Оптопара транзисторная. Оптопары в схемах управления: принцип работы, типы и применение

Что такое оптопара и как она работает. Какие бывают типы оптопар. Где применяются оптопары в электронике. Как правильно подключить оптопару в схему. Какие преимущества дает использование оптопар.

Принцип работы оптопары: гальваническая развязка с помощью света

Оптопара представляет собой электронный компонент, состоящий из светоизлучающего элемента (обычно светодиода) и фотоприемника, объединенных в одном корпусе. Принцип работы оптопары основан на преобразовании электрического сигнала в световой и обратно. Как это происходит?

• На вход оптопары подается электрический сигнал, который заставляет светиться светодиод
• Свет от светодиода попадает на фотоприемник, который преобразует его обратно в электрический сигнал на выходе
• Между входом и выходом нет прямой электрической связи — передача сигнала осуществляется только с помощью света

Благодаря такому принципу работы оптопара обеспечивает гальваническую развязку между входными и выходными цепями. Это позволяет изолировать чувствительные цепи от помех и высоких напряжений.

Основные типы оптопар и их характеристики

В зависимости от типа используемого фотоприемника выделяют несколько основных разновидностей оптопар:

Диодные оптопары

В качестве фотоприемника используется фотодиод. Отличаются высоким быстродействием, но малым коэффициентом передачи тока. Применяются в высокочастотных схемах.

Транзисторные оптопары

Фотоприемником служит фототранзистор. Обеспечивают более высокий коэффициент передачи тока по сравнению с диодными. Широко используются в схемах коммутации и гальванической развязки.

Тиристорные оптопары

В качестве фотоприемника применяется фототиристор. Могут коммутировать большие токи и напряжения. Используются для управления мощной нагрузкой.

Симисторные оптопары

Фотоприемник выполнен на базе фотосимистора. Позволяют коммутировать цепи переменного тока. Применяются в схемах управления нагрузкой в сетях 220В.

Области применения оптопар в электронных устройствах

Благодаря своим уникальным свойствам, оптопары нашли широкое применение в различных областях электроники:

• Гальваническая развязка между высоковольтными и низковольтными цепями
• Защита чувствительных цепей от помех и перенапряжений
• Передача сигналов управления между цепями с разными уровнями напряжений
• Коммутация силовых цепей по сигналам от микроконтроллеров
• Развязка аналоговых и цифровых цепей
• Преобразование уровней логических сигналов
• Построение импульсных источников питания

Рассмотрим некоторые конкретные примеры использования оптопар в электронных схемах.

Схемы включения оптопар для различных применений

При разработке схем с оптопарами важно правильно выбрать режим работы и номиналы элементов. Рассмотрим типовые схемы включения оптопар для различных задач:

Схема гальванической развязки цифровых сигналов

Для передачи цифровых сигналов между цепями с разными уровнями напряжений часто используется следующая схема:

• Входной сигнал подается на светодиод оптопары через токоограничивающий резистор
• Выход фототранзистора подключается к напряжению питания через резистор нагрузки
• При подаче логической «1» на вход светодиод загорается и открывает фототранзистор
• При подаче «0» светодиод гаснет и фототранзистор закрывается

Такая схема позволяет передавать цифровые сигналы между цепями с разным напряжением питания, обеспечивая их полную изоляцию.

Оптопара в схеме управления мощной нагрузкой

Для коммутации мощной нагрузки по сигналу от микроконтроллера часто применяется следующее схемотехническое решение:

• Выход микроконтроллера подключается ко входу оптопары через резистор
• Выход оптопары управляет затвором силового полевого транзистора
• Транзистор коммутирует ток нагрузки в силовой цепи

Это позволяет управлять мощными нагрузками с помощью слаботочных выходов микроконтроллеров, обеспечивая при этом надежную гальваническую развязку.

Преимущества использования оптопар в электронных устройствах

Применение оптопар в схемах дает разработчикам ряд важных преимуществ:

• Надежная гальваническая развязка между входом и выходом
• Защита чувствительных цепей от помех и перенапряжений
• Возможность соединения цепей с разными уровнями напряжений
• Высокая помехозащищенность канала передачи сигнала
• Возможность работы в широком диапазоне напряжений и токов
• Высокое быстродействие (для некоторых типов оптопар)
• Простота применения в схемах

Все эти преимущества делают оптопары незаменимыми компонентами во многих областях современной электроники.

