Подключение оптрона: Включение и применение оптопар

Оптопары включают светодиод и светочувствительный компонент. Светодиодный или инфракрасный источник света на входной цепи взаимодействует со светочувствительным полупроводником на выходной стороне.

Ключевым параметром оптопары является коэффициент передачи тока или CTR , который является мерой отношения между входным и выходным током. В то время как промышленные контроллеры работают без оптронов, последние повышают безопасность, надежность и точность и позволяют избежать потенциальных проблем, связанных с прямым (неизолированным) соединением сигналов.

1. Модули оптопары предотвращают электрические помехи:
   Все, от простых сигналов механических концевых выключателей до протокольной передачи данных, подвержено воздействию электрических помех в промышленных условиях. Эти сигналы наиболее уязвимы, если они должны передаваться на любое расстояние. Здесь оптопары могут изолировать синфазный шум, возникающий из-за блуждающего тока, протекающего через заземляющие соединения. Правильно настроенные системы, использующие для этой цели оптопары, имеют цепи источника и получателя на отдельных соединениях заземления и сигнала.
2. Модули оптопары соединяют высоковольтные и низковольтные цепи: Промышленные контроллеры могут выйти из строя, если на них подаются входные сигналы, превышающие установленные пределы… но часто необходимо отслеживать уровни мощности. Например, цифровой вход ПЛК может быть рассчитан на питание 24 В постоянного тока, но должен контролировать нагрузку 220 В переменного тока. Прямое подключение 220 В переменного тока к входу ПЛК, очевидно, повредит последний. Таким образом, здесь модуль оптопары может принять входное напряжение 220 В переменного тока и создать выходное напряжение обратной связи в пределах максимально допустимого входного сигнала контроллера.
3. Модули оптопары защищают промышленные контроллеры от переходных процессов: Переходные процессы представляют собой внезапные кратковременные скачки напряжения или тока. Несмотря на свою продолжительность в доли секунды, переходные процессы могут нанести серьезный ущерб промышленным контроллерам. Здесь модули оптопары могут служить изолирующим барьером между промышленными контроллерами и любыми полевыми датчиками, подверженными воздействию скачков напряжения или пускового тока.

Хотя модули оптопары главным образом изолируют входные сигналы и источники питания, существуют конструкции, в которых они помогают обеспечить качество выходных сигналов. Например, некоторые модули оптопары могут заменить электромеханические сигнальные реле. Последние обычно отрабатывают малый ток переключения 2А и меньше. Это делает оптопары с таким же или более высоким выходным током вполне подходящей заменой … но с гораздо более длительным сроком службы благодаря отсутствию движущихся частей. В частности, электромеханические реле обычно работают от 100 000 до 1 000 000 циклов… но реле на основе оптронов могут работать десятилетиями. Более того, модули оптопары позволяют избежать электромеханических проблем, связанных с обратной ЭДС и скачками сигнала.

Быстрое переключение полупроводниковых реле на основе оптронов делает их пригодными для использования на бесчисленных выходных нагрузках мощных систем. Оптопары также могут дополнять промышленные источники питания с изоляцией.

Высокоскоростные переключающие оптопары также могут защищать стандартные сигналы управления и управления питанием, такие как широтно-импульсная модуляция или ШИМ и Modbus RS485 — и это только два примера. Здесь минимизируется электромагнитная связь на основе связи путем изоляции контроллера и принимающего компонента.

В некоторых приложениях переменного тока требуется обнаружение пересечения нуля, которое представляет собой измерение перехода сигнала переменного тока при его переключении выше и ниже нуля. Здесь схемы пересечения нуля позволяют элементам управления измерять частоту и фазу сигналов, а также узкие импульсы, формируемые на выходе каждый раз, когда сигнал переменного тока пересекает точку 0 В. Вариаций схемы детектора пересечения нуля предостаточно, но те, что основаны на оптопарах, превосходны. Оптопары обеспечивают шумоизоляционный барьер между сигналом переменного тока и контроллером… и многие модули оптронов даже имеют встроенные схемы обнаружения нуля для уменьшения количества деталей.

Когда оптопары дополняют источники питания, они обычно находятся в цепях управления обратной связью источника питания (вместе с входным трансформатором) для изоляции системных преобразователей постоянного/переменного тока, переменного/переменного тока, переменного/постоянного или постоянного/постоянного тока. Такие компоновки устраняют все прямые токопроводящие пути между входом питания и всеми выходными клеммами (и любыми подключенными полевыми устройствами, двигателями или другими нагрузками) для более безопасных и эффективных конструкций. На оборудовании, которое регулярно переключается между резко различающимися состояниями питания, оптопары могут (даже до десятков кВ/мкс) защитить источники питания от переходных синфазных напряжений. В высоковольтных приложениях оптопары также могут размыкать токи контура заземления, вызванные разнородными источниками питания в конструкции, имеющей небольшую разницу потенциалов земли, что, в свою очередь, устраняет проблемы с синфазным электрическим шумом.

Это главные параметры, определяющие выбор наиболее подходящего модуля оптопары.

Входное напряжение — Определите максимальное напряжение входного сигнала и выберите модуль оптопары, превышающий предел.

Выходное напряжение и ток — Убедитесь, что выход оптрона может выдерживать напряжение и ток, требуемые приложением. Некоторые модули оптопары рассчитаны на большой ток или высокое напряжение на выходе.

Время отклика — Любая оптопара для высокоскоростной передачи сигналов требует времени отклика, измеряемого в микросекундах (мкс).

Монтаж — Схемы оптопары можно собрать с нуля, но модули, монтируемые на DIN-рейку, упрощают установку.

