Optronas: jo tipai ir įvairus pritaikymas nuolatinės / kintamosios srovės grandinėse

„Opto-coupler“ yra elektroninis komponentas, perduodantis elektrinius signalus tarp dviejų izoliuotų grandinių. „Optocoupler“ taip pat vadinamas „Opto-isolator“, foto jungtimi arba optiniu izoliatoriumi.

Dažnai grandinėse, ypač žemos įtampos ar labai triukšmo jautriose grandinėse, „Optocoupler“ naudojamas grandinėms izoliuoti, kad būtų išvengta elektrinio susidūrimo galimybės arba pašalintas nepageidaujamas triukšmas. Dabartinėje komercinėje rinkoje galime nusipirkti „Opto“ movą su 10 kV ir 20 kV įėjimu, kad galios atlaikytų įtampos galią, nurodant 25 kV / uS įtampos pereinamąsias specifikacijas.

Vidinė optrono struktūra

Tai vidinė opto-movos struktūra. Kairėje pusėje yra 1 ir 2 kaiščiai, tai yra šviesos diodas (šviesos diodas), šviesos diodas skleidžia infraraudonąją šviesą į šviesai jautrų tranzistoriųdešinėje pusėje. Fototransistorius perjungia išvesties grandinę savo kolektoriumi ir spinduoliu, kaip ir tipiški BJT tranzistoriai. Šviesos diodo intensyvumas tiesiogiai kontroliuoja fototransistorių. Kadangi šviesos diodą galima valdyti skirtinga schema, o fototransistorius gali valdyti skirtingas schemas, todėl dvi nepriklausomas grandines galima valdyti „Optocoupler“. Be to, tarp foto tranzistoriaus ir infraraudonųjų spindulių šviesos diodo erdvė yra skaidri ir nelaidi medžiaga; jis elektriškai izoliuoja dvi skirtingas grandines. Tuščiavidurė erdvė tarp šviesos diodo ir fototransistoriaus gali būti padaryta naudojant stiklą, orą arba permatomą plastiką. Elektros izoliacija yra daug didesnė, paprastai 10 kV ar didesnė.

Optronų tipai

Atsižvelgiant į jų poreikius ir perjungimo galimybes, komerciškai yra daugybė skirtingų jungčių. Priklausomai nuo naudojimo, yra daugiausia keturių tipų optronai.

1. „Opto“ jungtis, naudojanti „ Photo Transistor“.
2. „Opto“ jungtis, naudojanti „ Photo Darlington“ tranzistorių.
3. „Opto“ jungtis, naudojanti „ Photo TRIAC“.
4. „Opto“ jungtis, naudojanti „ Photo SCR“.

Foto-tranzistoriaus optronas

Viršutiniame paveikslėlyje vidinė konstrukcija parodyta „Photo-transistor Optocoupler“ viduje. Transistoriaus tipas gali būti bet koks PNP ar NPN.

„Photo-Transistor“ gali būti dviejų tipų, atsižvelgiant į išvesties kaiščių prieinamumą. Antrame kairiajame paveikslėlyje yra papildomas kaištis, kuris yra viduje sujungtas su tranzistoriaus pagrindu. Šis kaištis 6 naudojamas foto tranzistoriaus jautrumui valdyti. Dažnai kaištis naudojamas prisijungti prie žemės arba neigiamas, naudojant didelės vertės rezistorių. Tokioje konfigūracijoje galima efektyviai kontroliuoti klaidingą suveikimą dėl triukšmo ar elektrinių pereinamųjų procesų.

Be to, prieš naudodamas „Photo-tranzistor“ pagrįstą optroną vartotojas turi žinoti maksimalų tranzistoriaus reitingą. PC816, PC817, LTV817, K847PH yra nedaugelis plačiai naudojamų fototransistorių turinčių optinių jungčių. Nuotrauka - tranzistoriaus pagrindu veikianti opto jungtis naudojama izoliuojant nuolatinės srovės grandinę.