Особенности выбора оптопар для конкретных применений

При выборе оптопары для конкретной схемы необходимо учитывать ряд важных параметров:

• Максимально допустимое напряжение изоляции между входом и выходом
• Коэффициент передачи тока (CTR)
• Быстродействие (время включения и выключения)
• Максимально допустимые токи и напряжения на входе и выходе
• Температурный диапазон работы
• Тип корпуса

Правильный выбор оптопары с учетом всех этих параметров позволит обеспечить надежную работу устройства в заданных условиях эксплуатации.

Типичные ошибки при использовании оптопар в схемах

При работе с оптопарами разработчики иногда допускают ошибки, которые могут привести к некорректной работе схемы или даже выходу компонентов из строя. Рассмотрим наиболее распространенные из них:

• Превышение максимально допустимого тока светодиода
• Неправильный выбор резистора в цепи коллектора фототранзистора
• Использование оптопары в режиме насыщения фототранзистора
• Превышение максимально допустимого напряжения между входом и выходом
• Неучет температурной зависимости параметров оптопары

Чтобы избежать подобных ошибок, необходимо внимательно изучать документацию на применяемые компоненты и соблюдать рекомендации производителей по их использованию.

Оптопара транзисторная в Новосибирске: 229-товаров: бесплатная доставка [перейти]

Партнерская программаПомощь

Новосибирск

Каталог

Каталог Товаров

Одежда и обувь

Одежда и обувь

Стройматериалы

Стройматериалы

Текстиль и кожа

Текстиль и кожа

Здоровье и красота

Здоровье и красота

Детские товары

Детские товары

Продукты и напитки

Продукты и напитки

Электротехника

Электротехника

Дом и сад

Дом и сад

Промышленность

Промышленность

Сельское хозяйство

Сельское хозяйство

Торговля и склад

Торговля и склад

Все категории

ВходИзбранное

Оптопара транзисторная

PS2561 Оптопара транзисторная, оптрон NEC2561 2561 DIP-4 OPT006 Тип: оптопара

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

FOD817B, Оптопара транзисторная одноканальная 5. 0кВ /70В 0.05A Кус=130…260% 0.2Вт -55…+110°C ON Semiconductor

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

PC817B, транзисторная оптопара DIP-4 Тип: оптопара, Производитель: Sharp

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

4N25 Оптопара транзисторная DIP-6 Тип: оптопара

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

4N28 Оптопара транзисторная DIP-6 Тип: оптопара

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

TIL111M, Оптопара транзисторная 100 мА ON Semiconductor Тип: оптопара

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

PC817C Оптопара транзисторная DIP-4 Тип: оптопара

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

h21A817CSD, Оптопара 5.3кВ транзисторная 4SMD ON Semiconductor Тип: оптопара, Производитель: ON

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

4N35S, Оптопара транзисторная, x1 30В Lite-ON Technology Corp Тип: оптопара, Производитель: ON

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

4N35 Оптопара транзисторная DIP-6 Тип: оптопара

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

PC817X2NSZ0F, Оптопара с транзисторным выходом x1 5000 Vrms Sharp Electronics Тип: оптопара

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

PC817X4NIP1B, Оптопара одноканальная транзисторная общего применения Sharp Electronics Тип: оптопара

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

13 069

PC817 Оптопара транзисторная SOP-4 PC817C оптрон 817 OPT010 Тип: оптопара

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

PC817XNNIP1B, Оптопара одноканальная транзисторная общего применения Sharp Electronics Тип: оптопара

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

4N35M, Оптопара транзисторная, x1 7. 5кВ 30В 100мА 0.2Вт Кус=100% -55…+110C ON Semiconductor Тип:

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

4N35SR2M, Оптопара транзисторная, x1 7.5кВ 30В 10мА 0.2Вт Кус=100% -55…+110C ON Semiconductor

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

4N35, Оптопара транзисторная, x1 5.3кВ 30В 100мА 0.2Вт Кус=100% -55…+110C Vishay Тип: оптопара,

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

PC817 Оптопара транзисторная DIP-4 PC817C оптрон 817 OPT005 Тип: оптопара

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

TLP250 Оптопара транзисторная DIP-8 Тип: оптопара

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

KB357NT, Оптопара транзисторная одноканальная 3.75кВ /80В 50мА >130% MFP4 Kingbright Тип: оптопара,

