Pc817C схема включения. Оптопара PC817: схема включения, характеристики и применение — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Как правильно подключить оптопару PC817. Каковы основные параметры и характеристики PC817. Где применяется эта оптопара. Какие есть схемы включения PC817.

Содержание

Что такое оптопара PC817 и как она устроена

PC817 — это высокоскоростная оптопара общего назначения, которая состоит из инфракрасного светодиода в качестве излучателя и фототранзистора в качестве приемника. Эти два компонента размещены в одном корпусе и оптически связаны, но электрически изолированы друг от друга.

Основные элементы конструкции PC817:

Инфракрасный светодиод (излучатель)
Фототранзистор (приемник)
Оптически прозрачный, но электрически изолирующий материал между ними
Корпус, обеспечивающий защиту от внешних воздействий

Принцип работы заключается в преобразовании электрического сигнала в световой на входе и обратно в электрический на выходе. При этом обеспечивается гальваническая развязка входных и выходных цепей.

Основные характеристики и параметры PC817

Наиболее важными параметрами оптопары PC817 являются:

Максимальное напряжение изоляции: 5000 В
Прямой ток светодиода: 20 мА (макс. 50 мА)
Обратное напряжение коллектор-эмиттер: 80 В
Максимальный ток коллектора: 50 мА
Время включения/выключения: 4 мкс
Коэффициент передачи тока (CTR): 50-600% (при IF=5 мА, VCE=5 В)

Коэффициент передачи тока (CTR) показывает, какая часть входного тока преобразуется в выходной ток. Это один из ключевых параметров при выборе оптопары для конкретного применения.

Типовые схемы включения оптопары PC817

Существует несколько основных схем включения PC817:

1. Базовая схема включения

В этой схеме входной сигнал подается на светодиод через токоограничивающий резистор. Выходной сигнал снимается с коллектора фототранзистора через нагрузочный резистор.

2. Схема с общим эмиттером

Здесь эмиттер фототранзистора заземлен, а выходной сигнал снимается с коллектора. Такая схема обеспечивает инверсию входного сигнала.

3. Схема с общим коллектором

В этой конфигурации коллектор фототранзистора подключен к питанию, а выход снимается с эмиттера. Такая схема даёт неинвертированный выходной сигнал.

Области применения оптопары PC817

Благодаря своим характеристикам, PC817 находит применение во многих областях электроники:

Гальваническая развязка в схемах управления и измерения
Интерфейсы между цифровыми и аналоговыми схемами
Схемы защиты от перенапряжений и помех
Преобразователи уровней сигналов
Схемы развязки в импульсных источниках питания
Системы сбора данных и автоматизации

Оптопара PC817 особенно полезна в тех случаях, когда требуется передача сигнала между схемами с разными уровнями напряжений или потенциалов.

Преимущества использования оптопары PC817

Применение оптопары PC817 в электронных схемах дает ряд существенных преимуществ:

Высокая степень электрической изоляции между входом и выходом
Защита низковольтных схем от высоковольтных помех
Устранение паразитных контуров заземления
Возможность передачи сигналов между схемами с разными уровнями напряжений
Высокая помехозащищенность передачи сигналов
Простота применения и низкая стоимость

Эти преимущества делают PC817 отличным выбором для многих схем, где требуется надежная гальваническая развязка.

Особенности монтажа и эксплуатации PC817

При работе с оптопарой PC817 следует учитывать некоторые важные моменты:

Соблюдение полярности при подключении входных и выходных цепей
Использование токоограничивающего резистора для светодиода
Учет температурной зависимости параметров оптопары
Защита от статического электричества при монтаже
Обеспечение надежного теплоотвода при работе с большими токами

Правильный учет этих факторов поможет обеспечить надежную и долговременную работу устройств с использованием PC817.

Сравнение PC817 с другими оптопарами

PC817 часто сравнивают с другими популярными оптопарами, такими как 4N25 или TLP521. Основные отличия:

PC817 имеет более высокий коэффициент передачи тока по сравнению с 4N25
Время переключения PC817 меньше, чем у TLP521
PC817 обеспечивает лучшую изоляцию, чем многие аналоги
Стоимость PC817 обычно ниже, чем у специализированных высокоскоростных оптопар

Выбор конкретной модели оптопары зависит от требований конкретного применения, таких как скорость работы, степень изоляции и стоимость.

