- Внутрішня будова оптрона
- Типи оптронів
- Фототранзисторний оптрон
- Фото-дарлінгтонський транзисторний оптрон
- Оптрон Photo-TRIAC
- Оптопар на основі Photo-SCR
- Застосування оптрона
- Оптрон для комутації ланцюга постійного струму:
- Оптопар для виявлення напруги змінного струму:
- Оптопар для управління ланцюгом змінного струму за допомогою напруги постійного струму:
Опто-муфта - це електронний компонент, який передає електричні сигнали між двома ізольованими ланцюгами. Оптопар також називають оптоізолятором, фотосполучником або оптичним ізолятором.
Часто в ланцюгах, особливо в ланцюгах низької напруги або високочутливих до шуму, Optocoupler використовується для ізоляції схем, щоб запобігти електричним зіткненням або виключити небажані шуми. На сучасному комерційному ринку ми можемо придбати оптрон-муфту з входом від 10 кВ до 20 кВ для виходу потужності, що витримує напругу, із специфікацією перехідних напруг 25 кВ / мкС.
Внутрішня будова оптрона
Це внутрішня будова оптрона. На лівій стороні видно 1 і 2 висновки, це світлодіод (світлодіод), світлодіод випромінює інфрачервоне світло на світлочутливий транзисторз правого боку. Фототранзистор перемикає вихідну схему своїм колектором та емітером, так само, як типові транзистори BJT. Інтенсивність світлодіода безпосередньо керує фототранзистором. Оскільки світлодіодом можна керувати за допомогою іншої схеми, а фототранзистором можна керувати різною схемою, тож двома незалежними схемами можна керувати оптопарою. Крім того, між фототранзистором та інфрачервоним світлодіодом простір є прозорим та непровідним матеріалом; це електрична ізоляція двох різних ланцюгів. Порожнистий простір між світлодіодом і фототранзистором може бути зроблено за допомогою скла, повітря або прозорого пластику, електрична ізоляція набагато вища, як правило, 10 кВ або вище.
Типи оптронів
Існує багато різних типів оптронів, комерційно доступних на основі їх потреб та можливостей комутації. Залежно від використання доступні в основному чотири типи оптронів.
- Опто-муфта, яка використовує фототранзистор.
- Опто-муфта, яка використовує транзистор Photo Darlington.
- Оптрон-муфта, яка використовує Photo TRIAC.
- Оптрон-муфта, яка використовує Photo SCR.
Фототранзисторний оптрон
На верхньому зображенні внутрішня конструкція показана всередині фототранзисторного оптрона. Тип транзистора може бути будь-яким, будь то PNP або NPN.
Фототранзистор може бути двох типів залежно від наявності вихідного виводу. На другому зображенні зліва є додатковий штифт, який внутрішньо з'єднаний з базою транзистора. Цей штифт 6 використовується для управління чутливістю фототранзистора. Часто штифт використовується для з'єднання з землею або мінусом за допомогою резистора великої вартості. У цій конфігурації помилкове спрацьовування через шум або електричні перехідні процеси можна ефективно контролювати.
Крім того, перед використанням оптопари на основі фототранзистора користувач повинен знати максимальний рейтинг транзистора. PC816, PC817, LTV817, K847PH - це декілька широко використовуваних оптопар на основі фототранзисторів. Фото - Оптична муфта на основі транзистора використовується в ізоляції, пов'язаній із ланцюгом постійного струму.
Фото-дарлінгтонський транзисторний оптрон
На верхньому зображенні є два типи символів, показана внутрішня конструкція опто-муфти на основі Photo-Darlington.
Транзистор Дарлінгтона - це дві пари транзисторів, де один транзистор керує іншою базою транзистора. У цій конфігурації транзистор Дарлінгтона забезпечує високу здатність посилення. Як зазвичай, світлодіод випромінює інфрачервоний світлодіод і управляє базою парного транзистора.
Цей тип оптозв'язника також використовується в зоні постійного струму для ізоляції. 6-й штифт, який внутрішньо з'єднаний з основою транзистора, використовується для управління чутливістю транзистора, як обговорювалося раніше в описі фото-транзисторів. 4N32, 4N33, H21B1, H21B2, H21B3 є декількома прикладами оптозв'язок на основі фото-Дарлінгтона.
Оптрон Photo-TRIAC
На верхньому зображенні показана внутрішня конструкція або оптрона на основі TRIAC.
TRIAC в основному використовується там, де необхідні управління або комутація на основі змінного струму. Світлодіодом можна керувати за допомогою постійного струму, а TRIAC - для контролю змінного струму. Оптовимірювач забезпечує відмінну ізоляцію і в цьому випадку. Ось один додаток Triac. Прикладами опто- зчіпних пристроїв на основі фото-TRIAC є IL420 , 4N35 та ін.
