Ortam olarak optik sinyalleri kullanarak devreleri birbirine bağlayan optocupliler, yüksek hassasiyet, akustik, tıp ve endüstri gibi yüksek hassasiyetsiz olduğu alanlarda aktif bir elementtir.
Fakat optocoupler ne zaman ve hangi koşullar altında çalışır ve arkasındaki prensip nedir? Veya fotokuplayıcıyı kendi elektronik çalışmalarınızda gerçekten kullandığınızda, nasıl seçeceğinizi ve kullanacağınızı bilemeyebilirsiniz. Çünkü optocupler genellikle “fototransistör” ve “fotodiyot” ile karıştırılır. Bu nedenle, bu makalede bir fotokupler nedir.
Fotoupler nedir?
Optocoupler, etimolojisi optik olan elektronik bir bileşendir
“Işıkla bağlantı” anlamına gelir. Bazen optocupller, optik izolatör, optik yalıtım, vb. Olarak da bilinir. Işık yayma elemanı ve ışık alıcı elemanından oluşur ve giriş yan devresini ve çıkış yan devresini optik sinyal yoluyla bağlar. Bu devreler arasında, başka bir deyişle, bir yalıtım durumunda elektrik bağlantısı yoktur. Bu nedenle, giriş ve çıkış arasındaki devre bağlantısı ayrıdır ve yalnızca sinyal iletilir. Devreleri, giriş ve çıkış arasında yüksek voltaj yalıtımı ile önemli ölçüde farklı giriş ve çıkış voltaj seviyelerine sahip olarak güvenli bir şekilde bağlayın.
Ayrıca, bu ışık sinyalini ileterek veya engelleyerek bir anahtar görevi görür. Ayrıntılı ilke ve mekanizma daha sonra açıklanacaktır, ancak fotokuplinin ışık yayan elemanı bir LED'dir (ışık yayan diyot).
1960'lardan 1970'lere, LED'lerin icat edildiği ve teknolojik ilerlemeleri önemlidir.optoelektronikbir patlama oldu. O zaman, çeşitliOptik Cihazlaricat edildi ve fotoelektrik kuplör bunlardan biriydi. Daha sonra, optoelektronik hızla hayatımıza girdi.
① İlke/mekanizma
Optocoupler'ın prensibi, ışık yayan elemanın giriş elektrik sinyalini ışığa dönüştürmesi ve ışık alıcı öğesinin ışık geri elektrik sinyalini çıkış yan devresine iletmesidir. Işık yayma elemanı ve ışık alıcı elemanı harici ışık bloğunun içindedir ve ikisi ışığı iletmek için birbirine karşıdır.
Işık yayan elemanlarda kullanılan yarı iletken LED'dir (ışık yayan diyot). Öte yandan, kullanım ortamına, harici boyut, fiyat vb. Bağlı olarak, hafif karşılama cihazlarında kullanılan birçok yarı iletken vardır, ancak genel olarak en yaygın olarak kullanılan fototransistördür.
Çalışmıyorken, fototransistörler sıradan yarı iletkenlerin yaptığı akımı çok az taşır. Oradaki ışık olayı, fototransistör P tipi yarı iletken ve N tipi yarı iletken yüzeyinde bir fotoelektromotif kuvvet ürettiğinde, P bölgesine N-tipi yarı iletken akış, P bölgesindeki serbest elektron yarı iletken ve akım akımı akar.
Fototransistörler fotodiyotlar kadar duyarlı değildir, ancak çıkışı giriş sinyalinin yüzlerce ila 1000 katına (dahili elektrik alanı nedeniyle) yükseltme etkisine sahiptirler. Bu nedenle, zayıf sinyalleri bile alacak kadar hassastırlar, bu bir avantajdır.
Aslında, gördüğümüz “ışık engelleyici” aynı prensip ve mekanizmaya sahip elektronik bir cihazdır.
Bununla birlikte, ışık kesicileri genellikle sensör olarak kullanılır ve ışık yayan öğe ve ışık alma elemanı arasında ışık engelleme nesnesini geçerek rollerini gerçekleştirir. Örneğin, otomatlarda ve ATM'lerde paraları ve banknotları tespit etmek için kullanılabilir.
② Özellikler
Optocoupler sinyalleri ışıktan ilettiğinden, giriş tarafı ile çıkış tarafı arasındaki yalıtım önemli bir özelliktir. Yüksek yalıtım gürültüden kolayca etkilenmez, aynı zamanda güvenlik açısından son derece etkili olan bitişik devreler arasındaki kazara akım akışını da önler. Ve yapının kendisi nispeten basit ve makul.
Uzun geçmişi nedeniyle, çeşitli üreticilerin zengin ürün serisi de optocuplers'ın benzersiz bir avantajıdır. Fiziksel temas olmadığından, parçalar arasındaki aşınma küçüktür ve ömür daha uzundur. Öte yandan, aydınlık verimliliğin dalgalanmasının kolay olduğu özellikleri de vardır, çünkü LED zaman ve sıcaklık değişikliklerinin geçmesi ile yavaş yavaş bozulacaktır.
