Оптрон диодный: АОД130А, Оптопара диодная, гальваническая развязка электрических цепей

Резисторный оптрон.

В

качестве излучателя используется
светодиод, сверхминиатюрная лампочка
накаливания, дающая видимое или ИК
излучение. Приёмником излучения является
фоторезистор, который изготавливается
из селенида или сульфида кадмия, для
видимого излучения, а для ИК излучения
из селенида или сульфида свинца. Для
хорошей работы резисторного оптрона
необходимо согласование излучателя и
фоторезистора по спектральным
характеристикам. В состав этого оптрона
входит фоторезистор и светодиод. Выходная
цепь питается от постоянного или
переменного напряжения источника.
Напряжение управления, подаваемое на
светодиод, управляет током в цепи
нагрузки. Основные параметры: 1)Максимальные
токи и напряжения на входе и выходе,
2)Выходное сопротивление, 3)Темновое
сопротивление, измеряемое при темновом
токе в несколько мкА, 4)Сопротивление
изоляции, 5)Время включения и выключения.
ВАХ: R_вых=f(I_вх).
Применяются для коммутации больших
мощных источников, автоматической
регулировки усиления, управления
безконтактным делителем напряжения и
т.д.

Диодный оптрон.

В

этих оптронах обычно используется
кремниевый фотодиод и ИК арсенида –
галиевый светодиод. Фотодиод может
работать в фотогенеративном режиме,
создавая фото ЭДС доя 0,5В или в фотодиодном
режиме. Изготавливаются по планарной
технологии. Для повышения быстродействия
в фотодиодах используется “p-i-n”
переход. Основные параметры: 1)Входные
и выходные токи и напряжения для
непрерывного и импульсного режима,
2)Коофициент передачи тока, 3)Время
нарастания и спада входного сигнала.
Существуют конструкции многоканальных
диодных оптронов, когда в 1 корпусе
используется несколько оптопар.
Применяются # на основе диодных оптронов
изготавливаются импульсные трансформаторы,
не имеющие обмоток. Разновидностью
диодных оптронов, является оптрон, в
котором в качестве фотоприёмнка
используется фотоварикап.

Транзисторные оптопары.

В

качестве излучателя обычно используется
арсенидогалиевый светодиод, а в качестве
приёмника биполярный, кремниевый фото
транзистор, типа “n-p-n”.
Основные параметры аналогичны диодным
оптронам. Дополнительно указываются
максимальные токи, напряжения, мощности,
относящиеся к выходной цепи, а так же
темновой ток и времы включения и
выключения. Оптопары этого типа работают
главным образом в ключевых режимах и
применяются в коммутаторных схемах,
устройствах связи, в качестве различных
датчиков и измерительных блоков и т.д.
Для увеличения чувствительности в
оптопаре используются составной
транзистор или диод с транзистором.
Наибольшее быстродействие имеют
оптопары, где используется сочетание
диода и транзистора. Также в качестве
приёмника используются однопереходные
транзисторы и полевые фототранзисторы.

Тиристорные оптопары.

В качестве приёмника
используется фототиристор. Применяются
в схемах для формирования мощных
импульсов, в схемах управления мощными
тиристорами, а так же для коммутации
различных устройств обладающих большими
мощностями.

Оптоэлектронные интегральные микросхемы.

Имеют оптическую
связь между отдельными узлами и
компанентами микросхемы. Эти микросхемы
изготавливаются на основе транзисторов
и кроме излучателя и приёмника содержат
устройства для обработки сигналов,
полученных от излучателя. Особенностью
фотомикросхем является то, что происходит
однонаправленная передача сигнала и
отсутствие обратной связи.

диодный оптрон — это… Что такое диодный оптрон?

диодный оптрон

diode optron

Большой англо-русский и русско-английский словарь.
2001.

• диодный ограничитель
• диодный переключатель

Смотреть что такое «диодный оптрон» в других словарях:

• диодный оптрон (светодиод-фотодиод) — — [Я. Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN diode optron …   Справочник технического переводчика

• Электронное устройство — Эта статья должна быть полностью переписана. На странице обсуждения могут быть пояснения …   Википедия

• Фотодиод — Фотодиод …   Википедия

• Фототранзистор — Оптопара с составным транзистором Фототранзистор  оптоэлектронный …   Википедия

• Компьютерный блок питания — …   Википедия

• Фотодиоды — Фотодиод ФД 10 100 активная площадь 10х10мм2 ФД1604 (активная площадь ячейки 1,2х4мм2 16шт) …   Википедия

• Электроника (наука) — Электроника раздел электротехники, наука об использовании электрических устройств, которые работают на основе управления потоками электронов или других заряженных частиц в таких устройствах, как электронные лампы или полупроводниковые приборы. В… …   Википедия

• Лавинный фотодиод — Структура лавинного фотодиода на основе кремния: 1  омические контакты, 2  антиотражающее покрытие Лавинные фотодиоды (ЛФД; англ. avalanche photodiode  APD)  высокочувствительные полупроводниковые приборы, преобразующие… …   Википедия

• Резисторная оптопара — …   Википедия

Оптрон — Энциклопедия по машиностроению XXL

Оптрон — оптоэлектронный прибор, в котором передача или накопление сигналов обусловлено как световыми, так и электронными процессами состоит из преобразователей световой энергии в электрическую (фоторезистора или фотодиода) и электрической энергии в световую (лампы накаливания, лампы газового разряда, светодиода) между преобразователями осуществляется электрическая, оптическая или комбинированная связь может использоваться как элемент усилительных, логических и других устройств [81.  [c.149]











