Optoerotin: sen tyypit ja erilaiset sovellukset DC / AC-piireissä

Opto-kytkin on elektroninen komponentti, joka siirtää sähköisiä signaaleja kahden eristetyn piirin välillä. Optoeristintä kutsutaan myös Opto-isolaattoriksi, valokuvakytkimeksi tai optiseksi erottimeksi.

Usein piireissä, erityisesti matalajännitteisissä tai erittäin meluherkissä piireissä, Optocoupleria käytetään eristämään piirit sähköisten törmäysmahdollisuuksien estämiseksi tai ei-toivottujen äänien poissulkemiseksi. Nykyisillä kaupallisilla markkinoilla voimme ostaa Opto-kytkimen, jonka tulo on 10 kV - 20 kV, jotta ulostulo kestää jännitekapasiteettia, spesifikaationa 25 kV / uS: n jännitetransientit.

Optoerottimen sisäinen rakenne

Tämä on opto-liittimen sisäinen rakenne. Vasemmalla puolella nastat 1 ja 2 ovat alttiina, se on LED (Light Emitting Diode), LED emittoi infrapunavaloa, että valoherkkä transistorioikealla puolella. Valotransistori kytkee lähtöpiirin kollektorinsa ja emitterinsä avulla samoin kuin tyypilliset BJT-transistorit. LED-valon voimakkuus ohjaa suoraan valotransistoria. Koska LEDiä voidaan ohjata eri piirillä ja valotransistori voi ohjata erilaisia piirejä, niin kahta erillistä piiriä voidaan ohjata Optocouplerilla. Lisäksi valotransistorin ja infrapuna-LEDin välissä tila on läpinäkyvää ja johtamatonta materiaalia; se eristää sähköisesti kaksi erilaista piiriä. LEDin ja valotransistorin välinen ontto tila voidaan tehdä lasilla, ilmalla tai läpinäkyvällä muovilla, sähköeristys on paljon suurempi, tyypillisesti 10 kV tai suurempi.

Optoerottimien tyypit

Kaupallisesti on saatavana useita erityyppisiä optoerottimia niiden tarpeiden ja kytkentäominaisuuksien perusteella. Käytöstä riippuen on saatavana pääasiassa neljän tyyppisiä optoerottimia.

Opto-liitin, joka käyttää valokuvatransistoria.
Opto-liitin, joka käyttää Photo Darlington -transistoria.
Opto-liitin, joka käyttää Photo TRIAC -ohjelmaa.
Photo SCR -toimintoa käyttävä opto-liitin.

Valotransistorin optoeristin

Ylemmässä kuvassa sisäinen rakenne on esitetty Photo-transistor-optoerottimen sisällä. Transistorityyppi voi olla mikä tahansa PNP tai NPN.

Valotransistori voi olla edelleen kahta tyyppiä lähtötapin saatavuudesta riippuen. Vasemmassa toisessa kuvassa on ylimääräinen tappi, joka on sisäisesti kytketty transistorin alustaan. Tätä tapia 6 käytetään valotransistorin herkkyyden säätämiseen. Tappia käytetään usein yhteyden muodostamiseen maadoitukseen tai negatiiviseen käyttämällä arvokasta vastusta. Tässä kokoonpanossa melun tai sähköisten transienttien aiheuttamaa väärää laukaisua voidaan hallita tehokkaasti.

Lisäksi ennen valokuvatransistoripohjaisen optoerottimen käyttöä käyttäjän on tiedettävä transistorin maksimiarvo. PC816, PC817, LTV817, K847PH ovat harvat laajalti käytetyt valotransistoripohjaiset optoerottimet. Valokuva - Transistoripohjaista opto-liitintä käytetään DC-piiriin liittyvässä eristämisessä.

Photo-Darlington -transistorin optoeristin

Yläkuvassa on kahden tyyppisiä symboleja, ja siinä on esitetty Photo-Darlington- pohjaisen opto-liittimen sisäinen rakenne.

Darlington Transistor on kaksi transistoriparia, joissa yksi transistori ohjaa toista transistorin kantaa. Tässä kokoonpanossa Darlington-transistori tarjoaa suuren vahvistuskyvyn. Kuten tavallista, LED lähettää infrapuna-lediä ja ohjaa paritransistorin kantaa.

Tämän tyyppistä opto-kytkintä käytetään myös DC-piiriin liittyvällä alueella eristämiseen. Transistorin kantaan sisäisesti kytkettyä 6. nastaa käytetään kontrolloimaan transistorin herkkyyttä, kuten aiemmin on kuvattu valotransistorin kuvauksessa. 4N32, 4N33, H21B1, H21B2, H21B3 ovat muutamia esimerkkejä Darlingtoniin perustuvista opto- kytkimistä.

Photo-TRIAC-optoeristin

Yläkuvassa näkyy sisäinen rakenne tai TRIAC- pohjainen opto-kytkin.

TRIACia käytetään pääasiassa siellä, missä tarvitaan vaihtovirtaohjausta tai -kytkentää. Lediä voidaan ohjata DC: llä ja TRIAC: tä AC: n ohjaamiseen. Opto-liitin tarjoaa erinomaisen eristämisen myös tässä tapauksessa. Tässä on yksi Triac-sovellus. Photo-TRIAC-pohjaiset opto- kytkentäesimerkit ovat IL420 , 4N35 jne. Ovat esimerkkejä TRIAC-pohjaisista opto- kytkimistä.

