на 2024/08/28 343

Фокульфери, Опто-Зустрічі та Оптоізолятори пояснюються

У світі електроніки дуже важливо переконатися, що сигнали можуть рухатися плавно та безпечно від одного ланцюга до іншої, особливо коли ці схеми працюють з різними рівнями напруги або впливають на електричний шум.Фотопрофелі, які також називаються оптокуплерами або опто-ізоляторами, допомагають зробити це.Ці невеликі пристрої використовують світло для надсилання сигналів між ланцюгами, зберігаючи їх окремо, що допомагає захистити чутливі частини від пошкоджень.У цій статті ми вивчимо, як працюють фотокольфери, де вони використовуються, і чому вони сьогодні такі корисні в електроніці.

Каталог

Рисунок 1: Компонент фотококупора

Розуміння фотокольферів

Фотопрофелі, які також називаються оптокольаторами або оптоізолятори, - це пристрої, які дозволяють проходити сигнали від одного електричного ланцюга до іншого, зберігаючи їх окремими один від одного.Основна робота фотококуплера полягає в тому, щоб переконатися, що сигнали з одного ланцюга не заважають іншому, особливо коли ланцюги мають різні рівні напруги або коли один ланцюг може мати електричний шум.Це розділення проводиться за допомогою світла, тому сигнал можна передавати без прямого електричного з'єднання.

Малюнок 2: Перегляд поперечного перерізу та символ фотококуплера

Частини фотококуплера

Фотоколлер має дві основні частини:

Світло -випромінюючий діод (світлодіод): Перша частина - це світлодіод, який знаходиться на вхідній стороні.Цей світлодіод приймає електричний сигнал і перетворює його на світло, як правило, в інфрачервоному діапазоні.Інфрачервоне світло часто використовується, оскільки воно добре працює для цієї мети і легко виявити наступну частину.

Фотопродуктор: Друга частина - фотоприймач, який знаходиться на вихідній стороні.Фотопроектор отримує світло від світлодіода і перетворює його назад в електричний сигнал.Фотодетектор може бути різними типами пристроїв, як фототранзистор, фотодіод або фотодарлінгтон.Тип використовуваного фотодетектора впливає на те, наскільки швидко обробляється сигнал, наскільки він чутливий і наскільки сильним буде вихідний сигнал.

Як світлодіод, так і фотоприйманий знаходяться всередині однієї упаковки, яка зазвичай виглядає як невелика інтегрована схема (ІС).Світлодіод та фотодетектор фізично відокремлені, що дуже важливо, оскільки це гарантує, що вхідні та вихідні схеми не підключаються безпосередньо.Це розділення зберігає схеми безпечними від електричних проблем, таких як висока напруга або шум, які можуть пошкодити чутливі частини.

Як працюють фотокольфери?

Фотоколлер - це пристрій, який дозволяє сигналу рухатися між двома окремими ланцюгами, зберігаючи їх електрично один від одного.Це розділення дуже корисне для захисту делікатних, низьких деталей від високих напруг та електричних перешкод.Процес починається, коли напруга застосовується до вхідного ланцюга, яка вписує світлодіод (випромінюючий діод) всередині фотококупора.Цей світлодіод освітлюється, як правило, видаючи інфрачервоне світло, що рідше порушено зовнішнім впливом.Потім світло проходить через ізоляційний бар'єр, щоб досягти фотоприймача на вихідній стороні.Фотодетектор, який може бути фотодіодом, фототранзістром або фототистором, ловить це світло і повертає його назад в електричний сигнал.Потім цей новий електричний сигнал надсилається у вихідний ланцюг.

З ізоляційний шар Між світлодіодним та фотоприймачем - це те, що тримає вхідні та вихідні схеми.Це розділення допомагає захистити частини низької напруги від шкоди високостільними шипами або електричним шумом.Світло, що проходить через ізоляційний шар, дозволяє сигналу рухатися з однієї сторони в інший без фізичного або електричного контакту, що робить його безпечним для спілкування один з одним.

Після того, як фотодетектор отримує світло від світлодіода, він перетворює світло назад в електричний сигнал.Цей вихідний сигнал в електронному вигляді такий же, як і вхідний сигнал, але він може бути посилений або коригується, залежно від того, для чого він потрібно.Потім сигнал використовується вихідною схемою для виконання необхідного завдання.

Застосування фотокольферів

Фотопродукти широко використовуються на різних електронних пристроях, оскільки вони забезпечують як ізоляцію, так і прозорі передачі сигналу.

У захисті безпеки фотокольфери служать бар'єром між високостільними та низькольтними ланцюгами.Ця ізоляція зупиняє високольтажні сплески від шкоди чутливих деталей, що дуже корисно в налаштуваннях, де поширені шипи потужності.

