L'optoaccoppiatori, chì cunnettanu circuiti utilizendu signali ottici cum'è mezu, sò un elementu attivu in i duminii induve l'alta precisione hè indispensabile, cum'è l'acustica, a medicina è l'industria, per via di a so alta versatilità è affidabilità, cum'è a durabilità è l'isolamentu.
Ma quandu è in quali circustanze funziona l'optoaccoppiatore, è quale hè u principiu daretu à questu? O quandu aduprate veramente u fotoaccoppiatore in u vostru propiu travagliu elettronicu, pudete micca sapè cumu sceglie è aduprà. Perchè l'optoaccoppiatore hè spessu cunfusu cù "fototransistor" è "fotodiodu". Dunque, ciò chì hè un fotoaccoppiatore serà presentatu in questu articulu.
Chì ghjè un fotoaccoppiatore?
L'optoaccoppiatore hè un cumpunente elettronicu chì a so etimulugia hè ottica
accoppiatore, chì significa "accoppiamentu cù a luce". Calchì volta cunnisciutu ancu cum'è optoaccoppiatore, isolatore otticu, isolamentu otticu, ecc. Hè custituitu da un elementu emettitore di luce è un elementu ricevente di luce, è cunnetta u circuitu di u latu d'entrata è u circuitu di u latu di uscita per mezu di un signale otticu. Ùn ci hè nisuna cunnessione elettrica trà sti circuiti, in altre parole, in un statu d'isolamentu. Dunque, a cunnessione di u circuitu trà l'entrata è l'uscita hè separata è solu u signale hè trasmessu. Cunnette in modu sicuru i circuiti cù livelli di tensione d'entrata è di uscita significativamente diversi, cù un isolamentu d'alta tensione trà l'entrata è l'uscita.
Inoltre, trasmettendu o bluccendu stu signale luminosu, agisce cum'è un interruttore. U principiu dettagliatu è u mecanismu seranu spiegati più tardi, ma l'elementu emettitore di luce di u fotoaccoppiatore hè un LED (diodu emettitore di luce).
Da l'anni 1960 à l'anni 1970, quandu i LED sò stati inventati è i so progressi tecnologichi sò stati significativi,optoelettronicahè diventatu un boom. À quellu tempu, diversidispositivi otticisò stati inventati, è l'accoppiatore fotoelettricu era unu di elli. In seguitu, l'optoelettronica hè penetrata rapidamente in a nostra vita.
① Principiu/meccanismu
U principiu di l'optoaccoppiatore hè chì l'elementu emettitore di luce cunverte u signale elettricu d'entrata in luce, è l'elementu ricevente di luce trasmette u signale elettricu di ritornu di luce à u circuitu di u latu di uscita. L'elementu emettitore di luce è l'elementu ricevente di luce sò à l'internu di u bloccu di luce esterna, è i dui sò opposti l'unu à l'altru per trasmette a luce.
U semiconduttore utilizatu in l'elementi emettitori di luce hè u LED (diodu emettitore di luce). D’altronde, ci sò parechji tippi di semiconduttori utilizati in i dispositivi riceventi di luce, secondu l'ambiente d'usu, a dimensione esterna, u prezzu, ecc., ma in generale, u più cumunimenti utilizatu hè u fototransistor.
Quandu ùn sò micca in funzione, i fototransistor portanu pocu di a corrente chì i semiconduttori ordinarii portanu. Quandu a luce incidente quì, u fototransistor genera una forza fotoelettromotrice nantu à a superficia di u semiconduttore di tipu P è di u semiconduttore di tipu N, i lacune in u semiconduttore di tipu N scorrenu in a regione p, u semiconduttore di elettroni liberi in a regione p scorrenu in a regione n, è a corrente scorrerà.
I fototransistor ùn sò micca cusì reattivi cum'è i fotodiodi, ma anu ancu l'effettu di amplificà l'output à centinaie à 1.000 volte u signale d'ingressu (per via di u campu elettricu internu). Dunque, sò abbastanza sensibili per captà ancu signali debuli, ciò chì hè un vantaghju.
In fatti, u "bloccante di luce" chì vedemu hè un dispositivu elettronicu cù u listessu principiu è mecanismu.
Tuttavia, l'interruttori di luce sò generalmente usati cum'è sensori è svolgenu u so rolu passendu un ughjettu chì blocca a luce trà l'elementu emettitore di luce è l'elementu ricevente di luce. Per esempiu, ponu esse aduprati per rilevà muniti è banconote in distributori automatichi è ATM.
② Funzioni
Siccomu l'optoaccoppiatore trasmette signali per via di a luce, l'insulazione trà u latu d'entrata è u latu di uscita hè una caratteristica maiò. L'altu insulazione ùn hè micca facilmente affettatu da u rumore, ma impedisce ancu u flussu di corrente accidentale trà circuiti adiacenti, ciò chì hè estremamente efficace in termini di sicurezza. È a struttura stessa hè relativamente simplice è ragiunevule.
A causa di a so longa storia, a ricca gamma di prudutti di diversi pruduttori hè ancu un vantaghju unicu di l'optoaccoppiatori. Perchè ùn ci hè micca cuntattu fisicu, l'usura trà e parte hè chjuca, è a vita hè più longa. D’altronde, ci sò ancu caratteristiche chì l'efficienza luminosa hè faciule da fluttuà, perchè u LED si deteriora pianu pianu cù u passà di u tempu è i cambiamenti di temperatura.
