Оптрон схема: Оптопара PC817 схема включения, характеристики и datasheet

Содержание

Оптрон схема включения

В практике работы судового электромеханика часто возникают проблемы, связанные с необходимостью включении внешних устройств от электронных приборов, контролирующих тс или иные параметры судовой силовой установки, либо в передаче сигналов от внешних устройств в электронные системы сигнализации и контроля. Ток, потребляемый обмоткой такого реле, обычно гораздо выше тока, потребляемого всей остальной частью схемы. В случае выхода реле из строя его ремонт или замена представляют значительную трудность из-за малых габаритов и напряжения питания катушки, отличного от применяемых в других судовых устройствах, что не позволяет подобрать аналог из ЗИПа. С целью преодолении указанных трудностей предлагается использовать на выходе электронных устройств контроля и управления оптронные развязки, что позволяет отказаться от использования силовых транзисторов и реле в выходных каскадах.


Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам. ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: КАК ПРОВЕРИТЬ ОПТОПАРУ ? Мой способ 😉

Использование термина


Купил себе пару оптронов PC, начал разбираться. Где то вычитал что входное напряжение 5 в. Поставил сопротивление на ОМ, подключил. Светодиод на выходе светит очень слабо, наверное оптрон не открылся полностью. Уменьшил сопротивление вдвое, диод загорелся ярче, но не на полную. Поняв что я ничего не понимаю решил обратится к вам, как расчитать токоограничивающий резистор на входе обтрона? Пересобра схему, но на выходе поменял полярность, теперь светит вроде как надо.

Gres пишет: По графикам из даташита, максимально откроется транзистор при токе светодиода около 20 mA. За вас посчитают здесь. Я на 12 вольтовой линии использую 10к резисторы. Вполне зватает для создания нужного уровня на выходе.

Я планирую использовать их для нажатия кнопки на пульте дистанционного управления шлагбаумом, там нагрузки нет никакой, должно работать.

Всем спасибо за помощь. Потому что база-эмиттерный и база-коллекторный переходы по сути своей одинаковые. А различаются только проводимостью площадью. Поэтому при смене полярности получается » хреновый» транзистор с коэффициентом 2 — 5, а не — как обычно. Что такое Ардуино? Войдите или зарегистрируйтесь , чтобы получить возможность отправлять комментарии 9 ответов [ Последнее сообщение ].

Зарегистрирован: Извиняюсь за глупые вопросы. Войдите или зарегистрируйтесь , чтобы получить возможность отправлять комментарии. По графикам из даташита, максимально откроется транзистор при токе светодиода около 20 mA. Gres пишет:. И кстати, они обычно в качестве силовых ключей не применяются. Электропочта для связи:.


Форум АСУТП

Применение в тиристорных схемах коммутации переменного напряжения. Оглавление :: Поиск Техника безопасности :: Помощь. Оптроны MOC, MOC, MOC представляют собой идеальный элемент для оптической гальванической развязки изоляции низковольтной управляющей части схемы и силового тиристорного ключа. Они рассчитаны на напряжение между низковольтной и высоковольтной частями В. Максимальное напряжение в закрытом состоянии В. Их конструктивное исполнение позволяет обеспечить расстояние между дорожками низковольтной и высоковольтной частей на печатной плате в соответствии со стандартами США, Евросоюза, России и других стран.

Скорость включения оптрона зависит от значения входного тока. Типичные значения времени включения t=5 10 мкс. Время выключения оптрона.

Оптрон PC817 схема включения, характеристики

Состояние отпатрулирована. В РО с закрытым оптическим каналом излучатель и приёмник света прочно склеены друг с другом прозрачным клеем и помещены в оптически непрозрачный корпус. В РО с открытым каналом излучатель и приёмник монтируются на общем основании, а оптический канал замыкается через внешнюю среду. Функционально РО представляет собой электрическое сопротивление , управляемое током , протекающим через излучатель. В отсутствие тока через излучатель темновое сопротивление [note 1] фоторезистора постоянному току составляет от единиц МОм до сотен ГОм [2]. При облучении приёмника светом излучателя проводимость фоторезистора растёт пропорционально освещённости его поверхности, которая в свою очередь пропорциональна силе света излучателя [note 2]. В отличие от фотодиодов и фототранзисторов , фоторезисторы способны управлять линейными цепями и постоянного, и переменного тока [1] , при этом допустимые напряжения на фоторезисторе могут достигать сотен В [2]. Паразитная ёмкость фоторезистора ограничивает частотный диапазон вторичной цепи звуковыми и ультразвуковыми частотами. Поэтому ещё в е годы РО были вытеснены с рынка быстродействующими диодными и транзисторными оптопарами оптронами. Благодаря удачному сочетанию гальванической развязки, малых искажений и простоты схемотехнических решений РО продолжают использоваться как регулирующие элементы управляемые сопротивления в студийном звуковом оборудовании, в гитарных усилителях и в аналоговых синтезаторах.

Научный форум dxdy

Регистрация Вход. Ответы Mail. Вопросы — лидеры Не взлетает квадрокоптер 1 ставка. Перестал работать Mi band 4 1 ставка.

Войти или зарегистрироваться. Искать только в заголовках Сообщения пользователя: Имена участников разделяйте запятой.

Оптопара принцип работы, оптроны принцип работы

Оптрон MOC применяется для управления симисторными и тиристорными ключами. Схема коммутации нагрузки в момент перехода сетевого напряжения через ноль минимизирует уровень создаваемых устройством помех. Основные характеристики оптрона MOC Оптрон MOC M в большинстве случаев также может заменить сходные оптроны этой серии с большим необходимым током управления:. Одна из областей применения оптронов — бесконтактное управление высоковольтными цепями, работающими на переменном или пульсирующем токе.

Резисторная оптопара

Что такое оптопара — электронно-оптический аппарат прибор , в котором присутствуют источник светового излучения и приемник того же излучения — фотоприемник, которые в свою очередь связаны конструктивно электрическими и оптическими связями. В практическом применении наибольшего распространения нашли оптроны в последнее время приобрели название оптопары , в которых нет электрических связей между приемником и излучателем, а есть только оптическая связь. По сложности составляющих структурных схем в оптронных изделиях различают 2 группы приборов:. Рисунок 1 — Общий вид оптопары в герметичном корпусе. Принцип действия оптопары для всех видов фотоприемников и излучательных элементов практически одинаковый и состоит в следующем: формируемый электрический сигнал на входе в излучатель, трансформируется в поток света, который далее принимается фотоэлементом и меняет проводимость последнего — меняя его сопротивление.

По степени сложности структурной схемы среди изделий оптронной техники выделяют две группы приборов. Оптопара (говорят также » элементарный.

Оптрон PC817 нестандартная схема включения.

Экспериментируя с оптронами — хотел при помощи обратной связи на основе одной PC сделать генератор. Пришла идея включить оптопару по схеме чтобы она имитировала работу тиристора. Точнее сказать RS триггера.

Включение и применение оптопар

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: 🔨 БЛИНКЕР НА ОПТОПАРЕ 💡 Очень Простая Схема из Четырех деталей

MOC может использоваться как маломощный симистор с оптической развязкой управляющей цепи или же в качестве драйвера для управления мощными симисторами. MOC относится к серии оптосимисторов со встроенной » Zero crossing circuit » — схемой, разрешающей открытие симистора только в момент прохождения напряжением «0», что значительно понижает помехи, возникающие при включении мощных нагрузок. Внутренне оптопара состоит из светодиода и фототранзистора, никак не связанных электрически, благодаря чему н.. Симистор — отличная замена электромеханическим реле, в случае если необходимо коммутировать н.. MOC может использоваться как маломощный симистор с оптической развязкой управляющей цепи или же в качестве др.. Максимальное коммутируемое напряжение — В, ток — до 60мА.

Купил себе пару оптронов PC, начал разбираться. Где то вычитал что входное напряжение 5 в.

Прибор представляет собой светодиод и фототранзистор, совмещенные в одном корпусе и имеющие между собой оптическую связь. Основное отличие от диодных оптронов — большая чувствительность меньший управляющий ток за счет внутреннего усиления и зачастую больший нагрузочный ток. Некоторые транзисторные приборы имеют отдельный вывод базы, что позволяет управлять транзисторным ключом как оптически током через светодиод , так и электрически. Схемы включения транзисторных оптронов обычно применяются с общим коллектором или общим эмиттером. Приборы разделяются на низковольтные и высоковольтные. На них падение напряжения в открытом состоянии может достигать 1…5 В. Основные параметры распространенных транзисторных оптопар.

Оптрону не хватает входного тока? Метрология, КИП и датчики. Правила форума. Для оптрона видимо не хватает тока.


6N138-000E, Оптрон, THT, Каналы: 1, Вых: схема Дарлингтона, 3,75кВ, DIP8, Broadcom

Количество каналов 1
Maximum Input Current 20 мА
Maximum Current Transfer Ratio 2600%
Brand Broadcom
Тип корпуса PDIP
Isolation Voltage 3,75 кВ (среднеквадратичное значение)
Logic Output Yes
Number of Pins 8
Input Current Type Пост. ток
Минимальный коэффициент передачи по току 300 %
Mounting Type Монтаж на плату в отверстия
Maximum Forward Voltage 1.7V
Выходное устройство Дарлингтон
Максимальный коэффициент передачи по току 2600%
Package Type PDIP
Количество контактов 8
Minimum Current Transfer Ratio 300 %
Тип монтажа Монтаж на плату в отверстия
Output Device Дарлингтон
If — прямой ток 1.6 mA
Pd — рассеивание мощности 135 mW
Vf — прямое напряжение 1.4 V
Vr — обратное напряжение 5 V
Время нарастания 35 us
Время спада 10 us
Высота 3.56 mm
Диапазон данных 100 kb/s
Длина 9.65 mm
Категория продукта Быстродействующие оптопары
Коэффициент передачи по току 1600 %
Максимальная рабочая температура + 70 C
Минимальная рабочая температура 0 C
Напряжение изоляции 3750 Vrms
Подкатегория Optocouplers
Размер фабричной упаковки 50
Серия 6N138
Тип выхода Photodarlington
Тип продукта High Speed Optocouplers
Торговая марка Broadcom / Avago
Упаковка Tube
Упаковка / блок PDIP-8
Ширина 6.35 mm
Base Product Number 6N138 ->
Current — DC Forward (If) (Max) 20mA
Current — Output / Channel 60mA
Current Transfer Ratio (Max) 2600% @ 1.6mA
Current Transfer Ratio (Min) 300% @ 1.6mA
ECCN EAR99
HTSUS 8541.40.8000
Input Type DC
Moisture Sensitivity Level (MSL) 1 (Unlimited)
Number of Channels 1
Operating Temperature -40В°C ~ 85В°C
Output Type Darlington with Base
Package Tube
Package / Case 8-DIP (0.300″», 7.62mm)
REACH Status REACH Unaffected
RoHS Status ROHS3 Compliant
Supplier Device Package 8-DIP
Turn On / Turn Off Time (Typ) 1.6Вµs, 10Вµs
Voltage — Forward (Vf) (Typ) 1.4V
Voltage — Isolation 3750Vrms
Voltage — Output (Max) 7V
Вес, г 0.53

Устройство и принцип действия оптронов. Структурная схема оптронов — Студопедия

Оптронами называют такие оптоэлектронные приборы, в которых имеются источник и приемник излучения (светоизлучатель и фотоприемник) с тем или иным видом оптической и электрической связи между ними, конструктивно связанные друг с другом.

Принцип действия оптронов любого вида основан на следующем. В излучателе энергия электрического сигнала преобразуется в световую, в фотоприемнике, наоборот, световой сигнал вызывает электрический отклик.

Практически распространение получили лишь оптроны, у которых имеется прямая оптическая связь от излучателя к фотоприемнику и, как правило, исключены все виды электрической связи между этими элементами.

По степени сложности структурной схемы среди изделий оптронной техники выделяют две группы приборов. Оптопара (говорят также «элементарный оптрон») представляет собой оптоэлектронный полупроводниковый прибор, состоящий из излучающего и фотоприемного элементов, между которыми имеется оптическая связь, обеспечивающая электрическую изоляцию между входом и выходом. Оптоэлектронная интегральная микросхема представляет собой микросхему, состоящую из одной или нескольких оптопар и электрически соединенных с ними одного или нескольких согласующих или усилительных устройств.