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

K1010D, Оптопара транзисторная одноканальная 5. 0кВ /80В 0.05A Кус=300-600% 0.2Вт -55…+115°C Cosmo Electronics Corp

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

АОТ128В, Оптопара транзисторная Протон, Орел Тип: оптопара

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

PC123 Оптопара транзисторная DIP-4 OPT004 Тип: оптопара

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

Оптопары No trademark Оптрон TLP504A в корпусе DIP6, 50%, 60мА, оптопара транзисторная;№ оптрон \ 50%\ 60мА\DIP6\ TLP504A\оптопара транзист

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

Оптопары No trademark Оптрон EL817B-F в корпусе DIP4, 5мА, EL817B-F, оптопара транзисторная; № оптрон \ \ 5мА\DIP4\EL817B- F\оптопара транзисторн

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

Оптопары No trademark Оптрон АОТ128В, корпус DIP6, оптопара транзисторная; № оптрон \ %\\DIP6\АОТ128В\оптопара транзисторная

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

Оптопара транзисторная PC817, DIP-4 Тип: оптопара

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

Оптопары No trademark Оптрон TCET1104 в корпусе DIP4, 90%, 1мА, оптопара транзисторная;№ оптрон \ 90%\ 1мА\DIP4\ TCET1104\оптопара транзис

ПОДРОБНЕЕЕще цены и похожие товары

2 страница из 8

1.

4. Транзисторные оптопары

Транзисторная оптопара выполняется с фотоприёмным элементом на основе транзистора. В ряде случаев применяется составной фототранзистор, например, АОТ 110А. Транзисторная оптопара по сравнению с диодной имеет более высокий КПД.

Транзисторные оптопары находят преимущественное применение в аналоговых и ключевых коммутаторах сигналов, схемах согласования, гальванической развязки , в линиях связи, оптоэлектронных реле.

1.5. Тиристорные оптопары

В тиристорных оптопарах в качестве приёмного элемента используется кремниевый фототиристор. Фототиристор так же, как и фототранзистор, обладает большим внутренним усилением фототока.

Тиристорные оптопары применяются для гальванической развязки логических цепей управления от высоковольтных цепей, в качестве переключателей переменного тока и т.д. (рис.5)

Рис. 5. Электронный ключ переменного тока

Маркировка оптопар включает в себя семь символов:

Первый обозначает материал: А(3) — арсенид галлия;

Второй символ — буква О — означает оптопара;

Третий указывает тип фотоприёмника: Д — диод, Т — транзистор, У — тиристор;

Четвёртый, пятый и шестой символы указывают номер разработки;

Седьмой символ — буква, означает группу.

Например:

— АОД101А – диодная оптопара,

— АОТ110А – транзисторная оптопара,

— АОУ103А – тиристорная оптопара.

Описание стенда.

Принципиальная электрическая схема стенда приведена на рис. 6, а общий вид стенда на рис.7.

Рис. 6. Принципиальная электрическая схема стенда.

Стенд содержит шесть различных оптронов, которые через кнопочный переключатель SA1 подключаются к источнику входного тока VT1 и к цифровому вольтметру. С помощью потенциометра R2 можно изменять входной ток в пределах от 0 до 80мА.

Миллиамперметр PA1 служит для измерения входного тока I _вх. Выходное напряжение Uвых (Iвых) измеряется милливольтметром U _вых . Источник питания выдает на схему напряжение +9В и -9В.

Рис.7. Конструкция стенда.

2. Цель работы

Целью настоящей работы является:

3. 1. Ознакомление с работой оптоэлектронных элементов.

3.2. Снятие передаточных характеристик исследуемых оптопар.

4. Порядок выполнения работы.

4.1. Изучить работу оптоэлектронных элементов.

4.2. Ознакомиться с описанием лабораторной работы.

4.3. Получить у преподавателя разрешение на выполнение работы.

4.4. Исследовать работу резистивной оптопары. Включить стенд. Переключатель SA1 поставить в положение «ОР». Снять зависимость U_ВЫХ=f(I_ВХ). Измеренные результаты занести в таблицу 1, рассчитать выходной ток I_ВЫХ , сопротивление фоторезистора R_ОР, найти темновой ток и темновое сопротивление ( при I_ВХ. = 0 ) .

