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关于与非门SN74LS00的使用,小白求救!!!

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楼主
在做一个IPM智能功率模块的接口电路,如图是接口电路当中的硬件保护电路部分,nFault端将接到74LS00的输入端上,我现在的疑惑就是,不知道该如何确定电阻R8的大小。光耦PC817在输出低电平时输出电流为10mA,VCC为3.3V,我看了74LS00的数据手册写着低电平输入电流最大值为-0.4mA,请问我是否能将这个nFault信号直接作为74LS00的输入?如果可以,我该如何确定这个电阻阻值的大小啊?

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沙发
 楼主 | 2019-12-24 21:38 | 只看该作者
保护电路如下:

板凳
 楼主 | 2019-12-24 21:41 | 只看该作者
74LS00的电气特性如下:实在看不明白,望大神指教

地板
| 2019-12-24 21:44 | 只看该作者
作为74LS00的输入,这个上拉电阻可以开路的。
如果用上拉,最好是5V。。。
5
| 2019-12-24 22:03 | 只看该作者
“LSTTL”输入端是个标准结构,给它高电平它没有电流,而低电平则会从它的输入流出最大0.4毫安

评论

Redbeannnnnn 2019-12-24 22:07 回复TA
如果流出最大4mA,当四个光耦输出端均为低电平时,就是说此时四个光耦每个都有10mA的电流,那这些电流要去哪里啊?不符合KCL了都 
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 楼主 | 2019-12-24 22:05 | 只看该作者
戈卫东 发表于 2019-12-24 21:44
作为74LS00的输入,这个上拉电阻可以开路的。
如果用上拉,最好是5V。。。

我今天纠结了一天的问题是,假如四个光耦都输出低电平,则四路光耦的4端均有10mA的电流,这些电流根据KCL最终就流入74LS00的输入端了,这样会有问题吗?我在网上查了好久都没有查到相关的问题,是我自己理解错了,还是我哪里疏忽了,后天就要给导师交差了,卡在这了,哎

评论

YDCMAN 2019-12-26 16:21 回复TA
@Redbeannnnnn :帖子上的人都回答了啊 
Redbeannnnnn 2019-12-26 15:34 回复TA
@YDCMAN :我们导师会要求我写理由的,我直接换了,被问为什么我答不上,还是要回来求教大家 
YDCMAN 2019-12-26 10:13 回复TA
@Redbeannnnnn :+3.3V换成5V就行,其他不用管了 
Redbeannnnnn 2019-12-26 09:40 回复TA
@YDCMAN :第一个问题我大致理解了, “采用5V供电是保证VOH>技术手册中典型值3.4V”---我的74LS00的确是采用5V供电的,只是前端的这个光耦输出端处的电源是3.3V,请问这个会有问题吗?我第一次做,有些问题还不知怎么考虑才稳妥 
YDCMAN 2019-12-25 13:57 回复TA
走光耦的CE级构成回路了,采用5V供电是保证VOH>技术手册中典型值3.4V 
7
| 2019-12-24 22:07 | 只看该作者
你可以把光耦的输出看成一个开关,当它ON的时候,会有多少电流不是它说了算的。。。
8
 楼主 | 2019-12-24 22:08 | 只看该作者
戈卫东 发表于 2019-12-24 22:07
你可以把光耦的输出看成一个开关,当它ON的时候,会有多少电流不是它说了算的。。。 ...

这样吗?我看了光耦PC817的datasheet,里面有一个电流转移率参数CTR,我一直以为光耦的输出电流一直是由它的输入电流决定的

评论

YDCMAN 2019-12-26 12:11 回复TA
线性光耦,在线性范围内是由输入电流决定的,如PC817,但输入电流超过范围,也就等同于开关量 
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 楼主 | 2019-12-24 22:10 | 只看该作者
戈卫东 发表于 2019-12-24 22:07
你可以把光耦的输出看成一个开关,当它ON的时候,会有多少电流不是它说了算的。。。 ...

请问一下,那我如果就按现在这个原理图里的电阻取值,74LS00与非门可以正常工作吗?
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| 2019-12-24 22:15 | 只看该作者
Redbeannnnnn 发表于 2019-12-24 22:08
这样吗?我看了光耦PC817的datasheet,里面有一个电流转移率参数CTR,我一直以为光耦的输出电流一直是由 ...

沒有错,输出电流受控于输入电流是根据CTR的。TTL的输入腳的电流是流出去到地线。
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| 2019-12-24 22:17 | 只看该作者
Redbeannnnnn 发表于 2019-12-24 22:10
请问一下,那我如果就按现在这个原理图里的电阻取值,74LS00与非门可以正常工作吗? ...

请看VIL的最小值。
12
 楼主 | 2019-12-25 09:08 | 只看该作者
king5555 发表于 2019-12-24 22:17
请看VIL的最小值。

VIL应该是输入低电平时的电压,这个参数应该是给出最大值吧,没有最小值限制,

13
 楼主 | 2019-12-25 09:17 | 只看该作者
king5555 发表于 2019-12-24 22:15
沒有错,输出电流受控于输入电流是根据CTR的。TTL的输入腳的电流是流出去到地线。 ...

如果是向您说的这样,我的nFault接TTL的输入引脚,那么当四个光耦均输出低电平时,每个光耦4端的电流是10mA,TTL输入脚流入到地线的电流不是达到40mA左右了,可是TTL数据手册又说输入电流最大值为-0.4mA,这会不会矛盾啊?我的这个分析哪里出问题了呢?昨天纠结了一天了还是没想通,望大神指点一二


14
| 2019-12-25 09:35 | 只看该作者
Redbeannnnnn 发表于 2019-12-25 09:17
如果是向您说的这样,我的nFault接TTL的输入引脚,那么当四个光耦均输出低电平时,每个光耦4端的电流是10 ...