Тестирование и проверка работоспособности PC817

Для проверки работоспособности оптопары PC817 можно использовать простую тестовую схему:

Подключите светодиод оптопары через резистор 1 кОм к источнику питания 5В
Подключите коллектор фототранзистора через резистор 10 кОм к тому же источнику питания
Подключите эмиттер фототранзистора к земле
Измерьте напряжение на коллекторе фототранзистора

Если оптопара исправна, при включении питания напряжение на коллекторе должно упасть почти до нуля. При отключении входного тока, напряжение должно вернуться к уровню питания.

Заключение

Оптопара PC817 — это универсальный и надежный компонент для обеспечения гальванической развязки в электронных схемах. Благодаря своим характеристикам и доступности, она широко применяется в различных областях электроники. Правильное понимание принципов работы и особенностей применения PC817 позволяет разрабатывать эффективные и надежные устройства с высокой степенью изоляции между входными и выходными цепями.

ЭЛЕКТРОНИКА — Как правильно подать на пин ардуино 12-15 вольт?

Carlo

✩✩✩✩✩✩✩

15 Апр 2020

15 Апр 2020

15 Апр 2020

@Carlo, вторая схема отлично подойдёт, разве что резистор 4.7к я бы заменил на 5.1к. Иначе при посадке аккумулятора до 10. 5в есть риск не получить минимально необходимый уровень напряжения для 1. Если правильно помню, мин напряжение должно быть выше 2.8в.
то транзистор оптопары подтягивать к питанию не нужно. Ну и нужно учитывать, что оптопара инвертирует логику входа.

Изменено: 15 Апр 2020
Carlo
kostyamat
★★★★★★✩
15 Апр 2020

А вот здесь Вы не правы. Всё зависит от подключения оптопары к пину.
И совет об использовании внутреннего подтягивающего резистора не совсем корректен. Практика показывает, что внутренний резистор имеет довольно большое сопротивление. И в цепях с большим уровнем помех оказывает медвежью услугу.
А автомобиль довольно помехообразующее устройство. Так что лучше использовать внешние подтягивающие резисторы.
То есть ссылку на картинку в моем посте вы не увидели?
И ещё одно, внутренний подтягивающий резистор в атмега 20к. И его использование — стандартная практика. Ведь разработчики контроллера чем-то руководствовались, устанавливая именно это значение? Зачем устанавливать ток, протекающий через цепь, выше того, который был предусмотрен разработчиками, как это улучшает помехозащищённость? Если взять во внимание, что входное сопротивление пина ~100МОм, кроме как излишнее нагревание транзистора оптопары, я других «улучшение» не вижу.
И не особо доверяйте картинкам из интернета. Я при разработке одной железки столкнулся с тем, что одна и та же ошибка кочует с сайта на сайт. Ощущение такое, что из головы рисуют и не проверяют.
Раньше нас лучше натаскивали, чем современных схемотехников.
А ссылка данная Вами работоспособна, но не учитывает некоторых нюансов, которые могут возникнуть при эксплуатации.
Весь сайт Гайвера осыпан криками помогите. А часть из них и есть эти нюансы.
@Carlo, вторая схема отлично подойдёт, разве что резистор 4.7к я бы заменил на 5.1к. Иначе при посадке аккумулятора до 10. 5в есть риск не получить минимально необходимый уровень напряжения для 1. Если правильно помню, мин напряжение должно быть выше 2.8в.
Если я буду использовать pinMode(pin,INPUT_PULLUP) и у меня будет 2 логических входа от сети автомобиля. Правильно ли я вас понял что при логическом +12-15 на пине ардуино будет LOW? Верно ли по схеме? Не много ли 3.3V для оптопары?