Таблица 1

IВХ, мА	0	10	30	50	70	80
UВЫХ, мВ
IВЫХ
RОР

U _{вых U п — U вых}

I_вых. = ———- , R ор = —————— R _{11 I вых}

Построить графические зависимости U_ВЫХ=f(I_ВХ), R_ОР=f(I_ВХ) при Uп=9В. и R ₁₁ =

Управление транзисторами Дарлингтона с оптронами

Рис. 1 H-мост с тремя состояниями и выходами Darlington-IGBT.

Льюис Лофлин

В этой серии я проиллюстрировал несколько комбинаций схем. На приведенной выше схеме я использовал силовой транзистор Дарлингтона TIP120 для переключателя верхнего плеча (Vcc).

Это было сделано потому, что было сложно найти сильноточный и низкоомный p-канальный MOSFET. Два p-канальных MOSFET, которые я пробовал, IRF9540 и IRF6930, перегрелись и сильно упали напряжения. Они предназначены для коммутации высокого напряжения, слабого тока и высокой частоты. Оба имели высокие показатели rds(sat) по сопротивлению.

МОП-транзисторы страдают от низкого напряжения исток-затвор (Vgs), часто ограниченного 20 вольтами. Это означает, что я не могу использовать двигатель на 24, 36 или 48 вольт без полной переделки схемы.

Примечание: в этом примере напряжение двигателя должно быть отделено от логического напряжения 12 В.

TIP120 рассчитан на 5 ампер при 60 вольт. При коэффициенте усиления 1000+ насыщение достигается при базовом токе 20-30 мА. Это легко обеспечивается оптроном типа 4N25. Rb составляет 100 Ом.

Напряжение насыщения, измеренное между коллектором и эмиттером, составило 2,1 В при 3,6 А.

См. руководство по использованию силовых транзисторов Дарлингтона TIP120 и TIP125.

Оптопара не только обеспечивает изоляцию по напряжению для более высокого напряжения +Vcc, но и может производить больший управляющий ток, чем логика CMOS, которую я использовал здесь.

Рис. 2 Драйвер оптопары для силового транзистора Дарлингтона MJE10005.

MJE10005 обеспечивает гораздо большую допустимую нагрузку по току и работает при гораздо более высоком напряжении. Но при токе базы привода от 400 мА до 2 ампер никакая известная мне оптопара не может обеспечить это.

Итак, я использовал транзистор TIP41A, которым могла управлять оптрон, а затем использовал его для управления MJE10005.

Рис. 3 Завершенная схема с драйверами MJE10005, используемыми с IBGT.

Посмотреть все мои видео на You Tube
Также посетите и подпишитесь на мой канал YouTube

• Веб-мастер
• Хобби-электроника
• Электронная почта

Ссылки по теме:

• Оптическая изоляция блоков управления двигателем H-Bridge
• Все транзисторы NPN H-Bridge Motor Control
• Базовые схемы управления транзисторами для микроконтроллеров
• ULN2003A Транзисторная матрица Дарлингтона с примерами схем
• Учебное пособие по использованию силовых транзисторов Дарлингтона TIP120 и TIP125
• Управление силовыми транзисторами 2N3055-MJ2955 с транзисторами Дарлингтона
• Общие сведения о биполярных транзисторных переключателях
• Учебное пособие по переключению мощных N-канальных МОП-транзисторов
• Учебное пособие по силовым P-канальным переключателям MOSFET
• Сборка транзисторного управления двигателем H-Bridge
• H-мост управления двигателем с силовыми МОП-транзисторами
• Дополнительные примеры схем H-моста на полевых МОП-транзисторах
• Сборка высокомощного транзистора управления двигателем H-Bridge
• H-мост управления двигателем с мощными МОП-транзисторами Обновлено
• Драйверы оптоизолированных транзисторов для микроконтроллеров

• Сильноточная схема драйвера TTL MOSFET
• Демонстрационная схема неинвертирующего буферного переключателя с тремя состояниями
• Обзор подключения цифровой логики и транзисторов
• H-мост с тремя состояниями использует оптопары
• Управление транзисторами Дарлингтона с оптопарами
• Оптопары для TTL-CMOS со сдвигом логического уровня
• Примеры базовой схемы буфера с тремя состояниями TTL
• Схема H-моста с выходами MOSFET
• Схема H-моста с транзисторными выходами Darlington-MOSFET
• Схема H-моста с транзисторными выходами Darlington-IGBT
• Учебное пособие NOR Gate SR Latch Circuits
• Учебное пособие NAND Gate SR Latch Circuit
• От защелки SR до контакта ввода-вывода микроконтроллера Введение
• От базовых цифровых схем до управления двигателем H-Bridge

