Optocouplers, ambazo huunganisha saketi kwa kutumia mawimbi ya macho kama ya kati, ni kipengele kinachotumika katika maeneo ambayo usahihi wa hali ya juu ni muhimu sana, kama vile sauti za sauti, dawa na tasnia, kutokana na ubadilikaji mwingi na kutegemewa, kama vile uimara na insulation.
Lakini ni lini na chini ya hali gani optocoupler inafanya kazi, na ni kanuni gani nyuma yake?Au unapotumia fotokopi katika kazi yako ya kielektroniki, huenda usijue jinsi ya kuichagua na kuitumia.Kwa sababu optocoupler mara nyingi huchanganyikiwa na "phototransistor" na "photodiode".Kwa hiyo, ni nini photocoupler itaanzishwa katika makala hii.
Photocoupler ni nini?
Optocoupler ni sehemu ya kielektroniki ambayo etimolojia yake ni ya macho
coupler, ambayo ina maana ya "kuunganishwa na mwanga."Wakati mwingine pia hujulikana kama optocoupler, isolator ya macho, insulation ya macho, nk. Inajumuisha kipengele cha kutoa mwanga na kipengele cha kupokea mwanga, na huunganisha mzunguko wa pembejeo wa pembejeo na mzunguko wa upande wa pato kupitia ishara ya macho.Hakuna uhusiano wa umeme kati ya nyaya hizi, kwa maneno mengine, katika hali ya insulation.Kwa hiyo, uhusiano wa mzunguko kati ya pembejeo na pato ni tofauti na ishara tu hupitishwa.Unganisha saketi kwa usalama na viwango tofauti vya voltage ya pembejeo na pato, na insulation ya juu ya voltage kati ya pembejeo na pato.
Kwa kuongeza, kwa kupeleka au kuzuia ishara hii ya mwanga, hufanya kama kubadili.Kanuni ya kina na utaratibu utaelezwa baadaye, lakini kipengele cha kutoa mwanga cha photocoupler ni LED (mwanga wa diode).
Kuanzia miaka ya 1960 hadi 1970, wakati led zilivumbuliwa na maendeleo yao ya kiteknolojia yalikuwa muhimu,optoelectronicsikawa boom.Wakati huo, mbalimbalivifaa vya machozilivumbuliwa, na coupler ya photoelectric ilikuwa mmoja wao.Baadaye, optoelectronics iliingia haraka katika maisha yetu.
① Kanuni/utaratibu
Kanuni ya optocoupler ni kwamba kipengele cha kutoa mwanga hubadilisha ishara ya umeme ya pembejeo ndani ya mwanga, na kipengele cha kupokea mwanga hupeleka ishara ya nyuma ya umeme kwenye mzunguko wa upande wa pato.Kipengele cha kutoa mwanga na kipengele cha kupokea mwanga kiko ndani ya kizuizi cha mwanga wa nje, na mbili ziko kinyume ili kupitisha mwanga.
Semiconductor inayotumiwa katika vipengele vya kutoa mwanga ni LED (diode ya mwanga-emitting).Kwa upande mwingine, kuna aina nyingi za semiconductors zinazotumiwa katika vifaa vya kupokea mwanga, kulingana na mazingira ya matumizi, ukubwa wa nje, bei, nk, lakini kwa ujumla, inayotumiwa zaidi ni phototransistor.
Wakati haifanyi kazi, phototransistor hubeba kidogo ya sasa ambayo semiconductors ya kawaida hufanya.Wakati tukio la mwanga huko, phototransistor inazalisha nguvu ya photoelectromotive juu ya uso wa semiconductor ya aina ya P na semiconductor ya aina ya N, mashimo katika semiconductor ya aina ya N inapita kwenye eneo la p, semiconductor ya elektroni ya bure katika mkoa wa p inapita. kwenye eneo la n, na mkondo utapita.
Phototransistors haziitikii kama vile fotodiodi, lakini pia zina athari ya kukuza pato hadi mamia hadi mara 1,000 ya mawimbi ya ingizo (kutokana na uwanja wa ndani wa umeme).Kwa hiyo, wao ni nyeti kutosha kuchukua hata ishara dhaifu, ambayo ni faida.
Kwa kweli, "kizuizi cha mwanga" tunachokiona ni kifaa cha umeme kilicho na kanuni na utaratibu sawa.
Hata hivyo, vikatiza mwanga kwa kawaida hutumiwa kama vitambuzi na hutekeleza jukumu lao kwa kupitisha kitu cha kuzuia mwanga kati ya kipengele cha kutoa mwanga na kipengele cha kupokea mwanga.Kwa mfano, inaweza kutumika kugundua sarafu na noti katika mashine za kuuza na ATM.
② Vipengele
Kwa kuwa optocoupler hupitisha ishara kupitia mwanga, insulation kati ya upande wa pembejeo na upande wa pato ni sifa kuu.Insulation ya juu haiathiriwi kwa urahisi na kelele, lakini pia inazuia mtiririko wa sasa wa bahati mbaya kati ya mizunguko ya karibu, ambayo ni nzuri sana katika suala la usalama.Na muundo yenyewe ni rahisi na mzuri.
Kwa sababu ya historia yake ndefu, safu tajiri ya bidhaa za watengenezaji anuwai pia ni faida ya kipekee ya optocouplers.Kwa sababu hakuna mawasiliano ya kimwili, kuvaa kati ya sehemu ni ndogo, na maisha ni ya muda mrefu.Kwa upande mwingine, pia kuna sifa ambazo ufanisi wa mwanga ni rahisi kubadilika, kwa sababu LED itaharibika polepole na kupita kwa muda na mabadiliko ya joto.