Оптрон а — диодный б — тиристорный в — резисторный  [c.235]

Однако при повороте диодного оптрона квалифицирующий символ внутри УГО поворачивается вместе с УГО, так как он ориентирован относительно элементов УГО (черт. 36).  [c.244]

Для управления работой оптического процессора, для связи его с другими электронными устройствами обработки информации, входящими в состав оптико-электронного комплекса, необходимы электронные устройства различного функционального назначения. Элементная база этих устройств должна строиться на основе современной микроэлектроники (интегральные схемы, оптроны и т. п.) и интенсивно развивающегося в последние годы нового направления —интегральной оптики.  [c.224]

II — соответственно привод подачи и источник питания второго крайнего электрода М — двигатель возвратно-поступательного перемещения электродов от и ОП2 — оптронные пары R1 w R2 —  [c.160]

В однофазную сеть переменного тока источник тока И-165 включается разъемом XI и выключателем SAI (рис. 2.11). Через предохранитель F1 напряжение 220 В подается на трансформатор управления Г/, о чем сигнализирует лампа EI (сети). Одновременно включается промежуточное реле К2, которое, в свою очередь, включает реле К1 заряда конденсаторов, срабатывающее при нормальном положении блокировок и обесточенном реле аварии К4. Реле К1 включает трансформатор Т2, отключает разрядный резистор R11 и само-блокируется. От выпрямителя VD2 подается напряжение на блок управления, который вырабатывает сигнал для включения оптрона VD8 и разрешения заряда конденсаторов С4— С6 через соответствующие резисторы током выпрямителя VD4—VD7.  [c.384]

Микшеры бывают плавными и ступенчатыми. Если микшер ступенчатый, то должно выполняться условие, чтобы ступенька (шаг) не превышала 1 дБ, так как при большем шаге скачкообразность регулировки становится заметной на слух. Динамический диапазон, т.е. предел регулирования микшера, должен быть не менее 80 дБ. Микшеры выполняют в виде мастичных потенциометров, мостовых регуляторов, на оптронах, герконах и других элементах.  [c.184]

Сигнал подсвета, поступающий в смеситель и определяющий уровень записи, вырабатывается непосредственно прерыванием воздушного промежутка оптрона общего назначения. Для прерывания используется аттенюатор в виде вращающегося синхронно с магнитной головкой диска с прорезями, размеры которых определяют соответственно длительности сигнала подсвета и строчной развертки луча записи (см. стр. 214 и 2I9).  [c.249]

В последнее время все более широкое распространение находят оптоэлектронные приборы — оптроны. Гальваническая развязка в них получается за счет передачи сигнала от входного элемента к выходному элементу прибора при помощи света. Входным элементом является светоизлучающее устройство—светодиод, а вы-210  [c.210]

Для исключения ложных срабатываний все входы логического устройства должны иметь защиту от помех как статических, так и импульсных. Защиту можно выполнить при помощи подключаемых параллельно входу резистора и конденсатора. Хорошие результаты дает гальваническая развязка, например при помощи оптронов входов и логических элементов. Выходная мощность микросхемы недостаточна для включения выходного тиристорного ключа, поэтому на выходах используют промежуточные усилители, выполненные на дискретных транзисторах.  [c.228]

Провода и кабели — это не приборы. Но они являются неотъемлемой частью любого средства измерений. Измерительная техника жадно впитывает в себя новые изобретения и технологии. Не являются исключением и оптроны, гибкие волоконные световоды и оптические кабели.  [c.88]

Наибольшее развитие в настоящее время получила интегральная микроэлектроника, на базе которой разработаны и освоены в серийном производстве многие типы интегральных микросхем. Развитие функциональной микроэлектроники только началось и перспективы ее весьма заманчивы. Однако и сейчас уже существуют некоторые типы ее изделий — ультразвуковые линии задержки, оптроны и т. п.  [c.213]

Другими компонентами микроэлектронной аппаратуры, конструктивно и технологически совместимыми с микросхемами, являются оптроны.  [c.227]

Назначение модуля вывода дискретных сигналов повыщенной мощности СМ-1800.9701 — коммутация исполнительных цепей постоянного тока повышенной мощности. Используется для бесконтактного двухпозиционного управления исполнительными механизмами без применения промежуточных усилительных устройств. Входными сигналами модуля являются выходные сигналы модулей дискретного вывода. Схема модуля обеспечивает подавление выбросов Э.Д.С. самоиндукции при работе на нагрузку с индуктивной составляющей. Кроме того, осуществляется защита схемы модуля по каждому каналу от перегрузок по току и короткого замыкания. Защита автоматически восстанавливает работоспособность модуля при устранении перегрузки или короткого замыкания. Наличие оптронного гальванического разделения управляющих цепей от исполнительных (выходных) создает условия для широкого использования модуля.  [c.181]

В библиотеках программы PSpi e имеется несколько тысяч математических моделей элементов (диодов, биполярных и полевых транзисторов, операционных усилителей, стабилизаторов, тиристоров, компараторов, магнитных устройств с учетом насьпцения и гистерезиса, оптронов, кварцевых резонаторов, длинных линий с учетом задержек, отражений, потерь и перекрестных помех и др.) Библиотека открыта для включения моделей пользователя, имеются соответствующие инструментальные средства пополнения библиотеки. Предусмотрено взаимодействие аналоговой и цифровой частей схемы.  [c.145]

