Optocouplers, chì cunnetta i circuiti chì utilizanu segnali ottichi cum'è u mediu, sò un elementu attivu in i spazii 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'insulazione.
Ma quandu è in quali circustanze funziona l'optocoupler, è quale hè u principiu daretu à questu?O quandu avete veramente aduprate u photocoupler in u vostru propiu travagliu elettronicu, pudete micca sapè cumu sceglie è aduprà.Perchè optocoupler hè spessu cunfunditu cù "fototransistor" è "fotodiode".Dunque, ciò chì hè un photocoupler serà introduttu in questu articulu.
Cosa hè un photocoupler?
L'optocoupler hè un cumpunente elettronicu chì l'etimolugia hè otticu
accoppiatore, chì significa "coupling with light".Calchì volta canusciutu macari comu optocoupler, insulator otticu, insulation otticu, etc. Si custituisci di l 'elementu emittenti luce è elementu di riceve luce, è culliga circuitu latu input è circuitu latu output à traversu signali otticu.Ùn ci hè micca una cunnessione elettrica trà questi circuiti, in altre parolle, in un statu d'insulazione.Dunque, a cunnessione di u circuitu trà l'input è l'output hè separata è solu u signale hè trasmessu.Cunnetta in modu sicuru circuiti cù livelli di tensione di input è output significativamente differenti, cù insulazione d'alta tensione trà input è output.
Inoltre, trasmettendu o bluccà stu signalu luminoso, agisce cum'è un switch.U principiu detallatu è u mecanismu serà spiegatu dopu, ma l'elementu di emissione di luce di u photocoupler hè un LED (diode emettitore di luce).
Da l'anni 1960 à l'anni 1970, quandu i leds sò stati inventati è i so avanzati tecnologichi eranu significativi,optoelettronicadivintò un boom.À quellu tempu, diversedispusitivi otticisò stati inventati, è l'accoppiatore fotoelettricu era unu di elli.In seguitu, l'optoelettronica penetrò rapidamente in a nostra vita.
① Principiu / mecanismu
U principiu di l'optocoupler hè chì l'elementu emettitore di luce converte u signale elettricu di input in luce, è l'elementu di riceve luce trasmette u signale elettricu di retrocede à u circuitu di u latu di output.L'elementu emettitore di luce è l'elementu ricevente di luce sò in l'internu di u bloccu di luce esterna, è i dui sò opposti l'un à l'altru per trasmette a luce.
U semiconductor utilizatu in elementi emettitori di luce hè u LED (diode emettitore di luce).Per d 'altra banda, ci sò parechji tippi di semiconduttori utilizati in i dispusitivi di ricezione di luce, secondu l'ambiente d'usu, a dimensione esterna, u prezzu, etc., ma in generale, u più cumunimenti utilizatu hè u phototransistor.
Quandu ùn funziona micca, i fototransistori portanu pocu di u currente chì i semiconduttori ordinali facenu.Quandu a luce incidente quì, u fototransistor genera una forza fotoelettromotrice nantu à a superficia di u semiconductor di tipu P è di u semiconductor di tipu N, i buchi in u semiconductor di tipu N scorri in a regione p, u semiconductor di l'elettroni liberu in a regione p scorre. in a regione n, è u currenti scorri.
I fototransistori ùn sò micca risposti cum'è i fotodiodi, ma anu ancu l'effettu di amplificà l'output à centinaie à 1000 volte u signale di input (per via di u campu elettricu internu).Per quessa, sò abbastanza sensittivi per coglie ancu signali debbuli, chì hè un vantaghju.
In fatti, u "bluccatore di luce" chì vedemu hè un dispositivu elettronicu cù u listessu principiu è miccanisimu.
Tuttavia, i interrupters di luce sò generalmente usati cum'è sensori è facenu u so rolu passendu un ughjettu di bloccu di luce trà l'elementu emettitore di luce è l'elementu ricevente di luce.Per esempiu, pò esse usatu per detectà muniti è banconote in vending machines è ATM.
② Funzioni
Siccomu l'optocoupler trasmette i segnali attraversu a luce, l'insulazione trà u latu di l'ingressu è u latu di l'output hè una caratteristica maiò.L'insulamentu altu ùn hè micca facilmente affettatu da u rumore, ma impedisce ancu u flussu di corrente accidintali trà i circuiti adiacenti, chì hè estremamente efficace in termini di sicurità.È a struttura stessa hè relativamente simplice è raghjone.
A causa di a so longa storia, a ricca gamma di prudutti di diversi fabricatori hè ancu un vantaghju unicu di optocouplers.Perchè ùn ci hè micca un cuntattu fisicu, l'usura trà e parti hè chjuca, è a vita hè più longa.Per d 'altra banda, ci sò ancu caratteristiche chì l'efficienza luminosa hè faciule di fluttuà, perchè u LED si deteriora lentamente cù u passaghju di u tempu è i cambiamenti di temperatura.