In particulare quandu u cumpunente internu di a plastica trasparente diventa torbidu per un bellu pezzu, ùn pò micca esse assai bè illuminatu. Tuttavia, in ogni casu, a vita hè troppu longa paragunata à u cuntattu di cuntattu di u cuntattu mecanicu.
I fototransistor sò generalmente più lenti cà i fotodiodi, dunque ùn sò micca usati per cumunicazioni à alta velocità. Tuttavia, questu ùn hè micca un svantaghju, postu chì certi cumpunenti anu circuiti di amplificazione da u latu di uscita per aumentà a velocità. In fatti, micca tutti i circuiti elettronichi anu bisognu di aumentà a velocità.
③ Usu
Accoppiatori fotoelettricisò principalmente usati per l'operazione di commutazione. U circuitu serà energizatu accendendu l'interruttore, ma da u puntu di vista di e caratteristiche sopra menzionate, in particulare l'isolamentu è a longa durata, hè adattatu à scenarii chì richiedenu una alta affidabilità. Per esempiu, u rumore hè u nemicu di l'elettronica medica è di l'apparecchiature audio / apparecchiature di cumunicazione.
Hè ancu adupratu in i sistemi di guida di motori. A ragione di u mutore hè chì a velocità hè cuntrullata da l'inverter quandu hè guidatu, ma genera rumore per via di l'alta putenza. Stu rumore ùn solu farà falli u mutore stessu, ma ancu scorrerà attraversu a "terra" affettendu e periferiche. In particulare, l'equipaggiamenti cù cavi longhi sò faciuli da captà stu rumore di alta putenza, dunque s'ellu accade in fabbrica, causerà grandi perdite è qualchì volta causerà incidenti gravi. Usendu optoaccoppiatori altamente isolati per a commutazione, l'impattu nantu à altri circuiti è dispositivi pò esse minimizatu.
Siconda, cumu sceglie è aduprà l'optoaccoppiatori
Cumu aduprà l'optoaccoppiatore ghjustu per l'applicazione in a cuncepzione di u produttu ? I seguenti ingegneri di sviluppu di microcontrollori spiegheranu cumu selezziunà è aduprà l'optoaccoppiatori.
① Sempre apertu è sempre chjusu
Ci sò dui tipi di fotoaccoppiatori: un tipu in u quale l'interruttore hè spento (off) quandu ùn hè applicata alcuna tensione, un tipu in u quale l'interruttore hè acceso (off) quandu hè applicata una tensione, è un tipu in u quale l'interruttore hè acceso quandu ùn ci hè micca tensione. Applica è spegne quandu a tensione hè applicata.
U primu hè chjamatu nurmalmente apertu, è u secondu hè chjamatu nurmalmente chjusu. Cumu sceglie, prima dipende da u tipu di circuitu chì avete bisognu.
② Verificate a corrente di uscita è a tensione applicata
I fotoaccoppiatori anu a pruprietà d'amplificà u signale, ma ùn passanu micca sempre per a tensione è a corrente à vuluntà. Benintesa, hè nominale, ma una tensione deve esse applicata da u latu d'entrata secondu a corrente di uscita desiderata.
Sè guardemu a scheda tecnica di u produttu, pudemu vede un graficu induve l'asse verticale hè a corrente di uscita (corrente di cullettore) è l'asse orizzontale hè a tensione d'entrata (tensione cullettore-emettitore). A corrente di cullettore varia secondu l'intensità di a luce LED, dunque applicate a tensione secondu a corrente di uscita desiderata.
Tuttavia, pudete pensà chì a corrente di uscita calculata quì hè sorprendentemente chjuca. Questu hè u valore di corrente chì pò ancu esse emessa in modu affidabile dopu avè pigliatu in contu u deterioramentu di u LED cù u tempu, dunque hè inferiore à a valutazione massima.
À u cuntrariu, ci sò casi induve a corrente di uscita ùn hè micca grande. Dunque, quandu sceglite l'optoaccoppiatore, assicuratevi di verificà attentamente a "corrente di uscita" è sceglite u pruduttu chì currisponde.
③ Corrente massima
A currente massima di conduzione hè u valore massimu di currente chì l'optoaccoppiatore pò suppurtà quandu hè in conduzione. Di novu, ci vole à assicurà ci di sapè quanta uscita hà bisognu u prugettu è quale hè a tensione d'entrata prima di cumprà. Assicuratevi chì u valore massimu è a currente aduprata ùn sianu micca limiti, ma chì ci sia un certu margine.
④ Impostate currettamente u fotoaccoppiatore
Avendu sceltu l'optoaccoppiatore ghjustu, usemulu in un prughjettu reale. L'installazione stessa hè faciule, basta à cunnette i terminali cunnessi à ogni circuitu di u latu d'entrata è à u circuitu di u latu di uscita. Tuttavia, ci vole à fà attenzione à ùn disorientà u latu d'entrata è u latu di uscita. Dunque, duvete ancu verificà i simboli in a tavula di dati, affinchì ùn truviate micca chì u pede di l'accoppiatore fotoelettricu hè sbagliatu dopu avè disegnatu a scheda PCB.
Data di publicazione: 29 di lugliu di u 2023