Ang mga optocoupler, na kumukonekta sa mga circuit gamit ang mga optical signal bilang medium, ay isang elementong aktibo sa mga lugar kung saan ang mataas na katumpakan ay kailangang-kailangan, tulad ng acoustics, gamot at industriya, dahil sa kanilang mataas na versatility at pagiging maaasahan, tulad ng tibay at pagkakabukod.
Ngunit kailan at sa ilalim ng anong mga pangyayari gumagana ang optocoupler, at ano ang prinsipyo sa likod nito?O kapag ginamit mo talaga ang photocoupler sa sarili mong gawaing electronics, maaaring hindi mo alam kung paano ito pipiliin at gamitin.Dahil ang optocoupler ay madalas na nalilito sa "phototransistor" at "photodiode".Samakatuwid, kung ano ang isang photocoupler ay ipakikilala sa artikulong ito.
Ano ang photocoupler?
Ang optocoupler ay isang electronic component na ang etimolohiya ay optical
coupler, na nangangahulugang "pagsasama sa liwanag."Minsan kilala rin bilang optocoupler, optical isolator, optical insulation, atbp. Binubuo ito ng light emitting element at light receiving element, at nagkokonekta sa input side circuit at output side circuit sa pamamagitan ng optical signal.Walang koneksyon sa kuryente sa pagitan ng mga circuit na ito, sa madaling salita, sa isang estado ng pagkakabukod.Samakatuwid, ang koneksyon ng circuit sa pagitan ng input at output ay hiwalay at tanging ang signal ang ipinadala.Ligtas na ikonekta ang mga circuit na may makabuluhang magkaibang antas ng boltahe ng input at output, na may mataas na boltahe na pagkakabukod sa pagitan ng input at output.
Bilang karagdagan, sa pamamagitan ng pagpapadala o pagharang sa ilaw na signal na ito, ito ay gumaganap bilang isang switch.Ang detalyadong prinsipyo at mekanismo ay ipapaliwanag sa ibang pagkakataon, ngunit ang light emitting element ng photocoupler ay isang LED (light emitting diode).
Mula noong 1960s hanggang 1970s, nang naimbento ang mga led at ang kanilang mga pagsulong sa teknolohiya ay makabuluhan,optoelectronicsnaging boom.Sa oras na iyon, iba't-ibangmga optical deviceay naimbento, at ang photoelectric coupler ay isa sa kanila.Kasunod nito, ang optoelectronics ay mabilis na tumagos sa ating buhay.
① Prinsipyo/mekanismo
Ang prinsipyo ng optocoupler ay ang light-emitting element ay nagko-convert ng input electrical signal sa light, at ang light-receiving element ay nagpapadala ng light back electrical signal sa output side circuit.Ang light emitting element at ang light receiving element ay nasa loob ng block ng panlabas na liwanag, at ang dalawa ay magkatapat sa isa't isa upang makapaghatid ng liwanag.
Ang semiconductor na ginagamit sa light-emitting elements ay ang LED (light-emitting diode).Sa kabilang banda, maraming uri ng semiconductors na ginagamit sa mga light-receiving device, depende sa kapaligiran ng paggamit, panlabas na sukat, presyo, atbp., ngunit sa pangkalahatan, ang pinakakaraniwang ginagamit ay ang phototransistor.
Kapag hindi gumagana, ang mga phototransistor ay nagdadala ng kaunti sa kasalukuyang na ginagawa ng mga ordinaryong semiconductor.Kapag ang liwanag ay naganap doon, ang phototransistor ay bumubuo ng isang photoelectromotive na puwersa sa ibabaw ng P-type semiconductor at N-type semiconductor, ang mga butas sa N-type na semiconductor ay dumadaloy sa p rehiyon, ang libreng electron semiconductor sa p rehiyon ay dumadaloy. sa n rehiyon, at ang agos ay dadaloy.
Ang mga phototransistor ay hindi tumutugon gaya ng mga photodiode, ngunit mayroon din silang epekto ng pagpapalakas ng output sa daan-daang hanggang 1,000 beses ang input signal (dahil sa panloob na electric field).Samakatuwid, sila ay sapat na sensitibo upang kunin ang kahit na mahina na mga signal, na isang kalamangan.
Sa katunayan, ang "light blocker" na nakikita natin ay isang elektronikong aparato na may parehong prinsipyo at mekanismo.
Gayunpaman, ang mga light interrupter ay karaniwang ginagamit bilang mga sensor at ginagampanan ang kanilang tungkulin sa pamamagitan ng pagpasa ng light-blocking object sa pagitan ng light-emitting element at light-receiving element.Halimbawa, maaari itong magamit upang makita ang mga barya at banknote sa mga vending machine at ATM.
② Mga Tampok
Dahil ang optocoupler ay nagpapadala ng mga signal sa pamamagitan ng liwanag, ang pagkakabukod sa pagitan ng input side at output side ay isang pangunahing tampok.Ang mataas na pagkakabukod ay hindi madaling maapektuhan ng ingay, ngunit pinipigilan din ang hindi sinasadyang daloy ng kasalukuyang sa pagitan ng mga katabing circuit, na lubhang epektibo sa mga tuntunin ng kaligtasan.At ang istraktura mismo ay medyo simple at makatwiran.
Dahil sa mahabang kasaysayan nito, ang mayamang lineup ng produkto ng iba't ibang mga tagagawa ay isa ring natatanging bentahe ng mga optocoupler.Dahil walang pisikal na kontak, ang pagkasira sa pagitan ng mga bahagi ay maliit, at ang buhay ay mas mahaba.Sa kabilang banda, mayroon ding mga katangian na ang makinang na kahusayan ay madaling magbago, dahil ang LED ay dahan-dahang lumala sa pagdaan ng oras at mga pagbabago sa temperatura.
