Комментарии 63
А что всё таки со сквозным током?
Специально не измерял. Величина сквозного тока ограничена тем самым CTR. Время протекания сквозного тока не превышает задержки.
Да и что же это я написал статью без пруфов, чисто теоретическую? Нет. Пруфы - в студию!
Хотя от сквозного тока я защитился фактически дважды
Схема такая-же, только без инверсии, и сигнал TXEN=0 в рабочем состоянии. Плату не покажу, ибо. NDA. Плата собрана в китае на JLCPCB.
Если прям интересно будет, отпаяю, замеряю фактический CTR подопытных.
Зачем давать ссылки на сайт, который требует пароль на вход и не имеет формы для регистрации?
При том, что статья полезная.
У китайских клонов CTR в 1 партии сильно отличается, иногда даже за пределами документации.
А что всё таки со сквозным током? Если на вход подать сигнал с неидеальными фронтами, и достаточно высокой частоты?
Если на вход подать сигнал с неидеальными фронтами, и достаточно высокой частоты?
Эта схема на работает в аналоговом режиме. VD1 не даёт включить оба оптрона одновременно. Если удалить VD1, нагрузить выход и подобрать оптроны с идентичным CTR - скорее всего та самая типовая "Cut-off frequency 80 kHz" и получится.
Радиолюбители делают так, видел. Для передачи аналогового сигнала существует даже специализированный оптрон IL300. Полоса 1,4 МГц, но стоимость адская при не особо большой точности. Проще сигнал оцифровать и передать через цифровой изолятор.
Возможно аналоговый сигнал проще и дешевле передать через дешевый оптрон используя обратную связь на другом аналогичном оптроне. То есть передали обратный сигнал в одну сторону, потом через такой же оптрон в обратную сторону, сравнили 2 сигнала и устранили ошибку обратной связью. Некоторая ошибка останется, но чем более похожи 2 оптрона, тем ниже ошибка. Тем более температура у них одинакова.
А что всё таки со сквозным током?
Специально не измерял. Величина сквозного тока ограничена тем самым CTR. Время протекания сквозного тока не превышает задержки.
Да и что же это я написал статью без пруфов, чисто теоретическую? Нет. Пруфы - в студию!
Хотя от сквозного тока я защитился фактически дважды
Схема такая-же, только без инверсии, и сигнал TXEN=0 в рабочем состоянии. Плату не покажу, ибо. NDA. Плата собрана в китае на JLCPCB.
Если прям интересно будет, отпаяю, замеряю фактический CTR подопытных.
Что это было? Вольная фантазия на тему электроники?
Да, просто частный случай. Не монография с отвлечением на отвлечённые темы.
В хабах по электронике, схемотехнике, DIY, микроконтроллерам, FPGA много очень крутых авторов. И очень часто при поиске решения поисковик отправляет меня в итоге на хабр. Но кликбейтного шлака, не имеющего практической ценности, тоже стало много. Не буду показывать пальцем, Вы сами видели.
Я понял, что надо это исправлять. А путь только один - писать самому и лучше. Вот, пробую.
Что это было?
Это - то самое, что полностью подпадает под сетование "И как же это я сам до такой элементарщины не догадался?".
Про цифровые изоляторы я в статье тоже упоминал. Ключевое слово "20" рублей как-раз. Налетай, подешевело! Поэтому да, использую в своих разработках достаточно часто.
Но, например, чтобы открыть IGBT, придётся ещё немного попотеть, ибо 12 V. И даже 2 мА гальванически изолированного питания приходится откуда-то доставать. Околонулевое потребление в статике всё же даёт возможность какое-нибудь фантомное питание нахаляву получить.
Одну и следующих статей собираюсь посвятить как-раз обзору цифровых изоляторов. Есть у них нюансы с задержкой и джиттером, например. А изоляция I2C - вообще отдельный квест. Но надо будет тоже с пруфами посидеть, осциллограммы поснимать.
CA-IS3721HS за 13 рублей 2 канала 100 Mbps, а силовым ключам все равно драйвер нужен и лучше специализированный.
Да, я тоже сомневаюсь что предлагаемой схемой можно надёжно управлять силовыми транзисторами, только если включить - выключить нагрузку. Я бы в силовые преобразователи такое точно не стал ставить, даже в низкочастотный (20КГц), слишком цена отказа дорогая у такого дешёвого решения.
И непонятно как с температурой времянка у этой схемы поплывет.
Из описания китайских микросхем так и не понял принципа работы. Уж не конденсаторный ли, как у ISOxxxx от TI?
Это ж, наверное, какое-то типовое решение?
А сразу в готовом виде сборок нету (ну или просто сборок вида N оптопар в одном корпусе)? Было б логично, чтобы гарантированно иметь одинаковые параметры транзисторов.
Искал давно, но не нашёл. Вот это решение в чём-то похоже, и скорее всего именно оно меня натолкнуло на пуш-пульное включение. Поэтому здесь идею и выложил. Вдруг кому понадобится.
С шагом выводов 0,1" таких полно. Те же PC827, PC847. С шагом 0,05" скорее всего тоже бывают. Но идентичность параметров производитель не гарантирует. Часто разброс даже больше, чем у одиночных.
