Optokoppelaars, wat stroombane met optiese seine as medium verbind, is 'n element wat aktief is in gebiede waar hoë presisie onontbeerlik is, soos akoestiek, medisyne en nywerheid, vanweë hul hoë veelsydigheid en betroubaarheid, soos duursaamheid en isolasie.
Maar wanneer en onder watter omstandighede werk die Optocoupler, en wat is die beginsel daaragter? Of as u die fotokoppelaar in u eie elektroniese werk gebruik, weet u miskien nie hoe om dit te kies en te gebruik nie. Omdat Optocoupler dikwels verwar word met 'fototransistor' en 'fotodiode'. Daarom sal 'n fotokoppelaar in hierdie artikel bekendgestel word.
Wat is 'n fotokoppelaar?
Die Optocoupler is 'n elektroniese komponent waarvan die etimologie opties is
koppelaar, wat 'koppeling met lig' beteken. Soms ook bekend as Optocoupler, optiese isolator, optiese isolasie, ens. Dit bestaan uit liguitstralende element en ligontvangelement, en verbind die insetkant en die uitsetkant van die kant deur optiese sein. Daar is geen elektriese verband tussen hierdie stroombane nie, met ander woorde, in 'n toestand van isolasie. Daarom is die stroombaanverbinding tussen die inset en uitset apart en word slegs die sein oorgedra. Verbind die stroombane veilig met aansienlik verskillende inset- en uitsetspanningsvlakke, met 'n hoë spanningsisolasie tussen inset en uitset.
Boonop dien dit as 'n skakelaar deur hierdie ligsein oor te dra of te blokkeer. Die gedetailleerde beginsel en meganisme sal later uiteengesit word, maar die liguitstraalingselement van die fotokoppelaar is 'n LED (lig -uitstralende diode).
Van die 1960's tot die 1970's, toe LED's uitgevind is en hul tegnologiese vooruitgang beduidend was,opto -elektronika'n oplewing geword. Destyds verskillendeOptiese toestelleis uitgevind, en die foto -elektriese koppelaar was een daarvan. Daarna het opto -elektronika vinnig in ons lewens binnegedring.
① Beginsel/meganisme
Die beginsel van die Optocoupler is dat die liguitstralende element die inset-elektriese sein in lig omskakel, en dat die ligte-ontvangelement die ligte agterste elektriese sein na die uitsetkant oordra. Die liguitstralende element en die lig -ontvangelement is aan die binnekant van die eksterne ligblok, en die twee is oorkant mekaar om lig oor te dra.
Die halfgeleier wat in liguitstralende elemente gebruik word, is die LED (lig-emitterende diode). Aan die ander kant is daar baie soorte halfgeleiers wat in ligte-ontvangstoestelle gebruik word, afhangende van die gebruiksomgewing, eksterne grootte, prys, ens., Maar in die algemeen is die fototransistor die meeste gebruik.
As dit nie werk nie, dra fototransistors weinig van die stroom wat gewone halfgeleiers doen. As die ligvoorval daar is, genereer die fototransistor 'n foto-elektromotiewe krag op die oppervlak van die P-tipe halfgeleier en die N-tipe halfgeleier, die gate in die N-tipe halfgeleiervloei in die P-streek, vloei die gratis elektroniese halfgeleier in die P-streek in die N-streek, en sal die stroom vloei.
Fototransistors is nie so reageerend soos fotodiodes nie, maar dit het ook die effek om die uitset tot honderde tot 1 000 keer die insetsein te versterk (as gevolg van die interne elektriese veld). Daarom is hulle sensitief genoeg om selfs swak seine op te tel, wat 'n voordeel is.
In werklikheid is die 'ligblokker' wat ons sien 'n elektroniese toestel met dieselfde beginsel en meganisme.
Ligte onderbrekers word egter gewoonlik as sensors gebruik en voer hul rol uit deur 'n ligblokkerende voorwerp tussen die lig-emitterende element en die ligte-ontvangselement te gee. Dit kan byvoorbeeld gebruik word om muntstukke en banknote in automaten en kitsbanke op te spoor.
② Kenmerke
Aangesien die Optocoupler seine deur lig oordra, is die isolasie tussen die insetkant en die uitsetkant 'n belangrike kenmerk. Hoë isolasie word nie maklik deur geraas beïnvloed nie, maar voorkom ook toevallige stroomvloei tussen aangrensende stroombane, wat uiters effektief is ten opsigte van veiligheid. En die struktuur self is relatief eenvoudig en redelik.
Vanweë die lang geskiedenis, is die ryk produkreeks van verskillende vervaardigers ook 'n unieke voordeel van optokoppelaars. Omdat daar geen fisiese kontak is nie, is die slytasie tussen die dele klein, en die lewe is langer. Aan die ander kant is daar ook kenmerke dat die ligte doeltreffendheid maklik is om te wissel, omdat die LED stadig agteruitgaan met die verloop van tyd en temperatuurveranderings.