Hasa wakati sehemu ya ndani ya plastiki ya uwazi kwa muda mrefu, kuwa mawingu, haiwezi kuwa mwanga mzuri sana.Hata hivyo, kwa hali yoyote, maisha ni ya muda mrefu sana ikilinganishwa na mawasiliano ya mawasiliano ya mawasiliano ya mitambo.
Phototransistors kwa ujumla ni polepole kuliko photodiodes, hivyo hazitumiwi kwa mawasiliano ya kasi.Walakini, hii sio shida, kwani vifaa vingine vina mizunguko ya ukuzaji kwenye upande wa pato ili kuongeza kasi.Kwa kweli, sio nyaya zote za elektroniki zinahitaji kuongeza kasi.
③ Matumizi
Viunga vya umeme vya pichahutumiwa hasa kwa kubadili uendeshaji.Mzunguko utatiwa nguvu kwa kugeuka kubadili, lakini kutoka kwa mtazamo wa sifa zilizo hapo juu, hasa insulation na maisha ya muda mrefu, inafaa kwa matukio yanayohitaji kuegemea juu.Kwa mfano, kelele ni adui wa vifaa vya matibabu vya elektroniki na vifaa vya sauti/mawasiliano.
Pia hutumiwa katika mifumo ya uendeshaji wa magari.Sababu ya motor ni kwamba kasi inadhibitiwa na inverter wakati inaendeshwa, lakini hutoa kelele kutokana na pato la juu.Kelele hii sio tu kusababisha motor yenyewe kushindwa, lakini pia inapita kupitia "ardhi" inayoathiri pembeni.Hasa, vifaa vyenye wiring ndefu ni rahisi kuchukua kelele hii ya pato la juu, hivyo ikiwa hutokea katika kiwanda, itasababisha hasara kubwa na wakati mwingine kusababisha ajali mbaya.Kwa kutumia optocouplers zilizo na maboksi mengi kwa kubadili, athari kwenye saketi na vifaa vingine inaweza kupunguzwa.
Pili, jinsi ya kuchagua na kutumia optocouplers
Jinsi ya kutumia optocoupler sahihi kwa matumizi katika muundo wa bidhaa?Wahandisi wafuatao wa ukuzaji wa vidhibiti vidogo wataeleza jinsi ya kuchagua na kutumia optocouplers.
① Fungua kila wakati na funga kila wakati
Kuna aina mbili za fotocouplers: aina ambayo swichi imezimwa (kuzimwa) wakati hakuna voltage inatumika, aina ambayo swichi imezimwa (kuzimwa) wakati voltage inatumiwa, na aina ambayo kubadili imewashwa wakati hakuna voltage.Omba na uzima wakati voltage inatumika.
Ya kwanza inaitwa kawaida kufunguliwa, na ya mwisho inaitwa kawaida kufungwa.Jinsi ya kuchagua, kwanza inategemea aina gani ya mzunguko unahitaji.
② Angalia sasa pato na voltage kutumika
Photocouplers zina mali ya kuimarisha ishara, lakini si mara zote hupitia voltage na sasa kwa mapenzi.Bila shaka, imehesabiwa, lakini voltage inahitaji kutumika kutoka upande wa pembejeo kulingana na sasa ya pato inayotaka.
Ikiwa tunatazama karatasi ya data ya bidhaa, tunaweza kuona chati ambapo mhimili wima ni sasa ya pato (mtozaji wa sasa) na mhimili wa usawa ni voltage ya pembejeo (voltage ya mtoza-emitter).Mtozaji wa sasa hutofautiana kulingana na kiwango cha mwanga wa LED, kwa hiyo tumia voltage kulingana na sasa ya pato inayotaka.
Walakini, unaweza kufikiria kuwa sasa pato lililohesabiwa hapa ni ndogo sana.Hii ndiyo thamani ya sasa ambayo bado inaweza kutolewa kwa uaminifu baada ya kuzingatia kuzorota kwa LED kwa muda, kwa hiyo ni chini ya rating ya juu.
Kinyume chake, kuna matukio ambapo sasa pato si kubwa.Kwa hiyo, wakati wa kuchagua optocoupler, hakikisha uangalie kwa makini "pato la sasa" na uchague bidhaa inayofanana nayo.
③ Upeo wa sasa
Upeo wa uendeshaji wa sasa ni thamani ya juu ya sasa ambayo optocoupler inaweza kuhimili wakati wa kufanya.Tena, tunahitaji kuhakikisha kuwa tunajua ni kiasi gani cha pato ambacho mradi unahitaji na voltage ya kuingiza ni nini kabla ya kununua.Hakikisha kuwa thamani ya juu na ya sasa inayotumika sio kikomo, lakini kuna ukingo fulani.
④ Weka fotokopi kwa usahihi
Baada ya kuchagua optocoupler sahihi, wacha tuitumie katika mradi halisi.Ufungaji yenyewe ni rahisi, unganisha tu vituo vilivyounganishwa kwa kila mzunguko wa pembejeo na mzunguko wa upande wa pato.Hata hivyo, uangalifu unapaswa kuchukuliwa ili usipoteze upande wa pembejeo na upande wa pato.Kwa hivyo, lazima pia uangalie alama kwenye jedwali la data, ili usipate kuwa mguu wa coupler ya picha ni mbaya baada ya kuchora bodi ya PCB.
Muda wa kutuma: Jul-29-2023