Optocsatoló, mi ez és hogyan működik

A optocsatoló más néven optoizolátor, egy elektronikus áramkör, amely úgy működik, mint a kapcsoló izolált optikailag. Vagyis lehetővé teszi az elektromosan izolált kapcsolatot két áramkör között, amelyek különböző feszültségeken működnek. Infravörös fény által aktivált led és vezérlő áramkör építi fel. Többek között az optocsatolók egyik fő előnye a terhelés és a vezérlő elektronika közötti elektromos szigetelésük. Az egyetlen kapcsolat mindkét elem között a LED fénye, amely aktiválja a fototranzisztort. Az 1. ábra a fototranzisztoros kimenettel rendelkező optocsatoló általános diagramját mutatja.

hogyan

1.ábra. Optocsatoló általános diagram opto-tranzisztoros kimenettel.

Optocsatoló és alkatrészei

A optocsatoló Két fő elemmel tervezték. Az első egy infravörös LED, ez az eszköz "távolról" aktiválja az opto-tranzisztort. A második elem az elektronikus vezérlő eszköz. Típustól függően ez lehet opto-tranzisztor, TRIAC, Darlington tranzisztor, SCR vagy digitális kapu [1] [2]. Például egy közös optocsatoló a 4N25, Ide tartozik az opto-tranzisztor vezérlésére szolgáló eszköz. Épp ellenkezőleg a MOC3011 tartalmaz egy optikailag aktivált TRIAC-ot. Végül a led célja a vezérlőelem aktiválása.

Amint láthatja, az optocsatolók a birtokukban lévő vezérlőelem típusa szerint osztályozhatók. Valójában a 2. ábra a különböző típusú elektromos vagy elektronikus ábrákat mutatja.

  • TRIAC (3)
  • Tranzisztor (1)
  • TRIAC nulla keresztezési detektorral
  • Darlington tranzisztor (4)
  • Logika
  • Mosfet (2)

2. ábra. Optocsatoló és a különböző kimenettel rendelkező optocsatolók különböző elektromos diagramjai.

Optocsatoló és alkalmazásai

A optocsatolók olyan aktiváló terheléseket tartalmaznak, amelyek elektromos zajt indukálhatnak a vezérlőrendszerben. Amikor egy induktív terhelést, például egy motort aktiválnak és inaktiválnak, zavarokat, például elektromos zavarokat okoz a rendszer tápellátásában. Még olyan terhelések is, amelyek sok energiát vonnak le a forrásból, pillanatnyilag lemeríthetik a forrás által felhasznált feszültséget vagy áramot. Ezek elkülönítésére optocsatolókat használnak elektronikus zavarok.

Az optocsatolókat általában más vezérlőelemekkel, például MOSFET-ekkel, TRIACS-okkal, teljesítménytranzisztorokkal, mechanikus relékkel vagy szilárdtest-relékkel együtt használják. Ebben az esetben, ha más elektronikus áramkörökkel együtt használják, a cél az, hogy elkülönítsék a vezérlő rendszer forrását azoktól a zavaroktól, amelyek bekapcsolhatják vagy kikapcsolhatják az olyan működtetőket, mint a motorok, a lámpák stb.

Általában nem egyedül használják őket, mert nincs sok képességük a sok erő eloszlatására. Más szavakkal, korlátozott az áram és a feszültség tekintetében, amely áthaladhat a vezérlő kapcsain, ezért ajánlott ezeket más nagyobb működési teljesítményű elemekkel, például relével vagy TRIAC-vel együtt használni. Ha további alkalmazások és áramkörök érdeklik, megtekintheti a referenciadokumentumot [3].

Néhány leggyakrabban használt optocsatoló

Az oktatási alkalmazásokhoz használt legtöbb optocsatoló a következők:

  • 4N25 - Tranzisztor kimenet
  • MOC3011 - Optocsatoló kimenettel a TRIAC számára
  • MOC3010 - Kimenet a TRIAC-hoz
  • 4N35 - Kimenet egy tranzisztorra
  • PC817 - Tranzisztor kimenet

Az Ön által használt optocsatoló a vezérelni kívánt terheléstől, a végrehajtani kívánt vezérlés típusától és a vezérlési logika feszültségétől függ.

Összegzés

Összegzésképpen: ha aggódsz olyan elektromos zavarok miatt, amelyek terhelést okozhatnak a beágyazott rendszerben, tanácsos külön tápegységeket és optocsatolót használni. Ne feledje, hogy ez az eszköz nem képes sok energiát kezelni. Ezután olyan elemet kell használni, amely képes a nagyobb teljesítmény vezérlésére. Az optocsatoló az egyik legjobb lehetőség két elektromos fokozat leválasztására.

Szerző: Dr. Rubén Estrada Marmolejo

Tantárgyprofesszor, Guadalajarai Egyetem, Mexikó.