CÁCH SỬ DỤNG OPTO

      29

Trong bài này chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về opto, kết cấu và nguyên lý buổi giao lưu của nó. Cách vận dụng opto trong những mạch năng lượng điện tử như thế nào?


Ký hiệu và phân loại OptoCác các loại Opto thông dụngNhững thông số kỹ thuật cần chú ýỨng dụng của Opto trong thực tếLời kết

Opto là gì?

Opto (optocoupler) còn gọi là bộ Opto phương pháp li quang là một phần tử phân phối dẫn thực hiện tại truyền bộc lộ giữa nhị phần mạch bị biện pháp li với nhau về điện bởi cách sử dụng ánh sáng.

Bạn đang xem: Cách sử dụng opto

Cách li bằng ghép quang quẻ học được cho phép tránh được sự xâm nhập năng lượng điện áp cao tới hệ thống thu dìm tín hiệu. Linh kiện thương phẩm hiện đã đạt được mức biện pháp li vào-ra là 10 KV và đáp ứng với chuyển đổi ở nấc 10 kV/μs.

*

Các thuật ngữ photocoupleroptocoupler và opto-isolator thường được sử dụng sửa chữa thay thế cho nhau trong tài liệu kỹ thuật với điện tử. Để dễ dàng trong kỹ thuật các kỹ sư chỉ gọi thông thường là opto mang đến dễ nhớ.

Về lý thuyết mà nói, tất cả sự biệt lập giữa những thuật ngữ optoisolatoroptocoupler. Yếu hèn tố rõ ràng giữa cỗ ghép quang và bộ giải pháp li quang đãng là sinh hoạt sự chênh lệch năng lượng điện áp hiệu dụng ​​giữa nguồn vào và đầu ra:

Opto-coupler: Opto-coupler thường được áp dụng để media tin chuyên môn số tựa như giữa các mạch trong lúc vẫn duy trì sự biện pháp li về điện ở điện thế lên tới mức 5000 Vôn.Opto-isolator: Bộ cách li quang hay được áp dụng trong khối hệ thống điện và được sử dụng để truyền thông tin tương tự hoặc tiên tiến nhất giữa những mạch bao gồm điện cố chênh lệch bên trên 5000 Vôn.

Cấu chế tạo ra của Opto

Về cơ bản, bộ giải pháp li quang bao hàm 2 nguyên tố chính:

Phần vạc ánh sáng: linh phụ kiện phát ánh nắng ở phía nguồn vào lấy dấu hiệu đến rồi gửi nó thành bộc lộ ánh sáng. Điển hình của bộ phát sáng là 1 điốt phạt quang (LED – Light Emitting Diode).

*

Mặt giảm Photocoupler Planar (trên) với silicone dome (dưới)

Bộ phát và dò tia nắng được kiểm soát và điều chỉnh để cân xứng với nhau, tất cả bước sóng phù hợp để đã có được sự ghép nối về tối đa.

Bộ ghép quang cũng hoàn toàn có thể chứa các mạch điện khác, Ví dụ: nó bao gồm thể bao gồm điện trở tiếp liền với đèn LED. Bộ ghép quang cũng có thể có thể bao hàm bộ khuếch đại đầu ra.

Ký hiệu với phân một số loại Opto

Ký hiệu của Opto

*

Các nhiều loại Opto thông dụng

Opto P521 

*

Cách xác minh chân của opto 521: Chân một là gần vết chấm xung quanh opto ( dấu chấm nhỏ dại lõm xuống), gần chân một là chân 2, đối diện chân 1 là chân 3, bên chân 3 là chân 4.

Trong đó:

1 là Anode2 là Cathode3 là Emitter (bộ phát)4 collector (bộ thu)Opto 4N35 

*

Là linh kiện có 6 chân, cách khẳng định chân tựa như như P521. Opto này có thể điều khiển bằng cả input quang hoặc biểu thị điều khiển 

1 là Anode2 là Cathode3 là NC4 là Emitter5 là Collector6 là BaseOpto pc817

Là linh kiện có 4 chân, biện pháp хác định chân giống như như P521

Hình dưới là sơ đồ chân của opto này. Bọn họ dựa vào chấm tròn bên trên opto là điểm bắt đầu. Đó là điểm đánh dấu chân dương của LED hồng ngoại từ đó khẳng định các chân không giống theo sản phẩm tự như hình.

*

Opto rãnh là gì?

*

Là opto bao gồm một khoảng trống (rãnh) thân LED phát cùng transistor quang quẻ thu; bình thường không tất cả vật cản, ánh sáng từ LED phát đã truyền đến transistor thu, tuy thế nó đã bị ngăn chặn nếu tất cả vật thể nằm trong rãnh này. 