Вероятность межзоиной рекомбинации и излучательных переходов зона — примесь растет с увеличением (до определенного предела) степени легирования полупроводника, что также используется при изготовлении светодиодов. Рис. 12.12. Схема оптронной Спектральный состав рекомбинацион- ного излучения определяется распреде-  [c.332]

В радиотехнике светодиод в сочетании с фотоприемником (оптронная пара) может служить трансформатором, осуществляющим электрическую развязку цепей (рис. 12.12) Быстродействие светодиодов достигает ss 10- . Фотоприемники могут обеспечить столь же малые постоянные времеии фотоответа, так что такой трансформатор обладает уникальными частотными характеристиками. Применяя гальваническую или оптическую обратную связь и 4нелинейность характеристик фотопремников и светодиодов, можно создавать разнообразные оптронные логические элементы.  [c.333]

Электрические и оптические связи в оптронах I — излучатель г — фотоприёмник з — микроэлектронный блок 4 — отражатель S — управляемая оптическая среда.  [c.463]

Легальные поставки продукции ведущих мировых производителей со склада в Москве и на заказ — оптроны, светоизлучающие диоды, индикаторы, датчики, волоконно-оптические линии связи, ВЧ- и СВЧ-электроника, полупроводниковые лазеры видимого и инфракрасного диапазонов, микросхемы управления и обработки сигналов, фотоприемные устройства, ПЗС-линейки и ПЗС мэтрицы с различным количеством элементов, силовая электроника, аналоговая электроника, компараторы, ЦАП, АЦП любой разрядности, стабилитро-  [c.222]

Среди возможных применений Преобразования частоты в режиме векторного синхронизма в молекулярных кристаллах можно указать на эффективное преобразование частоты с разделением входа и выхода, на создание логических элементов быстродействующих счетных машин, например типа И , основанных на комбинации удвоителя частоты и параметрического генератора, работающего в режиме уменьшения частоты вдвое. Сигнал на выходе такой системы будет появляться лишь при одновременной подаче под углом векторного синхронизма двух световьдх пучков на вход удвоителя частоты. Такие логические элементы имеют равноправные входные и выходные сигналы, что позволяет объединять эти элементы в более крупные блоки без снижения скорости действия отдельных структурных единиц. Это выгодно отличает нелинейные оптические логические элементы от логических элементов на оптронах [265].  [c.182]

Выбор напряжения заряда производится потенциометром R7 (напряжение заряда). При этом в блоке управления напряжение на конденсаторах сравнивается с опорным напряжением и при достижении заданного значения выключается оптрон VD8 и подготавливается к включению оптрон VDI1. Контроль напряжения заряда производится вольтметром PU1 при включенном выключателе SA2 (прибор включен).  [c.385]

Включение разряда производится тумблером SB2, подающим напряжение на реле КЗ. Реле КЗ отключает контрольную цепочку с реле К4, переключает выход блока управления с зарядки на разряд и включает оптроны VD11 и VD12. Окончание процесса сварки отмечается размыканием тумблера SB2. Вместо прибора может быть любое другое механическое или электромеханическое устройство.  [c.385]

В схеме предусмотрены две блокировки. Одна из них находится в цепи питания реле К1 и обеспечивает препятствие свободному доступу к токонесущим элементам схемы. Вторая контролирует отсутствие несанкционированного напряжения на выходе источника питания при пробое одного или обоих оптронов VD11 и VD12. При этом срабатывает реле К4, отключающее реле К1. Аварийное отключение может производиться кнопкой SB1.  [c.385]

Электрооптический экстензометр фирмы Оптрон Корпорейшен  [c.79]

Оптроны — приборы, в которых в одном корпусе размещены оптически связанные между собой источник и приемник излучения (наиболее часто — это светодиод и фотодиод). Оптроны позволяют осуществлять управление без гальванической связи входной и выходной цепей. Помимо диодных оптронов выпускаются фоторезисторные, транзисторные и тиристорные оптроны. Они отличаются от диодных типом фотоприемника.  [c.470]

Если в качестве источников света используются лазеры, к термину оптоэлектроника» добавляется слово когерентная». Если же речь идет только о замене электрических связей оптическими, говорят об оптро-нике». Оптрон — это прибор, состоящий из источника и приемника света, связанных оптически. Оптроны преобразуют и усиливают электрические и  [c.88]

Оптрон (рис. 133) состоит из источника света 4, световода 2 и приемника света 1. В качестве приемника света используют кремниевый фотодиод, полученный в теле полупроводниковой подложки методом диффузии. Световодом служит селеновое стекло, напыленное на подложку. Источник света представляет собой светодиод, образованный напылением на селеновое стекло слоя арсепида галлия с последующим образованием в нем диффузионного р — п-перехода.  [c.227]

Модуль ввода дискретных сигналов СМ-1800.9301 выполняет функции нормализации входных сигналов, оптронного гальванического разделения земли датчика от земли ЭВМ, обеспечивает выдачу в микроЭВМ информации о текущем состоянии восьми датчиков, имеет возможность запоминания состояния датчиков в определенный момент времени. Отличается от модуля ввода дискретных сигналов СМ-1800.9302 количеством каналов, возможностью фиксации состояния датчика, возможностью побитной выдачи информации в микрЬЭВМ. СМ-1800.9302 включает 16 входных  [c.180]