你这里4个光耦是并联的,也就是意味着任何一个光耦导通,则输出低电平,和能流过多少电流没有什么关系,负载电流小,只不过各管子饱和程度大一点而已,这里4个光耦能流过的的40mA和实际电流可能只有1mA没有必然关系。
直接接入TTL门的话,考虑到几个光耦并联,可能会有少许漏电流,所以上拉电阻的可以加的,至于加多少,还得看817的输入端和型号,817后缀代表传输比,常见的为C挡,这挡光耦,传输比1:2以上,作为开关用,则至少有2倍以上余量,以保证可靠饱和,所以,对于输入端,电流如果设置为2mA,你输出只能选择1mA负载,上拉到5V则电阻=4.7K。这样才能保证任何一个光耦有输入时候,输出的饱和低电平。
15
 楼主 | 2019-12-25 10:47 | 只看该作者
tianxj01 发表于 2019-12-25 09:35
你这里4个光耦是并联的,也就是意味着任何一个光耦导通,则输出低电平,和能流过多少电流没有什么关系, ...
谢谢您的解答,我有点不理解您的意思,请问:
这里4个光耦能流过的的40mA和实际电流可能只有1mA没有必然关系。”---这里的40mA我是指的在我的应用中,四个光耦均有输入时,输出端能达到的最大电流有40mA,请问您说的“和实际电流可能只有1mA”这个1mA电流是指的什么电流呢?
所以,对于输入端,电流如果设置为2mA,你输出只能选择1mA负载,上拉到5V则电阻=4.7K”---这里的输入端是指的哪个输入端呢,是光耦的输入端还是TTL与非门的输入端(即我原理图中的nFault信号)?另外,电流为2mA,输出选择1mA负载,这个关系是怎么得来的啊?
还请指点指点!
16
| 2019-12-25 11:20 | 只看该作者
Redbeannnnnn 发表于 2019-12-25 10:47
谢谢您的解答,我有点不理解您的意思,请问:
“这里4个光耦能流过的的40mA和实际 ...

一个晶体管,能流过多少电流,在饱和情况,不是由它决定,是由负载决定的。
这里的4.7K,就是你线路图上面R8,这里你用1K有点小了,1K电阻条件下,光耦需要饱和,则输入电流至少要5-10MA级别,我上面前提已经说了,光耦发光管那端,假定电流是2mA级别,则上拉R8 选择4.7K,然后直接接TTL就可以了。
至于关系怎么算的,则按照光耦驱动电流--传输比--饱和需要的倍数,综合算出来的,传输比假定为2,则2mA驱动输出驱动能力是4mA,按照可靠饱和算4倍,则实际电流选择1mA,饱和电压算0.3V,电阻电压=4.7V,所以5V供电电阻取4.7V/1mA=4.7K。
当你4个光耦都导通,则由于4.7K电阻的存在,而4个光耦输出由于饱和程度更深(或者说大家分配了电流)最大电流也不过就是1mA多那么一点点而已。这里没40mA什么事情不是?
17
| 2019-12-25 11:20 | 只看该作者
Redbeannnnnn 发表于 2019-12-25 10:47
谢谢您的解答,我有点不理解您的意思,请问:
“这里4个光耦能流过的的40mA和实际 ...

他说的是光耦的输入电流与输出电流的关系。档次低的,当驱动光耦的电流小的时候,光耦输出不一定饱和。
例如光耦输入只有1ma,传输比为1。光耦输出端,上拉电阻去1k产生的压降为1V。光耦CE结的电压为2.3V。就是没饱和。如果上拉电阻取3.3K,上拉电阻产生的压降为3.3V,光耦的ce结肯定饱和。输出接近0.
18
| 2019-12-25 13:25 | 只看该作者
本帖最后由 king5555 于 2019-12-25 13:37 编辑
Redbeannnnnn 发表于 2019-12-25 09:08
VIL应该是输入低电平时的电压,这个参数应该是给出最大值吧,没有最小值限制,

...


是。我表达错誤。至少小于。也就是MAX值。
TTL的输入脚的接地电流,规格书有写,不大。你光耦能提供40mA,但实际依負载而定,而输入脚只吃它需要的电流。
你家电源开关可用于10A,但电锅只消耗5A,灯泡只消耗0.1A,冷气要20A不行的,对不起只能换小台10A的冷气。
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| 2019-12-25 16:35 | 只看该作者
(1) 74LS00不适合VCC=3.3V电源。74LS00改为74AHC00.  (2)R8在2K ~ 4K范围内均可,取中间值3K好了。
20
 楼主 | 2019-12-25 16:58 | 只看该作者
本帖最后由 Redbeannnnnn 于 2019-12-25 17:06 编辑
tianxj01 发表于 2019-12-25 11:20
一个晶体管,能流过多少电流,在饱和情况,不是由它决定,是由负载决定的。
这里的4.7K,就是你线路图上 ...

真心的谢谢您这么认真的解答。看了您的回复,我也大致理解了为什么datasheet里有两张表Electrical characteristics和Recommonded operating Conditions,而IIL和IIH这两个参数是在Electrical characteristics表里,因为输入电流大小是由自身决定的,并不是前端给你多少电流,你就有多少电流。
另外,“则实际电流选择1mA”---这个我设计时是根据自己的负载来定的是吗?比如我的负载是74LS00与非门,从它的电气特性可以看到IIL最大值为-0.4mA,然后光耦的传输比是2,我的光耦输入电流是10mA,那么我此时实际电流是多少呢,是依据这个10mA来定,还是依据负载所要的-0.4mA来定呢?

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