Якщо мова йде про зменшення шуму, фотокольпи неймовірно корисні.Вони допомагають мінімізувати наслідки електричних перешкод, переконавшись, що сигнал, який надсилається, залишається чітким і стійким.

У схемах взаємозв'язку фотокольпи дозволяють отримати різні частини системи, які працюють на різних рівнях напруги для безпечного спілкування.Використовуючи фотококуплер, ви можете підключити схеми без ризику пошкодження від різниці напруги.

Фотопродукти також є ключовою частиною джерел живлення.У цих програмах вони зберігають контрольні частини окремо від високостільних виходів, гарантуючи, що контрольні сигнали залишаються стабільними та надійними навіть у жорстких електричних умовах.

Пакети Opto-Coupler та Opto-Isolator

Малюнок 3: пакети опто-ізольатора опто-ізолятора

Фотопрофелі, також відомі як опто-апто-ізолятори,-це електронні частини, які використовують світло для надсилання електричних сигналів між двома ланцюгами, які потрібно зберігати окремо.Це розділення допомагає запобігти пошкодженню високої напруги ланцюга, який отримує сигнал.Дизайн та упаковка цих деталей змінюються залежно від того, чи використовуються вони в ситуаціях низької напруги чи високої напруги.

Програми низької напруги: У налаштуваннях з низькою напругою опто-розпалювачі зазвичай зустрічаються в пакетах, які виглядають як стандартні вбудовані (DIL) інтегровані схеми (ICS) або невеликі контурні контурні ланцюги (SOIC).Ці формати зазвичай використовуються в технології поверхневого кріплення (SMT), що робить їх легкими в вміст сучасних, компактних електронних конструкцій.Упаковка дозволяє легко включати частину в друковані плати (PCB), зберігаючи різні секції ланцюга окремо.

Програми високої напруги: У ситуаціях високої напруги опто-ізолятори часто розробляються з більш сильною упаковкою для обробки більш високих напруг ізоляції.Ці пакети можуть бути прямокутними або циліндричними та виготовлені для забезпечення більшої кількості захисту, ніж стандартні пакети ІС.Ця функція корисна в системах електроенергії або інших налаштуваннях, де різниця напруги між схемами може бути великою, вимагаючи додаткових заходів безпеки.

Термінологія та символи фотококопора

Малюнок 4: Символ схеми фотокрутника

У той час як "Opto-Coupler" та "Opto-Isolator" часто використовуються для того, щоб означати одне і те ж, між ними існують невеликі відмінності на основі того, як вони використовуються:

Опто-пара Зазвичай відноситься до деталей, що використовуються в системах, де різниця напруги між ланцюгами не перевищує 5000 вольт.Ці частини часто використовуються для надсилання аналогових або цифрових сигналів через окремі схеми в різних електронних установках.

Оптоізолятори спеціально виготовляються для використання у системах високої потужності, де різниця напруги може становити більше 5000 вольт.Основна робота схожа - надсилати сигнали під час зберігання електричного розділення - але ці деталі зроблені для обробки більш вимогливих електричних установ, що містяться в розподілі електроенергії та промислових системах.

На схемах схеми символ для опто-опіку, як правило, показує світлодіод (який виступає як передавач) на одній стороні, а фототранзіст або фотодарлінгтон (який виступає приймачем) з іншого.Цей символ показує, як частина працює зсередини, показуючи, як світло використовується для створення електричного зв’язку між окремими схемами.Світлодіод видає світло, коли струм протікає через нього, який потім підбирається фототранзістром, що дозволяє проходити сигнал, зберігаючи схеми електрично окремими.

Ключові специфікації фотокольферів

Малюнок 5: Характеристики напруги введення-виводу фотококупора та характеристики напруги колектора

Вибираючи фотоокуплер, корисно зрозуміти його ключові функції, щоб переконатися, що він відповідає вашим потребам.

Коефіцієнт передачі струму (CTR): Це співвідношення вихідного струму до введення струму.Простіше кажучи, він показує, скільки струму на вхідній стороні переноситься на вихідну сторону.Значення CTR можуть сильно відрізнятися, від 10% до понад 5000%, залежно від типу фотококуплерів.Більш високий CTR означає, що пристрій є більш ефективним при передачі сигналу від входу до виходу, що важливо для додатків, де необхідний точний контроль сигналу.

Пропускна здатність: Ця функція повідомляє вам максимальну швидкість, з якою фотококуплер може обробляти дані.Фотопрофільні на основі фототранзістів зазвичай мають пропускну здатність близько 250 кГц, що робить їх придатними для багатьох поширених цілей.Однак, якщо вам потрібно щось швидше, майте на увазі, що фотокрутники на основі фотодарлінгтона можуть бути повільнішими через їх дизайн, що впливає на те, наскільки швидко вони реагують.