Opto phản xạ là gì? 

*

Là opto mà các LED với transistor quang đãng được đặt thuộc phía ở phía bên trong opto, cả nhị mặt của chúng hướng ra bên ngoài. Bài toán truyền tín hiệu giữa LED phát và transistor thu theo cách thức phản xạ ánh sáng qua vật dụng thể phản chiếu (như lớp sơn sắt kẽm kim loại thậm chí là sương, khói …) sống phía bên ngoài có khoảng tầm cách tương xứng với led và transistor quang.

Nguyên lý hoạt động của Opto

Nguyên lý hoạt động của photocoupler đơn giản. Hoàn toàn có thể lập bằng linh kiện rời tất cả một diode phát quang LED hướng luồng sáng sủa vào cửa sổ của một điốt quang hoặc transistor cảm quang đãng (phototransistor), tất cả gói trong vỏ bịt kín ánh sáng.

Khi LED phát sáng với cường khả năng chiếu sáng nào đó, thì vùng base của transistor cảm quang tiếp nhận ánh sáng sủa và giảm mức năng lượng điện trở thuần tương tự của transistor, làm cái qua transistor Ic tăng. Lúc đó sẽ sở hữu hai mức độ chính:

Nếu cường khả năng chiếu sáng đủ mạnh, thì transistor cảm quang quẻ đạt trạng thái bão hòa. Photocoupler thực hiện truyền dấu hiệu logic, và trong thực tế đây là ứng dụng chủ yếu của photocoupler.Nếu cường khả năng chiếu sáng đủ yếu, transistor cảm quang ko đạt tinh thần bão hòa. Photocoupler triển khai truyền tín hiệu analog. Chính sách này có thể được áp dụng nhưng không nhiều, bởi vì rằng con đường đặc con đường quan hệ vào-ra gồm đoạn tuyến đường tính hơi hẹp, không bảo vệ truyền chân thực tín hiệu.

Các photocoupler yêu quý phẩm được chuẩn chỉnh hóa các đặc trưng kỹ thuật, nhất là mức độ bí quyết li và tốc độ đáp ứng xung để chuyển động trong những thiết bị số.

*

Cách chất vấn Opto lỗi hỏng

Ở đây họ sẽ soát sổ một opto lúc đang làm cho việc. Họ sẽ lựa lựa chọn một opto thường xuyên được thực hiện nhất (PC123 – 4 chân) để chất vấn tuy nhiên bạn có thể sử dụng qui định này cho toàn bộ các opto khác (lưu ý: bạn nên kiểm tra các thông số kỹ thuật kỹ thuật)

*

Bước 1:

Xác định những chân theo sơ vật dụng trên, trước tiên là cực dương và cực âm của led (trong trường hòa hợp này là chân 1 với 2) và tiếp nối sử dụng Ôm kế, điều chỉnh ở thang đo ‘X1Ω’, đo thân hai chân 1 với 2.

Bạn thấy kết quả có một chiều mà lại kim đồng hồ đeo tay tăng lên đến một quý hiếm điện trở và khi thay đổi chiều thì kim đồng hồ đeo tay không lên (giống như khi chúng ta kiểm tra một diode). Nếu như bạn nhận được tác dụng khác thì có nghĩa là đèn LED có sự việc và bạn phải thay opto khác.

Bước 2:

Nếu đèn LED tốt thì bọn họ tiếp tục kiểm tra transistor quang. Bạn có thể đo bởi Ôm kế giống hệt như đèn LED cơ mà đo thân chân 3 cùng 4. Khi kim đồng hồ chỉ mức giá thành trị năng lượng điện trở cao transistor quang đãng (phototransistor) tốt.

Nếu bạn không đọc được gì, là do hầu hết các transistor quang bao gồm điện trở cao nên đồng hồ không đo được; khi gặp phải trường phù hợp này chúng ta cũng có thể mắc thông suốt hai Ôm kế để tăng giá trị thang đo. Tuy vậy vì ko phải ai ai cũng có 2 đồng hồ thời trang đo bởi vậy chúng ta cũng có thể dùng phương pháp thực nghiệm nắm thế.

Những thông số kỹ thuật cần chú ý

Tỷ số truyền chiếc điện (CTR):

Một trong số những thông số đặc biệt của opto là hiệu quả cách li của nó. Tham số này được buổi tối đa hóa bằng sự kết hợp ngặt nghèo giữa đèn LED với đèn quang năng lượng điện (thường vận động ở dải hồng ngoại). Tác dụng cách li của một opto được xác minh một cách thuận lợi bởi tỷ số truyền đầu ra-đầu vào (CTR). Tức là tỷ lệ loại điện cổng output của IC (được đo tại đầu thu của transistor quang) chia cho số chiếc điện đầu vào IF (dòng vào LED thu).