ГОСТ 2.730-73 Единая система конструкторской документации (ЕСКД). Обозначения условные графические в схемах. Приборы полупроводниковые (с Изменениями N 1-4), ГОСТ от 16 августа 1973 года №2.730-73

ГОСТ 2.730-73

Группа Т52

Единая система конструкторской документации

ОБОЗНАЧЕНИЯ УСЛОВНЫЕ ГРАФИЧЕСКИЕ В СХЕМАХ

Приборы полупроводниковые

Unified system for design documentation. Graphical symbols in diagrams. Semiconductor devices

МКС 01.080.40
31.080

Дата введения 1974-07-01

1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Государственным комитетом стандартов Совета Министров СССР

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 16.08.73 N 2002

3. Соответствует СТ СЭВ 661-88

4. ВЗАМЕН ГОСТ 2.730-68, ГОСТ 2.747-68 в части пп.33 и 34 таблицы

5. ИЗДАНИЕ (апрель 2010 г.) с Изменениями N 1, 2, 3, 4, утвержденными в июле 1980 г., апреле 1987 г., марте 1989 г., июле 1991 г. (ИУС 10-80, 7-87, 6-89, 10-91), Поправкой (ИУС 3-91)

1. Настоящий стандарт устанавливает правила построения условных графических обозначений полупроводниковых приборов на схемах, выполняемых вручную или автоматическим способом во всех отраслях промышленности.

(Измененная редакция, Изм. N 3).

2. Обозначения элементов полупроводниковых приборов приведены в табл.1.

Обозначения элементов полупроводниковых приборов

Таблица 1

(Измененная редакция, Изм. N 2, 3).

3, 4. (Исключены, Изм. N 1).
________________
* Таблицы 2, 3. (Исключены, Изм. N 1).

5. Знаки, характеризующие физические свойства полупроводниковых приборов, приведены в табл.4.

Знаки, характеризующие физические свойства полупроводниковых приборов

Таблица 4

6. Примеры построения обозначений полупроводниковых диодов приведены в табл.5.

Примеры построения обозначений полупроводниковых диодов

Таблица 5

7. Обозначения тиристоров приведены в табл.6.

Обозначения тиристоров

Таблица 6

Примечание. Допускается обозначение тиристора с управлением по аноду изображать в виде продолжения соответствующей стороны треугольника.

8. Примеры построения обозначений транзисторов с P-N-переходами приведены в табл.7.

Примеры построения обозначений транзисторов

Таблица 7

Примечание. При выполнении схем допускается:

а) выполнять обозначения транзисторов в зеркальном изображении, например,

б) изображать корпус транзистора.

9. Примеры построения обозначений полевых транзисторов приведены в табл.8.

Примеры построения обозначений полевых транзисторов

Таблица 8

Примечание. Допускается изображать корпус транзисторов.

10. Примеры построений обозначений фоточувствительных и излучающих полупроводниковых приборов приведены в табл. 9.

Примеры построений обозначений фоточувствительных и излучающих полупроводниковых приборов

Таблица 9

11. Примеры построения обозначений оптоэлектронных приборов приведены в табл.10

Примеры построения обозначений оптоэлектронных приборов

Таблица 10

Примечания:

1. Допускается изображать оптоэлектронные приборы разнесенным способом. При этом знак оптического взаимодействия должен быть заменен знаками оптического излучения и поглощения по ГОСТ 2.721-74,

например:

2. Взаимная ориентация обозначений источника и приемника не устанавливается, а определяется удобством вычерчивания схемы, например:

12. Примеры построения обозначений прочих полупроводниковых приборов приведены в табл.11.

Примеры построения обозначений прочих полупроводниковых приборов

Таблица 11

13. Примеры изображения типовых схем на полупроводниковых диодах приведены в табл.12.

Примеры изображения типовых схем на полупроводниковых диодах

Таблица 12

14. Условные графические обозначения полупроводниковых приборов для схем, выполнение которых при помощи печатающих устройств ЭВМ предусмотрено стандартами Единой системы конструкторской документации, приведены в табл.13.

Условные графические обозначения полупроводниковых приборов для схем

Таблица 13

Примечание к пп.2-5. Звездочкой отмечают вывод базы, знаком «больше» или «меньше» — вывод эмиттера.

15. Размеры (в модульной сетке) основных условных графических обозначений даны в приложении 2.

(Измененная редакция, Изм. N 4).

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. (Исключено, Изм. N 4).

Приложение 2 (справочное). Размеры (в модульной сетке) основных условных графических обозначений

ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Справочное

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. (Введено дополнительно, Изм. N 3).