Такую схемотехнику для "разгона" оптронов применяли оооочень давно. Советская автоматика А705-15-ххМ (до сих пор в стою))).
Схемы в "синьках" на работе - только фотографировать))) Там Z не нужно, стабилитрон отсутствует.
Если это не сверх-секретно) оооочень интересно было бы увидеть. В "синьках" часто зафиксирован очень важный опыт наших предков. Намного важнее, чем, например, в патентах.
Нет никакого практического смысла переизобретать велосипеды и троллейбусы их хлеба. Жалко только, что не всегда открытых ресурсов хватает.
Там диод шоттки стоит, чтобы в Z состоянии не хватало напряжения зажечь оба светодиода.
Схема кстати напоминает балансный фотоприемник, а тема разгона — Radio over Fiber
Прям дежавю какое-то. Как ни странно, с "Radio over Fiber" я знаком с где-то с 2002 года.
Причём с полностью пассивной системой, когда на передающую антенну приходит только волокно, без электропитания. И в обратную сторону - снять сигнал с приёмной антенны - тоже была посильная задача.
В массы это тогда не взлетело. Но может, мы чего-то не знаем, ведь кое-кому электрически-пассивные штуки всегда были интересны.
Спасибо.
Вот такой апофеоз разгона был недавно. Например - https://habrastorage.org/r/w1560/getpro/habr/upload_files/a4b/c42/632/a4bc426322ac67ff6bead57c4def140b.png Но надо проверять, что там за модель светодиода. У него тоже есть своё быстродействие.
Да, это тоже видел. Здесь в ответах ссылку приводил. Логика тут есть - нагружаем оптрон так, как в спецификации указано, без насыщения транзистора, в линейном режиме, и получаем ощутимый профит. То, что до логического уровня сигнал нужно ещё и усилить - это незначительные мелочи)
Пусть даже этот апофеоз разгона - чисто модель, а не реальный кейс. И я вполне верю, что CTR на 100 МГц будет больше нуля. Но этого недостаточно, чтобы передать цифровой сигнал. Скорее всего на 50 МГц CTR будет в 2 раза больше, а на 25 МГц - в 4 раза. А 5 нулей подряд после единицы такая штука как передаст? Эквалайзер подключать?
Если чисто тактовую частоту 100 МГц передать - я вообще не буду оптрон ставить, а печатный трансформатор накручу. Одни из первых изоляторов - олдовые ADUMы от Аналоговых Девиц под капотом ведь так и работают.
Логика тут есть - нагружаем оптрон так, как в спецификации указано, без насыщения транзистора, в линейном режиме, и получаем ощутимый профит.
Я бы сказал, не столько в линейном, сколько фиксируем каскодом напряжение на фототранзисторе и попадаем в двух зайцев:
и насыщение не допускаем;
и Миллера приструняем.
По ходу повествования как-то забывается, что главня цель - изоляция. И вот про нюансы этой изоляции как-то не раскрыто. Создается ложное впечатление будто это идеальная изоляция. Однако если поискать по даташитам всех производителей подобных оптронов, то можно найти такие неприятные эффекты, как ограниченый CMR:
И значительный ток утечки после воздействия скачков напряжения. А ведь в пром.автоматике такие скачки норма.
Интересно что в даташите EL3H7 этот эффект не упоминается. Т.е. это даже не тестируют. Я бы не покупался за 2 рубля и брал бы то что выше предложили типа CA-IS3720
Либо точнее в статье определить от чего изолируемся и зачем.
Я конечно не спец по промавтоматике, но скорость нарастания 10kV/us это достаточно большая величина. Судя по вырезке из даташита, что вы привели тут дело не в изоляции, а в плавающей ёмкости между светодиодом и фототранзистором которая при скорости нарастания больше 10kV/us заряжается, и это приводит к открытию фототранзистора.
Очень ценное замечание. Если производитель не указал CMR, возможно, что оно действительно не очень хорошее. У KPS2801 в том же корпусе, кстати, тоже этот параметр отсутствует.
Есть "Floating capacitance", как выше товарищ указал. Это общая ёмкость между LED и фото-BJT, но паразитный сигнал может усилиться выходным транзистором, и х.з., что в итоге будет. Частично ситуацию спасает то, что транзисторный выход в такой схеме не висит в воздухе, а нагружен на выход своего собрата.
Либо точнее в статье определить от чего изолируемся и зачем.
Это не ШИМ-управление MOSFET-ключами - слишком медленно. В трёх случаях такое использовал:
Передача данных от мк на фазе к мк на земле. Но это не так интересно, тут обычный цифровой изолятор справился бы.
Не очень частое, примерно с частотой сети, управление мощными IGBT. Тут фантомное питание от фазы сильно помогло упростить схему.
Изолированный отладочный интерфейс RS232. Тот ещё динозавр. Питался от сигналов RS232. Получилось компактно и бесплатно, чтобы в серии этот интерфейс оставить.
