Mae opto-gyplyddion, sy'n cysylltu cylchedau gan ddefnyddio signalau optegol fel y cyfrwng, yn elfen weithredol mewn meysydd lle mae cywirdeb uchel yn hanfodol, fel acwsteg, meddygaeth a diwydiant, oherwydd eu hyblygrwydd a'u dibynadwyedd uchel, fel gwydnwch ac inswleiddio.
Ond pryd ac o dan ba amgylchiadau mae'r opto-gyplydd yn gweithio, a beth yw'r egwyddor y tu ôl iddo? Neu pan fyddwch chi'n defnyddio'r ffotogyplydd mewn gwirionedd yn eich gwaith electroneg eich hun, efallai na fyddwch chi'n gwybod sut i'w ddewis a'i ddefnyddio. Oherwydd bod opto-gyplydd yn aml yn cael ei ddrysu â "ffototransistor" a "ffotodiod". Felly, bydd yr erthygl hon yn cyflwyno beth yw ffotogyplydd.
Beth yw ffotogwplwr?
Mae'r optocoupler yn gydran electronig y mae ei tharddiad yn optegol
cyplydd, sy'n golygu "cyplu â golau." Weithiau fe'i gelwir hefyd yn optogyplydd, ynysydd optegol, inswleiddio optegol, ac ati. Mae'n cynnwys elfen allyrru golau ac elfen derbyn golau, ac yn cysylltu cylched ochr fewnbwn a chylched ochr allbwn trwy signal optegol. Nid oes cysylltiad trydanol rhwng y cylchedau hyn, mewn geiriau eraill, mewn cyflwr o inswleiddio. Felly, mae'r cysylltiad cylched rhwng y mewnbwn a'r allbwn ar wahân a dim ond y signal sy'n cael ei drosglwyddo. Cysylltwch gylchedau â lefelau foltedd mewnbwn ac allbwn gwahanol iawn yn ddiogel, gydag inswleiddio foltedd uchel rhwng y mewnbwn a'r allbwn.
Yn ogystal, drwy drosglwyddo neu rwystro'r signal golau hwn, mae'n gweithredu fel switsh. Bydd yr egwyddor a'r mecanwaith manwl yn cael eu hegluro yn ddiweddarach, ond elfen allyrru golau'r ffotogyplydd yw LED (deuod allyrru golau).
O'r 1960au i'r 1970au, pan ddyfeisiwyd goleuadau LED a bod eu datblygiadau technolegol yn sylweddol,optoelectronegdaeth yn ffyniant. Ar y pryd, amrywioldyfeisiau optegoldyfeisiwyd, ac roedd y cyplydd ffotodrydanol yn un ohonyn nhw. Wedi hynny, treiddiodd optoelectroneg i'n bywydau'n gyflym.
① Egwyddor/mecanwaith
Egwyddor yr optocoupler yw bod yr elfen allyrru golau yn trosi'r signal trydanol mewnbwn yn olau, ac mae'r elfen derbyn golau yn trosglwyddo'r signal trydanol yn ôl golau i'r gylched ochr allbwn. Mae'r elfen allyrru golau a'r elfen derbyn golau ar du mewn y 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 led-ddargludyddion a ddefnyddir mewn dyfeisiau sy'n derbyn golau, yn dibynnu ar yr amgylchedd defnydd, maint allanol, pris, ac ati, ond yn gyffredinol, y ffototransistor a ddefnyddir amlaf.
Pan nad ydynt yn gweithio, mae ffototransistorau'n cario ychydig iawn o'r cerrynt y mae lled-ddargludyddion cyffredin yn ei gario. Pan fydd golau'n taro yno, mae'r ffototransistor yn cynhyrchu grym ffotoelectromotif ar wyneb y lled-ddargludydd math-P a'r lled-ddargludydd math-N, mae'r tyllau yn y lled-ddargludydd math-N yn llifo i'r rhanbarth p, mae'r lled-ddargludydd electronau rhydd yn y rhanbarth p yn llifo i'r rhanbarth n, a bydd y cerrynt yn llifo.
Nid yw ffototransistorau mor ymatebol â ffotodiodau, ond mae ganddyn nhw hefyd yr effaith o fwyhau'r allbwn i gannoedd i 1,000 gwaith y signal mewnbwn (oherwydd y maes trydan mewnol). Felly, maen nhw'n ddigon sensitif i godi hyd yn oed signalau gwan, sy'n fantais.
Mewn gwirionedd, y "rhwystrwr golau" rydyn ni'n ei weld yw dyfais electronig gyda'r un egwyddor a mecanwaith.
Fodd bynnag, defnyddir torwyr golau fel arfer fel synwyryddion ac maent yn cyflawni eu rôl trwy basio gwrthrych sy'n blocio 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 ac ATMs.