Таким образом, в электронной цепи такой прибор выполняет функцию элемента связи, в котором в то же время осуществлена электрическая (гальваническая) развязка входа и выхода.

В структурной схеме на рис. 1 входное устройство служит для оптимизации рабочего режима излучателя (например, смещения светодиода на линейный участок ватт-амперной характеристики) и преобразования (усиления) внешнего сигнала. Входной блок должен обладать высоким КПД преобразования, высоким быстродействием, широким динамическим диапазоном допустимых входных токов (для линейных систем), малым значением «порогового» входного тока, при котором обеспечивается надежная передача информации по цепи.

Рис 1. Обобщенная структурная схема оптрона

Назначение оптической среды — передача энергии оптического сигнала от излучателя к фотоприемнику, а также во многих случаях обеспечение механической целостности конструкции.

Принципиальная возможность управления оптическими свойствами среды, например, с помощью использования электрооптических или магнитооптических эффектов, отражена введением в схему устройства управления, В этом случае мы получаем оптрон с управляемым оптическим каналом, функционально отличающийся от «обычного» оптрона: изменение выходного сигнала может осуществляться как по входу, так и по цепи управления.

В фотоприемнике происходит «восстановление» информационного сигнала из оптического в электрический; при этом стремятся иметь высокую чувствительность и высокое быстродействие.


Наконец, выходное устройство призвано преобразовать сигнал фотоприемника в стандартную форму, удобную для воздействия на последующие за оптроном каскады. Практически обязательной функцией выходного устройства является усиление сигнала, так как потери после двойного преобразования очень значительны. Нередко функцию усиления выполняет и сам фотоприемник (например, фототранзистор).

Электрические схемы и выходные характеристики оптронов с фоторезистором (а), фотодиодом (б) и фототиристором (в): 1 — полупроводниковый светоизлучающий диод; 2 — фоторезистор; 3 — фотодиод; 4— фототиристор; U и I — напряжение и ток в выходной цепи оптрона. Пунктирные кривые соответствуют отсутствию тока во входной цепи оптрона, сплошные — двум разным значениям входных токов.

принцип работы оптрона, схема, характеристики, применение

Пара «оптический излучатель – оптический приёмник» давно применяется в электронике и электротехнике. Электронный компонент, в котором приёмник и передатчик расположены в одном корпусе и между ними имеется связь по оптическому каналу, называется оптроном или оптопарой.

Устройство оптрона

Оптрон состоит из оптического передатчика (излучателя), оптического канала и приёмника оптического сигнала. Фотопередатчик преобразовывает электрический сигнал в оптический. Передатчиком в большинстве случаев служит светодиод (в ранних моделях применялись лампы накаливания или неоновые лампочки). Применение LED непринципиально, но они долговечнее и надежнее.

Оптический сигнал передаётся по оптическому каналу к приёмнику. Канал бывает закрытым – когда излучённый передатчиком свет не выходит за пределы корпуса оптрона. Тогда сигнал, сформированный приёмником, синхронизирован с сигналом на входе передатчика. Такие каналы бывают воздушными или заполненными специальным оптическим компаундом. Также есть «длинные» оптроны, каналом в которых служит оптоволокно.

Если оптрон сконструирован так, что генерируемое излучение, перед тем как попасть на приёмник, покидает пределы корпуса, такой канал называется открытым. С его помощью можно регистрировать препятствия, возникающие на пути светового луча.

Фотоприёмник производит обратное преобразование оптического сигнала в электрический. В качестве приёмника чаще всего применяются:

  1. Фотодиоды. Обычно применяются в цифровых линиях связи. Линейный участок у них невелик.
  2. Фоторезисторы. Их особенность – двусторонняя проводимость приёмника. Ток через резистор может идти в любом направлении.
  3. Фототранзисторы. Особенностью таких приборов является возможность управления током транзистора как посредством оптопередатчика, так и по выходной цепи. Используются как в линейном, так и в цифровом режиме. Отдельный тип оптронов – с параллельно-встречно включенными полевыми транзисторами. Такие устройства называются твердотельными реле.
  4. Фототиристоры. Такие оптроны отличаются повышенной мощностью выходных цепей и скоростью их переключения, подобные устройства удобно применять в управлении элементами силовой электроники. Эти устройства также относятся к категории твердотельных реле.

Распространение получили оптронные микросхемы – сборки оптронов с обвязкой в одном корпусе. Такие оптроны используют, как переключающие устройства и в других целях.

Достоинства и недостатки

Первое достоинство, которое отмечают у оптических приборов, это отсутствие механических частей. Это значит, что при работе не возникает трения, износа, искрения контактов, как у электромеханических реле. В отличие от других устройств для гальванической развязки сигналов (трансформаторов и т.п.) оптроны могут работать с очень низкими частотами, включая постоянный ток.

Кроме того, плюсом оптических развязок является очень низкая емкостная и индуктивная связь между входом и выходом. За счёт этого снижается вероятность передачи импульсных и высокочастотных помех. Отсутствие механической и электрической связи между входом и выходом обеспечивает возможность разнообразных технических решений по созданию схем бесконтактного управления и коммутации.

Несмотря на ограничение в реальных конструкциях по напряжению и по току для входа и выхода, в теории не существует принципиальных препятствий для увеличения этих характеристик. Это позволяет создавать оптроны практически под любые задачи.

К минусам оптронов относят одностороннюю передачу сигналов – нельзя передать оптический сигнал от фотоприёмника обратно к передатчику. Это затрудняет организацию обратной связи соответствия реакции приемной цепи на сигнал передатчика.

На реакцию приёмной части можно влиять не только изменением излучения передатчика, но и воздействием на состояние канала (появлением сторонних предметов, изменением оптических свойств среды канала и т.д.). Такое воздействие может быть и неэлектрического характера. Это расширяет возможности использования оптронов. А нечувствительность к внешним электромагнитным полям позволяет создавать каналы передачи данных с высокой помехозащищенностью.

К основному недостатку оптронов относят низкую энергетическую эффективность, связанную с потерями сигнала при двойном преобразовании сигнала. Также минусом считается высокий собственный уровень шумов. Это уменьшает чувствительность оптронов и ограничивает область их применения там, где нужна работа со слабыми сигналами.

При использовании оптронов надо учитывать и влияние температуры на их параметры – оно значительно. Кроме того, к минусам оптопар относят заметную деградацию элементов в процессе эксплуатации и определенную нетехнологичность в производстве, связанную с использованием в одном корпусе различных полупроводниковых материалов.

Характеристики оптронов

Параметры оптронов делятся на две категории:

  • характеризующие свойства прибора передавать сигнал;
  • характеризующие развязку между входом и выходом.

К первой категории относится коэффициент передачи тока. Он зависит от излучающей способности светодиода, чувствительности приёмника и свойств оптического канала. Этот коэффициент равен отношению выходного тока к входному и для большинства типов оптронов составляет 0,005…0,2. У транзисторных элементов коэффициент передачи может достигать 1.

Если рассматривать оптрон, как четырехполюсник, то его входная характеристика полностью определяется ВАХ оптоизлучателя (светодиода), а выходная – характеристикой приёмника. Проходная же характеристика в целом нелинейна, но некоторые типы оптронов имеют линейные участки. Так, хорошую линейность имеет часть ВАХ диодного оптрона, но этот участок не очень велик.

Резисторные элементы оценивают ещё по отношению темнового сопротивления (при входном токе, равном нулю) к световому. Для тиристорных оптронов важной характеристикой является минимальный ток удержания в открытом состоянии. К значимым параметрам оптрона также относят наибольшую рабочую частоту.

Качество гальванической развязки характеризуют:

  • наибольшее напряжение, прикладываемое ко входу и к выходу;
  • наибольшее напряжение между входом и выходом;
  • сопротивление изоляции между входом и выходом;
  • проходная ёмкость.

Последний параметр характеризует способность электрического высокочастотного сигнала просачиваться с входа на выход, минуя оптический канал, через ёмкость между электродами.

Существуют параметры, позволяющие определить возможности входной цепи:

  • наибольшее напряжение, которое можно приложить к входным выводам;
  • наибольший ток, который может выдержать светодиод;
  • падение напряжения на светодиоде при номинальном токе;
  • обратное входное напряжение – напряжение обратной полярности, которое может выдержать светодиод.

Для выходной цепи такими характеристиками будут наибольшие допустимые ток и напряжение выхода, а также ток утечки при нулевом входном токе.

Область применения оптронов

Оптроны с закрытым каналом применяются там, где по каким-либо соображениям (электрическая безопасность и т.п.) требуется развязка между источником сигнала и принимающей стороной. Например, в цепях обратной связи импульсных источников питания – сигнал берётся с выхода БП, подается на излучающий элемент, яркость свечения которого зависит от уровня напряжения. С приёмника снимается сигнал, зависящий от выходного напряжения, и подается на регулятор ШИМ.

Фрагмент схемы компьютерного БП с двумя оптронами приведен на рисунке. Верхний оптрон IC2 создает обратную связь, стабилизирующую напряжение. Нижний IC3 работает в дискретном режиме и подает питание на микросхему ШИМ при наличии дежурного напряжения.

Гальванической развязки между источником и приёмником также требуют некоторые стандартные электрические интерфейсы.

Приборы с открытым каналом применяют для создания датчиков обнаружения каких-либо предметов (наличие бумаги в принтере), концевых выключателей, счётчиков (предметов на конвейере, числа зубцов шестерёнки в манипуляторах «мышь») и т.п.

Твердотельные реле применяются там же, где и обычные реле – для коммутации сигналов. Но их распространение сдерживает высокое сопротивление канала в открытом состоянии. Также их применяют в качестве драйверов для элементов силовой твердотельной электроники (мощных полевых или IGBT транзисторов).

Оптрон разработан более полувека назад, но его широкое применение началось после того, как светодиоды стали доступными и недорогими. Сейчас разрабатываются все новые модели оптопар (большей частью, микросхемы на их основе), и область их применения только расширяется.

Оптопары — работа, характеристики, интерфейс, схемы применения

ОПТОМАТИЧЕСКИЕ СОЕДИНИТЕЛИ ИЛИ ОПТОИЗОЛЯТОРЫ — это устройства, которые обеспечивают эффективную передачу сигнала постоянного тока и других данных по двум ступеням цепи, а также одновременно поддерживают отличный уровень гальванической развязки между ними.


Оптопары особенно полезны там, где электрический сигнал должен быть передан через два этапа цепи, но с крайней степенью гальванической развязки между этапами.

Устройства оптопары работают как переключатели логического уровня между двумя цепями. Они способны блокировать передачу шума через интегральные схемы, изолировать логические уровни от высоковольтной линии переменного тока и устранять контуры заземления.


Оптопары становятся эффективной заменой для реле , и для трансформаторов для сопряжения каскадов цифровых схем.

Кроме того, частотная характеристика оптопары оказывается несравнимой в аналоговых схемах.



Внутренняя конструкция оптопары

Внутри оптопара находится светодиодный инфракрасный или инфракрасный излучатель (обычно изготовленный из арсенида галлия). Этот ИК-светодиод оптически связан с соседним кремниевым фотодетекторным устройством, которое обычно представляет собой фототранзистор, фотодиод или любой аналогичный светочувствительный элемент. Эти два взаимодополняющих устройства герметично заключены в непрозрачный светонепроницаемый корпус.

На приведенном выше рисунке показан вид в разрезе типичной шестиконтактной микросхемы оптопары с двойным входом (DIP). Когда на клеммы, подключенные к ИК-светодиоду, подается соответствующее прямое смещенное напряжение, он изнутри излучает инфракрасное излучение в диапазоне длин волн от 900 до 940 нанометров.

Этот ИК-сигнал попадает на соседний фотодетектор, который обычно представляет собой фототранзистор NPN (с чувствительностью, установленной на идентичной длине волны), и он мгновенно проходит, создавая непрерывность через его выводы коллектора / эмиттера.

Как видно на изображении, ИК-светодиод и фототранзистор установлены на соседних плечах рамки с выводами.

