Optočíky, které spojují obvody pomocí optických signálů jako média, jsou prvkem aktivním v oblastech, kde je vysoká přesnost nezbytná, jako je akustika, medicína a průmysl, kvůli jejich vysoké univerzálnosti a spolehlivosti, jako je trvanlivost a izolace.
Kdy však a za jakých okolností OptoCoupler funguje a jaký je zásada za tím? Nebo když skutečně používáte PhotoCOUpler ve své vlastní elektronické práci, možná nevíte, jak jej vybrat a používat. Protože OptoCOUPLER je často zaměňován s „fototransistorem“ a „fotodiodou“. Proto bude v tomto článku představeno to, co je fotočarní.
Co je to PhotoCoupler?
OptoCoupler je elektronická součást, jejíž etymologie je optická
Cowerler, což znamená „spojení se světlem“. Někdy také známý jako OptoCoupler, optický izolátor, optická izolace atd. Skládá se z prvku emitujícího světla a prvku přijímajícího světla a spojuje boční obvod a výstupní boční obvod pomocí optického signálu. Jinými slovy, ve stavu izolace neexistuje žádné elektrické spojení. Proto je spojení obvodu mezi vstupem a výstupem oddělené a přenáší se pouze signál. Bezpečně propojte obvody s výrazně odlišnými úrovněmi vstupního a výstupního napětí, s izolací s vysokým napětím mezi vstupem a výstupem.
Kromě toho přenosem nebo blokováním tohoto světelného signálu funguje jako spínač. Podrobný princip a mechanismus bude vysvětlen později, ale prvek emitujícího světla fotočleru je LED (dioda emitující světlo).
Od šedesátých let do 70. let, kdy byly vynalezeny LED diody a jejich technologický pokrok byl významný,Optoelectronicsse stal rozmachem. V té době, různíoptická zařízeníbyli vynalezeni a fotoelektrický spojka byla jedním z nich. Následně optoelektronika rychle pronikla do našich životů.
① Princip/mechanismus
Princip OptoCoupleru je, že prvek emitující světlo převádí vstupní elektrický signál na světlo a prvek přijímání světla přenáší světlý záda elektrický signál do výstupního bočního obvodu. Prvek emitující světlo a prvek přijímající světlo jsou na vnitřní straně bloku vnějšího světla a oba jsou proti sobě, aby se přenesli světlo.
Polovodičový polovodič používaný v prvcích emitujících světla je LED (světle emitující dioda). Na druhé straně existuje mnoho druhů polovodičů používaných v zařízeních přijímajících světla, v závislosti na prostředí používání, vnější velikosti, ceně atd., Ale obecně se nejčastěji používají fototransistor.
Když nefungují, fototransistoři nesou jen málo proudu, který běžné polovodiče dělají. Když tam je světelný incident, fototransistor generuje fotoelektromotickou sílu na povrchu polovodiče typu p a polovodiče typu N, otvory v polovodičovém proudu N do oblasti P do oblasti P do oblasti N do oblasti N a proud tok proudí.
Fototransistory nejsou tak citlivé jako fotodiody, ale mají také účinek na zesílení výstupu na stovky až 1 000násobek vstupního signálu (kvůli vnitřnímu elektrickému poli). Proto jsou dostatečně citliví na to, aby vyzvedli i slabé signály, což je výhoda.
Ve skutečnosti je „blokátor světla“, který vidíme, elektronické zařízení se stejným principem a mechanismem.
Světelné přerušení se však obvykle používají jako senzory a vykonávají svou roli předáváním objektu blokujícího světla mezi prvkem emitujícím světlem a prvkem přijímajícím světla. Například může být použit k detekci mincí a bankovek v automatech a bankomatech.
② Funkce
Vzhledem k tomu, že OptoCOUpler přenáší signály prostřednictvím světla, je izolace mezi vstupní stranou a výstupní stranou hlavním prvkem. Vysoká izolace není snadno ovlivněna šumem, ale také zabraňuje náhodnému toku proudu mezi sousedními obvody, což je z hlediska bezpečnosti velmi účinné. A samotná struktura je relativně jednoduchá a rozumná.
Díky své dlouhé historii je bohatá produktová řada různých výrobců také jedinečnou výhodou OptoCOUPLERS. Protože neexistuje žádný fyzický kontakt, opotřebení mezi díly je malé a život je delší. Na druhé straně existují také vlastnosti, že světelná účinnost je snadno kolísatelná, protože LED se pomalu zhoršuje s průběhem času a změn teploty.