Электронный текст документа
подготовлен АО «Кодекс» и сверен по:
официальное издание
Единая система конструкторской
документации. Обозначения условные
графические в схемах: Сб. ГОСТов. —
М.: Стандартинформ, 2010

Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Оптрон

Cтраница 1

Оптрон состоит из источника излучения и фотоприемника, оптически связанных друг с другом. В качестве источника излучения обычно используют светодиод, а фотоприемника — фоторезистор, фотодиод, фототранзистор или фототиристор.
 [1]

Оптрон, состоящий из системы светодиод R1 — световод — фототранзистор Т, предназначен для передачи информации о численном значении и фазе измеряемого тока с высокого потенциала на потенциал земли.
 [3]

Оптрон U1 повышает стабильность выходного напряжения тем, что, работая по выходу как регулируемое сопротивление, изменяет коэффициент обратной связи схемы управления.
 [4]

Оптрон, или оптронная пара — светодиод, выполненный в одном корпусе с фотодиодом.
 [5]

Оптрон диодный с одним арсенид-галлиевым излучателем и двумя кремниевыми фотоприемниками. Изготовляется в металло-керамическом корпусе с оптическим окном. Используется в качестве датчика положения близких к нему предметов, отражающих излучение диода. Применяются в качестве датчика пульса в электронных пульсметрах.
 [6]

Оптрон можно рассматривать как четырехполюсник, свойства которого описываются входной, передаточной и выходной характеристиками.
 [7]

Оптрон диодный с одним арсенид-галлиевым излучателем и двумя кремниевыми фотоприемниками. Изготовляется в металло-керамическом корпусе с оптическим окном. Используется в качестве датчика положения близких к нему предметов, отражающих излучение диода. Применяются в качестве датчика пульса в электронных пульсметрах.
 [8]

Оптрон является структурным элементом цепей оптоэлектроники, подобно тому, как транзистор является структурным элементом цепей транзисторной электроники. Элементарные оптроны в зависимости от их структуры и выбранной оптоэлектронной пары различаются своими характеристиками и параметрами, что позволяет собирать из них оптоэлектронные схемы и системы различной сложности и назначения.
 [9]

Оптрон — это прибор, в котором при передаче информации происходит последовательное преобразование электрического входного сигнала в оптический, а затем оптического снова в электрический выходной сигнал.
 [10]

Оптрон состоит из источника излучения и фотоприемника, оптически связанных друг с другом. В качестве источника излучения обычно используют светодиод, а фотоприемника — фоторезистор, фотодиод, фототранзистор или фототиристор.
 [11]

Оптрон — это полупроводниковый прибор, в котором конструктивно объединены источник и приемник излучения, имеющие между собой оптическую связь. В источнике излучения электрические сигналы преобразуются в световые, которые воздействуют на фотоприемник и создают в нем снова электрические сигналы. Если оптрон имеет только один излучатель и один приемник излучения, то его называют оптопарой или элементарным оптроном. Микросхема, состоящая из одной или нескольких оптопар с дополнительными согласующими и усилительными устройствами, называется оптоэлектронной интегральной микросхемой. На входе и выходе оптрона всегда имеются электрические сигналы, а связь входа с выходом осуществляется световыми сигналами. Цепь излучателя является управляющей, а цепь фотоприемника — управляемой.
 [12]

Оптрон АОУ103В — допустима замена на АОУ103Б, если последний выдерживает без отпирания напряжение 300 В.
 [13]

Оптрон осуществляет гальваническую развязку фотовспышки от фотокамеры.
 [14]

Оптрон — это прибор, состоящий из источника и приемника света, связанных оптически. Оптроны преобразуют и усиливают электрические и оптические сигналь.
 [15]

Страницы:  

   1

   2

   3

   4

   5

Open Library — открытая библиотека учебной информации

Изобретательство Оптроны

просмотров — 252

Шрокое применение находят полупроводниковые устройства, которые называются оптронами или оптопарами. Οʜᴎ представляют собой согласованные по спектральным характеристикам излучатель и приемник света͵ помещенные в один корпус и электрически изолированные друг от друга.

Связь между ними осуществляется через световой поток электрически нейтральными частицами – фотонами. Такой вид связи слабо подвержен воздействию разного рода электромагнитных помех, а отсутствие непосредственного контакта между излучателœем и приемником дает возможность использовать оптроны в качестве элементов гальванической развязки. Аналогичную роль в цепях переменного тока выполняют трансформаторы. В отличие от них, оптрон может передавать из входной цепи в выходную и сигналы постоянного тока.

Обычно в качестве излучателя используется светодиод, а приемником может быть любой фоточувствительный прибор – фотодиод, фототранзистор, фототиристор, фоторезистор. Соответствующим образом принято называть и оптрон – диодный, тиристорный и т.п. рис. 6.10.

Рис. 6.10. Обозначение на электрических схемах

различных видов оптронов.

Каждый из оптронов характеризуется определœенной совокупностью параметров, в состав которых входят: максимальные значения токов и напряжений на излучателях и фотоприемниках; сопротивление электрической изоляции; напряжение пробоя и емкость между приемным и передающими узлами, времена задержки или максимальная частота при передаче сигналов.

Вместе с тем, для диодных и транзисторных оптронов вводится дополнительный параметр, который принято называть статическим коэффициентом передачи тока. Он определяется из соотношения: , где – ток фотодиода при заданном обратном напряжении на нем или ток фототранзистора при соответствующем напряжении коллектор-эмиттер, а – ток через светодиод. У фототиристорных оптопар имеется параметр, называемый током спрямления по входу. Это минимальный ток светодиода, переводящий фототиристор во включенное состояние.