Özellikle şeffaf plastiğin iç bileşeni uzun süre bulutlu olduğunda, çok iyi bir ışık olamaz. Bununla birlikte, her durumda, ömre mekanik temasın temas kontağına kıyasla çok uzundur.
Fototransistörler genellikle fotodiyotlardan daha yavaştır, bu nedenle yüksek hızlı iletişim için kullanılmazlar. Bununla birlikte, bazı bileşenlerin hızı artırmak için çıktı tarafında amplifikasyon devreleri olduğundan bu bir dezavantaj değildir. Aslında, tüm elektronik devrelerin hızı artırması gerekmez.
③ Kullanım
Fotoelektrik kuplörleresas olarak anahtarlama işlemi için kullanılır. Devre, anahtarı açarak enerjilendirilecektir, ancak yukarıdaki özellikler, özellikle yalıtım ve uzun ömürler açısından, yüksek güvenilirlik gerektiren senaryolara çok uygundur. Örneğin, gürültü tıbbi elektronik ve ses ekipmanı/iletişim ekipmanının düşmanıdır.
Motor tahrik sistemlerinde de kullanılır. Motorun nedeni, hızın sürüldüğünde invertör tarafından kontrol edilmesidir, ancak yüksek çıkış nedeniyle gürültü üretir. Bu gürültü sadece motorun kendisinin başarısız olmasına değil, aynı zamanda çevre birimlerini etkileyen “toprak” dan da akar. Özellikle, uzun kablolamalı ekipmanın bu yüksek çıkış gürültüsünü almak kolaydır, bu nedenle fabrikada olursa, büyük kayıplara neden olur ve bazen ciddi kazalara neden olur. Anahtarlama için yüksek oranda yalıtımlı optokuplörler kullanılarak, diğer devreler ve cihazlar üzerindeki etki en aza indirilebilir.
İkincisi, optocouplers nasıl seçilir ve kullanılır
Ürün tasarımında uygulama için doğru optocuplörü nasıl kullanılır? Aşağıdaki mikro denetleyici geliştirme mühendisleri, Optocouplers'ın nasıl seçileceğini ve kullanılacağını açıklayacaktır.
① Her zaman açık ve her zaman kapanıyor
İki tip fotoupler vardır: voltaj uygulanmadığında anahtarın kapatıldığı (kapalı) bir tür, bir voltaj uygulandığında anahtarın açıldığı (kapalı) ve voltaj olmadığında anahtarın açıldığı bir tür. Voltaj uygulandığında uygulayın ve kapatın.
Birincisi normal olarak açık olarak adlandırılır ve ikincisine normal olarak kapalı denir. Nasıl seçilir, önce ne tür bir devreye ihtiyacınız olduğuna bağlıdır.
② Çıkış akımını ve uygulanan voltajı kontrol edin
Fotoupler, sinyalin yükseltilmesi özelliğine sahiptir, ancak her zaman voltajdan ve istedikleri zaman akımından geçmezler. Tabii ki, derecelendirilir, ancak istenen çıkış akımına göre giriş tarafından bir voltaj uygulanmalıdır.
Ürün veri sayfasına bakarsak, dikey eksenin çıkış akımı (toplayıcı akımı) olduğu ve yatay eksenin giriş voltajı (toplayıcı-yığın voltajı) olduğu bir grafik görebiliriz. Toplayıcı akımı LED ışık yoğunluğuna göre değişir, bu nedenle voltajı istenen çıkış akımına göre uygulayın.
Ancak, burada hesaplanan çıkış akımının şaşırtıcı derecede küçük olduğunu düşünebilirsiniz. Bu, LED'in zaman içinde bozulması dikkate alındıktan sonra hala güvenilir bir şekilde çıktı olabilen mevcut değerdir, bu nedenle maksimum dereceden daha azdır.
Aksine, çıkış akımının büyük olmadığı durumlar vardır. Bu nedenle, Optocupler'ı seçerken, “Çıkış Akımı” nı dikkatlice kontrol ettiğinizden ve eşleşen ürünü seçtiğinizden emin olun.
③ Maksimum akım
Maksimum iletim akımı, optocuplörün iletirken dayanabileceği maksimum akım değeridir. Yine, projenin ne kadar çıktıya ihtiyaç duyduğunu ve satın almadan önce giriş voltajının ne olduğunu bildiğimizden emin olmalıyız. Kullanılan maksimum değerin ve akımın sınır olmadığından, bir miktar marj olduğundan emin olun.
④ Fotouplörü doğru ayarlayın
Doğru Optocupler'ı seçtikten sonra, gerçek bir projede kullanalım. Kurulumun kendisi kolaydır, sadece her giriş yan devresine ve çıkış yan devresine bağlı terminalleri bağlayın. Bununla birlikte, giriş tarafını ve çıkış tarafını yanlış yönlendirmemeye özen gösterilmelidir. Bu nedenle, PCB kartını çizdikten sonra fotoelektrik kuplör ayağının yanlış olduğunu bulamayacak şekilde veri tablosundaki sembolleri de kontrol etmelisiniz.
Gönderme Zamanı: Tem-29-2023