Optokoblere, der forbinder kredsløb ved hjælp af optiske signaler som medium, er et element, der er aktive i områder, hvor høj præcision er uundværlig, såsom akustik, medicin og industri på grund af deres høje alsidighed og pålidelighed, såsom holdbarhed og isolering.
Men hvornår og under hvilke omstændigheder fungerer optokobleren, og hvad er princippet bag det? Eller når du faktisk bruger fotokobleren i dit eget elektronikarbejde, ved du muligvis ikke, hvordan du vælger og bruger det. Fordi optokobler ofte forveksles med "fototransistor" og "fotodiode". Derfor vil en fotokobler blive introduceret i denne artikel.
Hvad er en fotokobler?
OptoCouPler er en elektronisk komponent, hvis etymologi er optisk
kobling, hvilket betyder "kobling med lys." Nogle gange også kendt som optokobler, optisk isolator, optisk isolering osv. Den består af lysemitterende element og let modtagende element og forbinder input sidekredsløb og udgangssidekredsløb gennem optisk signal. Der er ingen elektrisk forbindelse mellem disse kredsløb med andre ord i en isoleringstilstand. Derfor er kredsløbsforbindelsen mellem input og output separat, og kun signalet transmitteres. Tilslut sikkert kredsløb med signifikant forskellige input- og udgangsspændingsniveauer med høj spændingisolering mellem input og output.
Ved at transmittere eller blokere dette lyssignal fungerer det desuden som en switch. Det detaljerede princip og mekanisme vil blive forklaret senere, men det lysemitterende element i fotokobleren er en LED (lysemitterende diode).
Fra 1960'erne til 1970'erne, da LED'er blev opfundet og deres teknologiske fremskridt var betydningsfulde, varOptoelectronicsblev en boom. På det tidspunkt er forskelligeOptiske enhederblev opfundet, og den fotoelektriske kobling var en af dem. Derefter trængte optoelektronik hurtigt ind i vores liv.
① Princip/mekanisme
Princippet for optokobleren er, at det lysemitterende element konverterer det elektriske indgangs-signal til lys, og det lys-modtagende element transmitterer det lette rygelektriske signal til output-sidekredsløbet. Det lysemitterende element og det lette modtagende element er på indersiden af blokken med eksternt lys, og de to er overfor hinanden for at transmittere lys.
Den halvleder, der bruges i lysemitterende elementer, er LED (lysemitterende diode). På den anden side er der mange slags halvledere, der bruges i lys-modtagende enheder, afhængigt af brugsmiljøet, ekstern størrelse, pris osv., Men generelt er den mest almindeligt anvendte fototransistor.
Når man ikke arbejder, bærer fototransistorer lidt af de nuværende, som almindelige halvledere gør. Når den lette hændelse der, genererer fototransistoren en fotoelektromotorisk kraft på overfladen af P-typen halvleder og N-type halvleder, hullerne i N-typen halvlederstrømning i P-regionen, den frie elektronis semiconductor i P-regionen flyder ind i N-regionen og strømmen vil strømmen.
Fototransistorer er ikke så lydhøre som fotodioder, men de har også effekten af at forstærke output til hundreder til 1.000 gange indgangssignalet (på grund af det interne elektriske felt). Derfor er de følsomme nok til at hente endda svage signaler, hvilket er en fordel.
Faktisk er den "lette blokering", vi ser, en elektronisk enhed med samme princip og mekanisme.
Imidlertid bruges lette afbrydere normalt som sensorer og udfører deres rolle ved at videregive et lysblokerende objekt mellem det lysemitterende element og det lysmodtagende element. For eksempel kan det bruges til at detektere mønter og pengesedler i salgsautomater og pengeautomater.
② Funktioner
Da optokobleren transmitterer signaler gennem lys, er isoleringen mellem inputsiden og outputsiden et vigtigt træk. Høj isolering påvirkes ikke let af støj, men forhindrer også utilsigtet strømstrøm mellem tilstødende kredsløb, hvilket er ekstremt effektivt med hensyn til sikkerhed. Og selve strukturen er relativt enkel og rimelig.
På grund af sin lange historie er den rige produktopstilling af forskellige producenter også en unik fordel ved optokoblere. Fordi der ikke er nogen fysisk kontakt, er slidet mellem delene lille, og livet er længere. På den anden side er der også karakteristika, som den lysende effektivitet er let at svinge, fordi LED'en langsomt forværres med tids- og temperaturændringerne.
