Optocouplers, yang menghubungkan litar menggunakan isyarat optik sebagai medium, adalah elemen yang aktif di kawasan di mana ketepatan tinggi sangat diperlukan, seperti akustik, perubatan dan industri, kerana fleksibiliti dan kebolehpercayaan mereka yang tinggi, seperti ketahanan dan penebat.
Tetapi apabila dan di bawah keadaan apa yang berfungsi optocoupler, dan apakah prinsip di belakangnya? Atau apabila anda benar -benar menggunakan photocoopler dalam kerja elektronik anda sendiri, anda mungkin tidak tahu cara memilih dan menggunakannya. Kerana optocoupler sering dikelirukan dengan "phototransistor" dan "photodiode". Oleh itu, apakah photocoopler akan diperkenalkan dalam artikel ini.
Apa itu photocoupler?
Optocoupler adalah komponen elektronik yang etimologinya adalah optik
Coupler, yang bermaksud "gandingan dengan cahaya." Kadang -kadang juga dikenali sebagai optocoupler, isolator optik, penebat optik, dan lain -lain. Ia terdiri daripada elemen pemancar cahaya dan elemen penerima cahaya, dan menghubungkan litar sampingan input dan litar sampingan output melalui isyarat optik. Tiada sambungan elektrik antara litar ini, dengan kata lain, dalam keadaan penebat. Oleh itu, sambungan litar antara input dan output adalah berasingan dan hanya isyarat yang dihantar. Sambungkan litar dengan selamat dengan tahap voltan input dan output yang berbeza, dengan penebat voltan tinggi antara input dan output.
Di samping itu, dengan menghantar atau menyekat isyarat cahaya ini, ia bertindak sebagai suis. Prinsip dan mekanisme terperinci akan dijelaskan kemudian, tetapi elemen pemancar cahaya dari photocoupler adalah LED (diod pemancar cahaya).
Dari tahun 1960 -an hingga 1970 -an, ketika LED dicipta dan kemajuan teknologi mereka adalah penting,Optoelectronicsmenjadi ledakan. Pada masa itu, pelbagaiPeranti optiktelah dicipta, dan pengganding fotoelektrik adalah salah satu daripada mereka. Seterusnya, Optoelectronics dengan cepat menembusi kehidupan kita.
① Prinsip/Mekanisme
Prinsip optocoupler adalah bahawa elemen pemancar cahaya menukarkan isyarat elektrik input ke dalam cahaya, dan elemen penerima cahaya menghantar isyarat elektrik kembali ke litar sisi output. Unsur pemancar cahaya dan elemen penerima cahaya berada di bahagian dalam blok cahaya luaran, dan kedua -duanya bertentangan satu sama lain untuk menghantar cahaya.
Semikonduktor yang digunakan dalam unsur pemancar cahaya ialah LED (diod pemancar cahaya). Sebaliknya, terdapat banyak jenis semikonduktor yang digunakan dalam peranti penerima cahaya, bergantung kepada persekitaran penggunaan, saiz luaran, harga, dan lain-lain, tetapi secara umum, yang paling biasa digunakan ialah phototransistor.
Apabila tidak berfungsi, phototransistors membawa sedikit arus yang semikonduktor biasa. Apabila kejadian cahaya di sana, phototransistor menghasilkan daya fotoelektrik pada permukaan semikonduktor P-jenis dan semikonduktor N-jenis, lubang-lubang di aliran semikonduktor N-jenis ke rantau P yang mengalir ke rantau N.
Phototransistors tidak begitu responsif seperti photodiodes, tetapi mereka juga mempunyai kesan menguatkan output kepada beratus -ratus hingga 1,000 kali isyarat input (disebabkan oleh medan elektrik dalaman). Oleh itu, mereka cukup sensitif untuk mengambil isyarat yang lemah, yang merupakan kelebihan.
Malah, "penyekat cahaya" yang kita lihat adalah peranti elektronik dengan prinsip dan mekanisme yang sama.
Walau bagaimanapun, gangguan cahaya biasanya digunakan sebagai sensor dan melaksanakan peranan mereka dengan melewati objek menyekat cahaya antara elemen pemancar cahaya dan elemen penerima cahaya. Sebagai contoh, ia boleh digunakan untuk mengesan duit syiling dan wang kertas dalam mesin layan diri dan ATM.
② Ciri -ciri
Oleh kerana Optocoopler menghantar isyarat melalui cahaya, penebat antara bahagian input dan bahagian output adalah ciri utama. Penebat yang tinggi tidak mudah dipengaruhi oleh bunyi bising, tetapi juga menghalang aliran semasa yang tidak disengajakan antara litar bersebelahan, yang sangat berkesan dari segi keselamatan. Dan struktur itu sendiri agak mudah dan munasabah.
Oleh kerana sejarahnya yang panjang, barisan produk yang kaya dengan pelbagai pengeluar juga merupakan kelebihan unik dari optocouplers. Kerana tidak ada hubungan fizikal, haus di antara bahagian -bahagiannya kecil, dan kehidupannya lebih lama. Sebaliknya, terdapat juga ciri -ciri bahawa kecekapan bercahaya mudah turun naik, kerana LED perlahan -lahan akan merosot dengan perubahan masa dan perubahan suhu.
