1、光耦输入端并联一个几K至十几K的电阻,消除输入端高电 ...

赞同,是个好办法。

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19
amos_mcwx|  楼主 | 2013-8-3 19:29 | 只看该作者
谢谢各位版主及工程师的光临与热情解答。在各位的帮助下,问题已经得到解决。在此,一并谢谢大家!
解决方法总结如下:
1/3. 问题的根本在于光耦发光二极管限流电阻的参数计算错误。
   其IF最好按照datasheet来确定(如下图),尽量落在其范围内,以免带来不必要的麻烦。


2/3. 在光耦的使用上,以下方法借得借用(来自qzlbwang,我没有计算与验证):
  (1)光耦输入端并联一个几K至十几K的电阻,消除输入端高电平不理想的影响。
    (2)三极管基极与发射极两端并联个10K左右的电阻,消除光耦微小漏电流的影响。

3/3. 某些电路上,仿真与实验有出入。具体参数的确定在拿不准的情况下要做实验,并按照一定的方法一级级地调试。

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20
flower_huanghua| | 2013-8-3 19:31 | 只看该作者
可以的。

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