„Photo-Darlington“ tranzistoriaus optronas

Viršutiniame paveikslėlyje yra dviejų tipų simboliai, parodyta Photo-Darlingtono pagrindu veikiančios opto jungties konstrukcija.

„Darlington“ tranzistorius yra dvi tranzistorių poros, kur vienas tranzistorius valdo kitą tranzistoriaus bazę. Šioje konfigūracijoje Darlingtono tranzistorius suteikia didelę galią. Kaip įprasta, šviesos diodas skleidžia infraraudonuosius spindulius ir valdo porinio tranzistoriaus pagrindą.

Šis opto-movos tipas taip pat naudojamas izoliuoti su nuolatine grandine susijusioje srityje. 6-as kaištis, kuris yra viduje sujungtas su tranzistoriaus pagrindu, naudojamas tranzistoriaus jautrumui valdyti, kaip buvo aptarta anksčiau foto-tranzistoriaus aprašyme. 4N32, 4N33, H21B1, H21B2, H21B3 yra keletas „Darlington“ pagrindu sukurtų opto jungčių pavyzdžių.

„Photo-TRIAC Optocoupler“

Viršutiniame paveikslėlyje parodyta vidinė konstrukcija arba TRIAC pagrindu sukurta opto jungtis.

TRIAC daugiausia naudojamas ten, kur reikalingas kintamosios srovės valdymas arba perjungimas. Švinas gali būti valdomas naudojant nuolatinę srovę, o TRIAC naudojamas kintamajai srovei valdyti. „Opto“ jungtis ir šiuo atveju užtikrina puikią izoliaciją. Čia yra viena „Triac“ programa. Foto-TRIAC pagrindu pagaminti opto-jungties pavyzdžiai yra IL420 , 4N35 ir kt., Yra TRIAC pagrindu sukurtos opto-jungties pavyzdžiai.

„Photo-SCR“ pagrindu sukurtas optinis jungiklis

SCR reiškia silicio valdomą lygintuvą, SCR taip pat vadinamas tiristoriumi. Viršutiniame paveikslėlyje parodyta „Photo-SCR“ pagrindu sukurta opto-movos vidinė konstrukcija. Šviesos diodas skleidžia infraraudonųjų spindulių spindulius, kaip ir kitas opto jungtis. SCR valdo šviesos diodo intensyvumas. „Photo-SCR“ pagrindu sukurta „Opto“ jungtis, naudojama kintamosios srovės grandinėse. Sužinokite daugiau apie tiristorių čia.

Keletas foto-SCR pagrindu veikiančių opto jungčių pavyzdžių yra: - MOC3071, IL400, MOC3072 ir kt.

„Optocoupler“ programos

Kaip buvo aptarta anksčiau, keli optiniai elementai, naudojami nuolatinės srovės grandinėje, ir keli optiniai elementai, naudojami su kintama srove susijusiose operacijose. Kadangi „Optocoupler“ neleidžia tiesiogiai jungtis tarp dviejų pusių, pagrindinė „Optocoupler“ paskirtis yra izoliuoti dvi grandines.

Nuo kitos programos perjungimo, tas pats, kaip ir naudojant tranzistorių, kad būtų galima perjungti taikymą, galima naudoti „Optocoupler“. Jis gali būti naudojamas atliekant įvairias su mikrovaldikliais susijusias operacijas, kai skaitmeniniai impulsai ar analoginė informacija, reikalinga iš aukštos įtampos grandinės, „Optocoupler“ gali būti naudojami puikiam šių dviejų izoliavimui.

Opto-movą galima naudoti kintamosios srovės aptikimui, su nuolatinės srovės valdymu susijusioms operacijoms. Pažiūrėkime keletą Opto-tranzistorių pritaikymų.

Optinis jungiklis nuolatinės srovės grandinei perjungti:

Viršutinėje grandinėje naudojama „ Photo-Transistor“ pagrindu sukurta optinių jungčių grandinė. Tai veiks kaip įprastas tranzistoriaus jungiklis. Schemoje naudojama pigių fototransistorių pagrindu sukurta opto jungtis PC817. Infraraudonųjų spindulių LED bus kontroliuojama S1 jungiklio. Kai jungiklis bus įjungtas, 9 V akumuliatoriaus šaltinis duos srovę į šviesos diodą per srovės ribotuvą 10 k. Rezistorius valdomas rezistoriumi R1. Jei pakeisime vertę ir padarysime mažesnę varžą, ledo intensyvumas bus didelis, todėl tranzistorius padidės.

