Mae optocouplers, sy'n cysylltu cylchedau gan ddefnyddio signalau optegol fel y cyfrwng, yn elfen sy'n weithredol mewn ardaloedd lle mae manwl gywirdeb uchel yn anhepgor, fel acwsteg, meddygaeth a diwydiant, oherwydd eu amlochredd 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 ffotocoupler yn eich gwaith electroneg eich hun mewn gwirionedd, efallai na fyddwch chi'n gwybod sut i'w ddewis a'i ddefnyddio. Oherwydd bod Optocoupler yn aml yn cael ei gymysgu â “ffototransistor” a “ffotodiode”. Felly, bydd yr hyn sy'n ffotocoupler yn cael ei gyflwyno yn yr erthygl hon.
Beth yw ffotocoupler?
Mae'r optocoupler yn gydran electronig y mae ei etymoleg yn optegol
cyplydd, sy'n golygu “cyplu â golau.” Weithiau fe'i gelwir hefyd yn optocoupler, ynysydd optegol, inswleiddio optegol, ac ati. Mae'n cynnwys elfen allyrru golau ac elfen sy'n derbyn golau, ac yn cysylltu cylched ochr mewnbwn a chylched ochr allbwn trwy signal optegol. Nid oes unrhyw gysylltiad 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 yn ddiogel â lefelau foltedd mewnbwn ac allbwn sylweddol wahanol, gydag inswleiddio 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 ei egluro yn nes ymlaen, ond mae elfen allyrru golau'r ffotocoupler yn LED (deuod allyrru ysgafn).
O'r 1960au i'r 1970au, pan ddyfeisiwyd LEDau a bod eu datblygiadau technolegol yn arwyddocaol,Optoelectronegdaeth yn ffyniant. Ar yr adeg honno, amrywiolDyfeisiau Optegoleu dyfeisio, ac roedd y cyplydd ffotodrydanol yn un ohonyn nhw. Yn dilyn hynny, treiddiodd optoelectroneg i'n bywydau yn 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 sy'n derbyn golau yn trosglwyddo'r signal trydanol cefn golau i'r gylched ochr allbwn. Mae'r elfen allyrru golau a'r elfen sy'n 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 allyrru golau yw'r LED (deuod allyrru golau). Ar y llaw arall, mae yna lawer o fathau o led-ddargludyddion yn cael eu defnyddio mewn dyfeisiau sy'n derbyn golau, yn dibynnu ar yr amgylchedd defnyddio, maint allanol, pris, ac ati, ond yn gyffredinol, yr a ddefnyddir amlaf yw'r ffototransistor.
Pan nad ydyn nhw'n gweithio, nid yw ffototransistors yn cario fawr ddim o'r cerrynt y mae lled -ddargludyddion cyffredin yn ei wneud. Pan fydd y digwyddiad ysgafn yno, mae'r ffototransistor yn cynhyrchu grym ffotodrydanol ar wyneb y lled-ddargludydd math p a lled-ddargludydd math N, mae'r tyllau yn y lled-ddargludyddion n-math yn llifo i'r rhanbarth P, mae'r lled-ddargludydd electron rhydd yn y rhanbarth P yn llifo i'r rhanbarth N, ac mae'r ewyllys gyfredol yn llifo.
Nid yw ffototransistors mor ymatebol â ffotodiodau, 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 ymyrraeth ysgafn fel arfer yn cael eu defnyddio fel synwyryddion ac yn cyflawni eu rôl trwy basio gwrthrych blocio golau rhwng yr elfen 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 lineup cynnyrch cyfoethog amrywiol wneuthurwyr 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 nodweddion hefyd bod yr effeithlonrwydd goleuol yn hawdd ei amrywio, oherwydd bydd y LED yn dirywio'n araf wrth i amser a thymheredd newid.
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 bywyd yn rhy hir o'i gymharu â chyswllt cyswllt y cyswllt mecanyddol.
Yn gyffredinol, mae ffototransistors 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
Cwplwyr ffotodrydanolyn cael eu defnyddio'n bennaf ar gyfer newid gweithrediad. Bydd y gylched yn cael ei bywiogi trwy droi ar y switsh, ond o safbwynt y nodweddion uchod, yn enwedig inswleiddio a oes 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 gyriant modur. Y rheswm dros y modur yw bod y cyflymder yn cael ei reoli gan yr gwrthdröydd pan fydd yn cael 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 “daear” sy'n effeithio ar berifferolion. Yn benodol, mae'n 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 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 microcontroller canlynol yn egluro sut i ddewis a defnyddio optocouplers.
① bob amser ar agor a bob amser yn cau
Mae dau fath o luniwr: math lle mae'r switsh yn cael ei ddiffodd (i ffwrdd) pan na roddir foltedd, math lle mae'r switsh yn cael ei droi ymlaen (i ffwrdd) pan gymhwysir foltedd, a math lle mae'r switsh yn cael ei droi ymlaen pan nad oes foltedd. Gwnewch gais a diffodd pan gymhwysir foltedd.
Gelwir y cyntaf yn agored fel arfer, a gelwir yr olaf ar gau fel arfer. Sut i ddewis, yn gyntaf yn dibynnu ar ba fath o gylched sydd ei hangen arnoch chi.
② Gwiriwch y cerrynt allbwn a'r foltedd cymhwysol
Mae gan lunwyr yr eiddo o ymhelaethu ar y signal, ond nid ydynt bob amser yn pasio trwy foltedd a chyfredol ar ewyllys. Wrth gwrs, mae'n cael ei raddio, ond mae angen rhoi foltedd o'r ochr fewnbwn yn ôl y cerrynt allbwn a ddymunir.
Os edrychwn ar y daflen ddata cynnyrch, gallwn weld siart lle mai'r echelin fertigol yw'r cerrynt allbwn (cerrynt casglwr) a'r echel lorweddol yw'r foltedd mewnbwn (foltedd allyrrydd casglwr). 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 byddech chi'n 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 ei gydio.
③ Uchafswm cerrynt
Y cerrynt dargludiad uchaf yw'r gwerth cyfredol uchaf y gall yr optocoupler ei wrthsefyll wrth ei gynnal. Unwaith eto, mae angen i ni sicrhau ein bod ni'n gwybod faint o allbwn sydd ei angen ar y prosiect a beth yw'r foltedd mewnbwn cyn i ni brynu. Sicrhewch nad yw'r gwerth uchaf 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 sydd wedi'u cysylltu â phob cylched ochr mewnbwn a chylched ochr allbwn. Fodd bynnag, dylid cymryd gofal i beidio â cham -drin yr ochr fewnbwn a'r ochr allbwn. Felly, rhaid i chi hefyd wirio'r symbolau yn y tabl data, fel na welwch fod troed y cyplydd ffotodrydanol yn anghywir ar ôl llunio'r bwrdd PCB.
Amser Post: Gorff-29-2023