Vad tål en optokopplare?

[slarvern]

Just nu är det ju en hypotetisk kamerablixt-konstruktion (eller nåt) som har en konstant och fin DC-nivå på 2kV DC, utan transienter och en massa otäckt väder.
Det som är intressant är just om konstanta DC-nivåer under Viso(rms) degraderar optokopplaren.

Helst skulle man nog vilja ha en graf med MTBF på y-axeln och DC-spänning på X-axeln.

Det som är så konstigt är att tillverkarna svarar med så olika spänningar. Men jag tror också mest på Vishay, även om jag inte vet vad de har för data som grund för sitt påstående. Det känns som att en tillverkare helst vill garantera så lite som möjligt, så om Vishay säger ett högt abs max värde så kanske de vet att de kan det utan att få smäll på fingrarna.
I Vishays fall säger de tydligen att Vabsmax = Viso(rms), där Viso(rms) är produktionstestvärdet.

Alltså:
Det värde som ofta kallas Viso(rms) i datablad är ett produktionstestvärde tillverkaren redovisar. De ser inte själva detta som ett abs max rating värde (förutom Vishay), så även om man lägger sig på 25% av detta så garanteras inte att den inte degenererar för snabbt.
De specificerar vanligen inte något abs max värde.

Ingen vet egentligen hur/om en optokopplare skulle kunna degenerera om arbetsspänningen läggs nära Viso(rms).

Vid nydesign får man, för att vara säker, kolla generella dokument med rekommendationer som databladet hänvisar till (om det finns). I Avagos fall hänvisar de till ett dokument som generellt sätter Vabsmax = 1kVDC för en lista av optokopplare de säljer.
Finns ingen hänvisning så vet man egentligen inte någonting.

[slarvern]

Nu går jag ifrån min egen tråd lite men skit samma. Häng mig då.

Om jag fräser ur ett spår under optokopplaren MÅSTE jag väl limma dit en arc-spärr i form av en plastbit? Annars har jag ju förbättrat krypavståndet men försämrat isolationen?

[Nerre]

Grejen är att kravet på krypavstånd oftast är mycket högre än kravet på luftavstånd. Genom att fräsa ett spår behöver du bara ta hänsyn till luftavståndet.

I princip kan man säga att kravet på krypavstånd är det dubbla mot luftavståndet. Så 10 mm luftavstånd behöver 20 mm krypavstånd (nu är det inte riktigt så enkelt, luftavståndet beror främst på maxspäningen, d.v.s. arbetsspänningens toppvärde plus transientnivå, medans krypavståndet främst beror på arbetsspänningens RMS-värde).


Sen är ju dina "rena" 2 kV väldigt teoretiska. Om du har en blixt så får du t.ex. transienter när du triggar blixten. Och vad är det som genererar dessa 2 kV? Batterier? Är det en nätansluten strömförsörjning så kommer transienter från elnätet att gå igenom (de dämpas, men försvinner inte helt). Men det är sant att transienterna antagligen blir mindre än arbetsspänningen, du kanske får transienter på 1000-1500 V.

[grym]

varför bekymra sig, det är så enkelt att bygga en medelhögspänningsoptokopplare med ett rör, lysdiod och fotodiod/fototransistor/ldr

det sista har jag i ett gammalt oscilloskop för focus

[xxargs]

Skaffa hem grejorna och börja bygga, går det sönder - förstärk.

Vill man mäta hur mycket marginal man hare så får man göra testexemplar och helt enkelt prova med dubbla eller fyrdubbla spänningen - eller rent utav höja till första överslaget inträffar - mycket ofta är det något annat som slår över än den 'misstänkta' optokopplaren är min erfarenhet - tex. transformatorer.

att bygga testutrustning för att elda upp sin design ingår också i designfasen.

---

Kort sagt ,man kan inte göra rätt med en gång - utan man får räkna med några prototypexemplar.

Har du hört talas om programerare som regelmässigt skriver hela koden färdigt och kompilerar allt utan fel vid först kompileringen samt att programmen fungerar perfekt

tror inte det... om man inte är Dolnad E knuth förståss...

Även elektronikdesign är en interaktiv process, men man kanske har bara 2-3 stora 'omkompileringar' (prototypsvängar) på sig till färdig produkt... och även här måste man göra sin egen testbädd för att se om grejorna håller för det man tänkt sig - verifiering är ofta mycket större del än konstruktion på olika utvecklingscenter.

[Swech]

Ställ om frågan så här till dig själv:

Hur många skall jag bygga? 1-10-100-1.000.000
Vad innebär det om den går sönder?
Vad är rimlig livslängd på hela produkten?
Vad är rimlig inkopplingstid?

Frågeställningen blir annars lite för teoretisk, lite som att inte
våga hoppa i vattnet utan att ha kollat exakt hur varmt/kallt det är.

Swech

[grym]

att hoppa i vatten utan att kolla temperaturen kan vara , eh, kallt,
när några kompisar körde runt med två bilar en mycket varm sommardag så stannade vi till på en mycket fin badstrand, massor av badandes vid stranden och en lång och hög brygga, kristallklart vatten

jag hoppade i först, svinkallt, och jag är ingen badkruka, men dom andra var det, så jag höll god min
vilket gjorde att dom andra hoppade, inte så snällt men vilken fart in mot stranden dom fick
källsjö och 10 grader därute, därav alla badande vid stranden

på tal om optokopplare så vet jag att för medicinskt bruk finns det färdiga som verkar tåla mycket hög spänning, modell lysdiod, svart rör och fototransistor, med ca 30mm gap emellan

[xxargs]

några meter nylonfiber och ett par TOS-link enheter så kan man få så att det duger för 800 kVolt...

