Optocouplers, sem tengja hringrásir með ljósmerki sem miðil, eru þáttur sem er virkur á svæðum þar sem mikil nákvæmni er ómissandi, eins og hljóðvist, læknisfræði og iðnaður, vegna mikillar fjölhæfni þeirra og áreiðanleika, svo sem endingu og einangrun.
En hvenær og við hvaða aðstæður virkar optocoupler og hver er meginreglan á bak við það?Eða þegar þú notar í raun og veru ljóstengi í eigin rafeindatækni, getur þú ekki vitað hvernig á að velja og nota hann.Vegna þess að optocoupler er oft ruglað saman við „phototransistor“ og „photodiode“.Þess vegna verður kynnt í þessari grein hvað er ljóstengi.
Hvað er ljóstengi?
Optocoupler er rafeindahlutur sem er ljósfræðilegur orðsifjafræði
tengi, sem þýðir "tenging við ljós."Stundum einnig þekkt sem optocoupler, sjón-einangrunartæki, sjóneinangrun, osfrv. Það samanstendur af ljósgjafa og ljósmóttökuhluta og tengir inntakshliðarrásina og úttakshliðarrásina í gegnum sjónmerki.Það er engin rafmagnstenging á milli þessara rafrása, með öðrum orðum, í einangrunarástandi.Þess vegna er hringrásartengingin milli inntaks og úttaks aðskilin og aðeins merkið er sent.Tengdu hringrásir á öruggan hátt með verulega mismunandi inn- og útgangsspennustigum, með háspennueinangrun milli inntaks og úttaks.
Að auki, með því að senda eða loka fyrir þetta ljósmerki, virkar það sem rofi.Nákvæm meginreglan og vélbúnaðurinn verður útskýrður síðar, en ljósgjafaþáttur ljóstengisins er LED (ljósdíóða).
Frá 1960 til 1970, þegar ljósdíurnar voru fundnar upp og tækniframfarir þeirra voru miklar,ljóseindatæknivarð að uppsveiflu.Á þeim tíma voru ýmsirsjóntækivoru fundin upp og ljóstengið var eitt af þeim.Í kjölfarið sló sjóntækjafræði fljótt inn í líf okkar.
① Meginregla/kerfi
Meginreglan um optocoupler er sú að ljósgeislunarhluturinn breytir inntaksrafmerkinu í ljós og ljósmóttökuhlutinn sendir ljósbakstraumsmerkið til úttakshliðarrásarinnar.Ljósgjafinn og ljósmóttökuhlutinn eru innan í blokkinni af ytri ljósum og þeir tveir eru gagnstæðar hvor öðrum til að senda ljós.
Hálfleiðarinn sem notaður er í ljósgeislandi þætti er LED (ljósdíóða).Aftur á móti eru margs konar hálfleiðarar notaðir í ljósmóttökutæki, allt eftir notkunarumhverfi, ytri stærð, verði o.s.frv., en almennt er oftast notaður ljósrafi.
Þegar það virkar ekki bera ljóstransistar lítið af þeim straumi sem venjulegir hálfleiðarar gera.Þegar ljósið fellur þar fram myndar ljósraflinn ljósaflskraft á yfirborði P-gerð hálfleiðara og N-gerð hálfleiðara, götin í N-gerð hálfleiðara flæða inn í p-svæðið, frjálsa rafeinda hálfleiðarinn í p svæðinu flæðir inn á n svæði, og straumurinn mun renna.
Ljóstransistorar eru ekki eins móttækilegir og ljósdíóður, en þeir hafa einnig þau áhrif að magna úttakið upp í hundruð til 1.000 sinnum inntaksmerkið (vegna innra rafsviðsins).Þess vegna eru þeir nógu viðkvæmir til að taka upp jafnvel veik merki, sem er kostur.
Reyndar er „ljósablokkinn“ sem við sjáum rafeindabúnaður með sömu meginreglu og vélbúnaði.
Hins vegar eru ljósrofnar venjulega notaðir sem skynjarar og gegna hlutverki sínu með því að senda ljósblokkandi hlut á milli ljósgjafa og ljósmóttökuhluta.Til dæmis er hægt að nota það til að greina mynt og seðla í sjálfsölum og hraðbönkum.
② Eiginleikar
Þar sem optocoupler sendir merki í gegnum ljós er einangrunin milli inntakshliðar og úttakshliðar aðalatriði.Mikil einangrun verður ekki auðveldlega fyrir áhrifum af hávaða, en kemur einnig í veg fyrir slysni á straumflæði milli aðliggjandi hringrása, sem er afar áhrifaríkt hvað varðar öryggi.Og uppbyggingin sjálf er tiltölulega einföld og sanngjörn.
Vegna langrar sögu þess er mikið vöruúrval ýmissa framleiðenda einnig einstakur kostur optocouplers.Vegna þess að það er engin líkamleg snerting er slitið á milli hlutanna lítið og endingartíminn er lengri.Á hinn bóginn eru einnig einkenni þess að ljósnýtingin er auðvelt að sveiflast, vegna þess að ljósdíóðan versnar hægt og rólega með tímanum og hitabreytingum.