Из даташита на оптопару:

@Carlo, да вы правильно поняли. 1 будет равна low на входе Ардуино, а 0 high.
Почему ваш выбор пал на ту оптопары, что вы нарисовали, почему не копеечные PC817?
Смотрите, по входу оптопары не так важно напряжение, главное, чтобы оно не превышало обратное напряжение пробоя светодиода внутри. Оптопаре нужен более менее стабильный ток, а не напряжение. Минимальный ток светодиода PC817, чтобы фототранзистор перешёл в какбы в ключевой режим (на хлопский ум), и четко срабатывал, где-то 6.6мА.
Вот вам и нужно посчитать входной резистор так, чтобы обеспечить этот минимальный ток на напряжении батареи автомобиля где-то 10.5в. итак выходит вот так
При этом, на вскидку, при входном напряжении батареи 15-16в, ток светодиода, ИМХО, не превысит максимальный для этой оптопары. (Лень искать даташит, и считать)
Нашел вот такую pdf-ку. В принципе можно ограничить 2 резисторами 1к и 470, но насколько помню в автомобиле могут быть скачки бортового напряжения до 100 вольт — может выкинуть генератор, если есть проблемы с соединением или самим аккумом. Поэтому остановился на такой схеме:
@Carlo, да вы правильно поняли. 1 будет равна low на входе Ардуино, а 0 high.
Почему ваш выбор пал на ту оптопары, что вы нарисовали, почему не копеечные PC817?
Смотрите, по входу оптопары не так важно напряжение, главное, чтобы оно не превышало обратное напряжение пробоя светодиода внутри. Оптопаре нужен более менее стабильный ток, а не напряжение. Минимальный ток светодиода PC817, чтобы фототранзистор перешёл в какбы в ключевой режим (на хлопский ум), и четко срабатывал, где-то 6.6мА.
Вот вам и нужно посчитать входной резистор так, чтобы обеспечить этот минимальный ток на напряжении батареи автомобиля где-то 10.5в. итак выходит вот так Посмотреть вложение 12252
При этом, на вскидку, при входном напряжении батареи 15-16в, ток светодиода, ИМХО, не превысит максимальный для этой оптопары. (Лень искать даташит, и считать)
@Carlo, ну, стабилитрон можно, и даже нужно, поставить и по входу оптопары, после резистора, вольт эдак от 20. И да, если вы печетесь о надёжности, то с оптопарой в десятки раз надежнее. А то подключение, которое вы в результате выбрали, в случае обрыва стабилитрона, даст около 35в на входе контроллера, при всплеске в 100в входных.
В случае же с оптопарой, она может даже не заметить короткий выброс напряжения, потому как на ней напряжение будет 1.5в при 15в входных, а при входных 100в, напряжение пропорционально преобразуются в ток, и выделяемую мощность светодиода. Пока он разогреется до критической температуры, всплеск скорее всего уже закончится. Схема может и уцелеть. Потому то в промышленных контроллерах и используют развязку на оптопарах.
@Carlo, Представленная Вами схема наиболее правильна в данном случае. Особенно если после неё поставить оптопару как сказал @kostyamat, А проблему с питанем ардуинки можно на самом деле решить с помощью изолированного DC/DC преобразователя. Кроме этого, если схему доработать добавив транзистор на входе оптопары. Тогда диапазон входных напряжений расширится до 3-50 вольт. При больших бросках схема просто отключится на время в несколько миллисекунд. Показать схему не могу. Она у меня на работе. Что точно могу сказать, где её искать, это входной каскад твердотельных реле. Я её оттуда срисовал.
Vf типовое 1.2в, а не 1.4(предельное значение). Это во первых, во вторых — вам не надо получать на транзисторе 50мА, там ток коротко-замкнутого транзистора даже до 500мкА не дотянет, с подтяжкой то в 10кОм к +5в. А если INPUT_PULLUP, то вообще ~250мкА. Поэтому ориентироваться на ток светодиода в 20мА смысла не имеет. Ставьте 1кОм минимум по входу оптопары, и у вас будет не плохой запас по перегрузке, на всякого рода всплески входного напряжения.
Vf типовое 1. 2в, а не 1.4(предельное значение). Это во первых, во вторых — вам не надо получать на транзисторе 50мА, там ток коротко-замкнутого транзистора даже до 500мкА не дотянет, с подтяжкой то в 10кОм к +5в. А если INPUT_PULLUP, то вообще ~250мкА. Поэтому ориентироваться на ток светодиода в 20мА смысла не имеет. Ставьте 1кОм минимум по входу оптопары, и у вас будет не плохой запас по перегрузке, на всякого рода всплески входного напряжения.
Carlo
Carlo
✩✩✩✩✩✩✩
16 Апр 2020