Выводная рамка выполнена в виде штамповки, вырезанной из тонкого токопроводящего листового металла, имеющего несколько ответвлений отделки. Изолированные подложки, которые используются для усиления устройства, создаются с помощью внутренних ветвей. Соответствующие цоколевки DIP соответственно развиваются из внешних ветвей.

После установления проводящих соединений между корпусом кристалла и соответствующими выводами выводной рамки пространство вокруг ИК-светодиода и фототранзистора герметизируется прозрачной смолой с ИК-поддержкой, которая ведет себя как « световод » или оптический волновод между два ИК-устройства.

Окончательно вся сборка формуется из светонепроницаемой эпоксидной смолы, образующей DIP-пакет. В конце выводы выводной рамки аккуратно загнуты вниз.

Распиновка оптопары

На приведенной выше схеме показана распиновка типичного оптрона в DIP корпусе. Устройство также известно как оптоизолятор, поскольку между двумя микросхемами отсутствует ток, а только световые сигналы, а также потому, что ИК-излучатель и ИК-детектор имеют 100% электрическую изоляцию и изоляцию.

Другие популярные названия, связанные с этим устройством, — это оптические изоляторы или изоляторы с фотонной связью.

Мы видим, что база внутреннего ИК-транзистора оканчивается выводом 6 микросхемы. Эта база обычно остается неподключенной, поскольку основное назначение устройств — соединить две цепи через изолированный внутренний ИК-световой сигнал.

Точно так же контакт 3 имеет разомкнутую или неподключенную распиновку и не имеет значения. Внутренний ИК-фототранзистор можно преобразовать в фотодиод, просто закоротив и соединив базовый вывод 6 с эмиттерным выводом 4.

Однако указанная выше функция может быть недоступна в 4-контактных оптопарах или многоканальных оптопарах.

Характеристики оптопары

Оптопара демонстрирует одну очень полезную характеристику, а именно ее эффективность связи света, называемую текущий коэффициент передачи, или CTR.

Это соотношение улучшается за счет идеально согласованного спектра сигнала ИК-светодиода со спектром обнаружения соседнего фототранзистора.

Таким образом, CTR определяется как отношение выходного тока к входному при номинальном уровне смещения определенного устройства оптопары. Он представлен в процентах:

CTR = Iced/ Iжх 100%

Когда в спецификации предлагается CTR равный 100%, это относится к передаче выходного тока 1 мА на каждый мА тока на ИК-светодиод. Минимальные значения CTR могут отличаться от 20 до 100% для разных оптопар.

Факторы, которые могут изменять CTR, зависят от мгновенных характеристик входного и выходного напряжения питания и тока устройства.

На рисунке выше показан график выходного тока внутреннего фототранзистора оптопары (ICB) от входного тока (IF), когда на его выводы коллектора / базы подается напряжение VCB 10 В.

Важные технические характеристики оптопары

Некоторые из основных параметров спецификации оптопары можно изучить на основе данных, представленных ниже:

Напряжение изоляции (Viso) : Он определяется как абсолютное максимальное напряжение переменного тока, которое может существовать на ступенях входной и выходной цепи оптопары, не причиняя никакого вреда устройству. Стандартные значения этого параметра могут находиться в диапазоне от 500 В до 5 кВ RMS.

ВЫ: его можно понимать как максимальное напряжение постоянного тока, которое может быть приложено к распиновке фототранзистора устройства. Обычно это может составлять от 30 до 70 вольт.

Если : Это максимальный постоянный прямой ток, который может протекать в ИК-светодиод или IСЕТЬ . Это стандартные значения допустимой токовой нагрузки, указанные для выхода фототранзистора оптопары, которая может находиться в диапазоне от 40 до 100 мА.

Время подъема / спада : Этот параметр определяет логическую скорость отклика оптопары через внутренний ИК-светодиод и фототранзистор. Обычно это может составлять от 2 до 5 микросекунд как для подъема, так и для спада. Это также говорит нам о пропускной способности устройства оптрона.

Базовая конфигурация оптопары

На рисунке выше показана базовая схема оптопары. Величина тока, который может пройти через фототранзистор, определяется приложенным током прямого смещения ИК-светодиода или IСЕТЬ, несмотря на то, что они полностью разделены.

Пока переключатель S1 удерживается разомкнутым, ток течет через IСЕТЬзапрещен, что означает, что на фототранзистор не поступает ИК-энергия.

Это делает устройство полностью неактивным, в результате чего на выходном резисторе R2 возникает нулевое напряжение.

Когда S1 закрыт, ток может течь через IСЕТЬи R1.

Это активирует ИК-светодиод, который начинает излучать ИК-сигналы на фототранзистор, позволяя ему включиться, и это, в свою очередь, вызывает развитие выходного напряжения на R2.

Эта базовая схема оптопары будет особенно хорошо реагировать на входные сигналы переключения ВКЛ / ВЫКЛ.

Однако при необходимости схема может быть модифицирована для работы с аналоговыми входными сигналами и генерирования соответствующих аналоговых выходных сигналов.

Типы оптопар

Фототранзистор любой оптопары может иметь множество различных выходных коэффициентов усиления и рабочих характеристик. Схема, поясняемая ниже, изображает шесть других форм вариантов оптопар, которые имеют свои собственные специфические комбинации IRED и выходного фотодетектора.

Первый вариант, приведенный выше, указывает на схему оптопары с двунаправленным входом и выходом на фототранзисторе с парой последовательно соединенных IRED на арсениде галлия для связи входных сигналов переменного тока, а также для защиты от обратной полярности на входе.

Обычно этот вариант может иметь минимальный CTR 20%.

Следующий тип, приведенный выше, иллюстрирует оптрон, выходной сигнал которого усилен кремниевым усилителем фотодарлингтона. Это позволяет ему производить более высокий выходной ток по сравнению с другими обычными оптопарами.

Благодаря элементу Дарлингтона на выходе оптопары этого типа способны производить не менее 500% CTR при напряжении между коллектором и эмиттером от 30 до 35 вольт. Эта величина примерно в десять раз выше, чем у обычной оптопары.

Однако они могут быть не такими быстрыми, как другие обычные устройства, и это может быть существенным компромиссом при работе с соединителем фотодарлингтона.

Кроме того, эффективная полоса пропускания может быть уменьшена примерно в десять раз. Стандартные промышленные версии оптопар PhotoDarlington: от 4N29 до 4N33 и 6N138 и 6N139.

Вы также можете приобрести их в виде двух- и четырехканальных соединителей фотодарлингтона.

На третьей схеме выше показана оптопара с IRED и фотодатчиком MOSFET с двунаправленным линейным выходом. Диапазон напряжения изоляции этого варианта может достигать 2500 вольт RMS. Диапазон напряжения пробоя может составлять от 15 до 30 вольт, а время нарастания и спада составляет около 15 микросекунд каждое.

Следующий вариант выше демонстрирует базовый SCR или тиристор на базе опто-фотосенсора. Здесь выход управляется через SCR. Напряжение изоляции соединителей типа OptoSCR обычно составляет от 1000 до 4000 вольт RMS. Он имеет минимальное напряжение блокировки от 200 до 400 В. Наибольшие токи включения (Ifr) может составлять около 10 мА.

На изображении выше показана оптопара с выходом фототриака. Такие выходные ответвители на основе тиристоров обычно имеют прямое запирающее напряжение (VDRM) 400 В.

Также доступны оптопары со свойством триггера Шмитта. Этот тип оптопары показан выше, который включает в себя оптосенсор на основе ИС с ИС триггера Шмитта, которая преобразует синусоидальную волну или любую форму импульсного входного сигнала в прямоугольное выходное напряжение.

Эти устройства на основе ИС-фотоприемников на самом деле предназначены для работы по схеме мультивибратора. Напряжение изоляции может составлять от 2500 до 4000 вольт.

Ток включения обычно составляет от 1 до 10 мА. Минимальный и максимальный рабочий уровни напряжения составляют от 3 до 26 вольт, а максимальная скорость передачи данных (NRZ) составляет 1 МГц.

Цепи применения

Внутреннее функционирование оптопар в точности аналогично работе дискретно настроенного узла ИК-передатчика и приемника.

Контроль входного тока

Как и любой другой светодиод, ИК-светодиоду оптопары также требуется резистор для регулирования входного тока до безопасных пределов. Этот резистор можно подключить к светодиоду оптрона двумя основными способами, как показано ниже:

Резистор можно добавить последовательно либо с выводом анода (a), либо с выводом катода (b) IRED.

Оптопара переменного тока

В наших предыдущих обсуждениях мы узнали, что для входа переменного тока рекомендуется использовать оптопары переменного тока. Однако любую стандартную оптопару можно безопасно настроить с входом переменного тока, добавив внешний диод к входным контактам IRED, как показано на следующей схеме.

Эта конструкция также обеспечивает безопасность устройства от случайных условий обратного входного напряжения.

Цифровое или аналоговое преобразование

Чтобы получить цифровое или аналоговое преобразование на выходе оптопары, резистор можно добавить последовательно с выводом коллектора оптотранзистора или выводом эмиттера соответственно, как показано ниже:

Преобразование в фототранзистор или фотодиод

Как указано ниже, выходной фототранзистор обычного 6-контактного DIP-оптопары можно преобразовать в выход фотодиода, соединив контакт 6 базы транзистора его фототранзистора с землей и оставив эмиттер неподключенным или закоротив его с контактом 6. .

Эта конфигурация вызывает значительное увеличение времени нарастания входного сигнала, но также приводит к резкому снижению значения CTR до 0,2%.

Цифровой интерфейс оптопары

Оптопары могут быть превосходными, когда дело доходит до интерфейса цифрового сигнала, работая с различными уровнями питания.

Оптопары могут использоваться для сопряжения цифровых ИС в идентичных семействах TTL, ECL или CMOS, а также в этих семействах микросхем.

Оптопары также являются фаворитами, когда речь идет о взаимодействии персональных компьютеров или микроконтроллеров с другими мэйнфреймами или нагрузками, такими как двигатели, реле , соленоид, лампы и т. д. На приведенной ниже диаграмме показана схема сопряжения оптрона с цепями TTL.

Сопряжение ИС TTL с оптопарой

Здесь мы видим, что IRED оптопары подключен к + 5V и выходу затвора TTL, вместо обычного способа, который проходит между выходом TTL и землей.

Это связано с тем, что затворы TTL рассчитаны на очень низкие выходные токи (около 400 мкА), но предназначены для потребления тока с довольно высокой скоростью (16 мА). Таким образом, указанное выше соединение обеспечивает оптимальный ток активации для IRED, когда TTL низкий. Однако это также означает, что выходной отклик будет инвертирован.

Другой недостаток, который существует с выходом затвора TTL, заключается в том, что, когда его выход ВЫСОКИЙ или логическая 1, может генерировать уровень около 2,5 В, чего может быть недостаточно для полного выключения IRED. Оно должно быть не менее 4,5 В или 5 В для полного выключения IRED.

Чтобы исправить эту проблему, включен R3, который гарантирует полное отключение IRED всякий раз, когда выход затвора TTL становится ВЫСОКИМ, даже при 2,5 В.

Видно, что выходной контакт коллектора оптопары подключен между входом и землей ИС TTL. Это важно, потому что вход затвора TTL должен быть надлежащим образом заземлен как минимум ниже 0,8 В при 1,6 мА, чтобы обеспечить правильный логический 0 на выходе затвора. Следует отметить, что установка, показанная на рисунке выше, допускает неинвертирующий отклик на выходе.

Сопряжение CMOS IC с оптопарой

В отличие от TTL-аналогов, выходы CMOS IC могут без проблем передавать и потреблять токи достаточной величины до многих мАс.

Следовательно, эти ИС могут быть легко связаны с оптопарой IRED либо в режиме приемника, либо в режиме источника, как показано ниже.

Независимо от того, какая конфигурация выбрана на входе, R2 на выходе должен быть достаточно большим, чтобы обеспечить полный размах выходного напряжения между состояниями логического 0 и 1 на выходе затвора CMOS.

Взаимодействие микроконтроллера Arduino и BJT с оптопарой

На рисунке выше показано как подключить микроконтроллер или Arduino выходной сигнал (5 В, 5 мА) при относительно большой токовой нагрузке через оптрон и каскады BJT.

