Optocouplers, dy't ferbine circuits mei help fan optyske sinjalen as it medium, binne in elemint aktyf yn gebieten dêr't hege presyzje is ûnmisber, lykas akoestyk, medisinen en yndustry, fanwege harren hege veelzijdigheid en betrouberens, lykas duorsumens en isolaasje.
Mar wannear en ûnder hokker omstannichheden wurket de optocoupler, en wat is it prinsipe efter it?Of as jo de photocoupler eins brûke yn jo eigen elektroanikawurk, kinne jo net witte hoe't jo it kieze en brûke.Omdat optocoupler wurdt faak betize mei "phototransistor" en "photodiode".Dêrom, wat is in photocoupler wurdt yntrodusearre yn dit artikel.
Wat is in fotocoupler?
De optocoupler is in elektroanyske komponint wêrfan de etymology optysk is
koppeling, wat "keppeljen mei ljocht" betsjut.Soms ek bekend as optocoupler, optyske isolator, optyske isolaasje, ensfh It bestiet út ljocht emitting elemint en ljocht ûntfangende elemint, en ferbynt input kant circuit en output kant circuit troch optyske sinjaal.D'r is gjin elektryske ferbining tusken dizze circuits, mei oare wurden, yn in steat fan isolaasje.Dêrom is de sirkwyferbining tusken de ynfier en útfier apart en wurdt allinich it sinjaal útstjoerd.Ferbine circuits feilich mei signifikant ferskillende ynput- en útfierspanningsnivo's, mei hege spanningsisolaasje tusken ynput en útfier.
Derneist, troch it útstjoeren of blokkearjen fan dit ljochtsinjaal, fungearret it as in skeakel.De detaillearre prinsipe en meganisme sil wurde útlein letter, mar it ljocht emitting elemint fan de photocoupler is in LED (light emitting diode).
Fan 'e 1960's oant' e 1970's, doe't leds waarden útfûn en har technologyske foarútgong signifikant wie,optoelektronikawaard in boom.Yn dy tiid, ferskateoptyske apparatenwaarden útfûn, en de photoelectric coupler wie ien fan harren.Ferfolgens drong opto-elektroanika gau yn ús libben troch.
① Prinsipe/meganisme
It prinsipe fan 'e optocoupler is dat it ljocht-emittearjende elemint it ynput elektryske sinjaal omsette yn ljocht, en it ljocht-ûntfangende elemint stjoert it ljocht werom elektryske sinjaal nei it sirkwy fan' e útfierside.It ljocht-emittearjende elemint en it ljocht-ûntfangende elemint binne oan 'e binnenkant fan it blok fan eksterne ljocht, en de twa binne tsjinoer inoar om ljocht troch te jaan.
De semiconductor brûkt yn ljocht-emittearjende eleminten is de LED (light-emitting diode).Oan 'e oare kant binne d'r in protte soarten semiconductors dy't brûkt wurde yn ljocht-ûntfangende apparaten, ôfhinklik fan 'e gebrûksomjouwing, eksterne grutte, priis, ensfh., Mar yn 't algemien is de meast brûkte fototransistor.
As net wurkje, drage fototransistors net folle fan 'e stroom dy't gewoane healgelearders dogge.Wannear't it ljocht ynsidint dêr, de phototransistor genereart in photoelectromotive krêft op it oerflak fan de P-type semiconductor en N-type semiconductor, de gatten yn 'e N-type semiconductor streamt yn' e p regio, de frije elektroanen semiconductor yn 'e p regio streamt yn de n regio, en de hjoeddeiske sil streame.
Fototransistors binne net sa responsyf as fotodiodes, mar se hawwe ek it effekt fan it fersterkjen fan de útfier nei hûnderten oant 1.000 kear it ynfiersinjaal (fanwege it ynterne elektryske fjild).Dêrom binne se gefoelich genôch om sels swakke sinjalen op te heljen, wat in foardiel is.
Yn feite is de "ljochtblokker" dy't wy sjogge in elektroanysk apparaat mei itselde prinsipe en meganisme.
Ljochtûnderbrekkers wurde lykwols normaal brûkt as sensoren en fiere har rol út troch in ljochtblokkearjend objekt troch te jaan tusken it ljocht-emittearjende elemint en it ljocht-ûntfangende elemint.It kin bygelyks brûkt wurde om munten en bankbiljetten te ûntdekken yn automaten en pinautomaten.
② Funksjes
Sûnt de optocoupler stjoert sinjalen troch ljocht, de isolaasje tusken de ynfier kant en de útfier kant is in wichtich skaaimerk.Hege isolaasje wurdt net maklik beynfloede troch lûd, mar foarkomt ek tafallige stroomstream tusken neistlizzende circuits, wat ekstreem effektyf is yn termen fan feiligens.En de struktuer sels is relatyf ienfâldich en ridlik.
Troch syn lange skiednis is de rike produktopstelling fan ferskate fabrikanten ek in unyk foardiel fan optocouplers.Om't der gjin fysyk kontakt is, is de slijtage tusken de dielen lyts, en it libben is langer.Oan 'e oare kant binne d'r ek skaaimerken dat de ljochte effisjinsje maklik te fluktuearjen is, om't de LED stadichoan minder sil mei it ferrin fan tiid en temperatuerferoaringen.