Terutamanya apabila komponen dalaman plastik telus untuk masa yang lama, menjadi mendung, ia tidak boleh menjadi cahaya yang sangat baik. Walau bagaimanapun, dalam apa jua keadaan, kehidupan terlalu lama berbanding dengan hubungan hubungan dengan hubungan mekanikal.
Phototransistor biasanya lebih perlahan daripada photodiodes, jadi mereka tidak digunakan untuk komunikasi berkelajuan tinggi. Walau bagaimanapun, ini bukan kelemahan, kerana sesetengah komponen mempunyai litar penguatan di bahagian output untuk meningkatkan kelajuan. Malah, tidak semua litar elektronik perlu meningkatkan kelajuan.
③ penggunaan
Pengganding fotoelektrikterutamanya digunakan untuk beralih operasi. Litar ini akan bertenaga dengan menghidupkan suis, tetapi dari sudut pandangan ciri -ciri di atas, terutamanya penebat dan kehidupan yang panjang, ia sesuai dengan senario yang memerlukan kebolehpercayaan yang tinggi. Sebagai contoh, bunyi adalah musuh peralatan elektronik dan peralatan audio/peralatan audio.
Ia juga digunakan dalam sistem pemacu motor. Alasan motor adalah bahawa kelajuan dikawal oleh penyongsang apabila ia didorong, tetapi ia menghasilkan bunyi kerana output yang tinggi. Kebisingan ini bukan sahaja akan menyebabkan motor itu gagal, tetapi juga mengalir melalui "tanah" yang mempengaruhi periferal. Khususnya, peralatan dengan pendawaian panjang mudah untuk mengambil bunyi output yang tinggi ini, jadi jika ia berlaku di kilang, ia akan menyebabkan kerugian besar dan kadang -kadang menyebabkan kemalangan yang serius. Dengan menggunakan optocouplers yang sangat terlindung untuk beralih, kesan ke atas litar dan peranti lain boleh diminimumkan.
Kedua, Cara Memilih dan Menggunakan Optocouplers
Bagaimana cara menggunakan optocoupler yang betul untuk aplikasi dalam reka bentuk produk? Jurutera pembangunan mikrokontroler berikut akan menerangkan cara memilih dan menggunakan optocouplers.
① Sentiasa buka dan selalu dekat
Terdapat dua jenis photocouplers: jenis di mana suis dimatikan (mati) apabila tiada voltan digunakan, jenis di mana suis dihidupkan (mati) apabila voltan digunakan, dan jenis di mana suis dihidupkan apabila tiada voltan. Sapukan dan matikan apabila voltan digunakan.
Yang pertama dipanggil biasanya terbuka, dan yang terakhir dipanggil biasanya ditutup. Bagaimana untuk memilih, pertama bergantung pada jenis litar yang anda perlukan.
② Periksa voltan semasa dan digunakan output
Photocouplers mempunyai harta untuk menguatkan isyarat, tetapi tidak selalu melalui voltan dan arus pada kehendak. Sudah tentu, ia dinilai, tetapi voltan perlu digunakan dari bahagian input mengikut arus output yang dikehendaki.
Jika kita melihat lembaran data produk, kita dapat melihat carta di mana paksi menegak adalah arus output (arus pemungut) dan paksi mendatar adalah voltan input (voltan pemancar-pemancar). Arus pengumpul berbeza -beza mengikut intensiti cahaya LED, jadi gunakan voltan mengikut arus output yang dikehendaki.
Walau bagaimanapun, anda mungkin berfikir bahawa arus output yang dikira di sini sangat kecil. Ini adalah nilai semasa yang masih boleh dipercayai output selepas mengambil kira kemerosotan LED dari masa ke masa, jadi ia kurang daripada penarafan maksimum.
Sebaliknya, terdapat kes di mana arus output tidak besar. Oleh itu, apabila memilih optocoupler, pastikan anda memeriksa dengan teliti "arus output" dan pilih produk yang sepadan dengannya.
③ arus maksimum
Arus pengaliran maksimum adalah nilai arus maksimum yang dapat ditahan oleh optocoopler ketika menjalankan. Sekali lagi, kita perlu memastikan kita tahu berapa banyak mengeluarkan keperluan projek dan apa voltan input sebelum kita membeli. Pastikan nilai maksimum dan arus yang digunakan tidak had, tetapi terdapat beberapa margin.
④ Tetapkan photocoupler dengan betul
Setelah memilih optocoopler yang betul, mari kita gunakannya dalam projek sebenar. Pemasangan itu sendiri mudah, hanya sambungkan terminal yang disambungkan ke setiap litar sampingan input dan litar sampingan output. Walau bagaimanapun, penjagaan harus diambil untuk tidak menyalahgunakan bahagian input dan bahagian output. Oleh itu, anda juga mesti menyemak simbol -simbol dalam jadual data, supaya anda tidak akan mendapati bahawa kaki coupler fotoelektrik adalah salah selepas melukis papan PCB.
Masa Post: Jul-29-2023