При логике ВЫСОКОГО + 5В от Arduino оптопара IRED и фототранзистор остаются выключенными, и это позволяет Q1, Q2 и двигателю нагрузки оставаться включенными.

Теперь, как только выход Arduino становится низким, оптопара IRED активируется и включает фототранзистор. Это мгновенно заземляет базовое смещение Q1, отключая Q1, Q2 и двигатель.

Сопряжение аналоговых сигналов с оптопарой

Оптопара также может эффективно использоваться для сопряжения аналоговых сигналов на двух каскадах схемы путем определения порогового тока через IRED и последующей модуляции его прикладываемым аналоговым сигналом.

На следующем рисунке показано, как этот метод может быть применен для объединения аналогового аудиосигнала.

ОУ IC2 сконфигурирован как схема повторителя напряжения с единичным усилением. IRED оптопары можно увидеть подключенным к цепи отрицательной обратной связи.

Этот цикл заставляет напряжение на R3 (и, следовательно, ток через IRED) точно следовать или отслеживать напряжение, которое прикладывается к контакту № 3 операционного усилителя, который является неинвертирующим входным контактом.

Этот вывод 3 операционного усилителя настроен на половину напряжения питания через цепь делителя потенциала R1, R2. Это позволяет модулировать контакт 3 с помощью сигналов переменного тока, которые могут быть аудиосигналом, и заставляет подсветку IRED изменяться в соответствии с этим аудиосигналом или модулирующим аналоговым сигналом.

Ток покоя или ток покоя, потребляемый для тока IRED, достигается на уровне от 1 до 2 мА через R3.

На выходной стороне оптопары ток покоя определяется фототранзистором. Этот ток развивает напряжение на потенциометре R4, значение которого необходимо отрегулировать таким образом, чтобы он генерировал выходной сигнал покоя, который также был бы равен половине напряжения питания.

Эквивалент трекинг-модулированного выходного аудиосигнала извлекается через потенциометр R4 и отделяется через C2 для дальнейшей обработки.

Сопряжение симистора с оптопарой

Оптопары можно идеально использовать для создания идеально изолированной связи между цепью управления с низким постоянным током и цепью управления симистором с высоким переменным током.

Рекомендуется, чтобы сторона заземления входа постоянного тока была подключена к надлежащей линии заземления.

Полную установку можно увидеть на следующей диаграмме:

Вышеуказанная конструкция может использоваться для изолированного управление сетевыми лампами переменного тока , нагреватели, двигатели и другие подобные нагрузки. Эта схема не является управляемой установкой перехода через нуль, что означает, что триггер входа заставит симистор переключаться в любой точке формы сигнала переменного тока.

Здесь сеть, образованная R2, ​​D1, D2 и C1, создает разность потенциалов 10 В, полученную на входе линии переменного тока. Это напряжение используется для запуск симистора через Q1 всякий раз, когда сторона входа включается путем замыкания переключателя S1. Это означает, что пока S1 открыт, оптопара выключена из-за нулевого смещения базы Q1, которое удерживает симистор в выключенном состоянии.

В момент замыкания S1 активируется IRED, который включает Q1. Q1 впоследствии подключает 10 В постоянного тока к затвору симистора, который включает симистор, и в конечном итоге также включает подключенную нагрузку.

Следующая схема, представленная выше, разработана на основе кремниевого монолитного переключателя нулевого напряжения CA3059 / CA3079. Эта схема позволяет симистору запускаться синхронно, то есть только во время переход через нулевое напряжение формы сигнала цикла переменного тока.

При нажатии кнопки S1 операционный усилитель реагирует на это, только если цикл входного переменного тока симистора составляет около нескольких мВ около линии пересечения нуля. Если входной триггер срабатывает, когда переменный ток не находится рядом с линией пересечения нуля, то операционный усилитель ждет, пока форма волны не достигнет точки пересечения нуля, и только после этого запускает симистор через положительную логику со своего вывода 4.

Эта функция переключения при переходе через нуль защищает подключенное устройство от внезапного сильного скачка и всплеска тока, поскольку включение выполняется на уровне перехода через нуль, а не когда переменный ток находится на более высоких пиках.

Это также устраняет ненужные радиочастотные шумы и помехи в линии электропередачи. Этот переключатель перехода через нуль на основе симистора с оптопарой может эффективно использоваться для создания SSR или твердотельные реле .

Применение оптопары PhotoSCR и PhotoTriacs

Оптопары с фотодетектором в виде фотоскр и выходом фото-симистора обычно рассчитаны на более низкий выходной ток.

Однако, в отличие от других оптопар, optoTriac или optoSCR обладают довольно высокой способностью выдерживать импульсный ток (импульсный), который может быть намного выше, чем их номинальные значения RMS.

Для оптопар SCR спецификация импульсного тока может достигать 5 ампер, но это может быть в форме импульса шириной 100 микросекунд и скважности не более 1%.

С симисторными оптопарами спецификация перенапряжения может составлять 1,2 ампера, что должно длиться только 10 микросекундных импульсов с максимальным рабочим циклом 10%.

На следующих изображениях показано несколько схем применения с симисторными оптронами.

На первой диаграмме можно увидеть photoTriac, настроенный для включения лампы непосредственно от линии переменного тока. Здесь лампа должна быть рассчитана на среднеквадратичное значение менее 100 мА и пиковое значение пускового тока менее 1,2 А для безопасной работы оптопары.

Вторая конструкция показывает, как можно настроить оптрон photoTriac для запуска ведомого симистора и последующего включения нагрузки в соответствии с любой предпочтительной номинальной мощностью. Эту схему рекомендуется использовать только с резистивными нагрузками, такими как лампы накаливания или нагревательные элементы.

На третьем рисунке выше показано, как две верхние схемы могут быть изменены для обработка индуктивных нагрузок как моторы. Схема состоит из R2, C1 и R3, которые генерируют фазовый сдвиг в цепи управления затвором симистора.

Это позволяет симистору выполнить правильное срабатывание. Резисторы R4 и C2 используются в качестве демпфирующей цепи для подавления и контроля всплесков напряжения из-за индуктивных обратных ЭДС.

Во всех вышеупомянутых приложениях размер R1 должен быть таким, чтобы на IRED подавался прямой ток не менее 20 мА для правильного срабатывания симисторного фотодетектора.

Приложение счетчика скорости или детектора оборотов

На приведенных выше рисунках поясняется пара уникальных настраиваемых модулей оптопар, которые можно использовать для счетчиков скорости или измерения частоты вращения.

Первая концепция представляет собой индивидуальную сборку соединителя-прерывателя с прорезями. Мы можем видеть прорезь в виде воздушного зазора между IRED и фототранзистором, которые установлены на отдельных коробках, обращенных друг к другу через прорезь воздушного зазора.

Обычно инфракрасный сигнал может проходить через слот без каких-либо блокировок, пока на модуль подается питание. Мы знаем, что инфракрасные сигналы можно полностью заблокировать, поместив на их пути непрозрачный объект. В обсуждаемом приложении, когда препятствие, такое как спицы колеса, может пройти через прорезь, это вызывает прерывание прохождения ИК-сигналов.

Затем они преобразуются в тактовую частоту на выходе клемм фототранзистора. Эта выходная тактовая частота будет меняться в зависимости от скорости колеса и может быть обработана для необходимых измерений. .

Указанный паз может иметь ширину 3 мм (0,12 дюйма). Фототранзистор, используемый внутри модуля, имеет фототранзистор, который должен иметь минимальный CTR около 10% в «открытом» состоянии.

Модуль на самом деле является копией стандартный оптопара Имея встроенный ИК-датчик и фототранзистор, единственное отличие состоит в том, что здесь они дискретно собраны внутри отдельных коробок с разделяющей их щелью с воздушным зазором.

Первый модуль выше может использоваться для измерения оборотов или как счетчик оборотов. Каждый раз, когда язычок колеса пересекает прорезь оптопары, фототранзистор выключается, генерируя единичный счет.

Прилагаемый второй дизайн показывает модуль оптопары, предназначенный для реагирования на отраженные ИК-сигналы.

IRED и фототранзистор установлены в отдельных отсеках модуля, поэтому обычно они не могут «видеть» друг друга. Однако два устройства установлены таким образом, что оба имеют общий угол фокусировки, который находится на расстоянии 5 мм (0,2 дюйма).

Это позволяет модулю прерывателя обнаруживать близлежащие движущиеся объекты, которые нельзя вставить в тонкий паз. Этот тип оптического модуля с отражателем может использоваться для подсчета прохождения крупных объектов по ленточным конвейерам или объектов, скользящих по подающей трубе.

На втором рисунке выше мы можем видеть модуль, применяемый в качестве счетчика оборотов, который обнаруживает отраженные ИК-сигналы между IRED и фототранзистором через зеркальные отражатели, установленные на противоположной поверхности вращающегося диска.

Расстояние между модулем оптопары и вращающимся диском равно фокусному расстоянию 5 мм пары эмиттерных детекторов.

Отражающие поверхности на колесе могут быть выполнены с использованием металлической краски, ленты или стекла. Эти индивидуализированные модули дискретных оптопар могут также эффективно применяться для подсчет оборотов вала двигателя и измерение оборотов вала двигателя или вращения в минуту и ​​т. д. Вышеупомянутая концепция фото-прерывателей и фоторефлекторов может быть построена с использованием любого опто-детекторного устройства, такого как устройства фотодарлингтона, photoSCR и photoTriac, в соответствии со спецификациями конфигурации выходной цепи.

Сигнализация проникновения в дверь / окно

Вышеупомянутый модуль прерывателя оптоизолятора может также эффективно использоваться в качестве сигнализации вторжения двери или окна, как показано ниже:

Эта схема более эффективна и проста в установке, чем обычная охранная сигнализация с герконовым реле .

Здесь в схеме используются таймеры IC 555 в качестве однократного таймера для подачи сигнала тревоги.

Прорезь воздушного зазора оптоизолятора блокируется рычажным креплением, которое также встроено в окно или дверь.

В случае открытия двери или окна, блокировка в слоте удаляется, и светодиодный ИК-индикатор достигает фототранзисторов и активирует однократный выстрел. моностабильная ступень IC 555 .

IC 555 мгновенно включает пьезозуммер, предупреждающий о вторжении.

Предыдущая статья: Схемы LDR и принцип работы Следующая статья: Схема предупреждения обледенения автомобилей