Photo-SCR-pohjainen optoeristin

SCR- piiohjattu tasasuuntaaja, SCR kutsutaan myös tyristoriksi. Yläkuvassa on Photo-SCR-pohjainen opto-kytkimen sisäinen rakenne. LED-valot lähettävät infrapunaa kuten muut opto-liittimet. SCR: ää ohjataan LEDin voimakkuudella. Photo-SCR-pohjainen Opto-kytkin, jota käytetään vaihtovirtaan liittyvissä piireissä. Lisätietoja tyristorista on täällä.

Harvat esimerkit photo-SCR-pohjaisista opto-liittimistä ovat: - MOC3071, IL400, MOC3072 jne.

Optoerottimen sovellukset

Kuten aikaisemmin keskusteltiin muutamasta DC-piirissä käytetystä Optocouplerista ja muutamasta AC-toimintaan käytetystä Optocouplerista. Koska optoerotin ei salli suoraa sähköliitäntää kahden puolen välillä, optoerottimen pääkäyttö on kahden piirin eristäminen.

Optokytkintä voidaan käyttää vaihtamalla muuta sovellusta, sama kuin siinä missä transistoria voidaan käyttää sovelluksen vaihtamiseen. Sitä voidaan käyttää erilaisissa mikro-ohjaimiin liittyvissä operaatioissa, joissa digitaalisia pulsseja tai korkeajännitepiiristä tarvittavia analogisia tietoja, Optocoupler, voidaan käyttää näiden kahden väliseen erinomaiseen eristämiseen.

Opto-kytkintä voidaan käyttää vaihtovirran havaitsemiseen, tasavirtaohjaukseen liittyviin toimintoihin. Katsotaan muutama Opto-transistorien sovellus.

Optoerotin DC-piirin kytkemiseksi:

Ylemmässä piirissä käytetään Photo-Transistor-pohjaista optoerotinpiiriä. Se toimii kuin tyypillinen transistorikytkin. Kaaviossa käytetään edullista valotransistoripohjaista opto-kytkintä PC817. Infrapuna-ledi ohjata kytkimen S1. Kun kytkin on päällä, 9 V: n paristolähde antaa virtaa LEDille virranrajoittimen 10k kautta. Intensiteettiä ohjaa R1-vastus. Jos muutamme arvoa ja pienennämme vastusta, ledin intensiteetti on korkea, jolloin transistorin voitto on korkea.

Toisella puolella transistori on valotransistori, jota ohjaa sisäinen infrapunavalo, kun led lähettää infrapunavaloa, valotransistori tulee kosketukseen ja VOUT 0 kytkee pois päältä kytketyn kuorman. On muistettava, että datalehden mukaan transistorin kollektorivirta on 50 mA. R2 tarjoaa VOUT 5v: n. R2 on vetovastus.

Alla olevasta videosta näet LED-valon vaihtamisen opto-liittimellä…

Tässä kokoonpanossa valotransistoripohjaista opto-kytkintä voidaan käyttää mikro-ohjaimen kanssa pulssien tai keskeytysten havaitsemiseen.

Optoeristin vaihtojännitteen havaitsemiseksi:

Tässä näytetään toinen piiri vaihtojännitteen havaitsemiseksi. Infrapuna-lediä ohjataan kahdella 100 k: n vastuksella. Kaksi 100 k: n vastusta, jota käytetään yhden 200 k: n vastuksen sijasta, ovat ylimääräistä turvallisuutta oikosulkuun liittyvissä olosuhteissa. LED on kytketty pistorasian (L) ja neutraalin linjan (N) poikki. Kun S1-näppäintä painetaan, led alkaa lähettää infrapunavaloa. Valotransistori antaa vastauksen ja muuntaa VOUT: n 5 V: sta 0 V: ksi.

Tässä kokoonpanossa optoyhdistin voidaan kytkeä matalajännitepiiriin, kuten mikrokontrolleriyksikköön, jossa tarvitaan vaihtojännitteen tunnistus. Tulos tuottaa neliömäisen korkeasta matalaan pulssin.

Ensimmäistä piiriä käytetään toistaiseksi DC-piirin ohjaamiseen tai vaihtamiseen ja toisena on AC-piirin ja DC-piirin ohjaaminen tai kytkeminen. Seuraavaksi näemme AC-piirin ohjaamisen DC-piirillä.

Optoerotin AC-piirin ohjaamiseksi DC-jännitteellä:

Yläpiirissä LEDiä ohjataan jälleen 9 V: n paristolla 10 k: n vastuksen ja kytkimen tilan kautta. Toisella puolella käytetään foto-TRIAC-pohjaista opto-liitintä, joka ohjaa vaihtovirtalamppua 220 V: n pistorasiasta. 68R-vastusta käytetään BT136 TRIAC: n ohjaamiseen, jota opto-kytkinyksikön sisällä oleva foto-TRIAC ohjaa.

Tämän tyyppistä kokoonpanoa käytetään sähkölaitteiden ohjaamiseen pienjännitepiireillä. IL420: ta käytetään ylemmässä kaaviossa, joka on valokuva-TRIAC-pohjainen Opto-kytkin.

Muita kuin tämän tyyppisiä piirejä, opto-kytkintä voidaan käyttää SMPS: ssä lähettämään toissijaisen puolen oikosulku tai ylivirta-informaatio ensisijaiselle puolelle.

Jos haluat nähdä Optocoupler IC: n todellisessa toiminnassa, tarkista alla olevat piirit:

Johdanto Octocoupleriin ja liitäntä ATmega8: een
Ennakkomaksumittari GSM: n ja Arduinon avulla
IR-kauko-ohjattu TRIAC-himmenninpiiri
Vadelma Pi -hätävalo, pimeys ja virtajohdon sammutusilmaisin
IR-kauko-ohjattu kotiautomaatio PIC-mikrokontrollerilla