Sérstaklega þegar innri hluti gagnsæja plastsins í langan tíma verður skýjað, getur það ekki verið mjög gott ljós.Hins vegar, í öllum tilvikum, er líftíminn of langur miðað við snertisnertingu vélrænni snertibúnaðarins.
Ljóstransistorar eru almennt hægari en ljósdíóðir, svo þeir eru ekki notaðir fyrir háhraðasamskipti.Hins vegar er þetta ekki ókostur þar sem sumir íhlutir eru með mögnunarrásir á úttakshlið til að auka hraðann.Reyndar þurfa ekki allar rafrásir að auka hraða.
③ Notkun
Ljóstengieru aðallega notaðir til að skipta um aðgerð.Hringrásin verður virkjuð með því að kveikja á rofanum, en frá sjónarhóli ofangreindra eiginleika, sérstaklega einangrunar og langrar endingar, hentar hún vel í aðstæður sem krefjast mikillar áreiðanleika.Til dæmis er hávaði óvinur rafeindatækja og hljóðbúnaðar/samskiptabúnaðar.
Það er einnig notað í mótor drifkerfi.Ástæðan fyrir mótornum er sú að hraðanum er stjórnað af inverterinu þegar hann er ekinn, en hann framkallar hávaða vegna mikils afkösts.Þessi hávaði mun ekki aðeins valda því að mótorinn sjálfur bilar, heldur flæðir hann einnig í gegnum „jörðina“ sem hefur áhrif á jaðartæki.Sérstaklega er auðvelt að taka upp þennan hávaða með löngum raflögnum, þannig að ef það gerist í verksmiðjunni mun það valda miklu tjóni og valda stundum alvarlegum slysum.Með því að nota mjög einangruð optocouplers til að skipta, er hægt að lágmarka áhrif á aðrar rafrásir og tæki.
Í öðru lagi, hvernig á að velja og nota optocouplers
Hvernig á að nota rétta optocoupler fyrir notkun í vöruhönnun?Eftirfarandi þróunarverkfræðingar örstýringa munu útskýra hvernig á að velja og nota optocouplers.
① Alltaf opið og alltaf lokað
Það eru tvær gerðir ljóstengja: gerð þar sem slökkt er á rofanum (slökkt á) þegar engin spenna er sett á, gerð þar sem kveikt er á rofanum (slökkt) þegar spenna er sett á og gerð þar sem rofinn er settur á. kveikt er á þegar engin spenna er.Settu á og slökktu á þegar spenna er sett á.
Hið fyrra er kallað venjulega opið og hið síðara kallað venjulega lokað.Hvernig á að velja, fer fyrst eftir því hvers konar hringrás þú þarft.
② Athugaðu úttaksstrauminn og beitt spennu
Ljóstenglar hafa þann eiginleika að magna merkið en fara ekki alltaf í gegnum spennu og straum að vild.Auðvitað er það metið, en það þarf að setja spennu frá inntakshliðinni í samræmi við æskilegan útgangsstraum.
Ef við skoðum vörugagnablaðið getum við séð töflu þar sem lóðrétti ásinn er úttaksstraumurinn (safnarstraumur) og lárétti ásinn er inntaksspennan (safnar-emitterspenna).Safnarstraumurinn er breytilegur eftir ljósstyrk LED, svo notaðu spennuna í samræmi við æskilegan útgangsstraum.
Hins vegar gætirðu haldið að úttaksstraumurinn sem reiknaður er hér sé furðu lítill.Þetta er núverandi gildi sem enn er hægt að gefa út á áreiðanlegan hátt eftir að hafa tekið tillit til rýrnunar ljósdíóðunnar með tímanum, svo það er minna en hámarkseinkunn.
Þvert á móti eru dæmi þar sem framleiðslastraumurinn er ekki mikill.Þess vegna, þegar þú velur optocoupler, vertu viss um að athuga vandlega „úttaksstrauminn“ og velja vöruna sem passar við það.
③ Hámarksstraumur
Hámarksleiðnistraumur er hámarks straumgildi sem optocoupler þolir við að leiða.Aftur þurfum við að ganga úr skugga um að við vitum hversu mikið afköst verkefnið þarf og hver inntaksspennan er áður en við kaupum.Gakktu úr skugga um að hámarksgildi og straumur sem notaður er séu ekki takmörk, heldur að það sé einhver framlegð.
④ Stilltu ljóstengið rétt
Eftir að hafa valið réttan optocoupler skulum við nota hann í alvöru verkefni.Uppsetningin sjálf er auðveld, bara tengdu skautana sem eru tengdir við hverja inntakshliðarrás og úttakshliðarrás.Hins vegar ætti að gæta þess að rangstilla ekki inntakshliðina og úttakshliðina.Þess vegna verður þú líka að athuga táknin í gagnatöflunni, svo að þú munt ekki komast að því að ljósfóturinn sé rangur eftir að hafa teiknað PCB borðið.
Birtingartími: 29. júlí 2023