Сегодня используется следующая система обозначений оптронов: 3ОД или АОД – диодный оптрон, 3ОТ или АОТ – транзисторный оптрон, 3ОУ или АОУ – тиристорный оптрон, 3ОР или АОР – резисторный оптрон. После этой комбинации символов стоит число, обозначающее номер разработки и буква, характеризующая особенности прибора (ЗОД101А, АОТ127А, АОУ115В)

Читайте также

Дискретные входы Дискретные выходы

Дискретные входы и выходы (digital input output) основа любой автоматизации. В автоматизированных системах управления (АСУ ТП) они необходимы для передачи сигналов состояния от какого либо объекта в контроллер, и передачи сигналов управления от контроллера к исполнительному устройству. Такие задачи обычно решаются с помощью разнообразных согласующих каскадов, цепей.

Любой микроконтроллер, процессор, логическая микросхема очень хорошо дружат с дискретными сигналами, но правда в большинстве своем на уровне TTL 5 или 3. 3 В. Промышленная механика и датчики как правило имеют несколько другие «логические уровни» для управления и сигнализации, вот наиболее распространенные: 12VDC, 24VDC, 220VDC, 220VAC. Используются и множество других, нестандартных, уровней напряжений и токов. Поэтому наиболее важная задача согласующей цепи – преобразование внешних сигнальных уровней (полевых устройств) в сигнальные уровни внутренней логики управляющего контроллера и наоборот.

Еще одна важная задача – защита. Самое главное, что нужно защищать – микроконтроллер. Никакие помехи или перенапряжения не должны попадать в мозг автоматизированной системы. Далее я расскажу о способах реализации таких цепей согласования все что знаю.

Рисунок 1

На рисунке 1 приведена схема самой простой реализации дискретного входа с гальванической развязкой. Данная схема рассчитана на номинальное входное напряжение 24 В и постоянный ток, то есть 24VDC. Когда на входе (digitalinput) нет, потенциал на входе микроконтроллера (PortB-0) будет V=Vcc, то есть логическая единица, т.к. транзистор оптопары VU1.1 закрыт. Если на вход digitalinput подать напряжение 24 В, то через светодиод оптрона (VU1.2) потечет ток примерно равный 24/10к = 2.4мА. Соответственно транзистор оптрона откроется и на PortB-0 потенциал изменится до примерно Vss, то есть 0. Как видите работает схема очень просто и очень эффективно. Но есть недостатки, к примеру чувствительность к полярности приложенного напряжения.

Рисунок 2

На следующем рисунке схема немного доработана. Добавлен диодный мост. Благодаря этому этот дискретный вход сможет регистрировать постоянное напряжения любой полярности, ну и конечно переменное напряжение тоже.

Естественно как и везде в электронике, все элементы схемы должны быть рассчитаны и подобранны, так что бы во первых схема надежно работала, и во вторых что бы эффективно выполняла свои функции. Главные исходные данные для расчета внешней части (внутреннюю часть вообще затрагивать не будем) являются:

1. Напряжение, на которое рассчитывается дискретный вход. (U_DI)
2. Номинальный ток светодиода выбранной транзисторной оптопары (оптрон).

Диодный мост подбирается исходя из максимального обратного напряжения диодов моста. Оно должно быть выше U_DI, и чем выше тем лучше (надежней). Для диодных мостов типичные значения 600 или 1000 вольт, то есть с достаточным запасом перекрываются практический все номиналы U_DI.

Резистор R2 подбирается исходя из номинального тока светодиодна оптрона

R2 = (U_DI– U_VD1-пр. – U_{VU1.2 обр.})/ I_{VU1.2 ном.}

I_{VU1.2 ном.} – Номинальный ток светодиода.

U_VD1-пр. – Падение напряжения на диодах моста в прямом смещении (как правило ~1В).

U_{VU1.2 обр.} – Падение напряжения на светодиоде в обратном смещении (как правило ~1.5В).

Продолжение следует …

диодов, транзисторов и оптопар: что это такое, немного теории и простые примеры использования с Arduino

Последнее обновление: вс, 07.10.2012, 11:08. Первоначально отправлено fabio 22 июля 2010 г., 10:39.

В этом посте я познакомлюсь с тремя видами компонентов, доступных в Arduino Base Workshop KIT: диодами (модель 1n4007), транзисторами (модели BC547 Transistor и MOS Irf540) и оптопарами (модель 4N35). Я кратко опишу их, и мы увидим несколько простых примеров схем, построенных на плате Arduino Duemilanove, в которых они используются.

Диоды: управляющий ток только в одну сторону

Ну, название говорит само за себя. Диод представляет собой электронный компонент с двумя выводами, который проводит электрический ток только в одном направлении.

Наиболее распространенная функция диода — пропускать электрический ток через в одном направлении (так называемое направление прямого, диода), в то время как блокирует ток в противоположном направлении (, обратное направление ). Таким образом, диод можно рассматривать как электронную версию обратного клапана. Это однонаправленное поведение называется выпрямлением и используется для преобразования переменного тока в постоянный и для извлечения модуляции из радиосигналов в радиоприемниках.

Простая схема на базе Arduino с использованием диода

Мы можем построить эту простую схему, чтобы показать, как работают диоды:

После сборки на плате Arduino схема будет выглядеть так:

Что делает эта схема? На самом деле ничего сложного и полезного.Но мы можем понять, как с ним работают диоды. Если мы подключим диод, как показано на картинках выше, при нажатии кнопки загорится светодиод. Круто, а?

Вместо этого, если мы перевернем диод так, чтобы ток теперь течет в противоположном направлении, мы увидим, что светодиод не включается, когда мы нажимаем кнопку. Это подтверждает поведение диода: он пропускает ток, если он проходит в прямом направлении, и блокируется, когда проходит в противоположном направлении. Вы можете увидеть демонстрацию в видео ниже.

