Mae optocouplers, sy'n cysylltu cylchedau gan ddefnyddio signalau optegol fel y cyfrwng, yn elfen weithredol mewn meysydd lle mae cywirdeb uchel yn anhepgor, megis acwsteg, meddygaeth a diwydiant, oherwydd eu hamlochredd a'u dibynadwyedd uchel, megis gwydnwch ac inswleiddio.
Ond pryd ac o dan ba amgylchiadau mae'r optocoupler yn gweithio, a beth yw'r egwyddor y tu ôl iddo? Neu pan fyddwch chi'n defnyddio'r ffotocyplydd yn eich gwaith electroneg eich hun, efallai na fyddwch chi'n gwybod sut i'w ddewis a'i ddefnyddio. Oherwydd bod optocoupler yn aml yn cael ei ddrysu â “phototransistor” a “photodiode”. Felly, bydd yr hyn sy'n ffotocyplydd yn cael ei gyflwyno yn yr erthygl hon.
Beth yw llun-cyplydd?
Mae'r optocoupler yn gydran electronig y mae ei etymoleg yn optegol
coupler, sy'n golygu "cyplu â golau." Weithiau adwaenir hefyd fel optocoupler, ynysu optegol, inswleiddio optegol, ac ati Mae'n cynnwys elfen allyrru golau ac elfen derbyn golau, ac yn cysylltu cylched ochr mewnbwn a cylched ochr allbwn drwy signal optegol. Nid oes unrhyw gysylltiad trydanol rhwng y cylchedau hyn, mewn geiriau eraill, mewn cyflwr inswleiddio. Felly, mae'r cysylltiad cylched rhwng y mewnbwn a'r allbwn ar wahân a dim ond y signal sy'n cael ei drosglwyddo. Cysylltu cylchedau yn ddiogel gyda lefelau foltedd mewnbwn ac allbwn sylweddol wahanol, gydag inswleiddiad foltedd uchel rhwng mewnbwn ac allbwn.
Yn ogystal, trwy drosglwyddo neu rwystro'r signal golau hwn, mae'n gweithredu fel switsh. Bydd yr egwyddor a'r mecanwaith manwl yn cael eu hesbonio'n ddiweddarach, ond mae elfen allyrru golau y ffotocoupler yn LED (deuod allyrru golau).
O'r 1960au i'r 1970au, pan ddyfeisiwyd gwifrau ac roedd eu datblygiadau technolegol yn arwyddocaol,optoelectronegdaeth yn ffyniant. Ar y pryd, amrywioldyfeisiau optegoleu dyfeisio, ac roedd y cwplwr ffotodrydanol yn un ohonyn nhw. O ganlyniad, treiddiodd optoelectroneg yn gyflym i'n bywydau.
① Egwyddor/mecanwaith
Egwyddor yr optocoupler yw bod yr elfen sy'n allyrru golau yn trosi'r signal trydanol mewnbwn yn olau, ac mae'r elfen sy'n derbyn golau yn trosglwyddo'r signal trydanol cefn golau i'r gylched ochr allbwn. Mae'r elfen allyrru golau a'r elfen derbyn golau y tu mewn i'r bloc o olau allanol, ac mae'r ddau gyferbyn â'i gilydd er mwyn trosglwyddo golau.
Y lled-ddargludydd a ddefnyddir mewn elfennau sy'n allyrru golau yw'r LED (deuod allyrru golau). Ar y llaw arall, mae yna lawer o fathau o lled-ddargludyddion a ddefnyddir mewn dyfeisiau derbyn golau, yn dibynnu ar yr amgylchedd defnydd, maint allanol, pris, ac ati, ond yn gyffredinol, y ffototransistor a ddefnyddir amlaf yw'r ffototransistor.
Pan nad ydynt yn gweithio, ychydig o'r cerrynt y mae lled-ddargludyddion cyffredin yn ei gario y mae ffototransistorau yn ei gario. Pan fydd y digwyddiad golau yno, mae'r ffototransistor yn cynhyrchu grym photoelectromotive ar wyneb y lled-ddargludydd P-math a lled-ddargludydd math N, y tyllau yn y llif lled-ddargludyddion N-math i'r rhanbarth p, mae'r lled-ddargludydd electron rhydd yn y rhanbarth yn llifo i mewn i'r rhanbarth n, a bydd y cerrynt yn llifo.