Схема оптрон / Лоты / Евразийский электронный портал

216942-ЗЦП1Транзистор 261121.500.000001полевой10 000,00 KZT Итоги. Закупка состоялась
216944-ЗЦП1Батарея 272011.900.000008литиево-ионная, аккумуляторная285 000,00 KZT Итоги. Закупка состоялась
216945-ЗЦП1Дымоуловитель 282514.190.000009количество рабочих мест 1490 000,00 KZT Итоги. Закупка состоялась
216946-ЗЦП1Светодиод 261122.300.000005осветительный28 000,00 KZT Итоги. Закупка состоялась
216947-ЗЦП1Станция паяльная 257330.650.000020с нихромовым нагревателем175 000,00 KZT Итоги. Закупка состоялась
216948-ЗЦП1Источник питания 271150.400.000001для стабилизации напряжения оборудования противоаварийной автоматики и высокочастотной аппаратуры, мощность не более 30 Вт180 000,00 KZT Итоги. Закупка состоялась
216949-ЗЦП1Контейнер 325013.700.000001полимерный45 000,00 KZT Итоги. Закупка состоялась
216951-ЗЦП1Стабилизатор напряжения 271210.900.000024феррорезонансный30 000,00 KZT Итоги. Закупка состоялась
216953-ЗЦП1Пинцет технический 257330.100.000051для крепления обрабатываемых деталей и изделий15 000,00 KZT Итоги. Закупка состоялась
216954-ЗЦП1Припой 279032.000.000025для пайки металлов50 000,00 KZT Итоги. Закупка состоялась
216955-ЗЦП1Трубка 265182.200.000001лабораторная, для подачи образца28 800,00 KZT Итоги. Закупка состоялась
216956-ЗЦП1Разъем 259929.450.000003штыревой85 000,00 KZT Итоги. Закупка состоялась
216958-ЗЦП1Транзистор 261121.500.000001полевой360 000,00 KZT Итоги. Закупка состоялась
216959-ЗЦП1Транзистор 261121.500.000001полевой640 000,00 KZT Итоги. Закупка состоялась
216960-ЗЦП1Микросхема 261130.900.000000интегральная, полупроводниковая16 000,00 KZT Итоги. Закупка состоялась
216962-ЗЦП1Транзистор 261121.500.000001полевой640 000,00 KZT Итоги. Закупка состоялась
216963-ЗЦП1Лента-прокладка 139913.900.000015ПрАП45 000,00 KZT Итоги. Закупка состоялась
216964-ЗЦП1Термопаста 262040.000.000284силиконовая65 000,00 KZT Итоги. Закупка состоялась
216965-ЗЦП1Наконечник 321214.900.000005для пинцета48 000,00 KZT Итоги. Закупка состоялась
216966-ЗЦП1Паяльник 282970.300.000019для пайки печатных плат, автоматический20 000,00 KZT Итоги. Закупка состоялась
216968-ЗЦП1Разъем 259929.450.000003штыревой72 000,00 KZT Итоги. Закупка состоялась
216969-ЗЦП1Динамик 279020.500.000001громкость до 110 дБ30 000,00 KZT Итоги. Закупка состоялась
216970-ЗЦП1Батарея 263030.900.000075для радиостанции, аккумуляторная315 000,00 KZT Итоги. Закупка состоялась
216972-ЗЦП1Резистор 279060.300.000019постоянный, для электронной аппаратуры30 000,00 KZT Итоги. Закупка состоялась
216973-ЗЦП1Резистор 279060.300.000019постоянный, для электронной аппаратуры38 000,00 KZT Итоги. Закупка состоялась
216977-ЗЦП1Аккумулятор 272011.990.000000для ИБП, напряжение 12 В, емкость от 90-200 А/ч, свинцово-кислотный72 000,00 KZT Итоги. Закупка состоялась
216979-ЗЦП1Кабель интерфейсный 263030.900.000180для радиостанции50 000,00 KZT Итоги. Закупка состоялась
216981-ЗЦП1Антенна 263040.300.000001для работы в диапазонах беспроводной связи, на магнитном основании, изотропная80 000,00 KZT Итоги. Закупка состоялась
216982-ЗЦП1Микрофон 264041.000.000003динамический80 000,00 KZT Итоги. Закупка состоялась
216983-ЗЦП1Батарея 263030.900.000074для спутникового телефона, аккумуляторная200 000,00 KZT Итоги. Закупка состоялась
216985-ЗЦП1Батарея 272011.900.000006свинцово-кислотная, аккумуляторная560 000,00 KZT Итоги. Закупка состоялась
216987-ЗЦП1Батарея 272011.900.000006свинцово-кислотная, аккумуляторная500 000,00 KZT Итоги. Закупка состоялась
216988-ЗЦП1Пинцет технический 257330.100.000051для крепления обрабатываемых деталей и изделий38 000,00 KZT Итоги. Закупка состоялась
216990-ЗЦП1Коврик 221972.000.000006диэлектрический, резиновый36 000,00 KZT Итоги. Закупка состоялась

Устройство управления питанием (вопрос про оптроны)

Всем добрый день

Прошу проявить снисхождение к ничего не понимающему в электронике человеку))

Вводные данные:
Есть плата управления нагрузкой (вкл/выкл), работающей от 220V (важный моментэто готовое устройство, я его не разрабатывал и не собирал)
Саму плату управления обсуждать смысла не вижу, вопрос только в силовой части

Схема силовой части следующая: оптопара с симисторным выходом (MOC3062, управляемая основной платой) открывает симистор (BTA16)
Закрывается симистор при пропадании управляющего напряжения, т.к. коммутирует переменный ток
Еще присутствует один конденсатор и резистор, это вся высоковольтная часть
Примечание: на оптроне MOC3062 задействованы контакты 1,2,4,6 (см.datasheet ниже)

Задача: часть каналов управления необходимо использовать для управления нагрузкой 12В постоянного тока (это принципиально, из соображений безопасности)
Нагрузкой являются реле 12В с током удержания 100mA

Вопрос: могу ли я заменить MOC3062M на оптрон с транзисторным выходом и управлять реле напрямую без доп.полевика
И возможна ли прямая замена одного оптрона на другой (есть варианты в одном корпусе, например 4N32M)

[на всякий случай уточняю, что вся «заварушка» с заменой оптрона только из-за того, что тиристор не закрывается при протекании через него постоянного тока; соответственно: управление с помощью одной лишь оптопары — не принципиально, просто ввиду малого токопотребления реле и наличия оптронов с рабочим током 100-150mA и даже больше, я предполагаю, что можно упростить схему и не использовать дополнительный силовой полевой транзистор (но я могу ошибаться, т.к. многих вещей не знаю, поэтому пожалуйста поправьте, если я заблуждаюсь)]

Распиновку и характеристики можно посмотреть тут:
Datasheet на MOC3062: https://static.chipdip.ru/lib/224/DOC000224628.pdf
Datasheet на 4N32M: https://static.chipdip.ru/lib/248/DOC000248677.pdf

Важно: я не знаю, подойдет ли данный (4N32M) оптрон с транзисторным выходом, предполагаю исходя из характеристик
Поэтому прошу порекомендовать подходящий, если прямая замена вообще возможна в данном случае

Под прямой заменой понимаю: выпаять один оптрон, впаять другой
Силовой тиристор, понятное дело, убираем совсем
Вместо него либо ставим полевик, либо управляем реле напрямую оптроном (4N32M, рассматриваемый просто как пример, имеет рабочий ток нагрузки 150mA)

Входные цепи оптопары для ПЛК


Рис. 1

Льюис Лофлин

Здесь я представлю входные цепи программируемого логического контроллера (ПЛК) с использованием оптронов. Мы используем эти устройства для сопряжения высоковольтных датчиков с логикой низковольтного микроконтроллера и для изоляции чувствительных цепей от помех.

Я также рассмотрю концепции ИСТОЧНИК и СТОК .

На рис. 1 показана типичная 6-контактная оптопара.Они также могут быть поверхностного монтажа. Все они содержат светодиодный эмиттер и многие фототранзисторные выходы.


Рис. 2

На рис. 2 показаны лишь некоторые из множества типов оптронов. Нижние два часто используются в качестве вывода, а верхние два могут быть любыми.


Рис. 3

Рис. 3 иллюстрирует типичную оптопару биполярного транзистора к микроконтроллеру.


Рис. 4

На Рис. 4 показано, как собрать собственную оптопару со светодиодом и фототранзистором.


Рис. 5

h21AA1 — очень полезное устройство, поскольку двойные светодиоды, расположенные «спина к спине», упрощают проектирование схем, поскольку нам не нужно беспокоиться о входной полярности.


Рис. 6

На рис. 6 показана так называемая конфигурация SINK . Это относится к текущему пути относительно входа ПЛК. (Это действительно упрощенно.)

U1 — открытый сток или коллектор, в данном случае датчик Холла. Когда магнит включает датчик Холла, открывается путь к земле через выходной контакт.Когда U1 включен, один из светодиодов включается, включая транзистор. 5-вольтовый микроконтроллер считывает это как замыкание переключателя.

Переключение на стороне земли входа ПЛК.


Рис. 7

На рис. 7 показана конфигурация SOURCE . Когда U3 включен, он включает PNP-транзистор, завершающий путь тока через h21AA1 на землю. Переключение происходит на положительной стороне питания входа ПЛК.


Рис.8

На рис. 8 показаны входы SINK и SOURCE на одном и том же ПЛК. Поскольку оптопара, скажем, 4N26 с одним светодиодом, мы должны соблюдать полярность светодиодов.

На рис. 6 NPN-транзистор был встроен в датчик Холла.

Ардуино

Прочие цепи

 

Зачем использовать оптопары в электронике?

Оптопары не только защищают чувствительные схемы, но и позволяют инженерам проектировать различные аппаратные приложения.Оптопары позволяют избежать значительных затрат на замену компонентов, защищая их. Однако оптопары более сложны, чем предохранители. Оптопары также позволяют удобно управлять соединением между двумя цепями, соединяя и отключая их через оптопару. Оптопары широко используются в электронике, электротехнике и системах связи.

Как защитить чувствительные цепи от высокого напряжения

Оптопары

часто используются для подавления противо-ЭДС, шума и скачков напряжения, поступающих в цепь микроконтроллера.Оптопары создают безопасное соединение между высоковольтным оборудованием и микроконтроллерами с полной электрической изоляцией. В случае, если цепь высокого напряжения вызывает скачок напряжения, скачок напряжения остается только на выходной стороне оптопары, а цепь на входной стороне остается безопасной и неповрежденной, так как обе стороны электрически изолированы. Оптопары также называют фотодиодами, оптоизоляторами, фотопарами и оптическими изоляторами.

Стандартная оптопара, такая как PC817, поддерживает до 5 кВ напряжения изоляции входа-выхода.[i] Большинство электронных компонентов работают при напряжении ниже 10 В, и если в систему попадает грозовой разряд, он может вызвать напряжение до 10 кВ — этого достаточно, чтобы мгновенно поджарить электронные компоненты. Некоторые промышленные оптопары могут выдерживать до 10 кВ входного и выходного напряжения изоляции, которые используются для защиты от ударов молнии. [ii]

Замена сгоревших компонентов на печатной плате (PCB) может быть крайне неудобной. Однако оптопары можно использовать для защиты дорогостоящих компонентов.В случае неисправности сгорает оптопара и остальная часть схемы не затрагивается. Оптопары не припаяны непосредственно к схеме; вместо этого они помещаются в разъем для интегрированных микросхем (IC), поэтому их всегда можно легко заменить в случае сгорания.

Подробное объяснение внутренней работы оптопары и того, как создать свою собственную оптопару с использованием светодиода и фотодиода, см. в предыдущем посте «Защита микроконтроллера: сборка собственной оптопары».

Почему уровни заземления на входе и выходе оптопары не соединены?

Цепи на той стороне, где расположены входы/выходы (I/O) оптопары, предназначены для защиты от возможных рисков с обеих сторон.Хотя термин «напряжение на уровне земли» звучит так, как будто оно всегда равно 0 В, это не обязательно так. Уровень земли источника 5 В и источника 220 В переменного тока может сильно различаться; напряжения земли, наблюдаемые источником 5 В, не обязательно должны быть такими же, как у источника 220 В переменного тока. В таких случаях соединение заземляющих плоскостей от разных источников может быть опасным. Даже если 220 В переменного тока будет понижено и выпрямлено до 5 В постоянного тока, все равно не рекомендуется соединять уровни земли с обеих сторон друг с другом.Это может привести к электрическим помехам, поэтому уровни заземления обеих сторон ввода-вывода оптопары всегда остаются электрически отключенными. Для получения подробной информации о том, как обычно соединяются общие точки и их пути, прочитайте статью Билла Швебера «Как должны быть связаны друг с другом земли и общие земли?»  

Согласование импеданса: решение проблем с помощью оптронов

Во многих коммуникационных цепях важно обеспечить согласование полных сопротивлений между несколькими компонентами.Несоответствие может привести к неправильному выводу. Однако оптопары можно использовать для передачи сигналов, не требуя согласования импедансов с обеих сторон, поэтому оптопары широко используются в высокоскоростном телекоммуникационном оборудовании. По словам Джанет Хит, «в идеальном мире энергия сигнала, выходящего из штыря, проходила бы по дорожкам печатной платы и полностью поглощалась нагрузкой. Однако, если энергия не полностью поглощается нагрузкой (приемником), остаточная энергия может отразиться обратно через дорожку печатной платы, достигнув исходного источника энергии на выходном контакте (драйвере).«[iii] Оптопары на основе фотодиодов, такие как оптопара Toshiba TLP2719, могут поддерживать скорость передачи сигнала до 1 Мбит/с. Высокоскоростные оптопары имеют скорость передачи данных до 50 Мбит/с.[iv]

Использование оптронов для обнаружения пересечения нуля источниками переменного тока

Обнаружение пересечения нуля в сети переменного тока необходимо во многих приложениях. Например, типичная система коррекции коэффициента мощности измеряет разницу углов между активной мощностью и реактивной мощностью (оба компонента общей мощности).Разница между активной и реактивной мощностью измеряется путем наблюдения за так называемым «пересечением нуля» волн напряжения и тока. Термин «пересечение нуля» обычно используется в электронике, акустике, математике и обработке изображений. Пересечение нуля обозначает место, где форма волны пересекает свою координатную ось (т. е. если вы изобразили форму волны на графике). Пересечение нуля также указывает, когда форма волны, выраженная в виде математической функции, будет переключаться с положительной на отрицательную и обратно. Обратите внимание, что некоторые схемы тестирования частоты работают по принципу контроля перехода через нуль в сигналах источника переменного тока.[v]

Оптопары

могут использоваться для обнаружения перехода через ноль в сети переменного тока. Время отклика оптопары составляет всего несколько наносекунд; он быстро включается и выключается при пересечении нуля. Используя выпрямитель и фильтр в сети переменного тока, цифровые сигналы могут быть получены от оптопары. [vi] Используя RC-фильтры, форму выходного сигнала можно изменять по мере необходимости.