Kitoje pusėje tranzistorius yra foto tranzistorius, valdomas vidinės infraraudonųjų spindulių šviesos diodo, kai šviesos diodas skleidžia infraraudonąją šviesą, foto tranzistorius susisieks, o VOUT 0 išjungs per jį sujungtą apkrovą. Reikia atsiminti, kad kaip nurodyta duomenų lape, tranzistoriaus kolektoriaus srovė yra 50mA. R2 teikia VOUT 5v. R2 yra traukiamasis rezistorius.

Šviesos diodo perjungimą naudojant opto-jungtį galite pamatyti žemiau esančiame vaizdo įraše…

Šioje konfigūracijoje foto-tranzistoriaus pagrindu veikianti opto jungtis gali būti naudojama kartu su mikrovaldikliu pulsams aptikti ar pertraukimams.

Optinis jungiklis kintamosios srovės įtampai nustatyti:

Čia parodyta kita grandinė, skirta aptikti kintamą įtampą. Infraraudonųjų spindulių šviesos diodas valdomas naudojant du 100k rezistorius. Du 100 k rezistoriai, naudojami vietoj vieno 200 k rezistoriaus, yra skirti papildomam saugumui dėl trumpojo jungimo. Šviesos diodas yra prijungtas prie sienos lizdo (L) ir neutralios linijos (N). Paspaudus S1, lemputė pradeda skleisti infraraudonąją šviesą. Foto tranzistorius atsako ir paverčia VOUT iš 5V į 0V.

Šioje konfigūracijoje opto jungtį galima prijungti žemos įtampos grandinėje, pavyzdžiui, mikrovaldiklio bloke, kur reikalinga kintamosios srovės įtampa. Išvesties rezultatas bus kvadratas nuo aukšto iki mažo.

Nuo šiol pirmoji grandinė naudojama nuolatinės srovės grandinei valdyti ar perjungti, o antroji - aptikti kintamosios srovės grandinę ir valdyti arba perjungti nuolatinės srovės grandinę. Toliau pamatysime, kaip valdyti kintamosios srovės grandinę naudojant nuolatinės srovės grandinę.

Optinis jungiklis kintamosios srovės grandinei valdyti naudojant nuolatinę įtampą:

Viršutinėje grandinėje Šviesos diodą vėl valdo 9 V baterija per 10 k rezistorių ir jungiklio būsena. Kitoje pusėje naudojama foto-TRIAC opto jungtis, valdanti kintamosios srovės žibintą iš 220 V kintamosios srovės lizdo. 68R rezistorius naudojamas valdyti BT136 TRIAC, kurį valdo foto-TRIAC opto jungties bloko viduje.

Šio tipo konfigūracija naudojama elektros prietaisams valdyti naudojant žemos įtampos grandines. IL420 naudojamas viršutinėje schemoje, kuri yra foto-TRIAC pagrindu pagaminta „Opto“ jungtis.

Išskyrus šio tipo schemas, opto-jungtis gali būti naudojama SMPS, norint siųsti antrinei pusei trumpojo jungimo arba virš dabartinės būklės informaciją į pirminę pusę.

Jei norite pamatyti „ Optocoupler IC“ iš tikrųjų, patikrinkite toliau pateiktas grandines:

• Įvadas į „Octocoupler“ ir sąsają su „ATmega8“
• Iš anksto apmokėtas energijos skaitiklis naudojant GSM ir „Arduino“
• IR nuotolinio valdymo TRIAC „Dimmer“ grandinė
• „Raspberry Pi“ avarinė lemputė su tamsos ir kintamosios srovės maitinimo linijos išjungimo detektoriumi
• IR nuotolinio valdymo namų automatika naudojant PIC mikrovaldiklį