|
Soms is het nodig het al dan niet aanwezig zijn van de netspanning te bewaken, bijvoorbeeld door een alarm te sturen als een netzekering doorbrandt. In dit artikel maakt u kennis met de MID400, een 'AC line monitor device' die speciaal voor deze toepassing werd ontwikkeld. |
De MID400, een 'AC line monitor device'
Kennismaking
Deze optische koppelaar is speciaal ontwikkeld voor het detecteren van de aanwezigheid van de 230 V netspanning. De MID400 is primair voorzien van twee antiparallel geschakelde infrarode LED's en secundair van een zeer gevoelige infrarode fotodiode en een speciale diodeversterker met open-collector uitgang. Het primaire circuit kan via een serieweerstand wisselspanningen tussen 24 V en 240 V verwerken, het secundaire geïsoleerde uitgangscircuit kan stromen tot 20 mA schakelen. Als de primaire LED's worden gestuurd gaat de uitgangsspanning naar 'L'. Op deze manier kunt u op een wel heel eenvoudige manier de aanwezigheid van de netspanning galvanisch gescheiden detecteren.
 |
| Het intern schema van de MID400. (© 2005 Fairchild) |
- Prijsindicatie: € 4,00 (€ 8,30 per 20 bij AliExpress)
- Fabrikant: Fairchild, QT Optoelectronics
- Behuizing: DIL-8
- LED-stroom voor storingsvrije detectie: 4 mAeffectief typisch
- LED-stroom: 25 mAeffectief max.
- LED-spanning: 1,5 V max.
- Voedingsspanning: +7 V max.
- Uitgangsstroom: 20 mA max.
- Restspanning bij detectie: 0,4 V max.
- Inschakeltijd: 1,0 ms typisch
- Uitschakeltijd: 1,0 ms typisch
- Isolatieweerstand: 1011 Ω typisch
- Doorslagspanning AC: 2.500 Veffectief typisch
- Capaciteit: 2 pF typisch
 |
| De aansluitgegevens van de MID400. (© 2005 Fairchild) |
- VIN1 (1):
Eerste ingang voor de primaire wisselspanning. - VIN2 (3):
Tweede ingang voor de primaire wisselspanning. - GND (5):
Massa van de secundaire schakeling. - VO (6):
Secundaire uitgang met open collector. - AUX (7):
Hulpingang, via een condensator naar de massa kunt u de response van de schakeling aanpassen. - Vcc (8):
Positieve voedingsspanning.
Voorbeeldschakelingen met de MID400
Het basisschema rond de MID400
In de onderstaande figuur is het basisschema met in- en uitgangsspanningen getekend. De waarde van de weerstand Rin wordt berekend uit:
Rin = [Uin - Uf] / Iin
met:
- Uin de effectieve waarde van de wisselspanning op de ingang.
- Uf de spanningsval over de dioden.
- Iin de noodzakelijke LED-stroom voor worst-case detectie, dus 4 mA.
Uiteraard valt Uf te verwaarlozen ten opzichte van Uin. U kunt dus de minimale waarde van de weerstand in serie met de LED´s berekenen door de netspanning te delen door 4 mA. Dat levert een waarde van 57,5 kΩ op. Om zeker te zijn dat het systeem altijd goed werkt kunt u het best een weerstand van 27 kΩ tot 33 kΩ in serie met de LED´s opnemen.
 |
| Het basisschema rond de MID-400. (© 2005 Fairchild) |
In de onderstaande figuur is een schakeling getekend die het heel even wegvallen van de netspanning goed zichtbaar detecteert. Door het aanbrengen van een condensator tussen pen 7 en de massa zal de uitgang ook 'L' blijven bij het weer terugkomen van de netspanning. U kunt de breedte van de uitgangspuls variëren door het experimenteren met de waarde van de condensator CAUX. Als de schakeling in rust is zal er geen lekstroom door de fotodiode vloeien. De condensator op pen 7 wordt dan niet opgeladen en de spanning aan de ingang van de interne uitgangsschakeling is 'L'. De uitgang wordt dan door de externe pull-up weerstand 'H' gehouden.
Als de LED's licht uitstralen gaat de lekstroom door de fotodiode fors stijgen. De stroom, die dan vanuit de voeding door de diode loopt, laadt de condensator CAUX op. De spanning op punt A gaat dus snel stijgen naar de omschakeldrempel van de uitgangsschakeling. De uitgang wordt via de geleidende transistor naar 'L' getrokken. Ook na het wegvallen van de belichting van de fotodiode blijft de condensator opgeladen. De uitgang van de MID400 blijft dus 'L'. De condensator gaat nu langzaam ontladen via de ingangsweerstand van de interne elektronica. Na een bepaalde tijd, afhankelijk van de waarde van de condensator, gaat de uitgang naar 'H'.
 |
| Detector voor het even wegvallen van de netspanning. (© 2005 Fairchild) |
In de onderstaande figuur is een schakeling getekend die registreert of een verbruiker vermogen uit het net opneemt. Eén MID400 registreert de spanning, de tweede het vloeien van stroom (spanningsval over de vermogensdioden). Via een NOR-poort van het type 74LS02 worden de twee uitgangssignalen tot één detectiepuls gecombineerd.
 |
| Het detecteren van vermogensopname uit het net. (© 2005 Fairchild) |
In de onderstaande figuur is een schema weergegeven dat het uitvallen van een netzekering detecteert. Als de zekering intact is valt er geen spanning over en worden de IR-dioden in de MID400 niet gestuurd. Als de zekering doorbrandt gaat vrijwel de volledige netspanning naar de MID400. Dit uiteraard in de veronderstelling dat de weerstand van de netbelasting klein is vergeleken met de weerstand van 27 kΩ.
 |
| Het detecteren van een defecte netzekering. (© 2005 Fairchild) |
De onderstaande figuur het schema van een monitor voor te hoge of te lage netspanning. Door de selectie van de zenerdiode in het middelpunt van de diodebrug en de weerstanden in de spanningsdeler R2-R3 kunt u stroom door de MID400 dioden laten vloeien als of de spanning op de ingang een bepaalde waarde overschrijdt of deze spanning onder een bepaalde drempel zakt.
Afhankelijk van de verhouding van R2 en R3 kan de schakeling werken in een aantal modi:
- Uitgang wordt 'L' als de netspanning te hoog of te laag wordt.
- Uitgang wordt 'L' als de netspanning wordt.
- Uitgang wordt 'L' als de netspanning te laag wordt.
 |
| Het detecteren van een afwijking van de netspanning. (© 2005 Fairchild) |
Met het schema van de onderstaande figuur kunt u de drie fasen van een krachtstroom voeding bewaken. De uitgang van de NOR-poort wordt 'L' als een (of alle drie) van de fasen uitvalt.
 |
| Bewaken van een drie-fase voeding. (© 2005 Fairchild) |
70 stuks spanningsstabilisatoren, 5 x 14 waarden