Что такое оптопара | Оптопара работает и использует

Оставить комментарий / Что такое оптопара

Содержание

• Оптопара/оптоизолятор
• Принцип работы оптопары
• Насыщение и линейный режим работы оптопары
  • • Режим насыщения
    9001 7 Линейный режим
• Фотодиодные и фототранзисторные оптопары
• Зачем использовать оптопары в электроника?
  • Применение оптронов
• Некоторые наиболее часто используемые и популярные микросхемы оптронов: PC817, 4N35, MOC3021 и т. д.
  • • Похожие сообщения:

Оптопара — это электронный компонент, который используется для передачи электрических сигналов от одной цепи к другой цепи без прямого соединения между ними. Другими словами, оптопара используется для оптической передачи электрических сигналов между двумя цепями. Здесь обе цепи электрически изолированы друг от друга. Оптопара также называется фотопара , оптрон или оптоизолятор. Оптопара в основном используется для предотвращения электрического столкновения путем изоляции цепи. Это также используется для устранения нежелательных шумов.

Оптопара состоит из передатчика в качестве ИК-светодиода и приемника в качестве светочувствительного компонента. когда свет излучается светодиодом, и этот свет попадает на фотодатчик (фотодиод, фототранзистор, фототриак), тогда по фотодатчику начинает течь ток. в этой системе входной свет пропорционален току на выходе.

Это механизм внутренней схемы оптрона. Левая сторона — это светодиод, подключенный через контакты 1 и 2. А правая сторона — это фототранзистор, этот фототранзистор чувствителен к свету. Когда на светодиод подается питание, светодиод излучает свет, и этот свет падает на ОСНОВУ фототранзистора. После того, как свет падает на базу фототранзистора, он активируется, и можно управлять выходной схемой, связанной с транзистором. Здесь входная цепь связана только с выводами светодиода оптопары, выходная цепь связана с фототранзистором. Входная и выходная цепи полностью электрически изолированы.

Между светодиодом и фототранзистором имеется непроводящий материал, а пространство прозрачно. Электрическая изоляция очень высока, как правило, 10 кВ или выше. Опто-триак (фото-триак) также используется вместо фототранзистора в оптроне для прямого управления подачей переменного тока на выходе.

В ИС оптопары используется светодиод, оптически связанный с фототранзистором, фотодиодом или фотосимистором в одном корпусе.

Оптопара обычно используется там, где компьютерная система или любая цифровая система должна управлять двигателем или управлять высоковольтными устройствами. Здесь цепь компьютерной системы и устройство управления двигателем полностью электрически изолированы, нет помех электрическому сигналу.

Если нам нужно подключить двигатель переменного тока 220 В, который управляется микроконтроллером или Arduino и т. д. В этом случае мы не можем напрямую подключить оба. Затем используется оптопара. Выход микроконтроллера напрямую соединен со входом светодиода оптопары, а фототранзистор соединен с выходным компонентом, таким как реле или симистор для соединения 220 В переменного тока с двигателем.

В импульсных источниках питания или любой цепи источника питания оптопара может использоваться для обнаружения переменного выборочного напряжения постоянного тока на выходе и подачи обратной связи на вход для управления источником питания с сохранением полной электрической изоляции между входной и выходной цепями.

В режиме насыщения светодиод горит или гаснет, поэтому выходной транзистор полностью выключен или полностью включен, что означает проводящий или непроводящий режим. Этот режим используется там, где необходимо защитить выводы микроконтроллера от высокого напряжения выходной цепи. Например, в моторном приводе с использованием микроконтроллера двигателю требуется большой ток и высокое напряжение. В этом режиме двигатель полностью включается или выключается.

В этом режиме светодиод будет получать импульс сигнала с изменением. Освещение светодиода изменяется или управляется замером напряжения или сигнала, затем фототранзистор также обеспечивает переменную проводимость на выходе. Это можно использовать в импульсном источнике питания (SMPS) или для управления различными схемами, где требуется обнаружение ошибок на выходе.

Фотодиодные оптопары лучше, чем фототранзисторные оптопары в линейной зависимости между током и светом. Хотя фототранзисторная оптрон может пропускать аналоговые звуковые сигналы на широких частотах, изменяя луч светодиода, который идет на БАЗУ фототранзистора. Выход транзистора меняется на усиление по мере того, как световой луч попадает на его ОСНОВУ. Но могут возникнуть некоторые искажения на высоких частотах.

Соотношение входного света и выходного тока фотодиодной оптопары хорошее для большинства звуковых и некоторых цифровых сигналов, даже несмотря на то, что амплитуда выходного сигнала фотодиода намного меньше выходного сигнала фототранзистора.

Существуют различные типы цепей в цифровых системах связи, системах электропитания и других аппаратных системах, разработанных инженерами с использованием оптронов, поскольку они обеспечивают высокую чувствительность для защиты, наиболее удобное быстрое переключение и высокую реакцию на цифровой сигнал. и т. д.

 Позволяют использовать небольшие цифровые сигналы для управления большими переменными напряжениями. Твердотельные реле являются лучшим примером этого. При этом вы можете включить или выключить нагрузку 220 В переменного тока, используя источник сигнала 5 В постоянного тока.

  Защита от высокочувствительной цепи от цепи высокого напряжения и – 

Если вам необходимо управлять высоковольтным двигателем по команде с микроконтроллера, то оптопара обеспечит коммутационную систему с полной гальванической развязкой между двигателем и выходом микроконтроллера.

защита от скачков высокого напряжения –

оптопара также используется в качестве предохранителя с более продвинутыми характеристиками, чем предохранитель. В цепи оптопара используется для переключения системы с использованием цифрового сигнала или с использованием очень низкого напряжения, но если возникают скачки напряжения или импульсный ток, то вся выходная цепь не будет затронута, потому что оптопара повреждена только и останавливает передачу тока к следующей части.