Điện áp biện pháp li nguồn vào và cổng đầu ra (Viso):

Chênh lệch năng lượng điện áp về tối đa giữa nguồn vào và đầu ra trong vòng từ 500V đến 4 kV.

Xem thêm: 8 Loại Thuốc Trị Thoái Hóa Cột Sống Lưng, Thuốc Thoái Hóa Cột Sống

Điện áp thu-phát cực to (VCEmax) :

Đây là năng lượng điện áp DC tối đa được cho phép có thể thực hiện trên đầu ra các bóng bán dẫn. Giá chỉ trị tất cả thể biến hóa từ 20V đến 80V.

Băng thông:

Đây là tần số có thể truyền qua opto khi vận động ở chế độ bình thường. Tần số chuyển đổi trong khoảng chừng từ trăng tròn to 500 kHz.

Thời gian đáp ứng:

Chia làm thời hạn tăng tr và thời hạn giảm t*. Đối với đầu ra transistor quang, tr và t* thường khoảng chừng từ 2-5us.

Ứng dụng của Opto vào thực tế

*

Các bộ cách li quang đãng học hoàn toàn có thể được áp dụng trong ngẫu nhiên trường hợp nhưng tín hiệu buộc phải truyền qua thân hai mạch được cách li với nhau. Sự giải pháp li năng lượng điện giữa nhì mạch (tức là hai mạch không tồn tại dây dẫn chung) cần phải có một lắp thêm để ngăn ngừa nhiễu được tạo ra trong quy trình truyền từ mạch này cho tới mạch kia.

Điều này rất cần thiết cho vấn đề ghép nối giữa các mạch tích lũy thông tin điện áp cao và các mạch logic điện áp thấp. Vì các mạch thông tin hầu hết sẽ buộc phải tiếp xúc với các nguồn nhiễu và các mạch logic không thể chịu được các tín hiệu nhiễu này.

Phương pháp ghép quang học tập là loại trừ sự quan trọng của một tiếp điểm được tinh chỉnh và điều khiển rơle hoặc một máy thay đổi áp giải pháp li, phía trên là cách thức truyền thống cách li điện giữa những mạch. Phương pháp ghép quang học là ưu việt trong vô số nhiều ứng dụng chính vì nó thải trừ một số điểm yếu kém của rơle cùng máy biến chuyển áp.

Các opto vận động tốt trên các tín hiệu điện áp cao AC, DC. Do đó bộ thay đổi tín hiệu sử dụng ghép nối quang đãng học song khi còn gọi là bộ thay đổi tín hiệu chung.

Công tắc phương pháp ly sử dụng Opto DC (opto thường)

*

Mạch áp dụng dùng bí quyết li quang

Nhìn vào sơ thứ trên các bạn sẽ thấy, khi biểu hiện đầu vào sinh sống mức 0V thì đèn LED không có dòng năng lượng điện chạy qua phải không phát sáng. Photo transistor không dẫn điện và gồm tổng trở hết sức lớn. Biểu đạt điện áp rơi trước hết trên chân C của photo transistor là VCC.

Khi bộc lộ đầu vào ở mức 5V thì đèn LED sẽ sở hữu được dòng năng lượng điện chạy qua yêu cầu phát sáng. Ánh sáng sủa này hấp thụ vào photo transistor làm cho nó dẫn điện. Trở kháng bây giờ của photo transistor rất bé xíu và nó gần như dẫn thông xuống mass làm dấu hiệu điện trên chân C sụt về 0V.

Như vậy, qua ví dụ trên các chúng ta cũng có thể thấy, rất có thể dùng opto nhằm một biểu thị 5V điều khiển một biểu hiện VCC thông qua ánh sáng. Giỏi nói phương pháp khác, thứ này có thể chấp nhận được sử dụng một điện áp bé dại để điều khiển và tinh chỉnh một năng lượng điện áp béo hơn.

Trong mạch ví dụ này, năng lượng điện trở 270kΩ được kết nối bên ngoài được áp dụng để điều khiển và tinh chỉnh độ nhạy tia nắng của transistor quang. Quý hiếm của năng lượng điện trở rất có thể được chọn để cân xứng với bộ biện pháp li quang đãng đã lựa chọn và độ nhạy chuyển mạch yêu cầu thiết. Tụ điện ngăn chặn mọi tự dưng biến hoặc vượt độ năng lượng điện áp không mong mỏi muốn hoàn toàn có thể dẫn đến sự việc kích hoạt sai vào cực nền của transistor quang.