Især når den interne komponent i den gennemsigtige plast i lang tid, bliver overskyet, kan det ikke være meget godt lys. Under alle omstændigheder er livet imidlertid for længe sammenlignet med kontaktkontakten med den mekaniske kontakt.
Fototransistorer er generelt langsommere end fotodioder, så de bruges ikke til højhastighedskommunikation. Dette er dog ikke en ulempe, da nogle komponenter har amplifikationskredsløb på outputsiden for at øge hastigheden. Faktisk er ikke alle elektroniske kredsløb nødt til at øge hastigheden.
③ Brug
Fotoelektriske koblerebruges hovedsageligt til skift af drift. Kredsløbet vil blive aktiveret ved at tænde for kontakten, men fra synspunktet om ovenstående egenskaber, især isolering og lang levetid, er det velegnet til scenarier, der kræver høj pålidelighed. For eksempel er støj fjenden for medicinsk elektronik og lydudstyr/kommunikationsudstyr.
Det bruges også i Motor Drive Systems. Årsagen til motoren er, at hastigheden styres af inverteren, når den køres, men den genererer støj på grund af den høje output. Denne støj vil ikke kun få selve motoren til at mislykkes, men flyder også gennem "jorden", der påvirker perifere enheder. Især er udstyr med lange ledninger let at hente denne høje outputstøj, så hvis det sker på fabrikken, vil det forårsage store tab og undertiden forårsage alvorlige ulykker. Ved at bruge meget isolerede optokoblere til skift kan påvirkningen på andre kredsløb og enheder minimeres.
For det andet, hvordan man vælger og bruger optokoblere
Hvordan bruger jeg den rigtige optokobler til anvendelse i produktdesign? Følgende mikrokontrollerudviklingsingeniører vil forklare, hvordan man vælger og bruger optokoblere.
① Åbn altid og altid tæt
Der er to typer fotokoblere: en type, hvor kontakten slukkes (slukket), når der ikke anvendes nogen spænding, en type, hvor kontakten tændes (slukket), når der påføres en spænding, og en type, hvor kontakten er tændt, når der ikke er spænding. Påfør og sluk, når spændingen påføres.
Førstnævnte kaldes normalt åbent, og sidstnævnte kaldes normalt lukket. Hvordan man vælger, afhænger først af, hvilken slags kredsløb du har brug for.
② Tjek udgangsstrømmen og påført spænding
Fotokoblere har egenskaben ved at forstærke signalet, men passerer ikke altid gennem spænding og strøm efter ønske. Naturligvis er det vurderet, men en spænding skal påføres fra inputsiden i henhold til den ønskede udgangsstrøm.
Hvis vi ser på produktdatabladet, kan vi se et diagram, hvor den lodrette akse er outputstrømmen (samlerstrøm) og den vandrette akse er indgangsspændingen (Collector-Emitter-spænding). Samlerstrømmen varierer afhængigt af LED -lysintensiteten, så påfør spændingen i henhold til den ønskede udgangsstrøm.
Du kan dog tro, at outputstrømmen, der er beregnet her, er overraskende lille. Dette er den aktuelle værdi, der stadig kan udsendes pålideligt efter at have taget hensyn til forringelsen af LED over tid, så det er mindre end den maksimale bedømmelse.
Tværtimod er der tilfælde, hvor outputstrømmen ikke er stor. Derfor, når du vælger optokobleren, skal du sørge for omhyggeligt at kontrollere “outputstrøm” og vælge det produkt, der matcher det.
③ Maksimal strøm
Den maksimale ledningsstrøm er den maksimale strømværdi, som optokobleren kan modstå, når man udføres. Igen er vi nødt til at sørge for, at vi ved, hvor meget output projektet har brug for, og hvad indgangsspændingen er, før vi køber. Sørg for, at den maksimale værdi og den nuværende anvendte ikke er grænser, men at der er en vis margin.
④ Indstil fotokobleren korrekt
Efter at have valgt den rigtige optokobler, lad os bruge det i et rigtigt projekt. Selve installationen er let, skal du bare tilslutte terminalerne, der er tilsluttet hvert indgangssidekredsløb og udgangsside kredsløb. Imidlertid bør der udvises omhu for ikke at forseelse af inputsiden og outputsiden. Derfor skal du også kontrollere symbolerne i datatabellen, så du ikke finder ud af, at den fotoelektriske koblingsfod er forkert efter at have tegnet PCB -kortet.
Posttid: Jul-29-2023