Проблема не столько во Floating capacitance , а в поляризации. Обратите внимание насколько вырастает темновой ток и удерживается с удержанием разницы напряжений. И это данные для дорогих оптронов. У дешевых все гораздо хуже.
А еще есть деградация светодиодов.
Все же на CA-IS3720 честно дают 100 kV/us и минимум в вдва раза больший срок службы.
У обычного 3-фазного частотника фронт 50 ns и коммутируемое напряжение около 540 V. Т.е. в частотниках постоянно есть фронты со скоростью 11 kV/us. И они через радиатор и корпус мотора гуляют по всем мелаллу вокруг.
Сейчас ещё раз пробежался по описаниям разных оптронов. Нашёл ту самую картинку с измерением CMRR только у Avago и Broadcom. И вообще оказалось, что у большинства CMRR никак не специфицируется, а значит и не тестируется. Так что да, если есть быстрые фронты, нужно искать развязку внимательнее.
С крутыми фронтами и быстрым высоковольтным ШИМом я, естественно, такие тормозные оптроны не применяю. Тут бывает, что проходная ёмкость маленького питающего или сигнального трансформатора уже ощутимо гадит.
Я бы не покупался за 2 рубля и брал бы то что выше предложили типа CA-IS3720
Я бы тоже не покупался на этот китайский клон ADuM1201 за 20 рублей - 2500 В он держит с трудом (тестировал), а в щите без видимых причин выгорал спустя несколько месяцев. Хотя адум, что стоял до них - работал годами и сгорел только после грозы. Конденсаторы питания есть с обоих сторон микросхемы.
Кстати тут дифференциальное включение и такая помеха не пройдет. Откроются оба оптрона и будет сквозной ток несколько микросекунд (что можно детектировать и обработать программно, выдать предупреждение например). Импульс высокого или низкого напряжения на выход не пройдет как на картинке. При рабочей частоте до 80 кГц эффект не существенен в данном случае, можно например сгладить RC цепочкой с временем нарастания сигнала ~1 мкс. Об эффекте полезно знать, но если на плате импульсы напряжения с фронтом более 10 кВ/мкс, то сквозной ток через оптроны, скорее всего, будет наименьшая из проблем. А типовая проблема выгоревшие порты, помехи и зависания микроконтроллера.
Годно! Начинающим интересно и полезно будет.
Оптронную развязку для передачи низкоскоростного цифрового сигнала использую давно, по подобной же комплиментарной схеме. От Z состояния защищаюсь цепочкой буферных элементов или триггером. Защитный диод поставить не догадался. :) Автору спасибо за идею, возьму на вооружение.
Не рассмотрен случай применения ШИМ в такой схеме. Хотя бы на базовом уровне скоростей Arduino. Как себя поведет схема? Какие пределы скоростей (допустим, используем двухрублевые оптроны)? I2C и SPI потянет? Возможны ли "залипания"?
Я выше добавил осциллограммы с задержками. Эти задержки похожи на типовые, а предельные скорее всего раза в 2 больше будут. Фактически UART можно надёжно разогнать до 40 кБит/с (на картинке 31,25) без танцев с бубном. А SPI соответственно в 2 раза медленнее.
ШИМ в районе 1 кГц нормально будет работать. При плохом стечении обстоятельств (значительное отличие задержек у двух оптронов) развязка может исказить длительность импульса примерно на 10 мкс. Значит при 1 кГц (1000 мкс) может набежать ошибка в 1%.
Для I2C нужен драйвер с открытым коллектором. Соответственно, фокус не проходит. На дешёвых оптронах я делал схему типа этой, например. Скорость не удавалось поднять выше 3 кБит/с.
Для I2C есть специализированные цифровые изоляторы типа ISO1540, ISO1541. Но рекомендую их описание смотреть очень внимательно, и разобраться, как под капотом они работают. Если развязок на шине не одна, или мастер на один - точно помню, что были какие-то нюансы.
... не попал
A USB 1.1 такая схема вывезет по скорости?
Вероятно что нет. Она на 50 кбит будет не так чтоб и хорошо работать (разбаланс оптопар) а на 12 Мбит - то и подавно.
Нет конечно. USB вообще крайне неудобна для изоляции. Только спец.средствами.
Вопрос стоит всего 400 рублей. Как всегда на Али. У меня отлично работает.
USB 1.1 изолируется с помощью ADUM (и насколько я знаю, больше никак), usb 2.0 не изолируется.
Сам офигел от такой бурной реакции!
Дополнил статью подробностями
Всегда использую ускоритель оптрона, и не обязательно два как в данной публикации, главное чтобы транзистор оптрона не входил в насыщение, то есть нагружен был не на резистор а на базу транзистора, ну этот транзистор тоже не насыщался, а при помощи двух диодов оставался в линейном, ненасыщенном режиме, тогда в документации на оптрон нужно смотреть те цифры скорости которые про ненасыщенный оптрон, они всегда указаны и в десятки раз быстрее.
Подобный как в публикации девайс, он двухтактный, делал давным давно, нужно было развязку для осциллографа сделать, вполне сносно работала на отличных скоростях и линейность была приемлемой.
Публикации
Фокусы с опторазвязкой