Mga optical connector at ang kanilang mga aplikasyon
Ang isang optocoupler (o optocoupler, na nagsimula itong tawaging kamakailan) ay istrukturang binubuo ng dalawang elemento: isang emitter at isang photodetector, na nagkakaisa, bilang panuntunan, sa isang karaniwang selyadong pabahay.
Mayroong maraming mga uri ng optocoupler: risistor, diode, transistor, thyristor. Ang mga pangalang ito ay nagpapahiwatig ng uri ng photodetector. Bilang isang emitter, karaniwang ginagamit ang isang semiconductor infrared LED na may wavelength sa hanay na 0.9 … 1.2 microns. Ginagamit din ang mga pulang LED, electroluminescent emitters, at mga miniature na incandescent lamp.
Ang pangunahing layunin ng mga optocoupler ay magbigay ng galvanic isolation sa pagitan ng mga signal circuit. Batay dito, ang pangkalahatang prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga device na ito, sa kabila ng pagkakaiba sa mga photodetector, ay maaaring ituring na pareho: ang input electrical signal na dumarating sa emitter ay na-convert sa isang light flux, na, na kumikilos sa photodetector, nagbabago ng conductivity nito. .
Kung ang photodetector ay photoresistor, kung gayon ang liwanag na pagtutol nito ay nagiging libu-libong beses na mas mababa kaysa sa orihinal (madilim) na pagtutol kung ang phototransistor — ang pag-iilaw ng base nito ay gumagawa ng parehong epekto tulad ng kapag ang kasalukuyang ay inilapat sa base maginoo transistorat nagbubukas.
Bilang resulta, ang isang signal ay nabuo sa output ng optocoupler, na sa pangkalahatan ay maaaring hindi magkapareho sa hugis ng input, at ang input at output circuit ay hindi galvanically konektado. Ang isang de-koryenteng malakas na transparent dielectric mass (karaniwan ay isang organikong polimer) ay inilalagay sa pagitan ng input at output circuits ng optocoupler, ang paglaban nito ay umabot sa 10 ^ 9 ... 10 ^ 12 Ohm.
Ang mga optocoupler na ginawa ng industriya ay pinangalanan batay sa kasalukuyang sistema ng pagtatalaga ng semiconductor device.
Ang unang titik ng pagtatalaga ng optocoupler (A) ay nagpapahiwatig ng panimulang materyal ng emitter - gallium arsenide o isang solidong solusyon ng gallium-aluminum-arsenic, ang pangalawa (O) ay nangangahulugang ang subclass - optocoupler; ang pangatlo ay nagpapakita kung saang uri nabibilang ang aparato: P - risistor, D - diode, T - transistor, Y - thyristor. Susunod ay mga numero, na nangangahulugang ang bilang ng pag-unlad, at isang titik - ito o iyon uri ng pangkat.
Optocoupler device
Ang emitter — isang hindi nakabalot na LED — ay karaniwang inilalagay sa itaas na bahagi ng metal case, at sa ibabang bahagi, sa isang crystal holder, ay isang reinforced silicon photodetector, halimbawa, isang photothyristor. Ang buong espasyo sa pagitan ng LED at ng photothyristor ay puno ng solidifying transparent mass. Ang pagpuno na ito ay natatakpan ng isang layer na sumasalamin sa liwanag na sinag sa loob, na pumipigil sa liwanag mula sa pagkalat sa labas ng lugar ng pagtatrabaho.
Ang isang bahagyang naiibang disenyo mula sa inilarawan na risistor optical coupler... Narito ang isang maliit na lampara na may isang maliwanag na maliwanag na filament ay naka-install sa itaas na bahagi ng katawan ng metal, at isang photoresistor batay sa cadmium selenium ay naka-install sa ibabang bahagi.