In particulare quandu u cumpunente internu di u plasticu trasparente per un bellu pezzu, diventanu nuvoloso, ùn pò micca esse assai bona luce.Tuttavia, in ogni casu, a vita hè troppu longa paragunatu à u cuntattu cuntattu di u cuntattu miccanicu.
I fototransistori sò generalmente più lenti cà i fotodiodi, per quessa ùn sò micca usati per cumunicazioni à alta velocità.Tuttavia, questu ùn hè micca un svantaghju, postu chì certi cumpunenti anu circuiti di amplificazione in u latu di output per aumentà a velocità.In fatti, micca tutti i circuiti elettronici anu bisognu di aumentà a velocità.
③ Utilizazione
accoppiatori fotoelettricisò principalmente usati per l'operazione di cambiamentu.U circuitu serà energizatu accendendu l'interruttore, ma da u puntu di vista di e caratteristiche sopra, soprattuttu l'insulazione è a longa vita, hè adattatu per scenarii chì necessitanu alta affidabilità.Per esempiu, u rumore hè u nemicu di l'elettronica medica è l'equipaggiu audio / l'equipaggiu di cumunicazione.
Hè ancu usatu in sistemi di mutore di mutore.U mutivu di u mutore hè chì a vitezza hè cuntrullata da l'inverter quandu hè guidatu, ma genera rumore per via di l'alta pruduzzione.Stu rumore ùn solu pruvucarà u mutore stessu per fallu, ma ancu scorri à traversu a "terra" chì affetta i periferichi.In particulare, l'equipaggiu cù cablaggio longu hè faciule per coglie stu sonu d'alta pruduzzione, perchè s'ellu succede in a fabbrica, pruvucarà grandi perdite è qualchì volta causanu accidenti gravi.Utilizendu optocouplers altamente insulati per u cambiamentu, l'impattu nantu à altri circuiti è dispositivi pò esse minimizatu.
Siconda, cumu sceglie è aduprà optocouplers
Cumu aduprà u optocoupler ghjustu per l'applicazione in u disignu di u produttu?I seguenti ingegneri di sviluppu di microcontroller spiegheranu cumu selezziunà è utilizà optocouplers.
① Sempre apertu è sempre chjusu
Ci hè dui tipi di fotoaccoppiatori: un tipu in u quale l'interruttore hè disattivatu (off) quandu ùn hè micca appiicata tensione, un tipu in quale l'interruttore hè attivatu (off) quandu una tensione hè appiicata, è un tipu in quale l'interruttore. hè attivatu quandu ùn ci hè micca tensione.Applicà è spegne quandu a tensione hè applicata.
U primu hè chjamatu normalmente apertu, è l'ultimu hè chjamatu nurmalmente chjusu.Comu sceglie, prima dipende di u tipu di circuitu chì avete bisognu.
② Verificate a corrente di uscita è a tensione applicata
Photocouplers anu a pruprietà di amplificà u signale, ma ùn passanu micca sempre per volta è currente à vuluntà.Di sicuru, hè valutatu, ma una tensione deve esse appiicata da u latu di l'ingressu secondu a corrente di output desiderata.
Se guardemu à a scheda di dati di u produttu, pudemu vede un graficu induve l'assi verticale hè a corrente di output (corrente di u cullettivu) è l'assi horizontale hè a tensione d'ingressu (tensione di u cullettore-emitter).U currente di u cullettore varieghja secondu l'intensità di a luce LED, cusì applicà a tensione secondu a corrente di output desiderata.
Tuttavia, pudete pensà chì u currente di output calculatu quì hè sorprendentemente chjucu.Questu hè u valore attuale chì pò ancu esse pruduciutu in modu affidabile dopu à piglià in contu u deterioramentu di u LED cù u tempu, per quessa hè menu di a valutazione massima.
À u cuntrariu, ci sò casi induve u currenti di output ùn hè micca grande.Dunque, quandu sceglite l'optocoupler, assicuratevi di cuntrollà currettamente u "corrente di output" è sceglie u pruduttu chì currisponde.
③ Corrente massima
A currente di cunduzzione massima hè u valore di corrente massima chì l'optocoupler pò sustene quandu conduce.In novu, avemu bisognu di assicurà chì sapemu quantu pruduzzione u prughjettu hà bisognu è quale hè a tensione di input prima di cumprà.Assicuratevi chì u valore massimu è u currente utilizatu ùn sò micca limiti, ma chì ci hè un pocu margine.
④ Impostate u fotoaccoppiatore currettamente
Dopu avè sceltu u optocoupler ghjustu, usemu in un veru prughjettu.A stallazione stessu hè faciule, basta cunnette i terminali cunnessi à ogni circuitu di u latu d'ingressu è u circuitu di u latu di output.Tuttavia, ci vole à piglià cura di ùn misorient u latu di input è u latu di output.Per quessa, vi tocca dinù cuntrollà i simbuli in u tavulinu di dati, cusì chì ùn vi truverete chì u pede coupler photoelectric hè sbagghiatu dopu à drawing u bordu PCB.
Tempu di post: Jul-29-2023