[slarvern]

Men jag vill inte HA en 10kV optokopplare i min konstruktion! Den är dyr, stor, långsam och svår att få tag på. Ful är den också. Blä och fy! Och jag vill inte ha en trasselsudd med toslink heller!
Och jag vill inte bygga något med ett sugrör och diod/fototransistor.
Jag vill ha en gammal vanlig hederlig PC817-klon i DIP-kapsel.

Det jag reagerar på är tillverkarnas slumpade svar när man frågar. Jag är själv övertygad om att en PC817 tål 2kV internt utan överslag. Men varför denna tveksamhet hos tillverkarna?

Anta att du kollar på en transistor där det står i databladet under abs max ratings att Vce(max) = 50VDC. Finemang tänker du, jag ska ju använda 20VDC så det borde funka. Men eftersom du är en misstänksam fan så skriver du för säkerhets skull till tillverkaren som då säger att njaäää det där är en testspänning vi lägger på i en minut, du får inte använda transistorn med mer än 3VDC över CE. Skulle du bli förvånad? Det skulle jag bli.

[Nerre]

Optokopplaren testas med 3 kV i 60 sekunder. Men sen kan det ju skilja på hur länge till den klarar 3 kV.

Den ena optokopplaren kanske slår över efter 90 sekunder, medans den andra klarar 10 minuter utan överslag.


Det är alltså så att när man spänningshållfasthetsprovar så kan överslag uppstå nästan när som helst under provet. Det händer väldigt ofta när vi testar grejer att det blir överslag efter 20-40 sekunder. (De grejerna underkänns såklart.)

Så det är alltså inte så att för att den klarar 3 kV i 60 sekunder så klarar den 3 kV hur länge som helst.



MEN, sen har vi ju frågan här, du har 2 kV i din krets, men vad blir spänningen mellan de två sidorna på optokopplaren? Om sekundärsidan är flytande så har du ju faktiskt inte 2 kV arbetsspänning över optokopplaren.

Du har alltså alldeles för lite data att utgå från, enda sättet att få veta vad du behöver är att provbygga en prototyp och mäta lite.

[slarvern]

Vishays K817 testas i 5kVrms under 60s, så jag ligger under hälften med mina små 2kV rena och fina DC.
Men, som sagt, har vi verkligen nytta av att veta att den testats med 5kVrms i 60s? Såvida vi inte vet att vi håller oss under 60s med vår spänning.

Och frågan är inte helt akademisk. Antag att du vill bygga ett primärswitchat trefasagg. Likriktad trefas blir... öh... >500VDC (slarvat bort formelsamlingen så rätta mig om jag har fel). Det stoppar du in i en H-brygga som driver primärsidan av din trafo. Höga sidan på H-bryggan drivs av N-kanals mosfet som har drain på +500VDC och source mot trafon. Gaten vill du ju relatera mot S, så här tar man fram sin lilla isolationstrafo ELLER optokopplare.
Men tål optokopplaren 500VDC (plus, i det här fallet, otäcka vädertransienter)?

[Nerre]

I en switchad nätdel så orsakar switchningen transienter, för att dimensionera isolationen måste man mäta arbetsspänningen över isolationen.

Det mäter man normalt med oscilloskåp, och man mäter differentiellt (med två prober). Scopet får räkna fram RMS och så tar man reda på max peak värde.

För en normal 230 V SMPS ligger man ofta runt 500 Vpeak och 300 Vrms, men det förekommer (tror det främst är vid push-pull) att man får så mycket som 800 Vpeak och 400 Vrms. (Detta gäller alltså mellan primär och sekundär, det är normalt bara där man har optokopplare i en SMPS.)

[slarvern]

Och kan du säga ur databladet att optokopplaren ens tål 400Vrms? Tex ur Isocoms datablad?

Jag ska nog bygga min egen högspänningsgenerator och testa några optokopplare. Bra karl reder sig själv.

[grym]

vad man vill ha är nästan alltid något annat än vad som funnes

jag hadde inte ens velat ha 2kv med effekt bakom sig i en standard dilkapseloptokopplare

det är liksom där erfarenheten spelar roll hur man väljer prylar,

eller det finns ju något som heter kill your darlings, det stämmer förbannat väl

[sodjan]

> Anta att du kollar på en transistor där det står i databladet under abs max ratings att Vce(max) = 50VDC.

Helt OK. Det är alltså vad den tål utan att ta permanent skada.
Däremot finns det ingen garanti alls att den *fungerar* när man ligger på "abs max ratings"
och det gäller generellt, det finns ISO standards för det. Det finns en annan del av databladet
som talar om vilka spänningar som gäller under normal drift.

> Men eftersom du är en misstänksam fan så skriver du för säkerhets skull till tillverkaren...

Komplett onödigt. Databladet har (normalt) allt du behöver.

> som då säger att njaäää det där är en testspänning vi lägger på i en minut, du får inte
> använda transistorn med mer än 3VDC över CE.

Vilket i så fall står under specen för normala driftförhållanden !

> Skulle du bli förvånad?

Självklart inte !

> Det skulle jag bli.

Jaha...