Benammen as de ynterne komponint fan 'e transparante plestik foar in lange tiid bewolkt wurdt, kin it net heul goed ljocht wêze.Yn alle gefallen is it libben lykwols te lang yn ferliking mei it kontaktkontakt fan it meganyske kontakt.
Phototransistors binne oer it generaal stadiger as fotodiodes, sadat se net brûkt wurde foar hege-snelheid kommunikaasje.Dit is lykwols gjin neidiel, om't guon komponinten fersterkingskringen hawwe oan 'e útfierside om snelheid te ferheegjen.Yn feite moatte net alle elektroanyske circuits de snelheid ferheegje.
③ Gebrûk
Fotoelektryske koppelingenwurde benammen brûkt foar wikseljende operaasje.It circuit sil bekrêftige wurde troch it ynskeakeljen fan 'e skeakel, mar út it eachpunt fan' e boppesteande skaaimerken, benammen isolaasje en lange libben, is it goed geskikt foar senario's dy't hege betrouberens nedich binne.Bygelyks, lûd is de fijân fan medyske elektroanika en audioapparatuer / kommunikaasjeapparatuer.
It wurdt ek brûkt yn motor drive systemen.De reden foar de motor is dat de snelheid wurdt regele troch de ynverter as it wurdt dreaun, mar it genereart lûd troch de hege útfier.Dit lûd sil net allinich feroarsaakje dat de motor sels mislearret, mar ek troch de "grûn" streamt dy't perifeare apparaten beynfloedet.Benammen apparatuer mei lange wiring is maklik om dizze hege útfier lûd op te heljen, dus as it bart yn it fabryk, sil it grutte ferliezen feroarsaakje en soms serieuze ûngelokken feroarsaakje.Troch it brûken fan heech isolearre optocouplers foar it wikseljen, kin de ynfloed op oare circuits en apparaten wurde minimalisearre.
Twadder, hoe't jo optocouplers kieze en brûke
Hoe kinne jo de juste optocoupler brûke foar tapassing yn produktûntwerp?De folgjende yngenieurs foar ûntwikkeling fan mikrocontroller sille útlizze hoe't jo optocouplers selektearje en brûke.
① Altyd iepen en altyd ticht
D'r binne twa soarten fotokoppelaars: in type wêryn't de skeakel út (út) wurdt as der gjin spanning wurdt oanlein, in type wêryn't de skeakel oan (út) wurdt as in spanning wurdt tapast, en in type wêryn't de skeakel wurdt ynskeakele as der gjin spanning is.Tapasse en útsette as spanning wurdt tapast.
De earste wurdt normaal iepen neamd, en de lêste wurdt normaal sletten neamd.Hoe te kiezen, earst hinget ôf fan hokker soarte fan circuit jo nedich hawwe.
② Kontrolearje de útfierstroom en tapaste spanning
Photocouplers hawwe it eigenskip fan it fersterkjen fan it sinjaal, mar net altyd trochjaan spanning en stroom nei wille.Fansels, it wurdt rated, mar in spanning moat wurde tapast fan de ynfier kant neffens de winske útfier stroom.
As wy nei it produktgegevensblêd sjogge, kinne wy in diagram sjen wêr't de fertikale as de útfierstroom is (kollektorstroom) en de horizontale as de ynfierspanning (kollektor-emitterspanning).De kollektorstrom feroaret neffens de LED-ljochtintensiteit, dus tapasse de spanning neffens de winske útfierstroom.
Jo kinne lykwols tinke dat de hjir berekkene útfierstroom ferrassend lyts is.Dit is de aktuele wearde dy't noch betrouber kin wurde útfierd nei it rekkenjen fan 'e efterútgong fan' e LED yn 'e rin fan' e tiid, dus it is minder as de maksimale wurdearring.
Krektoarsom, der binne gefallen dêr't de útfier stroom is net grut.Dêrom, by it kiezen fan de optocoupler, wês der wis fan dat jo de "útfierstroom" foarsichtich kontrolearje en it produkt kieze dat it oerienkomt.
③ Maksimum stroom
De maksimale konduksjestroom is de maksimale stroomwearde dy't de optocoupler kin ferneare by it útfieren.Nochris moatte wy derfoar soargje dat wy witte hoefolle útfier it projekt nedich is en wat de ynfierspanning is foardat wy keapje.Soargje derfoar dat de maksimale wearde en de hjoeddeiske brûkt binne gjin grinzen, mar dat der wat marzje.
④ Stel de fotokoppelaar goed yn
Nei't jo de juste optocoupler hawwe keazen, litte wy it brûke yn in echt projekt.De ynstallaasje sels is maklik, ferbine gewoan de terminals dy't ferbûn binne mei elke ynfierside- en outputside-sirkwy.Der moat lykwols op nommen wurde dat de ynfierkant en de útfierside net ferkeard oriïntearje.Dêrom moatte jo ek kontrolearje de symboalen yn de gegevens tabel, sadat jo net fine dat de photoelectric coupler foet is ferkeard nei it tekenjen fan de PCB board.
Post tiid: Jul-29-2023