OPTOCOUTHERS, kết nối các mạch sử dụng tín hiệu quang làm môi trường, là một yếu tố hoạt động trong các khu vực có độ chính xác cao là không thể thiếu, như âm học, y học và công nghiệp, do tính linh hoạt và độ tin cậy cao của chúng, như độ bền và cách nhiệt.
Nhưng khi nào và trong hoàn cảnh nào mà OptoCoupler hoạt động, và nguyên tắc đằng sau nó là gì? Hoặc khi bạn thực sự sử dụng bộ hợp quang trong công việc điện tử của riêng bạn, bạn có thể không biết cách chọn và sử dụng nó. Bởi vì optocoupler thường bị nhầm lẫn với phototransistor và và photodiode. Do đó, một bộ ghép quang sẽ được giới thiệu trong bài viết này là gì.
Một bộ ghép quang là gì?
OPTOCOUDLER là một thành phần điện tử có từ nguyên là quang học
khớp nối, có nghĩa là khớp nối với ánh sáng. Đôi khi còn được gọi là optoCoupler, bộ cách ly quang, cách điện quang học, v.v ... Nó bao gồm phần tử phát sáng và phần tử nhận ánh sáng và kết nối mạch bên đầu vào và mạch bên đầu ra thông qua tín hiệu quang. Không có kết nối điện giữa các mạch này, nói cách khác, trong trạng thái cách nhiệt. Do đó, kết nối mạch giữa đầu vào và đầu ra là riêng biệt và chỉ có tín hiệu được truyền. Kết nối an toàn các mạch với mức điện áp đầu vào và đầu ra khác nhau đáng kể, với cách điện điện áp cao giữa đầu vào và đầu ra.
Ngoài ra, bằng cách truyền hoặc chặn tín hiệu ánh sáng này, nó hoạt động như một công tắc. Nguyên tắc và cơ chế chi tiết sẽ được giải thích sau, nhưng phần tử phát sáng của bộ ghép quang là đèn LED (diode phát sáng).
Từ những năm 1960 đến những năm 1970, khi đèn LED được phát minh và những tiến bộ công nghệ của họ rất đáng kể,quang điện tửtrở thành một sự bùng nổ. Tại thời điểm đó, nhiềuThiết bị quang họcđã được phát minh, và bộ ghép quang điện là một trong số đó. Sau đó, Optoelectronics nhanh chóng xâm nhập vào cuộc sống của chúng ta.
Nguyên tắc/cơ chế
Nguyên tắc của OptoCoupler là phần tử phát sáng chuyển đổi tín hiệu điện đầu vào thành ánh sáng và phần tử nhận ánh sáng truyền tín hiệu điện trở lại ánh sáng sang mạch bên đầu ra. Phần tử phát ra ánh sáng và phần tử nhận ánh sáng nằm ở bên trong khối ánh sáng bên ngoài và hai phần đối diện nhau để truyền ánh sáng.
Chất bán dẫn được sử dụng trong các yếu tố phát sáng là đèn LED (diode phát sáng). Mặt khác, có nhiều loại chất bán dẫn được sử dụng trong các thiết bị nhận ánh sáng, tùy thuộc vào môi trường sử dụng, kích thước bên ngoài, giá cả, v.v., nhưng nói chung, được sử dụng phổ biến nhất là phototransistor.
Khi không làm việc, các phototransistor mang ít dòng điện mà các chất bán dẫn thông thường làm. Khi sự cố ánh sáng ở đó, phototransistor tạo ra một lực quang điện tử trên bề mặt của chất bán dẫn loại P và chất bán dẫn loại N, các lỗ trong dòng bán dẫn loại N vào vùng P
Phototransistors không phản ứng nhanh như photodiodes, nhưng chúng cũng có tác dụng khuếch đại đầu ra thành hàng trăm đến 1.000 lần tín hiệu đầu vào (do điện trường bên trong). Do đó, chúng đủ nhạy cảm để nhận các tín hiệu yếu, đó là một lợi thế.
Trên thực tế, bộ chặn ánh sáng của người Viking mà chúng ta thấy là một thiết bị điện tử có cùng nguyên tắc và cơ chế.
Tuy nhiên, các bộ ngắt ánh sáng thường được sử dụng làm cảm biến và thực hiện vai trò của chúng bằng cách vượt qua một đối tượng chặn ánh sáng giữa phần tử phát sáng và phần tử nhận ánh sáng. Ví dụ, nó có thể được sử dụng để phát hiện tiền và tiền giấy trong máy bán hàng tự động và ATM.
Các tính năng
Do optoCoupler truyền tín hiệu qua ánh sáng, nên cách điện giữa phía đầu vào và phía đầu ra là một tính năng chính. Cách điện cao không dễ bị ảnh hưởng bởi tiếng ồn, nhưng cũng ngăn chặn dòng chảy tình cờ giữa các mạch liền kề, điều này cực kỳ hiệu quả về an toàn. Và bản thân cấu trúc tương đối đơn giản và hợp lý.
Do lịch sử lâu dài của nó, dòng sản phẩm phong phú của các nhà sản xuất khác nhau cũng là một lợi thế duy nhất của OptoCoupler. Bởi vì không có tiếp xúc vật lý, sự hao mòn giữa các bộ phận là nhỏ và cuộc sống dài hơn. Mặt khác, cũng có những đặc điểm rằng hiệu quả phát sáng rất dễ dao động, bởi vì đèn LED sẽ từ từ giảm dần khi chuyển thời gian và nhiệt độ thay đổi.