• Видео на Youtube:
• Управление мощными транзисторами Дарлингтона
• Переключатель с тремя состояниями на четырех МОП-транзисторах
• Обзор Toshiba IGBT Замечания по применению
• МОП-транзисторы и электронный поток
• Вход TTL H-Bridge Logic Controls 3,3 В
• H-мост, приводящий в действие большой двигатель
• Схемы простого цифрового интерфейса
• Схемы H-моста для сопряжения оптопары
• Почему ваши МОП-транзисторы нагреваются

• Не связанные видео:
• Реальность переработки малоценных отходов
• Работа магнетрона и свободные магниты

• Сравнение фото симистора, фото оптрона SCR
• Примеры цепей оптопар на основе SCR, активируемых светом
Обзор кремниевого управляемого выпрямителя
• и схемы
• Кремниевые управляемые выпрямители, подключенные как силовые симисторы
• Схемы биполярных транзисторов с изолированным затвором IGBT
• Схемы ограничения тока для оптронных светодиодов
• VOM1271 Схемы управления фотогальваническими полевыми МОП-транзисторами
• Ограничитель тока позволяет безопасно тестировать стабилитроны и светодиоды
• Источник постоянного тока на операционном усилителе LM741, 3 А
• Схемы двунаправленных твердотельных реле
• Простое твердотельное реле для маломощных светодиодных ламп 120 В
• Мощное двунаправленное переключающее реле MOSFET
• Изучение твердотельных реле и цепей управления

 

Напряжение — Вопрос об оптроне и транзисторе

спросил 1 год, 6 месяцев назад

Изменено 1 год, 6 месяцев назад

Просмотрено 173 раза

\$\начало группы\$

Я намереваюсь изолировать ШИМ-сигнал микроконтроллера, потому что на самом деле источник V3 будет источником высокого напряжения, поэтому я думаю, что мне нужно изолировать микроконтроллер на случай утечки в MOSFET. У меня вопрос, будет ли эта конструкция работать? Я хочу, чтобы выходной сигнал транзистора-эмиттера оптопары был почти таким же (падение напряжения не является проблемой), поэтому я все еще могу управлять полевым транзистором с помощью ШИМ-сигнала, а также защищать микроконтроллер от высокого напряжения. Спасибо!

• напряжение
• транзисторы
• оптоизолятор

\$\конечная группа\$

7

\$\начало группы\$

Возможная проблема заключается в том, что время нарастания/спада оптоизолятора выход указан на уровне 2 мкс или менее при нагрузке 100 Ом. Так как у вас есть нагрузка 10 кОм, время нарастания может достигать 200 мкс, и это проблематично с базовой частотой ШИМ намного выше 1 кГц.

Любой медленный поворот затвора MOSFET приведет к нагреву диссипация в этом компоненте. Другая оптронная пара, например APS1551S, может быть лучше; есть встроенное усиление и низкие задержки.

\$\конечная группа\$

2

\$\начало группы\$

Резистор R1 слишком мал, а напряжение возбуждения слишком мало, поэтому он не будет работать. Инфракрасному светодиоду требуется около 1,2 В, поэтому он может легко управляться от 3,3 В или 5 В с помощью соответствующего резистора, чтобы поддерживать ток на разумном уровне, например 5-10 мА. Например. 510\$\Омега\$ на 5В.

В зависимости от вашей частоты ШИМ, 4N25 и 10K pull-down могут быть слишком медленными, особенно учитывая заряд затвора MOSFET. Подтягивания будут (относительно) быстрыми. Вы можете смоделировать это в LTspice.

Если вам нужен простой пуленепробиваемый способ управления полевым МОП-транзистором, подойдет специально разработанный изолированный драйвер затвора, такой как ADuM4120. Вы можете использовать 12 В для драйвера затвора, если MOSFET подходит для этого, и уменьшить Rds (on) и, возможно, полностью изолировать два источника питания.