Рис. 1: Принципиальная схема контроля сети переменного тока с оптопарой. Вход переменного тока выпрямляется и фильтруется перед подачей сигнала на IRED оптопары.(Источник: ON Semiconductor)

Коммутационные устройства с оптронами

Оптопары

используются в качестве безопасного барьера между цифровым выходом микроконтроллера и внешними компонентами, которыми необходимо управлять.

Рисунок 2: Принципиальная схема, показывающая соединение между микроконтроллером PIC16F877A (U2) и оптопарой PC817C (U1). Оптопара используется для переключения светодиода (D1). Транзисторы и реле могут использоваться для коммутации нагрузок со сравнительно высокими напряжениями.(Источник: Автор)

Цифровой выход микроконтроллера на рис. 3 инициирует сигнал 5 В постоянного тока (цифровой), который используется для переключения IRED в оптопаре (U1). Выходные контакты микроконтроллера и IRED в оптроне могут поддерживать ограниченный поток тока; поэтому рекомендуется использовать токоограничивающий резистор между выходом микроконтроллера и входом оптопары. При включении IRED инфракрасный свет падает на фототранзистор, который приводит в действие (запитывает) фототранзистор, после чего между выводами коллектора и эмиттера начинает протекать ток.Коллектор и эмиттер фототранзистора поддерживают ограниченный ток. Если необходимо управлять устройством с более высокими характеристиками тока, то для усиления выходного сигнала оптрона можно использовать транзистор.

Земля коммутационного устройства не соединена с общей землей в цепи микроконтроллера, так как это может привести к утечке помех в сторону микроконтроллера.

Считывание входных сигналов с помощью оптронов

Оптопары

можно использовать для безопасного считывания уровней логического 0 и логической 1 из любого источника.Например, напряжения от бестрансформаторного источника питания могут содержать шум. В таких ситуациях, если входной сигнал напрямую связан с микроконтроллером, шум от входного сигнала может повлиять на работу микроконтроллера. Точно так же, если вход микроконтроллера случайно подвергается воздействию скачка напряжения, микроконтроллер немедленно разрушается (то есть сгорает или «выпускает волшебный дым»). Однако использование оптопары между микроконтроллером и входным сигналом похоже на страховой полис и может предотвратить такие несчастные случаи.[vii]

Рисунок 3: Принципиальная схема, показывающая соединение между микроконтроллером Microchip PIC16F877A (U2 вверху) и оптопарой PC817C (U1 вверху). Оптопара используется для считывания цифрового сигнала. (Источник: Автор)

Заключение

Оптопары

не только защищают чувствительные цепи, но и позволяют инженерам проектировать различные аппаратные приложения. Использование оптопары значительно снижает затраты на замену компонентов и упрощает управление соединением между двумя цепями путем подключения/отключения оптопары.Оптопары широко используются в электронных, электрических и коммуникационных системах.

 

[i] http://www.sharp-world.com/products/device/lineup/data/pdf/datasheet/pc817xnnsz_e.pdf

[ii] https://en.wikipedia.org/wiki/Оптоизолятор

[iii] (Хит, 2018)

[iv] https://www.mouser.com/Optoelectronics/Optocouplers-Photocouplers/High-Speed-Optocouplers/_/N-6zsft/

[v] https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/6717944

[vi] https://www.onsemi.com/pub/Collateral/AN-3001.pdf.pdf

[vii] https://hackaday.com/2018/05/09/optocouplers-defending-your-microcontroller-midi-and-a-hot-tip-for-speed/

Импульсный источник питания 3,4В 2,5А с оптопарой

Импульсный источник питания 3,4В 2,5А с оптопарой

Этот импульсный блок питания был создан для питания цифровой камеры. Потребляемый ток этой камеры составляет около 0,6 А и 1,3 А в пике (заряд вспышки).Для этой цели, безусловно, можно использовать классический линейный источник питания, например, LM317, но эффективность будет немногим более 30% с тяжелым трансформатором и стабилизатор со значительно нагревающимся радиатором. Этот импульсный блок питания является гораздо более элегантным решением. В интернете много схем импульсных блоков питания с 3842, вспомогательные транзисторы или хотя бы бесчисленное количество ненужных компонентов. На схеме ниже показан очень простой Схема небольшого импульсного блока питания с одним транзистором и оптопарой.Импульсный источник питания без оптопары с косвенным стабилизация была бы еще проще, но ее выходное напряжение недостаточно стабильно. Этот импульсный источник питания работает как обратноходовой преобразователь. Принцип прост: После подключения питания базовый резистор 1M 1W частично открывает транзистор. Он вызывает положительные напряжения на вспомогательной обмотке (8 витков) и транзистор полностью открывается. Когда конденсатор 2n2 разряжается, Транзистор закрыт, и напряжение, индуцируемое во вторичной обмотке, равно зарядка электролитического конденсатора фильтра.Когда конденсатор 2n2 снова заряжается, транзистор снова открывается. и все повторяется. Когда желаемое напряжение задается резистивным делителем 3к3 и 10к размыкает цепь TL431, начинает светиться светодиод в оптроне а фототранзистор ограничивает ток базы транзистора. Это уменьшает рабочий цикл ШИМ. и уменьшает энергию, подводимую к трансформатору. Этот способ стабилизации очень эффективен, напряжение при полной нагрузке падает не более чем на 0,01 В.Этот импульсный источник питания не может работать без нагрузки, поэтому выходная нагрузка для устранения этой проблемы подключен нагрузочный резистор 33R. Стабилитрон защищает питаемое устройство до перенапряжения в случае отказа стабилизации. Вместо этого вы можете использовать другой способ защиты от перенапряжения, например, с SCR. Конденсатор 68n обеспечивает подавление электромагнитных помех, сопротивление 10R уменьшает пусковой ток при включении. Изменение емкости 2n2 может повлиять на рабочую частоту.Печатная плата должна располагаться так, чтобы первичная (сетевая) и вторичная части были достаточно далеко друг от друга.
Трансформатор намотан на ферритовом сердечнике ЭЭ с эффективным сечением 0,5 см 2 . Сначала наматывается первая половина первичных витков, т.е. 40 витков. Проволока имеет диаметр около 0,2 — 0,3 мм. Затем наматывают не менее 8 слоев изоляционной ленты. Затем вторичные катушки. В целях безопасности я использовал провод с толстой изоляцией, с которым всего 4 витка не проблема.Затем снова следуют 8 слоев изоленты. Кроме того, вспомогательная обмотка Намотано 8 витков тем же проводом, что и первичка. Затем снова теплоизоляционный слой, который может быть не таким сильным. Наконец, намотаны остальные 40 витков первичной обмотки. Потом снова несколько слоев утеплителя. Между половинками сердечника укладывается один слой изоляционная лента для создания воздушного зазора для предотвращения насыщения жилы. Наконец, сердцевина таковой заклеивается клеем.
Этот импульсный источник питания, конечно, может быть модифицирован для различных выходных напряжений, просто изменить количество вторичных витков (примерно 1 виток соответствует 1В) резистор 39R меняется примерно на 10R на каждый 1В и стабилизируется выходное напряжение регулировать изменением резистора 3к3 так, чтобы при требуемом напряжении делитель дает 2.5 В на входе TL431. Стабилитрон выбран слегка больше выходного напряжения. Выпрямительный диод должен иметь обратное напряжение не менее чем в 8 раз выше выходного напряжения. Поэтому для более высоких напряжений замените Диод Шоттки быстрым диодом, потому что диоды Шоттки имеют всегда низкое номинальное обратное напряжение. Конечно, выходной электролит должен быть рассчитан на достаточное напряжение.

Предупреждение! Импульсный блок питания не для новичков, так как большинство его цепей подключены к фатальному сетевому напряжению.При плохом дизайне сеть напряжение может достичь выхода! Конденсаторы могут оставаться заряженными до опасного напряжения даже после отключения от сети. Все, что вы делаете на свой страх и риск, при любых травмах здоровье или имущество ответственности не несу.



Схема блока питания 3,4В 2,5А с оптопарой.


Начинаем наматывать первую половину первичной обмотки.


Вторичный.


Вспомогательная обмотка.


Вторая половина праймериз.


Готовый трансформатор и сердечник.


Начинаем делать доску.


Готовая печатная плата.


Операционные СМПС.


А после встроенного в коробку от сломанного универсального адаптера от розетки. (Добавлен светодиод с резистором 150R)

дом

Аналоговые оптопары – Быстрый старт

Основная цель этого небольшого поста — поделиться некоторыми заметками об аналоговых оптронах, которые могут быть полезны любителям, студентам и т. д.Я знаю много новичков, которые хотят познать секреты аналоговых оптронов и цифровых изоляторов, но не могут позволить себе тратить большие деньги на свои жгучие желания!

Что ж, начнем с простого вопроса. Собственно, что такое аналоговая оптопара?

Что такое аналоговая оптопара?

Вы все знакомы со стандартными оптронами. Стандартная оптопара в основном состоит из передатчика и приемника света, установленных внутри светонепроницаемой оболочки. Аналоговая оптопара (или аналоговый изолятор) относится к тому же семейству оптоэлектроники, но немного отличается в большинстве физических и электрических терминов.

На рисунке ниже вы можете увидеть известную аналоговую оптопару — HCNR200 от Avago Technologies. Эта высоколинейная аналоговая оптопара состоит из высокоэффективного светодиода AlGaAs, который освещает два близко согласованных фотодиода (https://docs.broadcom.com/doc/AV02-0886EN).

Аналоговая оптопара — отличное решение многих проблем с развязкой аналогового сигнала. Его можно использовать для изоляции аналоговых сигналов в самых разных приложениях, требующих хорошей стабильности, линейности, полосы пропускания и низкой стоимости.При соответствующей конструкции прикладной схемы он может работать во многих различных режимах, включая однополярный/двухполярный, переменный/постоянный ток и инвертирующий/неинвертирующий.

Достаточно разговоров, теперь давайте сделаем что-нибудь практическое с аналоговой оптопарой. Перед этим пройдитесь по этой странице https://www.electroschematics.com/vactrol-a-lazy-walk/

Как играть с аналоговой оптопарой?

Аналоговые оптопары

по-прежнему широко используются в аудиосхемах, драйверах двигателей, мониторах мощности и т. д.Аналоговая оптопара обычно добавляется для изоляции аналогового сигнала во входной части схемы приложения, т. е. она будет размещена между двумя сегментами схемы приложения для обеспечения идеальной гальванической развязки (https://en.wikipedia.org/wiki). /Гальваническая_изоляция) аналоговых входных и выходных сигналов.

Выше я представил дорогостоящую (но многофункциональную) аналоговую оптопару HCNR-200. Итак, для несложных практических экспериментов я выбираю дешевый и доступный аналог LCR-0202.Поскольку аналоговая оптопара LCR-0202 состоит из светоизлучающего диода (LED) и фоторезистора (LDR/CdS Cell) для обеспечения линейной аналоговой оптической связи, мы можем изменить выходное сопротивление, подав переменный ток на вход. Ниже вы можете найти его краткие характеристики. Кстати, обратите внимание, что фотодетекторы на основе сульфида кадмия (CdS) (также известные как фоторезисторы или светозависимые резисторы) представляют собой полупроводники с высоким сопротивлением, которые работают как регулируемые светом переменные резисторы.