② Nodweddion
Gan fod yr optocoupler yn trosglwyddo signalau trwy olau, mae'r inswleiddio rhwng yr ochr fewnbwn a'r ochr allbwn yn nodwedd bwysig. Nid yw inswleiddio uchel yn cael ei effeithio'n hawdd gan sŵn, 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 ystod gyfoethog o gynhyrchion gan wahanol wneuthurwyr hefyd yn fantais unigryw i opto-gyplyddion. Gan nad oes cyswllt corfforol, mae'r traul rhwng y rhannau yn fach, ac mae'r oes yn hirach. Ar y llaw arall, mae yna nodweddion hefyd lle mae'r effeithlonrwydd goleuol yn amrywio'n hawdd, oherwydd bydd yr LED yn dirywio'n araf gyda threigl amser a newidiadau tymheredd.
Yn enwedig pan fydd cydran fewnol y plastig tryloyw am amser hir, yn mynd yn gymylog, ni all fod yn olau da iawn. Fodd bynnag, beth bynnag, mae'r oes yn rhy hir o'i gymharu â bywyd cyswllt y cyswllt mecanyddol.
Mae ffototransistorau yn gyffredinol yn arafach na ffotodiodau, 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 switsh. Bydd y gylched yn cael ei bywiogi 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, sŵn yw gelyn 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 y 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 â gwifrau hir yn hawdd codi'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 opto-gyplyddion wedi'u hinswleiddio'n dda ar gyfer switsio, gellir lleihau'r effaith ar gylchedau a dyfeisiau eraill.
Yn ail, sut i ddewis a defnyddio optocouplers
Sut i ddefnyddio'r opto-gyplydd cywir i'w gymhwyso mewn dylunio cynnyrch? Bydd y peirianwyr datblygu microreolyddion canlynol yn egluro sut i ddewis a defnyddio opto-gyplyddion.
① Bob amser ar agor a bob amser ar gau
Mae dau fath o ffotogwplyddion: math lle mae'r switsh yn cael ei ddiffodd (i ffwrdd) pan nad oes foltedd yn cael ei roi, math lle mae'r switsh yn cael ei droi ymlaen (i ffwrdd) pan fydd foltedd yn cael ei roi, a math lle mae'r switsh yn cael ei droi ymlaen pan nad oes foltedd. Rhoi ar waith a diffodd pan fydd foltedd yn cael ei roi.
Gelwir y cyntaf yn agored fel arfer, a gelwir yr olaf yn gau fel arfer. Sut i ddewis, yn gyntaf mae'n dibynnu ar ba fath o gylched sydd ei hangen arnoch.
② Gwiriwch y cerrynt allbwn a'r foltedd cymhwysol
Mae gan ffotogwplyddion y priodwedd o fwyhau'r signal, ond nid ydynt bob amser yn pasio foltedd a cherrynt trwyddynt yn ôl eu hewyllys. Wrth gwrs, mae wedi'i raddio, ond mae angen rhoi foltedd o'r ochr fewnbwn yn ôl y cerrynt allbwn a ddymunir.
Os edrychwn ar daflen ddata'r cynnyrch, gallwn weld siart lle mae'r echelin fertigol yn cynrychioli'r cerrynt allbwn (cerrynt casglwr) a'r echelin lorweddol yw'r foltedd mewnbwn (foltedd casglwr-allyrrydd). Mae'r cerrynt casglwr yn amrywio yn ôl dwyster golau'r LED, felly cymhwyswch y foltedd yn ôl y cerrynt allbwn a ddymunir.
Fodd bynnag, efallai y byddwch chi'n meddwl bod y cerrynt allbwn a gyfrifir yma yn syndod o fach. Dyma'r gwerth cerrynt y gellir ei allbynnu'n ddibynadwy o hyd ar ôl ystyried dirywiad y LED dros amser, felly mae'n llai na'r sgôr uchaf.
I'r gwrthwyneb, mae 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 ac yn dewis y cynnyrch sy'n cyd-fynd ag ef.
③ Cerrynt uchaf
Y cerrynt dargludiad uchaf yw'r gwerth cerrynt uchaf y gall yr optocoupler ei wrthsefyll wrth ddargludo. Unwaith eto, mae angen i ni wneud yn siŵr 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 uchaf a'r cerrynt a ddefnyddir yn derfynau, ond bod rhywfaint o ymyl.
④ Gosodwch y ffotogwplwr yn gywir
Ar ôl dewis yr opto-gyplydd 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 fewnbwn a chylched ochr allbwn. Fodd bynnag, dylid bod yn ofalus i beidio â chamgyfeirio'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 troed y cyplydd ffotodrydanol yn anghywir ar ôl llunio'r bwrdd PCB.
Amser postio: Gorff-29-2023