Вхідний струм: Це стосується кількості струму, необхідного для живлення світлодіода на вхідній стороні фотококупора.Вхідний струм є важливим фактором, оскільки він впливає на те, скільки живлення використовує пристрій, і наскільки він добре працює з іншими частинами вашої схеми.

Вихідний пристрій Максимальна напруга: Для транзисторних фотокрутників це найвища напруга, з якою може обробляти вихідний транзистор.Важливо переконатися, що цей рейтинг напруги вище, ніж максимальна напруга, яку використовуватиме ваша програма, щоб уникнути пошкодження пристрою.

Відмінності між фотококуляторами та твердотільними реле

Малюнок 6: Фотокоплер та твердотільне реле

Фотопрофелі та Твердотільні реле (SSRS) Обидва використовують світло для ізоляції сигналів, але вони використовуються по -різному, виходячи з їх дизайну.

Фотопрофелі, як правило, використовуються в ситуаціях з низькою потужністю, де головна мета-передавати та ізолювати сигнали.Вони ідеально підходять для захисту чутливих електронних деталей від шипів або шуму високої напруги, переконуючись, що сигнал чисто передається від однієї частини ланцюга до іншої.

З іншого боку, твердотільні реле (SSR) розроблені для перемикання більш високих рівнів потужності.На відміну від фотоокульваторів, SSR часто мають додаткові частини, такі як захист від перенапруг та перемикання нульового перехрестя (для сигналів змінного струму), що допомагає зменшити електричний шум і робить реле довше.SSR, як правило, більші, і оскільки вони обробляють більш високі струми, їм часто потрібні теплові раковини для управління тепловими та гвинтовими клемами для надійних з'єднань.

Висновок

Фотопрофелі допомагають уберегти ланцюги та добре працюючи, пропускаючи сигнали, зберігаючи схеми відокремленими.Вони захищають ланцюги низької напруги від високих шипів і зменшують електричний шум, що робить їх дуже корисними у багатьох електронних пристроях.Незалежно від того, чи використовуються вони для простого проходу сигналів між ланцюгами або в більш складних системах живлення, вибираючи правильний фотоокуплер-будь то стандартний опто-куплер чи сильніший опто-ізолятор-може мати велику різницю в тому, наскільки добре працює електронна система.Оскільки технологія продовжує просуватися, ці пристрої продовжуватимуть бути дуже корисними, виступаючи захисниками наших електронних пристроїв.

Часті запитання [FAQ]

1. Що таке застосування опто-ізолятора?

Застосування опто-ізолятора полягає в тому, щоб тримати різні частини ланцюга окремо, дозволяючи проходити сигнали між ними.Це допомагає захистити чутливі частини ланцюга від високолатагних шипів або електричного шуму.Оптоізолятори часто використовуються в живленнях, інтерфейсах мікроконтролерів та системах промислового контролю для запобігання пошкодження компонентів низької напруги.

2. Коли слід використовувати опто-ізолятор?

Ви повинні використовувати опто-ізолятор, коли вам потрібно захистити частини низької напруги від ланцюга від високих перенапруг або електричного шуму.Це також корисно, коли різні частини вашої системи повинні працювати разом, не безпосередньо не підключаючись.Це корисно, коли схеми мають різний рівень землі або коли їм потрібно залишатися електрично окремим з міркувань безпеки.

3. Яка основна мета оптокольера?

Основна мета оптокупора - дозволити сигналам проходити між двома окремими ланцюгами за допомогою світла, зберігаючи схеми електрично.Це запобігає високій напруги, щоб впливати на схеми низької напруги, допомагаючи захистити делікатні частини від пошкодження.

4. Чому б ви використовували оптокуполера замість реле?

Ви б використовували оптокопотера замість реле, коли вам потрібно швидше перемикання, довший термін експлуатації та більш спокійну роботу.На відміну від реле, у оптокуперів не є рухомі частини, тому вони можуть швидше перемикатися і тривати довше.Вони також займають менше місця і забезпечують кращу електричну ізоляцію.

5. Які недоліки оптокуперів?

Недоліки оптокуперів включають їх обмежену здатність обробляти високий струм та напругу порівняно з реле.Деякі оптокольтери, особливо ті, хто має фототранцистори, можуть повільніше реагувати.Вони також можуть зношуватися з часом, оскільки світлодіод всередині деградує.Оптокольтери можуть бути не найкращим вибором для контролю дуже високої потужності, де реле або твердотільні реле працювали б краще.