Итак, теперь у нас есть аналоговая оптопара LCR-0202, внутри которой находятся оптически связанные светодиод и LDR.Чтобы протестировать его основные функции и/или сравнить различные устройства LCR-0202, мы можем использовать грубую тестовую установку, показанную ниже. Идея состоит в том, чтобы подать низкочастотный прямоугольный импульс (постоянный или переменный) на его вход и измерить постоянное напряжение, создаваемое делителем потенциала, подключенным к выходу. Просто, да?

Без сомнения, самый популярный скетч Arduino — это BLINK, который вы найдете на большинстве плат Arduino при поставке. Поскольку здесь важно генерировать прямоугольную волну, вы можете использовать тот же скетч Hello World BLINK, чтобы продолжить быстрый тест функциональности.Код BLINK по умолчанию будет генерировать низкочастотный прямоугольный сигнал частотой 0,5 Гц с коэффициентом заполнения ½. Излишне говорить, что вы можете улучшить прямоугольный сигнал в широком диапазоне, изменив параметры функции задержки.

С помощью этой быстрой и простой настройки вы также можете проверить время нарастания/спада аналоговой оптопары, возможно, лучше с коротким входным импульсом, чтобы оптопара срабатывала резким импульсом, а затем оставлялась на спаде.

Тем не менее, я пока не смог точно измерить время спада LCR-0202, но похоже, что он имеет сравнительно медленное и чистое время спада, что предположительно хорошо для аудиоэлектроники (см. ниже).Я поделюсь подробнее о моей пересмотренной настройке и процессе тестирования в следующем посте.

Краткий итог

Хорошо, теперь мы знаем, что обычная аналоговая оптопара, также называемая аналоговым оптическим изолятором (АОИ), состоит из светонепроницаемого корпуса, в котором находится источник света и один фотопроводящий элемент. Управляя входным током (или напряжением), подаваемым на него, можно изменять выходное сопротивление. Выходное сопротивление можно настроить так, чтобы оно переключалось между состояниями «включено/выключено», или для отслеживания входного сигнала аналоговым способом.Было обнаружено, что аналоговые оптопары обеспечивают очень экономичное и технически превосходное решение для многих приложений, поскольку небольшое изменение входного сигнала может вызвать большое изменение выходного сопротивления. Характеристики быстрого включения и медленного выключения можно использовать во многих практических приложениях. Вот список лишь нескольких примеров использования аналоговых оптронов:

  • Изоляторы постоянного тока
  • Элементы обратной связи в цепях АРУ
  • Ограничение и сжатие аудиосигнала
  • Бесшумное переключение
  • Логический интерфейс
  • Бесшумные электронные потенциометры

Что такое цифровой изолятор/магнитный изолятор?

Усилители с аналоговой изоляцией находят множество применений, где требуется высокая изоляция, например, в медицинских приборах.Методы цифровой развязки обеспечивают аналогичную гальваническую развязку и являются надежным методом передачи цифровых сигналов без фоновых помех. Доступность недорогих цифровых изоляторов решает большинство проблем системной изоляции в системах сбора данных.

Цифровой изолятор работает по принципу трансформаторной развязки (магнитной изоляции). Например, семейство цифровых изоляторов AD260/AD261 (работающих по принципу трансформаторной развязки) обеспечивает изоляцию пяти цифровых управляющих сигналов от высокоскоростных цифровых сигнальных процессоров, микроконтроллеров или микропроцессоров.AD260 также имеет трансформатор мощностью 1,5 Вт для изолированной внешней цепи постоянного/постоянного питания 3,5 кВ (среднеквадратичное значение) (https://datasheet.octopart.com/AD202JN-Analog-Devices-datasheet-2342.pdf).

Ниже показана упрощенная схема одного канала AD260/AD261. Как видите, ввод данных проходит через схему триггера Шмитта, через защелку и специальную схему передатчика, которая дифференцирует фронты цифрового входного сигнала и управляет первичной обмоткой фирменного трансформатора с установленным высоким/установленным значением. -слабый сигнал.Вторичная обмотка изолирующего трансформатора управляет приемником с теми же данными установки высокого/низкого уровня, которые восстанавливают исходную логическую форму волны.

Это фотография довольно популярной коммутационной платы/модуля магнитного изолятора CJMUC-1201:

Этот компактный модуль основан на двухканальном цифровом изоляторе ADuM1201 от Analog Devices (https://www.analog.com/media/en/technical-documentation/data-sheets/ADuM1200_1201.pdf). См. его функциональную блок-схему ниже.

Ну, так как несколько проектов на основе аналоговых оптронов находятся в стадии разработки, я хотел бы сделать небольшой перерыв. Я поделюсь этими проектами через несколько недель. А пока позвольте себе проверить, что вы уже узнали.

Что мы уже узнали?

У ревизии

есть своя награда, поэтому я кратко изложил ее для вас!

  • Существует много видов оптронов/оптических изоляторов, но наиболее распространенным является
  • .
  • Тип светодиод/фототранзистор.
  • Базовая аналоговая оптронная пара обычно имеет на выходе фоторезистор/фотоэлемент.
  • Поскольку выходным элементом является резистор, напряжение, приложенное к выходному резистору, может быть постоянным и/или переменным, а величина может быть от нуля до максимального номинального напряжения.
  • Трансформаторные (с магнитной связью) изоляторы могут заменить оптопары. Такие цифровые изоляторы посылают цифровые сигналы через разность потенциалов в сотни или тысячи вольт. Магнитная связь сигнала быстрее и потребляет меньше энергии.

Двухполюсный переменный резистор на выходе аналоговой оптопары можно использовать в схеме делителя напряжения, как показано на рисунке ниже:

Следующий в этой серии »

Далее небольшой самодельный проект на базе аналоговой оптопары LCR-0202. Продолжайте знакомиться с проектом «Контроллер садовых светильников на Arduino»!

Авторы и ссылки

  • Картинки Google, Википедия, eBay и Amazon
  • Аолиттел Текнолоджи Ко., ООО
  • Аналоговые устройства
  • Agilent Technologies
  • Avago Technologies
  • Силиконовые лаборатории
  • ЭДН (https://www.edn.com/)

Что такое оптопара? – JanetPanic.com

Что такое схема оптрона?

Оптоизолятор (также называемый оптроном, оптроном или оптическим изолятором) — это электронный компонент, передающий электрические сигналы между двумя изолированными цепями с помощью света.Оптоизоляторы предотвращают воздействие высокого напряжения на систему, принимающую сигнал.

Какова функция PC817?

Эта ИС используется для обеспечения гальванической развязки между двумя цепями, одна часть схемы подключена к ИК-светодиоду, а другая к фототранзистору. Цифровой сигнал, подаваемый на ИК-светодиод, будет отражаться на транзисторе, но между ними не будет жесткой электрической связи.

Какова функция оптопары в цепи SMPS?

Оптопара

используется для изоляции между стороной высокого входного напряжения и стороной низкого выходного напряжения.он контролирует крошечную частоту переключения.

Что такое pc817c?

PC817 представляет собой оптоизолятор, состоящий из инфракрасного диода и фототранзистора. В электрических цепях мы используем в основном фильтры для устранения помех. Схема на основе конденсатора и резистора всегда удаляет шум из входящего сигнала, но номинал конденсатора и резистора всегда зависит от входящего сигнала.

Что такое IC 4N35?

4N35 представляет собой интегральную схему оптрона, в которой диод инфракрасного излучателя управляет фототранзистором.Они также известны как оптоизоляторы, так как оптически разделяют две цепи. Оптопара аналогична реле, которое магнитно изолирует две цепи.

Почему используется оптопара?

При правильном использовании оптопара может эффективно: Удалять электрические помехи из сигналов. Изолируйте низковольтные устройства от высоковольтных цепей. Позволяет использовать небольшие цифровые сигналы для управления большими переменными напряжениями.

Все ли оптопары одинаковы?

Оптопары

доступны в четырех основных типах, каждый из которых имеет источник инфракрасного светодиода, но с различными светочувствительными элементами.Четыре оптопары называются: фототранзистор, фотодарлингтон, фототиристор и фототриак, как показано ниже.

Что такое оптрон и его применение с примерами

ⅠВведение

Эта статья посвящена электронным компонентам. Для оптического компонента см. оптический изолятор   . В этом блоге будут представлены некоторые основы оптопар и способы их использования.

Каталог

 

Принцип работы оптопары и пример схемы

Описание видео по оптопаре : В этом видео мы познакомим вас с принципом работы оптопары и приведем пример схемы.

 

Ⅱ Фотопары, оптопары и оптоизоляторы

Оптопары известны под разными названиями, включая оптоизолятор и  фотопара   .

Оптопара, также известная как оптопара . Полупроводниковое устройство, которое передает сигнал от одной электрической цепи к другой, обеспечивая гальваническую изоляцию.

Фотопары или оптопары обычно содержатся в одном корпусе, который часто имеет размер интегральной схемы, хотя он сильно различается в зависимости от предполагаемого применения.

Оптопары или оптопары выполняют множество функций: их можно использовать для передачи данных по двум цепям, их можно использовать в оптических энкодерах, где оптопара обнаруживает видимые переходы краев на колесе энкодера для определения положения, и их можно использовать в различных целях. других цепей, где требуются оптические связи и переходы.

Они даже используются в твердотельных реле, где оптическая связь используется для электрической изоляции входа и выхода, позволяя переключать выход в зависимости от состояния входа.В результате оптопары или оптроны s можно встретить в неожиданно большом количестве цепей.

Рисунок 1: Оптроны

 

 

 

Ⅲ Оптопара / оптопара Основные сведения

Оптопара — это компонент, который включает в себя два элемента, необходимых для оптоизолятора :

  • Излучатель света:  Излучатель света расположен на входной стороне и преобразует входящий сигнал в световой сигнал.В качестве излучателя света обычно используется светоизлучающий диод.
  • Детектор света: Детектор света в оптроне или оптроне обнаруживает свет, излучаемый излучателем, и преобразует его обратно в электрический сигнал. Детектор света может представлять собой устройство любого из нескольких различных типов, от фотодиода до фототранзистора, фотодарлингтона и т. д.

Излучатель света и детектор адаптированы друг к другу с соответствующими длинами волн для достижения максимальной связи.

Другие схемы, такие как последовательный резистор для светодиода или возможность управления диодом, могут быть включены в оптопару. Выходной усилитель может быть включен в оптопару.

Хотя оптопара или оптоизолятор обычно представляют собой единый интегрированный блок, того же результата можно добиться, используя отдельные устройства. Однако необходимо учитывать механические устройства, что часто делает оптопару, состоящую из отдельных устройств, менее удобной, хотя для оптоизоляторов для некоторых приложений могут потребоваться отдельные компоненты.

 

  Символ оптопары

На внутрисхемных схемах символ оптопары представляет функцию и внутренние элементы всего компонента. Символ изображает светодиод, который обычно используется в качестве излучателя света. Символ оптопары также изображает приемник, который обычно представляет собой фототранзистор или фотодарлингтон, хотя могут использоваться и другие устройства, такие как светочувствительные диски и т. Д. Символ цепи оптопары отображает соответствующий тип устройства.

Рис. 2: Обозначение цепи оптопары или оптопары

(версия фототранзистора)

Оптопары

также могут быть изготовлены из других компонентов. Оптопара на основе диака — это один из форматов, используемый в некоторых приложениях питания переменного тока. Это можно использовать для активации симистора для переключения сети или управления углом проводимости (т. е. диммирования).

 

Рис. 3: Обозначение схемы фотодиака

  Спецификации оптопары и оптоизолятора

При использовании оптопары и оптоизолятора   необходимо учитывать несколько параметров и спецификаций:

Коэффициент передачи тока, CTR: Коэффициент передачи тока, CTR: Одной из ключевых характеристик оптопары является коэффициент передачи тока.Это отношение тока, протекающего в устройстве вывода, к току, протекающему во входном устройстве. CTR будет варьироваться в зависимости от типа оптрона, используемого на выходе; фотодарлингтоны будут иметь гораздо более высокий CTR, чем обычные фототранзисторы. Проценты могут варьироваться от 10% до 2000% — 5000%. Следует отметить, что CTR зависит от уровня входного тока. Хотя оно варьируется в зависимости от устройства, оно достигает пика при уровне входного тока около 10 мА и падает по обе стороны от этого значения для оптопар человека.