Оптопар на основі Photo-SCR
Підставка SCR для випрямляча, керованого кремнієм, SCR також називається тиристором. На верхньому зображенні показана внутрішня конструкція оптрона на основі Photo-SCR. Так само, як і інші опто-рознімання, світлодіод випромінює інфрачервоний. SCR контролюється інтенсивністю світлодіода. Оптичний муфтомір на основі фото-SCR, що використовується в схемах змінного струму. Дізнайтеся більше про тиристор тут.
Кілька прикладів оптичних муфт на основі фото-SCR: - MOC3071, IL400, MOC3072 тощо.
Застосування оптрона
Як обговорювалося раніше, декілька оптопар, що використовуються в ланцюзі постійного струму, і кілька оптопар, що використовуються в операціях, пов'язаних зі змінним струмом. Оскільки оптопар не дозволяє здійснювати пряме електричне з'єднання між двома сторонами, основним застосуванням оптрона є ізоляція двох ланцюгів.
Від перемикання іншого додатка, подібно до того, як транзистор може використовуватися для перемикання додатків, може бути використаний оптопар. Він може використовуватися в різних операціях, пов'язаних з мікроконтролером, де цифрові імпульси або аналогова інформація, необхідна від схеми високої напруги, Optocoupler може використовуватися для чудової ізоляції між цими двома.
Оптовимірювач може використовуватися для виявлення змінного струму, операцій, пов'язаних з управлінням постійним струмом. Побачимо кілька застосувань опто-транзисторів.
Оптрон для комутації ланцюга постійного струму:
У верхній схемі використовується схема оптрони на основі фототранзистора. Він буде діяти як типовий транзисторний перемикач. У схемі використовується недорогий оптовідвідник на основі фототранзистора PC817. Інфрачервоний світлодіод буде управлятися з допомогою перемикача S1. Коли перемикач буде ввімкнено, джерело акумулятора 9 В подаватиме струм на світлодіод через обмежувач струму резистор 10 к. Інтенсивність контролюється резистором R1. Якщо ми змінимо значення і зробимо опір меншим, інтенсивність світлодіода буде високою, завдяки чому посилення транзистора буде високим.
З іншого боку транзистор - це фототранзистор, керований внутрішнім інфрачервоним світлодіодом, коли світлодіод випромінює інфрачервоне світло, фототранзистор контактує, і VOUT буде 0, вимикаючи навантаження, підключене через нього. Необхідно пам'ятати, що згідно з таблицею даних струм колектора транзистора дорівнює 50 мА. R2 забезпечує VOUT 5v. R2 - підтягуючий резистор.
Ви можете побачити перемикання світлодіода за допомогою оптронного з'єднувача у відео нижче…
У цій конфігурації оптозв'язок на основі фототранзистора можна використовувати з мікроконтролером для виявлення імпульсів або переривань.
Оптопар для виявлення напруги змінного струму:
Тут показано іншу схему для виявлення змінної напруги. Інфрачервоний світлодіод управляється за допомогою двох 100k резисторів. Два резистори 100k, що використовуються замість одного резистора 200k, забезпечують додаткову безпеку в умовах короткого замикання. Світлодіод підключений через лінію розетки (L) і нейтральну лінію (N). При натисканні на S1 світлодіод починає випромінювати інфрачервоне світло. Фототранзистор реагує і перетворює VOUT з 5 В на 0 В.
У цій конфігурації оптовідгалужувач може бути підключений через ланцюг низької напруги, такий як мікроконтролерний блок, де потрібно виявлення змінної напруги. На виході буде видаватися квадратний імпульс від високого до низького.
На даний момент перша схема використовується для управління або перемикання схеми постійного струму, а друга - для виявлення схеми змінного струму та управління або перемикання ланцюга постійного струму. Далі ми побачимо управління ланцюгом змінного струму за допомогою схеми постійного струму.
Оптопар для управління ланцюгом змінного струму за допомогою напруги постійного струму:
У верхній ланцюзі світлодіод знову управляється за допомогою акумулятора 9 В через резистор 10 К і стан перемикача. З іншого боку використовується фотооптична муфта на основі TRIAC, яка управляє ЛАМПОЮ змінного струму від розетки змінного струму 220 В. Резистор 68R використовується для управління BT136 TRIAC, який управляється фото-TRIAC всередині блоку оптозв'язку.
Цей тип конфігурації використовується для управління електричними приладами за допомогою схем низької напруги. IL420 використовується у верхній схемі, яка являє собою опто-муфту на основі фото-TRIAC.
Окрім цього типу схем, оптозв'язувач може бути використаний в SMPS для надсилання інформації про коротке замикання або над поточним станом на первинну сторону.
Якщо ви хочете побачити мікросхему Optocoupler у реальній дії, перевірте схеми нижче:
- Вступ до восьмипара і взаємодія з ATmega8
- Передплачений лічильник енергії за допомогою GSM та Arduino
- ІК-пульт дистанційного керування TRIAC
- Аварійне світло Raspberry Pi з темрявою та детектором вимкнення лінії змінного струму
- ІЧ-дистанційне керування домашньою автоматизацією за допомогою мікроконтролера PIC