Дискретный вход микропроцессорного терминала РЗА

[Alf]

Здравствуйте специалисты данного форума. Основная сфера моей деятельности это РЗиА, радиоэлектроника это как прикладное факультативное занятие. В очередной раз вышел из строя дискретный вход МП терминала. Для справки, терминалы изготовлены в 2007 году, на одной из ПС из 20 терминалов примерно на половине терминалов вышло из строя как минимум по одному из дискретных входов. Причем это дискреты "Включить" и "Отключить", и всего один дискрет "Разрешение АПВ". На другой ПС пока вышло из стоя только 2 терминала. Лечилось, заменой оптрона по предложению одного из наших специалистов, како при этом обеспечивался запас мне не известно. В моем случае на выходе нового, свеже установленного оптрона напряжение было 3.8V. Пересылка изготовителю не вариант. Оперативное питание постоянка 220В. Работа данного блока подразумевает некоторый порог нечувствительности для отстройки от наводок и помех. Сейчас решил подробно изучить как этот блок устроен и собственно в чем причина. Полагаю за счет деградации элементов на выходе оптопары CNY17-3 напряжение, воздействующее на буфер MM74HC541, ниже напряжения логической "1" (измерено 2.2V, 3.8V), на рабочем(реагирующем) оптроне 4.9V. Чип MM74HC541 получает питание 5.0V. Схема срисована и симулирована в мультисиме. Параметры U и I несколько отличаются, но можно им верить. Смущает обратное напряжение на Базе эмиттер транзистора BC557B более -8,0V в сработанном состоянии, и обратное напряжение на излучателе оптрона -10,6В в несработанном состоянии. Нужно как то поднять ток через оптрон в 2 раза, чтобы параметры срабатывания не ушли. Переключение в реале около 115V, при симуляции 140V. Глаз замылен, прошу подсказать элегантное решение. Есть вариант (Установить оптрон с большим CTR. Поменять стабилитроны местами и подобрать R5. Уменьшить R8 и подобрать R5. У величить напряжение на стоке транзистоа Q4).

[Yuri222]

Смущает обратное напряжение на Базе эмиттер транзистора BC557B более -8,0V в сработанном состоянии, и обратное напряжение на излучателе оптрона -10,6В

А почему смущает? Это - явный косяк разработчика. Если поставить параллельно диоды в обратной полярности - не поможет?

[Alf]

Думал на базу Q1 поставить стабилитрон. А поводу оптрона с последовательным включением диода возникает вопрос: в какой пропорции напряжения делиться будут.?

[Yuri222]

оптрона с последовательным включением диода

а зачем к оптрону последовательный диод?

[Alf]

Так в даташите на cny17-3 в разделе absolute maximum raring указан reverse voltage на излучателе 6В. Может я что не понимаю.

[Yuri222]

reverse voltage на излучателе 6В

Ну так ставьте ему параллельно диод - получите 0,7 вольта.
То же самое - с переходом БЭ транзистора.
Главное - убедиться, что там ничего не сгорит от такой доработки.

[genao]

Поменять стабилитроны местами и подобрать R5. Уменьшить R8 и подобрать R5.

Этого делать не надо, поменяется порог

Переключение в реале около 115V

Достаточно в разрыв вывода коллектора Q2 подключить стабилитрон на 9-10В.
Обратка на диоде оптрона не будет превышать 2-3В.
Что касается обратки на БЭ Q1, то она не страшна, так как переход работает в лавинном пробое как стабилитрон, ток стабилизации маленький до 0,4мА.

[genao]

Ну так ставьте ему параллельно диод - получите 0,7 вольта.

Нельзя, Q2 "погасит" +12В

[Alf]

Что касается обратки на БЭ Q1, то она не страшна, так как переход работает в лавинном пробое как стабилитрон, ток стабилизации маленький до 0,4мА.
Вложение 148517

А какой ток допустим, чтобы пробоя не было.

В схеме еще одна фишка есть, согласно документации производателя, в симуляции это тоже видно: схема в не сработанном состоянии обеспечивает повышенный ток для пробоя оксидной пленки на контактах элементов РЗА.

[genao]

А какой ток допустим, чтобы пробоя не было.

Лавинный пробой БЭ обратим, пока ток лавинного пробоя не достигнет величины теплового пробоя перехода, для Q1 это будет 100мВт/(7В-8В) = 12-14мА