Công tắc phương pháp li quang cần sử dụng opto AC (Opto triac )

Ngoài việc phát hiện những tín hiệu DC cùng dữ liệu, bộ phương pháp li Opto-triac bao gồm sẵn cũng được cho phép điều khiển thiết bị cùng đèn sử dụng nguồn AC. Các bộ ghép quang cần sử dụng triac quang đãng như MOC3020, gồm điện áp định mức khoảng tầm 400 vôn, tạo cho chúng ưng ý cho kết nối nguồn năng lượng điện trực tiếp và dòng điện tối đa khoảng tầm 100mA.

Đối với những tải được cung cấp nguồn cao hơn, opto-triac hoàn toàn có thể được thực hiện để cung ứng xung cổng cho 1 triac khác lớn hơn thông qua một điện trở tiêu giảm dòng điện như hình 5.

*

Mạch vận dụng dùng giải pháp li quang

Loại thông số kỹ thuật bộ phương pháp li quang này tạo thành thành các đại lý của một áp dụng rơle tinh thần rắn rất đối kháng giản hoàn toàn có thể được áp dụng để điều khiển ngẫu nhiên tải làm sao được cấp cho nguồn từ nguồn AC như đèn và động cơ. Cũng rất khác như thyristor (SCR), một triac có khả năng dẫn điện trong cả nhị nửa của chu kỳ điện áp nguồn AC với tài năng phát hiện nay điểm về không cho phép tải nhận vừa đủ công suất mà lại không cần dòng khởi động to khi thay đổi tải cảm ứng.

Bộ cách li quang là hầu như thiết bị điện tử tuyệt vời có thể chấp nhận được điều khiển các linh phụ kiện như transistor công suất và triac tự cổng ra của PC, đưa mạch số hoặc tự tín hiệu tài liệu điện áp thấp ví dụ như tín hiệu từ cổng logic. Ưu điểm chính của opto là khả năng cách li điện cao giữa đầu vào và đầu ra có thể chấp nhận được các dấu hiệu kỹ thuật số tương đối nhỏ điều khiển điện áp, dòng điện và hiệu suất AC lớn.

Bộ bí quyết li quang rất có thể được sử dụng đối với tất cả tín hiệu DC cùng AC với bộ cách li quang sử dụng SCR (thyristor) hoặc triac quang vày các linh kiện cảm quang đãng này được thiết kế với chủ yếu cho các ứng dụng điều khiển nguồn AC.

Ưu điểm thiết yếu của opto dùng SCR quang với triac quang quẻ là biện pháp li trọn vẹn khỏi ngẫu nhiên nhiễu hoặc xung năng lượng điện áp nào hiện diện trên mặt đường dây cung ứng điện AC cũng tương tự phát hiện tại điểm về ko của dạng sóng hình sin giúp giảm dòng đưa mạch và dòng khởi động bảo đảm an toàn bất kỳ chất phân phối dẫn công suất nào được thực hiện khỏi quá với sốc nhiệt.

Ưu điểm khi sử dụng Opto quang

Optocouplers và Opto-isolator là phần đa thiết bị năng lượng điện tử xuất xắc vời. Ưu điểm chính của cục ghép quang đãng là tài năng cách ly năng lượng điện cao. Opto quang bí quyết ly giữa những thiết bị đầu cuối đầu vào và đầu ra. Nó có thể chấp nhận được các dấu hiệu tương đối bé dại điều khiển điện áp, chiếc điện AC to hơn nhiều.

Bộ ghép quang hoàn toàn có thể được sử dụng đối với cả tín hiệu DC cùng AC. Thông thường để tinh chỉnh dòng chuyển phiên chiều tín đồ ta thường được sử dụng bộ ghép quang quẻ SCR (thyristor) hoặc triac. Vì vậy thứ thu quang chủ yếu được thiết kế theo phong cách cho những ứng dụng điều khiển nguồn AC.

Ưu điểm bao gồm của photo-SCRs và photo-triac là cách ly hoàn toàn. Nó hoàn toàn có thể cách ly hoàn toàn khỏi ngẫu nhiên nhiễu hoặc xung điện áp nào. Dường như nó còn giúp phát hiện nay điểm không của dạng sóng hình sin. Điều này giúp giảm dòng gửi mạch và chiếc khởi động. Vì vây có thể bảo đảm bất kỳ tải công suất nào khỏi hiện tượng kỳ lạ “sốc điện”.

Lời kết

Opto là một trong thành phần không thể thiếu trong những mạch cách ly, các mạch gồm điện áp cao. áp dụng opto cũng tương đối đơn giản.

Nếu cảm thấy nội dung bài viết có ích hay review và share cho bạn bè. Đừng quên tham gia nhóm Nghiện lập trình để cùng dàn xếp và kết nối nhé!