Veral as die interne komponent van die deursigtige plastiek lankal bewolk word, kan dit nie baie goeie lig wees nie. In elk geval is die lewe egter te lank in vergelyking met die kontakkontak van die meganiese kontak.
Fototransistors is oor die algemeen stadiger as fotodiodes, dus word dit nie vir hoëspoed-kommunikasie gebruik nie. Dit is egter nie 'n nadeel nie, aangesien sommige komponente versterkingsstroombane aan die uitsetkant het om die snelheid te verhoog. In werklikheid hoef nie alle elektroniese stroombane die spoed te verhoog nie.
③ Gebruik
Foto -elektriese koppelaarsword hoofsaaklik gebruik om die werking te skakel. Die stroombaan sal aangevoer word deur die skakelaar aan te skakel, maar vanuit die oogpunt van bogenoemde eienskappe, veral isolasie en lang lewe, is dit goed geskik vir scenario's wat 'n hoë betroubaarheid benodig. Byvoorbeeld, geraas is die vyand van mediese elektronika en klanktoerusting/kommunikasietoerusting.
Dit word ook in motoraandrywingstelsels gebruik. Die rede vir die motor is dat die snelheid deur die omskakelaar beheer word as dit aangedryf word, maar dit genereer geraas as gevolg van die hoë uitset. Hierdie geraas sal nie net veroorsaak dat die motor self misluk nie, maar ook deur die 'grond' wat randapparatuur beïnvloed. In die besonder is toerusting met lang bedrading maklik om hierdie hoë uitsetgeluid op te tel, so as dit in die fabriek gebeur, sal dit groot verliese veroorsaak en soms ernstige ongelukke veroorsaak. Deur hoogs geïsoleerde optokoppelaars te gebruik om te skakel, kan die impak op ander stroombane en toestelle tot die minimum beperk word.
Tweedens, hoe om Optocouplers te kies en te gebruik
Hoe kan u die regte Optocoupler gebruik vir toepassing in produkontwerp? Die volgende mikrobeheerderontwikkelingsingenieurs sal verduidelik hoe om optokoppelaars te kies en te gebruik.
① Altyd oop en altyd naby
Daar is twee soorte fotokoppelaars: 'n tipe waarin die skakelaar afgeskakel is (uit) wanneer geen spanning aangewend word nie, 'n tipe waarin die skakelaar aangeskakel is (af) wanneer 'n spanning aangebring word, en 'n tipe waarin die skakelaar aangeskakel is as daar geen spanning is nie. Wend aan en skakel uit wanneer spanning aangebring word.
Eersgenoemde word normaalweg oop genoem, en laasgenoemde word normaal gesluit genoem. Hoe om te kies, hang eers af van watter soort kring u nodig het.
② Kontroleer die uitsetstroom en toegepaste spanning
Fotokoppelaars het die eienskap om die sein te versterk, maar gaan nie altyd deur spanning en stroom na willekeur nie. Natuurlik word dit beoordeel, maar 'n spanning moet vanaf die insetkant toegepas word volgens die gewenste uitsetstroom.
As ons na die produkdatablad kyk, kan ons 'n kaart sien waar die vertikale as die uitsetstroom is (versamelaarstroom) en die horisontale as is die insetspanning (versamelaar-emitter-spanning). Die versamelaarstroom wissel volgens die LED -ligintensiteit, en pas die spanning toe volgens die gewenste uitsetstroom.
U kan egter dink dat die uitsetstroom wat hier bereken word, verbasend klein is. Dit is die huidige waarde wat nog steeds betroubaar kan word, na inagneming van die agteruitgang van die LED mettertyd, dus is dit minder as die maksimum gradering.
Inteendeel, daar is gevalle waar die uitsetstroom nie groot is nie. As u die Optocoupler kies, moet u dus die “uitsetstroom” noukeurig nagaan en kies die produk wat daarmee pas.
③ Maksimum stroom
Die maksimum geleidingsstroom is die maksimum stroomwaarde wat die OptoCoupler kan weerstaan wanneer hy gelei word. Weereens, ons moet seker maak dat ons weet hoeveel uitset die projek benodig en wat die insetspanning is voordat ons koop. Maak seker dat die maksimum waarde en die stroom wat gebruik word nie perke is nie, maar dat daar 'n mate is.
④ Stel die fotokoppelaar korrek in
Nadat ons die regte Optocoupler gekies het, laat ons dit in 'n regte projek gebruik. Die installasie self is maklik, koppel net die klemme wat aan elke insetkant en die uitsetkantstroombaan gekoppel is. Daar moet egter sorg gedra word om nie die insetkant en die uitsetkant te misfy nie. Daarom moet u ook die simbole in die datatabel nagaan, sodat u nie sal vind dat die foto -elektriese koppelvoet verkeerd is nadat u die PCB -bord getrek het nie.
Postyd: Jul-29-2023