Многие автолюбители ищут возможность обезопасить аккумуляторную батарею своей машины от случайного короткого замыкания, при подключении к ней различных приборов. Сделать это поможет несложная схемка на распространенной оптопаре и N-канальном КМОП-транзисторе IRFZ44N с небольшим проходным сопротивлением и высокой скоростью переключения. Поскольку данный электронный элемент разрабатывался специально для установки на низковольтные коммутационные системы, при поляризации в 12В у него наступает режим насыщения. В нем проходное сопротивление транзистора стремится к минимуму, и на нагрузку выделяется до 70% энергии. Это не дает детали достичь предельных температур, и дополнительное охлаждение в данном случае не требуется.
Далее готовится оптопара. Используется одноканальный оптрон с высокой изоляцией напряжения вход/выход и закрытым оптическим каналом. Подойдет PC817 или его аналоги. С лицевой стороны он имеет вдавленную точку, соответствующую аноду встроенного диода. Потом, против часовой стрелки, следуют катод, эмиттер и коллектор.
Для ограничения тока через него шунтируется анод и коллектор резистором на 1 кОм. Еще один резистор в 1 кОм подпаивается к катоду оптопары. Вторая ножка этого сопротивления соединяется со стоком «полевика». Потом эмиттер оптрона шиной из толстого провода присоединятся к затвору транзистора.
Далее к эмиттеру и коллектору оптрона подключается тактовая кнопка. Такие переключатели обычно трехконтактные (общий, нормально открытый и нормально закрытый), а их ножки соединяются вдоль, через корпус. К стоку «полевика» подпаивается анод красного светодиода (5мм, 2В, 20мА). Его катод через сопротивление в 1 кОм соединяется с истоком IRFZ44N.
Оптопара представляет собой простой электронный компонент, который используется для соединения отдельных цепей с помощью светочувствительного оптического интерфейса. Оптопара или оптоизолятор состоит из излучателя света, ИК-светодиода и светочувствительного приемника, который может быть одним фотодиодом, фототранзистором, фоторезистором, фототиристором или фототриаком. Тестер оптопары используется для проверки работоспособности любого приемника оптопары.
Это простая, полезная и недорогая схема, которая поможет вам определить функциональное состояние оптопары. Итак, в этом уроке. мы рассмотрим пошаговый процесс «Как сделать схему тестера оптопары» для оптрона общего назначения PC817.
Следующие компоненты необходимы для изготовления схемы тестера оптопар 26 1) ИС оптопары PC817 1 2) Светодиод 5 мм, 3,5 В 1 3) Кнопка 900 38 – 1 4) Резистор 1K 1 5) 900 38 Розетка – 4 6) Паяльник 45 Вт – 65W 1 7) Паяльная проволока с флюсом – 1 8) 900 38 Veroboard – 1 9) Батарея постоянного тока 9 В 1 10) Зажим для батареи – 1 9003 3 11) Соединительные провода – При необходимости
Эта схема в основном используется для функционального тестирования любой 4-контактной ИС оптрона. Чтобы выполнить проверку функциональности, поместите ИС в гнездовые разъемы так, чтобы эмиттер фототранзистора и анодные контакты ИК-светодиода ИС были подключены к GND схемы, а катод ИК-светодиода и коллекторный контакт фототранзистора IC подключен к 4V VCC.
Теперь подключите цепь к источнику питания. Если при нажатии кнопки загорается светодиод, подключенный к клемме эмиттера, это означает, что микросхема оптопары работает нормально. Если светодиод не светится, это означает, что микросхему необходимо заменить.
Описание работы и характеристик высокоскоростной оптронной пары
PC817
PC817 Высокоскоростная оптопара — это устройство преобразования электричество-свет-электричество, используемое для передачи электрического сигнала со светом в качестве среды. Он состоит из источника света и фотоприемника, которые собраны в одном закрытом корпусе и изолированы друг от друга прозрачным изолятором. Контакт источника света действует как входной терминал, а контакт фотоприемника действует как выходной терминал. Обычно используемым источником света являются светодиоды, а широко используемым фотоприемником — фотодиоды, фототранзисторы и т. д.
Оптопара, также известная как оптоизолятор, имеет хорошую изоляцию для входных и выходных электрических сигналов. Введенные электрические сигналы заставляют светодиод излучать свет с определенной длиной волны, а свет принимается фотоприемником для генерации фототока, который выводится после усиления. Этот процесс реализует преобразование электричество-свет-электричество, поэтому оптопара играет роль входа, выхода и изоляции. За счет взаимной развязки между входом и выходом оптопары и однонаправленной характеристики электрического сигнала оптрон имеет хорошую электрическую изоляцию и помехоустойчивость.