Lalo na kapag ang panloob na bahagi ng transparent plastic para sa isang mahabang panahon, maging maulap, hindi ito maaaring maging napakagandang liwanag.Gayunpaman, sa anumang kaso, ang buhay ay masyadong mahaba kumpara sa contact contact ng mechanical contact.
Ang mga phototransistor ay karaniwang mas mabagal kaysa sa mga photodiode, kaya hindi sila ginagamit para sa mga high-speed na komunikasyon.Gayunpaman, hindi ito isang kawalan, dahil ang ilang mga bahagi ay may mga circuit ng amplification sa gilid ng output upang mapataas ang bilis.Sa katunayan, hindi lahat ng mga electronic circuit ay kailangang dagdagan ang bilis.
③ Paggamit
Photoelectric couplersay pangunahing ginagamit para sa pagpapatakbo ng paglipat.Ang circuit ay mapapalakas sa pamamagitan ng pag-on sa switch, ngunit mula sa punto ng view ng mga katangian sa itaas, lalo na ang pagkakabukod at mahabang buhay, ito ay angkop na angkop sa mga sitwasyong nangangailangan ng mataas na pagiging maaasahan.Halimbawa, ang ingay ay ang kaaway ng mga medikal na elektroniko at kagamitan sa audio/kagamitan sa komunikasyon.
Ginagamit din ito sa mga sistema ng pagmamaneho ng motor.Ang dahilan para sa motor ay ang bilis ay kinokontrol ng inverter kapag ito ay hinihimok, ngunit ito ay bumubuo ng ingay dahil sa mataas na output.Ang ingay na ito ay hindi lamang magiging sanhi ng motor mismo na mabigo, ngunit dumaloy din sa "lupa" na nakakaapekto sa mga peripheral.Sa partikular, ang mga kagamitan na may mahabang mga kable ay madaling makuha ang mataas na output na ingay na ito, kaya kung ito ay mangyari sa pabrika, ito ay magdudulot ng malaking pagkalugi at kung minsan ay magdudulot ng malubhang aksidente.Sa pamamagitan ng paggamit ng mataas na insulated optocoupler para sa paglipat, ang epekto sa iba pang mga circuit at device ay maaaring mabawasan.
Pangalawa, kung paano pumili at gumamit ng mga optocoupler
Paano gamitin ang tamang optocoupler para sa aplikasyon sa disenyo ng produkto?Ang mga sumusunod na microcontroller development engineer ay magpapaliwanag kung paano pumili at gumamit ng mga optocoupler.
① Palaging bukas at laging nakasara
Mayroong dalawang uri ng photocoupler: isang uri kung saan ang switch ay naka-off (naka-off) kapag walang boltahe na inilapat, isang uri kung saan ang switch ay naka-on (naka-off) kapag ang isang boltahe ay inilapat, at isang uri kung saan ang switch ay nakabukas kapag walang boltahe.Ilapat at patayin kapag inilapat ang boltahe.
Ang una ay tinatawag na normally open, at ang huli ay tinatawag na normally closed.Paano pumili, una ay depende sa kung anong uri ng circuit ang kailangan mo.
② Suriin ang kasalukuyang output at inilapat na boltahe
Ang mga photocoupler ay may pag-aari ng pagpapalakas ng signal, ngunit hindi palaging dumadaan sa boltahe at kasalukuyang sa kalooban.Siyempre, ito ay na-rate, ngunit ang isang boltahe ay kailangang ilapat mula sa input side ayon sa nais na kasalukuyang output.
Kung titingnan natin ang sheet ng data ng produkto, makikita natin ang isang tsart kung saan ang vertical axis ay ang output current (collector current) at ang horizontal axis ay ang input voltage (collector-emitter voltage).Ang kasalukuyang kolektor ay nag-iiba ayon sa intensity ng LED light, kaya ilapat ang boltahe ayon sa nais na kasalukuyang output.
Gayunpaman, maaari mong isipin na ang kasalukuyang output na kinakalkula dito ay nakakagulat na maliit.Ito ang kasalukuyang halaga na maaari pa ring mapagkakatiwalaan na output pagkatapos isaalang-alang ang pagkasira ng LED sa paglipas ng panahon, kaya ito ay mas mababa sa maximum na rating.
Sa kabaligtaran, may mga kaso kung saan ang kasalukuyang output ay hindi malaki.Samakatuwid, kapag pumipili ng optocoupler, siguraduhing maingat na suriin ang "output current" at piliin ang produkto na tumutugma dito.
③ Pinakamataas na kasalukuyang
Ang pinakamataas na kasalukuyang pagpapadaloy ay ang pinakamataas na halaga ng kasalukuyang na maaaring mapaglabanan ng optocoupler kapag nagsasagawa.Muli, kailangan nating tiyakin na alam natin kung gaano karaming output ang kailangan ng proyekto at kung ano ang input boltahe bago tayo bumili.Siguraduhin na ang maximum na halaga at ang kasalukuyang ginagamit ay hindi mga limitasyon, ngunit mayroong ilang margin.
④ Itakda nang tama ang photocoupler
Sa pagpili ng tamang optocoupler, gamitin natin ito sa isang tunay na proyekto.Ang pag-install mismo ay madali, ikonekta lamang ang mga terminal na konektado sa bawat input side circuit at output side circuit.Gayunpaman, dapat gawin ang pag-iingat upang hindi maling iorient ang bahagi ng input at ang bahagi ng output.Samakatuwid, dapat mo ring suriin ang mga simbolo sa talahanayan ng data, upang hindi mo makita na mali ang photoelectric coupler foot pagkatapos iguhit ang PCB board.
Oras ng post: Hul-29-2023