Ваш браузер не поддерживает тег видео с видео OGG / theora. Вы можете загрузить видео с http://www.varesano.net/files/diode_video.ogv и использовать плеер, способный воспроизводить видео OGG / theora, например VLC, или просто использовать последнюю версию браузера Mozilla Firefox.

Транзисторы

Транзистор — это полупроводниковое устройство, которое можно использовать для усиления или переключения электронных сигналов. В простых схемах на базе Arduino транзисторы обычно используются в качестве переключателей для электронных сигналов.

Транзисторы

обычно имеют 3 разъема, которые называются коллектором , базой и эмиттером . В нормальном состоянии коллектор и эмиттер отключены, но, когда ток подается на базовый соединитель, транзистор меняет свое состояние, и коллектор и эмиттер соединяются, поэтому между ними может течь ток.

Такое поведение делает транзистор идеальным компонентом для сопряжения двух разных схем, работающих при разных напряжениях. Например, одна цепь может питаться от Arduino: малый ток и низкое напряжение.Другая схема может быть той, которая управляет двигателем постоянного тока, которому требуется большое напряжение и ток. Соединение двух схем может быть болезненным, но с транзистором мы могли бы управлять второй схемой, изменяя состояние транзистора через первую схему, подключенную к Arduino. Классная вещь.

В комплект Arduino Base Workshop KIT входят два типа транзисторов, показанных на рисунке выше: МОП Irf540 (слева) и BC547 (справа). Они отличаются от строительной техники, что приводит к другой специфике.Для получения всех подробностей ознакомьтесь с подробными деталями, указанными выше, но в основном они работают одинаково: они различаются только величиной тока, которую они способны передать. Для больших токов (например, для двигателей) идеально подходит MOS Irf540. BC547 не может передавать много тока, поэтому используйте его с осторожностью.

Простая схема на базе Arduino с использованием транзисторов

Мы будем использовать транзистор, управляемый платой Arduino, в качестве переключателя внешней цепи.База транзитора будет подключена к выходному выводу Arduino. Это схема:

После подключения к плате Arduino он будет выглядеть так:

Обратите внимание, что цепь, идущая от Vin (9 В), фактически полностью отделена от цепи, идущей от платы Arduino. Это два независимых контура. Только транзистор позволяет им взаимодействовать.

Теперь мы будем использовать программу Hello World с простой модификацией: мы будем использовать вывод 2 в качестве вывода (в программе helloworld мы использовали вывод 13).Чтобы получить код, обратитесь к сообщению в блоге Hello World.

Что делает созданная нами схема? Что ж, посмотрим на видео ниже:

Ваш браузер не поддерживает тег видео с видео OGG / theora. Вы можете загрузить видео с http://www.varesano.net/files/transistor_circuit_video.ogv и использовать плеер, способный воспроизводить видео OGG / theora, например VLC, или просто использовать последнюю версию браузера Mozilla Firefox.

Как вы можете видеть, каждый раз, когда выход на контакте 2 ВЫСОКИЙ, наш транзистор будет получать напряжение на своем базовом разъеме, что приведет к соединению коллектора и эмиттера.Ток, исходящий от источника +9 В, может протекать вниз через резистор и зажигать их три последовательных светодиода.

Аналогичного результата можно было бы достичь, используя МОП-транзистор Irf540.

ОБНОВЛЕНИЕ

2012-10-07: Улучшение

Схема выше может быть улучшена с помощью этой схемы:

Это предпочтительнее, чем объясненный ранее, потому что он не будет плавать, когда микроконтроллер выключен или когда он не активно управляет контактами.По сути, схема, описанная выше, работает надежно только тогда, когда микроконтроллер активно управляет выводом высокого или низкого уровня. Когда этого не происходит, транзистор может беспорядочно плавать и замыкать / размыкать цепь. Фиксированная схема в этом разделе с использованием понижающего резистора не показывает этого эффекта и работает надежно.

Оптопары

Оптрон , также называемый оптоизолятором , оптическим изолятором , оптическим соединительным устройством , оптопарой или photoMOS , представляет собой электронное устройство, которое обычно содержит инфракрасный светоизлучающий диод ( LED ) и фотодетектор и использовать их для передачи электронного сигнала между элементами схем, поддерживая их электрически изолированными.

Когда на светодиод подается напряжение, светодиод загорается и освещает фотодетектор, который создает выходной ток на фотодетекторе: в основном это означает, что теперь схема фотодетектора подключена, и в ней может течь ток.

4N35 Оптрон ДИЛ-6 в упаковке

В комплект Arduino Base Workshop входят две оптопары 4N35 , упакованные в комплект DIL-6 .

У этого маленького компонента 6 ножек, каждая из которых используется по-разному.Это легко понять, посмотрев на следующее изображение из таблицы данных 4N35, которое показывает нам внутреннюю схему 4N35:

.

Итак, у нас есть ножки 1 и 2 рядом с напечатанной точкой на кристалле (которая видна на ней, если внимательно присмотреться), которая действует как анод и катод. Нога 3 ни к чему не привязана: она просто бесполезна. Затем у нас есть ноги 4, 5, 6 соответственно эмиттер, коллектор и база.

Мы уже знаем эти термины из введения транзисторов выше.Они делают то же самое с ножками транзистора. Разница здесь в том, что мы можем оставить базу неподключенной и просто использовать светодиод (ножки 1 и 2) для соединения коллектора и базы.