Краткое руководство по электронным генераторам и их различным типам
Как работают микроволновые печи
Основные рабочие характеристики
1. Высокий коэффициент подавления синфазного сигнала
это между светом- излучающая трубка и фотоприемник очень малы (в пределах 2 пФ), синфазное входное напряжение мало влияет на выходной ток через емкость межэлектродной связи, поэтому коэффициент подавления синфазного сигнала очень высок.
2. Выходные характеристики
Выходная характеристика оптрона относится к взаимосвязи между напряжением смещения VCE, прикладываемым фоточувствительной трубкой, и выходным током IC при определенном токе света IF. Когда IF=0, светодиод не излучает свет. В это время выходной ток электрода светочувствительного транзистора называется темновым током, который обычно невелик. При IF>0 под действием определенного IF соответствующий IC не зависит от VCE. Изменение между IC и IF имеет линейную зависимость, а выходные характеристики оптопары, измеренные прибором для построения диаграммы характеристик полупроводниковой лампы, аналогичны выходным характеристикам обычных транзисторов.
3. Характеристики изоляции
(1) Напряжение изоляции (Vio)
Изоляция выдерживает значения напряжения между входом и выходом оптопары.
(2) Емкость изоляции (Cio)
Относится к значению емкости между входом и выходом оптопары.
(3) Сопротивление изоляции (Rio)
Относится к значению сопротивления между входом и выходом оптопары.
4. Характеристики передачи
(1) Коэффициент передачи тока (CTR)
Когда рабочее напряжение выходной лампы имеет заданное значение, соотношение между выходным током и прямым током светодиода относится к коэффициенту передачи тока.
(2) Время нарастания и время спада
При заданных условиях работы светоизлучающий диод вводит импульсную волну заданного тока IFP и выводит соответствующую пульсовую волну от 10% до 90% амплитуды переднем фронте выходного импульса, требуемое время — это время нарастания импульса. От 9От 0% до 10% амплитуды заднего фронта выходного импульса, требуемое время равно времени спада импульса.
Работа оптрона
В следующей части Easybom подробно расскажет о принципе работы высокоскоростного оптрона .
На вход оптрона подается электрический сигнал, чтобы источник света излучал свет. Интенсивность света зависит от величины тока возбуждения. После облучения светом упакованного фотоприемника за счет фотоэффекта генерируется фототок, который выводится фотоприемником. Терминал выведен так, что преобразование между электричеством-светом-электричеством реализовано.
7 Меры предосторожности при ремонте электрооборудования дома
Типы электрических водяных насосов и принцип их работы
Оптопара в основном состоит из трех частей: излучения света, приема света и усиления сигнала. Светоизлучающая часть в основном состоит из светоизлучающих устройств, которые обычно представляют собой светоизлучающие диоды. Когда на светоизлучающий диод подается прямое напряжение, он может преобразовывать электрическую энергию в энергию света и излучать свет. Светодиод может питаться от постоянного, переменного, импульсного и других источников питания. Но они должны использоваться с проходящим напряжением. Светоприемная часть в основном состоит из светочувствительных устройств, которые обычно представляют собой фототранзисторы. Фототранзисторы используют принцип изменения обратного сопротивления PN-перехода от большого до малого под действием света при приложении обратного напряжения.
Оптопара Использование
1. Регулировка напряжения импульсного источника питания
Мы знаем, что в качестве импульсного источника питания мощность оптрона в его цепи получается от вторичного напряжения высокочастотного трансформатора. Как только выходное напряжение уменьшается по разным причинам, ток обратной связи соответственно увеличивается, и рабочий цикл также соответственно увеличивается, увеличивая выходное напряжение; если выходное напряжение увеличивается, ток уменьшается, а рабочий цикл уменьшается, что приводит к уменьшению выходного напряжения. При перегрузке вторичной нагрузки высокочастотного трансформатора или неисправности цепи переключателя питание оптрона отсутствует. В это время оптопара контролирует цепь переключателя, чтобы она не начала вибрировать, и, наконец, защищает трубку переключателя от поломки и сжигания. Таким образом, оптопара выполняет три роли: изоляция, обеспечение сигнала обратной связи и переключение в импульсном источнике питания.