Полоса пропускания: Полоса пропускания должна быть известна, чтобы понимать максимальные скорости передачи данных, которые можно использовать с оптопарой. Многие оптопары, в которых используются фототранзисторы, могут иметь полосу пропускания только 250 кГц, в то время как те, в которых используются фотодарлингтоны, могут иметь полосу пропускания только в одну десятую от этой. Есть несколько более быстрых оптронов. Вообще говоря, чем ниже CTR, тем быстрее время подъема и падения.

Входной ток: это требуемый ток для светодиодного входного передатчика.Значение используется для расчета последовательного резистора, который будет использоваться для ограничения тока.

Максимальное напряжение устройства вывода: Максимальное значение для оптронов, использующих транзисторы, будет равно VCE(max) транзистора. Эквивалентный номинал должен использоваться для оптронов с другими устройствами на выходе. Кроме того, имейте в виду, что необходимо поддерживать подходящий запас, потому что никогда не рекомендуется использовать устройства, близкие к их максимальным рейтингам.

 

Ⅵ Как это работает

Сначала на оптопару подается ток, который заставляет инфракрасный светодиод излучать свет, пропорциональный току.Когда свет попадает на светочувствительное устройство, оно включается и начинает проводить ток, как и любой другой транзистор.

Рисунок 4: Принцип работы оптопары

Чтобы обеспечить наибольшую чувствительность к инфракрасному свету, светочувствительное устройство по умолчанию обычно не подключено. Он также может быть подключен к земле через внешний резистор для большего контроля над чувствительностью переключения.

 

 

Рисунок 5: Оптопара эффективно изолирует выходную и входную цепи.(Источник изображения)

Это устройство работает как переключатель, соединяющий две изолированные цепи на вашей печатной плате. Когда через светодиод перестает течь ток, светочувствительное устройство перестает проводить ток и отключается. Все это происходит через пустоту из стекла, пластика или воздуха, без каких-либо электрических компонентов между светодиодом или светочувствительным устройством. Все сводится к свету.

 

Ⅶ Преимущества и типы

Если вы создаете электронное устройство, которое будет уязвимо для скачков напряжения, ударов молнии, скачков напряжения и других подобных событий, вам понадобится способ защиты низковольтных устройств.Оптопара при правильном использовании может эффективно:

  • Сигналы не должны содержать электрических помех.
  • Держите низковольтные устройства отдельно от высоковольтных цепей.
  • Позволяет использовать небольшие цифровые сигналы для управления большими напряжениями переменного тока.

Оптопары доступны в четырех различных конфигурациях. В каждой конфигурации используется один и тот же инфракрасный светодиод в сочетании с другим светочувствительным устройством. Вот несколько примеров:

Фототранзистор и Фото-Дарлингтон, которые обычно используются в цепях постоянного тока, а также Фото-тиристор и Фото-триак, которые обычно используются в цепях переменного тока.

Рисунок 6: Четыре типа оптопар

Ⅷ Типичные области применения с примером

Оптопары могут использоваться как переключающие устройства сами по себе или в сочетании с другими электронными устройствами для обеспечения изоляции между цепями низкого и высокого напряжения. Эти устройства обычно используются для следующих целей:

  • Переключение ввода/вывода микропроцессора
  • Регулятор мощности постоянного и переменного тока
  • Защита оборудования связи
  • Регулировка электропитания
  • В этих приложениях вы столкнетесь с различными конфигурациями.

Вот некоторые примеры:

Оптотранзисторный переключатель постоянного тока

Эта конфигурация обнаруживает сигналы постоянного тока, а также позволяет управлять оборудованием, питающимся от переменного тока. MOC3020 идеально подходит для управления источником питания или отправки стробирующего импульса на другой фото-триак с токоограничивающим резистором.

 

Рисунок 7: Переключатель постоянного тока

Симисторная оптопара

С помощью этой конфигурации вы сможете управлять нагрузками переменного тока, такими как двигатели и лампы.Он также может работать в обеих половинах цикла переменного тока с обнаружением пересечения нуля. При переключении индуктивных нагрузок это позволяет нагрузке получать полную мощность без значительных скачков тока.

 

Ⅸ Различия между оптронами и твердотельными реле

Между оптронами, изоляторами и твердотельными реле существует множество параллелей.

Рисунок 8: Твердотельные реле

Твердотельные реле

используются в качестве электронных переключателей для управления питанием переменного или постоянного тока в различных приложениях.

Твердотельные реле работают на основе технологии оптронной связи, поскольку они должны обеспечивать высокий уровень сопротивления и изоляции между входными и выходными цепями.

Основное различие между оптопарами и полупроводниковыми переключателями заключается в том, что оптопары и аналогичные устройства обычно используются в приложениях с низким энергопотреблением. Твердотельные реле используются при гораздо более высоких уровнях мощности. Твердотельные реле часто используются для переключения уровней напряжения в сотни вольт и более и уровней тока в десятки ампер и более.

Кроме того, твердотельные реле часто включают в себя дополнительную схему — они часто представляют собой полный блок схемы. Они могут включать в себя схему управления светодиодом в оптопередатчике, а также схему защиты от перенапряжений и переходных процессов на выходе. Некоторые твердотельные реле для приложений переменного тока обеспечивают переключение через ноль для сигналов переменного тока, где выходное устройство переключается только тогда, когда форма сигнала переменного тока проходит через положение нуля напряжения. Это уменьшает электромагнитные помехи, также известные как EMI.

Фотопары, оптопары и оптоизоляторы используются гораздо шире, чем кажется на первый взгляд. Их можно использовать для обеспечения оптических соединений между цепями различными изобретательскими способами. Это можно использовать для отправки данных, обеспечения электрической изоляции между цепями или обнаружения обрыва канала.

Где бы они ни находились, они служат важной цели во многих электронных схемах.

 

Ⅹ Как использовать оптопару или фототранзистор с Arduino ?

Часто вы хотите использовать свой проект Arduino для включения или выключения нагрузки, но вам нужно убедиться, что он находится в другой цепи питания из-за шума или просто разных напряжений.

Функция оптопары аналогична реле в том смысле, что коммутируемая цепь полностью изолирована от коммутируемой цепи.

Рисунок 9: Оптопара или фототранзистор

В случае реле это достигается физическим перемещением контактов с помощью электромагнита. Светодиод в оптопаре/фототранзисторе активирует светочувствительный транзистор.

Оптопара часто используется для включения и выключения реле, чтобы микроконтроллер мог изолированно переключать большую нагрузку катушки.

Они показаны на изображении ниже и выделены зеленым цветом.

Рисунок 10: зеленые прямоугольники

Подключение

Следующее предназначено для подключения транзистора 4N25 к Arduino 3,3 В.

Примечание

  • Перед подключением дважды проверьте полярность микросхемы и добавьте резистор для внутреннего светодиода.
  • Информацию о максимальных номинальных значениях и рассеиваемой мощности см. в техническом описании (например,g 4N25, который мы используем здесь)

 

 

Рисунок 11: Их подключение

 

Ⅺ Часто задаваемые вопросы

1. Каковы недостатки оптопары?

Ниже перечислены недостатки оптопары: Для работы оптопары требуется внешнее напряжение смещения. Плохая высокочастотная характеристика . Оптопара не способна работать с большим током.

2. Является ли оптопара реле?

Реле

используются для преобразования множества маломощных сигналов включения/выключения в мощные переключатели для этих систем.Оптопара — это устройство  , которое позволяет передавать информацию из одной цепи в другую без механического или электрического соединения .

3. Как использовать оптопару в цепи?

Оптопара может использоваться для интерфейса аналоговых сигналов от одной цепи к другой путем создания постоянного тока через светодиод и последующей модуляции этого тока аналоговым сигналом .

4. Как заменить оптопару?

В цепи оптопары прямой ток и ток коллектора связаны друг с другом с помощью коэффициента передачи тока или просто CTR.Установить работу оптопары в качестве переключателя; это надо довести до насыщения . Для насыщения прямой ток должен быть достаточно большим по сравнению с током коллектора

5. Оптроны аналоговые или цифровые?

Оптопара используется для передачи аналоговой или цифровой информации между цепями с сохранением гальванической развязки при напряжении до 5000 вольт. Оптоизолятор используется для передачи аналоговой или цифровой информации между цепями, где разность потенциалов превышает 5000 вольт.

Работа цепи оптопары | Спецификация

Работа цепи оптопары:

Операция цепи оптопары (оптоэлектронная пара) по сути представляет собой фототранзистор и светодиод, объединенные в одном корпусе. На рис. 20-35 (a) и (b) показаны типичная схема и расположение клемм для одного из таких устройств, содержащихся в пластиковом корпусе DIL. Когда в светодиоде протекает ток, излучаемый свет направляется на фототранзистор, создавая ток в транзисторе.Ответвитель может работать как переключатель, и в этом случае и светодиод, и фототранзистор обычно выключены. Импульс тока через светодиод вызывает включение транзистора на время импульса. Возможно также линейное соединение сигналов. Поскольку связь является оптической, между входными и выходными клеммами существует высокая степень электрической изоляции, поэтому иногда используется термин оптоизолятор . Выходной (детекторный) каскад не влияет на входной, а гальваническая развязка позволяет низковольтному источнику постоянного тока управлять высоковольтными цепями.

Схема поперечного сечения на рис. 20-35(c) иллюстрирует конструкцию оптопары. Излучатель и детектор заключены в прозрачный изолирующий материал, который пропускает свет, сохраняя электрическую изоляцию.

Спецификация:

Частичная спецификация оптоэлектронного соединителя на рис. 20-36 состоит из трех частей. Первая часть определяет условия тока и напряжения для входного (светодиодного) каскада.Второй касается выходного (фототранзисторного) каскада. Третья часть определяет параметры связи. Ток коллектора транзистора указан как 5 мА (типичный), когда его V CE = 10 В, а светодиод имеет I F = 10 мА. В данном конкретном случае отношение выходного тока к входному току составляет 50%. Это известно как коэффициент передачи тока (CTR), и для оптоэлектронного соединителя с транзисторным выходом он может составлять от 10% до 150%.

Применение:

Работа цепи оптопары в приложении связи постоянного или импульсного типа показана на рис.20-37. Ток диода включается и выключается под действием транзистора Q 1 , работающего от источника питания 24 В. Транзистор Q 2 включается в насыщение, когда D 1 находится под напряжением. Коллекторный ток Q 2 обеспечивает ток нагрузки (втекающий) и ток через резистор R 2 . Подтягивающий резистор R 2 необходим для того, чтобы клемма нагрузки удерживалась на уровне питания 5 В, когда Q 2 выключен.

Линейное применение схемы оптопары показано на рис.20-38. Источник питания 5 В подает постоянный ток смещения на D 1 через R 2 , а сигнал переменного тока, подаваемый через C 1 и R 1 , увеличивает и уменьшает ток диода. Транзистор Q 1 смещается во открытое состояние постоянным током через D 1 , а его эмиттерный ток увеличивается и уменьшается за счет изменения уровня освещенности, создаваемого переменным током в D 1 . Выходное напряжение формируется на R 3 .

Другие оптопары:

Другие типы оптронов включают другие типы выходного каскада. Три типа, показанные на рис. 20-39: (a) тип выхода Дарлингтона, (b) SCE-выход и (c) TRIAC-выход. На (а) выходной каскад фотодарлингтона обеспечивает гораздо более высокий CTR, чем выходной каскад фототранзистора BJT (обычно 500%), но он также имеет более медленное время отклика. Выходные каскады в (b) и (c) представляют собой активируемый светом SCR и TRIAC, активируемый светом, соответственно.Они используются с такими цепями управления, где дополнительным требованием является высокая электрическая изоляция между цепью запуска и устройством управления. CTR не применяется к выходным каскадам SCR и TRIAD; вместо этого представляет интерес ток светодиода, необходимый для срабатывания тиристора.

Выходные каскады оптопары

не рассчитаны на большие токи нагрузки. Максимальные уровни тока для выходов Дарлингтона составляют около 150 мА, а для выходов SCR и TRIAC типичны 300 мА.Когда необходимо коммутировать большие токи нагрузки, выходной каскад оптопары используется в качестве схемы запуска для устройства большой мощности.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.