Obzvláště když vnitřní složka průhledného plastu po dlouhou dobu, nelze to být velmi dobré světlo. V každém případě je však život ve srovnání s kontaktním kontaktem mechanického kontaktu příliš dlouhý.
Fototransistory jsou obecně pomalejší než fotodiody, takže se nepoužívají pro vysokorychlostní komunikaci. Nejedná se však o nevýhodu, protože některé komponenty mají zesilovací obvody na výstupní straně, aby se zvýšila rychlost. Ve skutečnosti ne všechny elektronické obvody musí zvýšit rychlost.
③ Použití
Fotoelektrické vazbyse používají hlavně pro přepínání. Obvod bude pod napětím zapnutím spínače, ale z pohledu výše uvedených charakteristik, zejména izolace a dlouhého života, je vhodné pro scénáře vyžadující vysokou spolehlivost. Například šum je nepřítelem lékařské elektroniky a zvukového vybavení/komunikačního vybavení.
Používá se také v systémech pohonných motorů. Důvodem motoru je to, že rychlost je řízena měničem, když je poháněn, ale generuje šum kvůli vysokému výkonu. Tento šum nejen způsobí, že samotný motor selhává, ale také protéká „zemí“ ovlivňující periferie. Zejména zařízení s dlouhým zapojením se snadno vyzvedne tento vysoký výstupní šum, takže pokud k tomu dojde v továrně, způsobí to velké ztráty a někdy způsobí vážné nehody. Použitím vysoce izolovaných optokuplerů pro přepínání lze dopad na jiné obvody a zařízení minimalizovat.
Za druhé, jak vybrat a používat OptoCOUPLERS
Jak používat správný OptoCOUPLER pro aplikaci při návrhu produktu? Následující vývojové inženýři mikrokontroléru vysvětlí, jak vybrat a používat OptoCOUPLERS.
① Vždy otevírá a vždy zavírá
Existují dva typy fotoklouprů: typ, ve kterém je spínač vypnut (vypnuto), když není aplikováno žádné napětí, typ, ve kterém je spínač zapnutý (vypnutý), když je napětí napětí, a typ, ve kterém je spínač zapnutý, když není napětí. Při použití napětí naneste a vypněte.
První z nich se nazývá normálně otevřený a ten druhý se nazývá normálně uzavřený. Jak si vybrat, nejprve závisí na tom, jaký druh obvodu potřebujete.
② Zkontrolujte výstupní proud a aplikované napětí
Fotočlenové mají vlastnost zesílení signálu, ale ne vždy procházejí napětím a proudem podle libosti. Samozřejmě je to hodnoceno, ale napětí je třeba aplikovat ze vstupní strany podle požadovaného výstupního proudu.
Pokud se podíváme na datový list produktu, můžeme vidět graf, kde je vertikální osa výstupním proudem (sběratelský proud) a vodorovná osa je vstupní napětí (napětí sběratele). Sběratelský proud se mění podle intenzity LED světla, takže napětí napojte podle požadovaného výstupního proudu.
Možná si však můžete myslet, že zde vypočtený výstupní proud je překvapivě malý. Toto je aktuální hodnota, která může být stále spolehlivě výstup po zohlednění zhoršení LED v průběhu času, takže je menší než maximální hodnocení.
Naopak, existují případy, kdy výstupní proud není velký. Při výběru OptoCOUPLER proto nezapomeňte pečlivě zkontrolovat „výstupní proud“ a vyberte produkt, který se shoduje.
③ Maximální proud
Maximální vodivý proud je maximální hodnota proudu, kterou optokupler při provádění odolává. Opět se musíme ujistit, že víme, kolik výstupu projekt potřebuje a jaký je vstupní napětí, než si zakoupíme. Ujistěte se, že maximální hodnota a použitá proud nejsou limity, ale že existuje určitá okraje.
④ Nastavte PhotoCOUpler správně
Poté, co si vybrali správný OptoCOUpler, použijte jej ve skutečném projektu. Samotná instalace je snadná, stačí připojit terminály připojené k každému obvodu vstupního bočního obvodu a výstupního bočního obvodu. Je však třeba dbát na to, aby se nesmasoval vstupní stranu a výstupní stranu. Proto musíte také zkontrolovat symboly v tabulce dat, abyste nezjistili, že fotoelektrická vazba je po nakreslení desky PCB nesprávná.
Čas příspěvku: 29-2023