Расчет кВА трансформатора: калькулятор кВА трансформатора
Классификация трансформаторов тока на основе четырех параметров
На следующем рисунке показана схема импульсного источника питания, состоящая из PC817 оптопары 9 0232 и стабилитрон. Некоторые импульсные источники питания вместе с TL431 образуют цепь с более высокой точностью. Обратите внимание, что эта оптопара обычно является линейной.
PC817 Высокоскоростная оптопара для регулировки напряжения питания
2. Оптопара в качестве переключателя переменного тока
Поскольку оптопара имеет однонаправленную передачу, а входной и выходной конец электрически изолированы, выходной сигнал не влияет на входной конец, поэтому он широко используется в различных схемах изоляции. . В силовой электронике он часто используется для формирования изолирующей цепи с сильной защитой от помех вместе с TIRAC, как показано на рисунке ниже. Обратите внимание на увеличение сопротивления ограничения тока и добавление RC-цепи поглощения или варистора параллельно выходной нагрузке, что помогает защитить нагрузку.
Высокоскоростная оптопара PC817 в качестве переключателя переменного тока
3. Обнаружение пересечения нуля
Пересечение нуля может быть реализовано разными способами, включая последовательное подключение двух диодов или преобразование с помощью оптронов. Как показано на рисунке ниже, используются две оптопары и вход переменного тока, а две оптопары подключены обратно параллельно. В отрицательный полупериод соответственно включены две оптопары. Когда сеть не находится в точке пересечения нуля, включается только одна оптопара. В это время выход низкий. Когда сеть поворачивается до точки пересечения нуля, обе оптопары выключаются. В это время, из-за действия R3, вывод выдает высокий уровень, так что на выходе получается импульсный сигнал с периодом 10 мс. Поскольку эта цепь изолирована оптопарой, эта схема обнаружения перехода через ноль более безопасна, чем схема с последовательными диодами.
Высокоскоростная оптопара PC817 в качестве детектора пересечения нуля
4. Другие области применения
В дополнение к трем вышеперечисленным схемам оптопара также может использоваться в других схемах, включая схемы запуска, логические схемы, схемы усилителей импульсов и т. д.
Что такое высокоскоростная оптопара?
Как и оптрон, он состоит из светодиода и фототранзистора. Он использует световой сигнал для передачи информации и реализует электрооптическую электрическую передачу сигнала цепи (схема фотоэлектрической связи). Вход схемы должен быть полностью изолирован от электричества, что обеспечивает электрическую изоляцию входных и выходных портов и улучшает ее помехозащищенность, надежность и стабильность. Этот метод передачи информации превосходит все общие решения, использующие трансформаторы и реле в качестве изоляции для передачи сигнала, но его преимущество заключается в высокой скорости, то есть скорость передачи сигнала высока, что очень часто встречается в конструкции, требующей передача сигнала.
7 причин изучать электротехнику
Аналоговая и цифровая электроника для инженеров Книга в формате pdf
Применение высокоскоростных оптронов
Может использоваться для высокоскоростного счетчика ПЛК, управления серводвигателем, поворотным энкодером, решетка выход линейки и преобразование сигналов, таких как ПЛК и одночиповый импульс; ПЛК, система управления серводвигателем, защита от помех; взаимное вращение различных стандартных и нестандартных импульсных сигналов; Произвольная форма волны (синусоидальная волна, треугольная волна, неправильная форма волны) в прямоугольный импульсный сигнал и так далее.
В схеме коммутации часто требуется хорошая электрическая изоляция между схемой управления и выключателем, что сложно для обычных электронных выключателей, но легко достигается с их помощью.
C. Используется для бистабильной выходной цепи, поскольку светодиоды могут быть соединены последовательно с двумя эмиттерными контурами, что может эффективно решить проблему развязки между выходом и нагрузкой.