Nid yw ffototransistors mor ymatebol â ffotodiodes, ond maent hefyd yn cael yr effaith o chwyddo'r allbwn i gannoedd i 1,000 gwaith y signal mewnbwn (oherwydd y maes trydan mewnol). Felly, maent yn ddigon sensitif i godi signalau gwan hyd yn oed, sy'n fantais.
Mewn gwirionedd, mae'r “atalydd ysgafn” a welwn yn ddyfais electronig gyda'r un egwyddor a mecanwaith.
Fodd bynnag, mae ymyriadau golau fel arfer yn cael eu defnyddio fel synwyryddion ac yn cyflawni eu rôl trwy basio gwrthrych sy'n rhwystro golau rhwng yr elfen sy'n allyrru golau a'r elfen sy'n derbyn golau. Er enghraifft, gellir ei ddefnyddio i ganfod darnau arian ac arian papur mewn peiriannau gwerthu a pheiriannau ATM.
② Nodweddion
Gan fod yr optocoupler yn trosglwyddo signalau trwy olau, mae'r inswleiddiad rhwng yr ochr fewnbwn a'r ochr allbwn yn nodwedd fawr. Nid yw sŵn yn effeithio'n hawdd ar inswleiddio uchel, ond mae hefyd yn atal llif cerrynt damweiniol rhwng cylchedau cyfagos, sy'n hynod effeithiol o ran diogelwch. Ac mae'r strwythur ei hun yn gymharol syml a rhesymol.
Oherwydd ei hanes hir, mae'r cynnyrch cyfoethog lineup o weithgynhyrchwyr amrywiol hefyd yn fantais unigryw o optocouplers. Oherwydd nad oes cyswllt corfforol, mae'r gwisgo rhwng y rhannau yn fach, ac mae'r bywyd yn hirach. Ar y llaw arall, mae yna hefyd nodweddion bod yr effeithlonrwydd luminous yn hawdd i amrywio, oherwydd bydd y LED yn dirywio'n araf gyda threigl amser a newidiadau tymheredd.
Yn enwedig pan fydd cydran fewnol y plastig tryloyw am amser hir, yn dod yn gymylog, ni all fod yn olau da iawn. Fodd bynnag, mewn unrhyw achos, mae'r bywyd yn rhy hir o'i gymharu â chyswllt cyswllt y cyswllt mecanyddol.
Yn gyffredinol, mae ffototransistors yn arafach na ffotodiodes, felly ni chânt eu defnyddio ar gyfer cyfathrebu cyflym. Fodd bynnag, nid yw hyn yn anfantais, gan fod gan rai cydrannau gylchedau ymhelaethu ar yr ochr allbwn i gynyddu cyflymder. Mewn gwirionedd, nid oes angen i bob cylched electronig gynyddu cyflymder.
③ Defnydd
Cyplyddion ffotodrydanolyn cael eu defnyddio'n bennaf ar gyfer gweithrediad newid. Bydd y gylched yn cael ei fywiogi trwy droi'r switsh ymlaen, ond o safbwynt y nodweddion uchod, yn enwedig inswleiddio a bywyd hir, mae'n addas iawn ar gyfer senarios sy'n gofyn am ddibynadwyedd uchel. Er enghraifft, mae sŵn yn elyn i electroneg feddygol ac offer sain/offer cyfathrebu.
Fe'i defnyddir hefyd mewn systemau gyrru modur. Y rheswm dros y modur yw bod y cyflymder yn cael ei reoli gan yr gwrthdröydd pan gaiff ei yrru, ond mae'n cynhyrchu sŵn oherwydd yr allbwn uchel. Bydd y sŵn hwn nid yn unig yn achosi i'r modur ei hun fethu, ond hefyd yn llifo trwy'r “ddaear” gan effeithio ar berifferolion. Yn benodol, mae offer gyda gwifrau hir yn hawdd i godi'r sŵn allbwn uchel hwn, felly os bydd yn digwydd yn y ffatri, bydd yn achosi colledion mawr ac weithiau'n achosi damweiniau difrifol. Trwy ddefnyddio optocouplers wedi'u hinswleiddio'n fawr ar gyfer newid, gellir lleihau'r effaith ar gylchedau a dyfeisiau eraill.