Ang photoresistor ay ginawa nang hiwalay, sa isang manipis na sital base. Ang isang pelikula ng isang materyal na semiconducting, cadmium selenide, ay na-spray dito, pagkatapos kung saan ang mga electrodes na gawa sa isang conductive na materyal (hal. aluminyo) ay nabuo. Ang mga wire ng output ay hinangin sa mga electrodes. Ang matibay na koneksyon sa pagitan ng lampara at base ay ibinibigay ng isang matigas na transparent na masa.
Ang mga butas sa pabahay para sa mga wire ng optocoupler ay puno ng salamin. Ang mahigpit na koneksyon ng takip at ang base ng katawan ay sinisiguro sa pamamagitan ng hinang.
Ang kasalukuyang-boltahe na katangian (CVC) ng isang thyristor optocoupler ay humigit-kumulang kapareho ng sa isang solong thyristor… Sa kawalan ng kasalukuyang input (I = 0 — madilim na katangian), ang photothyristor ay makakapag-on lamang sa napakataas na halaga ng boltahe na inilapat dito (800 … 1000 V). Dahil ang paggamit ng tulad ng isang mataas na boltahe ay halos hindi katanggap-tanggap, ang curve na ito ay gumagawa ng pulos teoretikal na kahulugan.
Kung ang isang direktang operating boltahe (mula 50 hanggang 400 V, depende sa uri ng optocoupler) ay inilapat sa photothyristor, ang aparato ay maaaring i-on lamang kapag ang isang input kasalukuyang ay ibinibigay, na ngayon ay ang pagmamaneho.
Ang bilis ng paglipat ng optocoupler ay depende sa halaga ng kasalukuyang input. Ang mga karaniwang oras ng paglipat ay t = 5 … 10 μs. Ang oras ng turn-off ng optocoupler ay nauugnay sa proseso ng resorption ng mga kasalukuyang carrier ng minorya sa mga junction ng photothyristor at nakasalalay lamang sa halaga ng kasalukuyang daloy ng output.Ang aktwal na halaga ng oras ng tripping ay nasa hanay na 10 … 50 μs.
Ang maximum at operating output current ng photoresistor optocoupler ay bumababa nang husto kapag ang ambient temperature ay tumaas nang higit sa 40 degrees Celsius. Ang output resistance ng optocoupler na ito ay nananatiling pare-pareho hanggang sa halaga ng input current na 4 mA, at may karagdagang pagtaas sa input current (kapag ang liwanag ng incandescent lamp ay nagsimulang tumaas) ito ay bumababa nang husto.
Bilang karagdagan sa mga inilarawan sa itaas, may mga optocoupler na may tinatawag na open optical channel... Dito, ang illuminator ay isang infrared LED, at ang photodetector ay maaaring isang photoresistor, photodiode o phototransistor. Ang pagkakaiba sa pagitan ng optocoupler na ito ay ang radiation nito ay lumalabas, ay makikita ng ilang panlabas na bagay at bumalik sa optocoupler, sa photodetector. Sa tulad ng isang optocoupler, ang output kasalukuyang maaaring kontrolin hindi lamang sa pamamagitan ng input kasalukuyang ngunit din sa pamamagitan ng pagbabago ng posisyon ng panlabas na mapanimdim ibabaw.
Sa open optical channel optocoupler, ang mga optical axes ng emitter at receiver ay parallel o sa isang bahagyang anggulo. May mga disenyo ng naturang mga optocoupler na may mga coaxial optical axes. Ang mga naturang device ay tinatawag na optocoupler.
Paglalapat ng otrons
Sa kasalukuyan, ang mga optocoupler ay malawakang ginagamit, lalo na upang pagsamahin ang mga bloke ng microelectronic logic na naglalaman ng makapangyarihang mga discrete elements na may mga actuators (relays, electric motors, contactors, atbp.), Pati na rin para sa komunikasyon sa pagitan ng logic blocks na nangangailangan ng galvanic isolation, modulasyon ng pare-pareho at dahan-dahang pagbabago. mga boltahe, conversion hugis-parihaba na pulso sa sinusoidal oscillations, kontrol ng mga makapangyarihang lamp at mga indicator ng mataas na boltahe.