Ihre Schaltung fungiert als 5 bis 10 mA Stromquellenantrieb für den Optoisolator. Etwas weniger bei niedrigeren Spannungen.
Der "Trick" hier ist, dass der BFR30 ein JFET (Junction Field Effect Transistor) und KEIN (heutzutage) üblicherer MOSFET ist und sich grundlegend anders verhält als ein MOSFET.
BFR30 Datenblatt hier . Es ist im Wesentlichen ein "Verarmungsmodus" -Gerät, das vollständig eingeschaltet ist, wenn Vgs = 0 ist, und erfordert, dass Vgs negativ ist, um es auszuschalten. Wenn Vgs positiv genommen wird, fließt ein Gat-Strom (anders als bei einem MOSFET), wenn die normalerweise in Sperrrichtung vorgespannte Gate-Source-Diode leitet. (Igs absmax erlaubt ist 5 mA - siehe Datenblatt).
Wenn das Gate an die Source angeschlossen ist, ist der Transistor eingeschaltet und fungiert als Stromquelle mit Ids von 5 mA min und 10 mA max bei Vds = 10 V. Siehe Datenblatt.
Um den Transistor auszuschalten, muss Vgs negativ sein.
Vds absmax wird als +/- 25 V angezeigt, damit die maximal zulässige Spannung in Ihrem Stromkreis eingestellt wird.
Fig. 3 zeigt den erwarteten Strom Id bei Vds = 10 V für verschiedene Werte von Vgs mit typischen gezeigten Min- und Max-Kurven.
Fig. 4 zeigt Ids gegen Vgs für verschiedene Werte von Vds von 0 bis 10 V. Wenn Vds 10 V erreicht, ist der Strom abgeflacht, um sich einer Stromquelle anzunähern - zunehmend, da Vgs zunehmend negativ genommen wird.
HINZUGEFÜGT
Q1: Also fungiert R18 nur als Spannungsteiler und lässt Vsupply fallen - Vds @ 5mA max?
F2: Wäre eine 5-V-Versorgung als minimaler Eingang überhaupt ausreichend?
Bei etwa 5 mA ist der Abfall über R18 = I x R = 0,005 x 100 = 0,5 V, so dass er die verfügbare Spannung beeinflusst, jedoch nicht stark.
Seine Hauptaufgabe besteht darin, als Strombegrenzer bei erheblichen Eingangsspitzen zu fungieren, wenn D18 leitet - ohne dass D18 versucht, die Energie zu akzeptieren, die sofort gesendet wird -, was tödlich sein kann.
Um eine solche Schaltung zu entwerfen oder um zu sehen, ob sie unter bestimmten Bedingungen funktioniert, müssen Sie den Worst-Case-Wert verwenden. Für Komponenten kann "schlecht" ein Max- oder Min-Wert sein, je nachdem, wie sich dies auf die Schaltung auswirkt.
In diesem Fall gibt es 3 nichtlineare Teile in Reihe (Diode, GET, Optodiode). Ein einfacher Ansatz besteht darin, einen Mindestsatz von Annahmen zu treffen, Worst-Case-Parameter für diesen Annahmensatz einzugeben und dann zu sehen, ob er darunter funktioniert hat Annahme gesetzt, und wie nah die Grenze ist.
Ich konnte keinen Optokoppler finden, der den angegebenen Namen entspricht, also wähle ich den billigsten, den Digikey zum Beispiel für Zwecke verkauft. Prces hier - LTV817, 37c in Einsen, 7,6c in 10k Menge.
BFR30 JFET-Datenblatt hier:
BAV100-Diodendatenblatt hier:
LTV817-Zapfwellen-Datenblatt hier:
Angenommen: 5 mA Strom.
Datenblätter verwenden:
Worst-Case-Optodiode Vf bei 20 mA = 1,4 V (typisch 1,2 V).
Es wird bei 5 mA etwas niedriger sein, ABER 1,4 V sind in Ordnung, wie zu sehen sein wird.
BAV103-Diode bei 5 mA = ca. 0,7V. Verwenden Sie zur Sicherheit 0,8 V. Erwarten Sie weniger.
R18-Abfall = 0,5 V.
Bei Vin = 5 V bleibt das Gleichgewicht für den FET = 5 - 0,5 - 0,7 - 1,4 = 2,4 V.
JFET-Datenblatt Fig. 4 zeigt Ids gegen Vds, typisch bei Vgs = 0. / Vds ~ = 1,25 V bei 4 mA Vds ~ = 1,6 V bei 4,5 mA Vds = 2,25 V bei 5 mA
Das sind typische Spannungen. Bei Vgs = 0 V und Vds = 10 V beträgt Ids ~ = 4/6/10 mA.
Rühren Sie die ganze Menge zusammen und braten Sie sie bis sie weich sind. Ich würde daraus schließen, dass Sie im schlimmsten Fall möglicherweise nicht 5 mA und mit ziemlicher Sicherheit 4 mA erhalten.
Die billigste Version dieses Optos hat eine Klickrate von 50% bei 4 mA, sodass Sie bei Vout Opto = 10 V 2 mA erhalten.
Wenn Sie versuchen, einen Rail-Rail-Spannungshub von 5 V mit einer 5-V-Versorgung zu erzielen, erhalten Sie mit einem 10-k-Lastwiderstand einen 2- bis 4-fachen Swing pro angegebenem Eingangs-mA, den Sie benötigen.
Ja, es funktioniert in vielen Anwendungen mit 5 V.
Wahrscheinlich bei 4V.
Bei 3V entschieden unglücklich werden.