Yn ail, sut i ddewis a defnyddio optocouplers
Sut i ddefnyddio'r optocoupler cywir i'w gymhwyso wrth ddylunio cynnyrch? Bydd y peirianwyr datblygu microreolyddion canlynol yn esbonio sut i ddewis a defnyddio optocouplers.
① Ar agor bob amser a chau bob amser
Mae dau fath o ffotocyplyddion: math lle mae'r switsh yn cael ei ddiffodd (i ffwrdd) pan nad oes foltedd yn cael ei gymhwyso, math y mae'r switsh yn cael ei droi ymlaen (i ffwrdd) pan fydd foltedd yn cael ei gymhwyso, a math y mae'r switsh ynddo yn cael ei droi ymlaen pan nad oes foltedd. Gwneud cais a diffodd pan fydd foltedd yn cael ei gymhwyso.
Gelwir y cyntaf yn agored fel arfer, a gelwir yr olaf fel arfer ar gau. Mae sut i ddewis, yn gyntaf yn dibynnu ar ba fath o gylched sydd ei angen arnoch chi.
② Gwiriwch y cerrynt allbwn a'r foltedd cymhwysol
Mae gan lungopyddion yr eiddo o chwyddo'r signal, ond nid ydynt bob amser yn pasio trwy foltedd a cherrynt yn ôl ewyllys. Wrth gwrs, caiff ei raddio, ond mae angen cymhwyso foltedd o'r ochr fewnbwn yn ôl y cerrynt allbwn a ddymunir.
Os edrychwn ar y daflen ddata cynnyrch, gallwn weld siart lle mae'r echelin fertigol yw'r cerrynt allbwn (cerrynt casglwr) a'r echel lorweddol yw'r foltedd mewnbwn (foltedd casglwr-allyrrwr). Mae cerrynt y casglwr yn amrywio yn ôl dwyster golau LED, felly cymhwyswch y foltedd yn ôl y cerrynt allbwn a ddymunir.
Fodd bynnag, efallai y byddwch yn meddwl bod y cerrynt allbwn a gyfrifir yma yn rhyfeddol o fach. Dyma'r gwerth cyfredol y gellir ei allbwn yn ddibynadwy o hyd ar ôl ystyried dirywiad y LED dros amser, felly mae'n llai na'r sgôr uchaf.
I'r gwrthwyneb, mae yna achosion lle nad yw'r cerrynt allbwn yn fawr. Felly, wrth ddewis yr optocoupler, gwnewch yn siŵr eich bod yn gwirio'r “cerrynt allbwn” yn ofalus a dewis y cynnyrch sy'n cyd-fynd ag ef.
③ Uchafswm cyfredol
Y cerrynt dargludiad uchaf yw'r gwerth cerrynt mwyaf y gall yr optocoupler ei wrthsefyll wrth ddargludo. Unwaith eto, mae angen i ni sicrhau ein bod yn gwybod faint o allbwn sydd ei angen ar y prosiect a beth yw'r foltedd mewnbwn cyn i ni brynu. Gwnewch yn siŵr nad yw'r gwerth mwyaf a'r cerrynt a ddefnyddir yn derfynau, ond bod rhywfaint o ymyl.
④ Gosodwch y ffotocoupler yn gywir
Ar ôl dewis yr optocoupler cywir, gadewch i ni ei ddefnyddio mewn prosiect go iawn. Mae'r gosodiad ei hun yn hawdd, dim ond cysylltu'r terfynellau sy'n gysylltiedig â phob cylched ochr mewnbwn a chylched ochr allbwn. Fodd bynnag, dylid bod yn ofalus i beidio â drysu'r ochr fewnbwn a'r ochr allbwn. Felly, rhaid i chi hefyd wirio'r symbolau yn y tabl data, fel na fyddwch yn canfod bod y droed cwplwr ffotodrydanol yn anghywir ar ôl tynnu'r bwrdd PCB.
Amser post: Gorff-29-2023