Đặc biệt là khi thành phần bên trong của nhựa trong suốt trong một thời gian dài, trở nên nhiều mây, nó không thể là ánh sáng rất tốt. Tuy nhiên, trong mọi trường hợp, tuổi thọ quá dài so với tiếp xúc tiếp xúc của tiếp xúc cơ học.
Phototransistors thường chậm hơn so với photodiodes, vì vậy chúng không được sử dụng cho giao tiếp tốc độ cao. Tuy nhiên, đây không phải là một bất lợi, vì một số thành phần có mạch khuếch đại ở phía đầu ra để tăng tốc độ. Trong thực tế, không phải tất cả các mạch điện tử cần tăng tốc độ.
③ Sử dụng
Khớp nối quang điệnchủ yếu được sử dụng để chuyển đổi hoạt động. Mạch sẽ được cung cấp năng lượng bằng cách bật công tắc, nhưng từ quan điểm của các đặc điểm trên, đặc biệt là cách điện và tuổi thọ dài, nó rất phù hợp với các kịch bản đòi hỏi độ tin cậy cao. Ví dụ, tiếng ồn là kẻ thù của thiết bị điện tử và thiết bị âm thanh/thiết bị truyền thông.
Nó cũng được sử dụng trong các hệ thống truyền động động cơ. Lý do cho động cơ là tốc độ được điều khiển bởi biến tần khi nó được điều khiển, nhưng nó tạo ra tiếng ồn do đầu ra cao. Tiếng ồn này sẽ không chỉ khiến chính động cơ bị hỏng, mà còn chảy qua mặt đất trên mặt đất ảnh hưởng đến các thiết bị ngoại vi. Đặc biệt, các thiết bị có hệ thống dây dài rất dễ dàng để nhận tiếng ồn đầu ra cao này, vì vậy nếu nó xảy ra trong nhà máy, nó sẽ gây ra tổn thất lớn và đôi khi gây ra tai nạn nghiêm trọng. Bằng cách sử dụng các bộ lọc optocopher cách nhiệt cao để chuyển đổi, tác động đến các mạch và thiết bị khác có thể được giảm thiểu.
Thứ hai, cách chọn và sử dụng OptoCoupler
Làm thế nào để sử dụng đúng optoCoupler cho ứng dụng trong thiết kế sản phẩm? Các kỹ sư phát triển vi điều khiển sau đây sẽ giải thích cách chọn và sử dụng OPTOCOUTHERS.
① Luôn mở và luôn luôn đóng
Có hai loại bộ ghép quang: một loại trong đó tắt công tắc (tắt) khi không áp dụng điện áp, một loại trong đó bật (tắt) khi áp dụng điện áp và loại công tắc được bật khi không có điện áp. Áp dụng và tắt khi áp dụng điện áp.
Cái trước được gọi là bình thường mở, và cái sau được gọi là bình thường. Cách chọn, đầu tiên phụ thuộc vào loại mạch bạn cần.
② Kiểm tra dòng điện đầu ra và điện áp ứng dụng
Bộ ghép quang có đặc tính khuếch đại tín hiệu, nhưng không phải lúc nào cũng đi qua điện áp và dòng điện theo ý muốn. Tất nhiên, nó được đánh giá, nhưng một điện áp cần được áp dụng từ phía đầu vào theo dòng đầu ra mong muốn.
Nếu chúng ta nhìn vào bảng dữ liệu sản phẩm, chúng ta có thể thấy một biểu đồ trong đó trục dọc là dòng điện đầu ra (dòng thu) và trục ngang là điện áp đầu vào (điện áp bộ thu-bộ phát). Dòng điện thu thay đổi tùy theo cường độ ánh sáng LED, vì vậy hãy áp dụng điện áp theo dòng điện đầu ra mong muốn.
Tuy nhiên, bạn có thể nghĩ rằng dòng điện đầu ra được tính toán ở đây là nhỏ đáng ngạc nhiên. Đây là giá trị hiện tại vẫn có thể được đầu ra một cách đáng tin cậy sau khi tính đến sự suy giảm của đèn LED theo thời gian, do đó nó ít hơn mức xếp hạng tối đa.
Ngược lại, có những trường hợp dòng điện đầu ra không lớn. Do đó, khi chọn OptoCoupler, hãy chắc chắn kiểm tra cẩn thận dòng điện đầu ra của trực tuyến và chọn sản phẩm phù hợp với nó.
Dòng điện tối đa
Dòng dẫn tối đa là giá trị dòng tối đa mà OptoCoupler có thể chịu được khi tiến hành. Một lần nữa, chúng tôi cần đảm bảo rằng chúng tôi biết dự án cần bao nhiêu và điện áp đầu vào trước khi chúng tôi mua. Hãy chắc chắn rằng giá trị tối đa và dòng điện được sử dụng không phải là giới hạn, nhưng có một số biên độ.
④ Đặt bộ ghép quang chính xác
Đã chọn đúng OptoCoupler, hãy sử dụng nó trong một dự án thực sự. Bản thân cài đặt rất dễ dàng, chỉ cần kết nối các thiết bị đầu cuối được kết nối với mỗi mạch bên đầu vào và mạch bên đầu ra. Tuy nhiên, cần chú ý không cho phép bên đầu vào và phía đầu ra. Do đó, bạn cũng phải kiểm tra các ký hiệu trong bảng dữ liệu, để bạn không thấy rằng chân khớp nối quang điện là sai sau khi vẽ bảng PCB.
Thời gian đăng: tháng 7-29-2023