Схема на базе Arduino с использованием оптрона 4N35

Теперь, когда мы знакомы с теорией, лежащей в основе оптопар, и когда мы знаем, как подключить нашу оптопару 4N35, пришло время создать с ней простую схему. Вот он:

Схема выше, однажды созданная с использованием платы Arduino, будет выглядеть так:

Мы можем использовать ту же программу, что и в примере с транзистором выше.Это результат:

Ваш браузер не поддерживает тег видео с видео OGG / theora. Вы можете загрузить видео с http://www.varesano.net/files/optocoupler_circuit_video.ogv и использовать плеер, способный воспроизводить видео OGG / theora, например VLC, или просто использовать последнюю версию браузера Mozilla Firefox.

Итак, он в основном делает то же самое, что и в примере с транзистором выше, но на этот раз мы используем оптрон. Неплохо, а?

Выводы

Теперь я знаю, как использовать три новых электронных компонента: диоды, транзисторы и оптопары.Построенные мной простые схемы будут использоваться в качестве основы для более сложных вещей. Я почти уверен, что эти компоненты будут очень полезны, когда я буду создавать более сложные вещи. С нетерпением жду этого!

Список литературы

Diode в Википедии.
Transistor в Wikipedia.
BC547 Nodatasheet, Daniel Soltis.

источник питания — резистор, параллельный светодиоду оптопары в цепи стабилизации

Ответ на вопрос 1

Чтобы стабилитрон мог обеспечить номинальное напряжение стабилитрона с хорошей стабилизацией, необходимо ввести обратный ток смещения порядка одного или нескольких миллиампер. Этот уровень тока может быть нежелательным, особенно для приложений с низким энергопотреблением, но необходим. Характеристикой стабилитрона, обычно указываемой в соответствующих технических паспортах, является номинальный испытательный ток.В зависимости от значения V1 в оптроне может циркулировать гораздо более низкий прямой ток, чем испытательный ток стабилитрона, чего недостаточно для стабилизации напряжения стабилитроном. Резистор, подключенный параллельно оптрону, подобен генератору тока для стабилитрона, заставляя циркулировать соответствующий ток в дополнение к небольшому току светодиода.

Представьте себе внутреннее паразитное переменное сопротивление, параллельное идеальному стабилитрону. При напряжении ниже значения стабилитрона, в то время как стабилитрон находится в запрещенной области, внутренний резистор по-прежнему подает небольшой ток на оптопару (который передается на фототранзистор, учитывая, что оптопары обычно линейны в цепи обратной связи источника питания, действуя как усилитель тока), поэтому паразитное сопротивление стабилитрона тускло освещает светодиод даже при более низком напряжении, чем значение стабилитрона, что значительно снижает стабильность схемы.Добавление низкого сопротивления параллельно светодиоду снижает эффект паразитного сопротивления.

Для лучшего понимания этой характеристики стабилитрона, возьмите, например, следующую диаграмму пробоя стабилитрона, представляющую при определенной температуре, как фактическое напряжение обратного пробоя Vz устройства изменяется в зависимости от обратного тока Iz и в зависимости от различных Номинальное напряжение стабилитрона (2,7 В, 3,3 В, 3,9 В, 4,7 В, 5,6 В, 6,8 В, 8,2 В).

Идеальный стабилитрон должен показывать вертикальную линию, соответствующую его номинальному напряжению стабилитрона; резистор должен показывать прямую линию, пересекающую начало координат.На схеме для низковольтных стабилитронов (таких как стабилитрон 2,7 В) соответствующая кривая, близкая к началу координат, более или менее похожа на кривую резистора (обратите внимание на сегмент с очень низкими миллиамперами, например, ниже 2 мА, что составляет все еще в пределах типичного диапазона прямого тока оптопары). Чем выше ток смещения, тем стабильнее напряжение.

Недостатком этой цепи обратной связи в SMPS является то, что даже в условиях холостого хода через резистор циркулирует ток, чтобы поддерживать стабилитрон в соответствующем смещении (даже если есть методы для его уменьшения).

Ответ на вопрос 2

Резистор R1 снижает напряжение светодиода, когда V1 заметно ниже напряжения стабилитрона; в этом состоянии внутреннее сопротивление светодиода высокое. Когда V1> Vzener, напряжение как на R1, так и на светодиодах равно V1 — Vzener, на которое в идеальных условиях не оказывает существенного влияния значение R1; при этом светодиод загорается в соответствии с характеристиками прямого напряжения.

Для соответствующей схемы, ток через R1 должен соответствовать испытательному току стабилитрона (например,g., 5 мА), так что стабилитрон всегда смещен, даже если светодиод запитан очень небольшим током (например, 0,5 мА).

Объяснение технических характеристик оптопары / оптопары

Абсолютные максимальные характеристики

Напряжение изоляции: BV (Vrms)

Допустимое максимальное напряжение переменного тока, которое может быть приложено между входными и выходными контактами, выражается как среднеквадратическое значение (среднеквадратичное значение). Это значение гарантирует определенное сопротивление изоляции.Обычно это значение гарантируется не на неограниченный период, а на ограниченное время тестирования, например, 1 минуту.

Рабочая температура окружающей среды: T

_A (° C)

Допустимый температурный диапазон, в котором возможно применение энергии. Обычно при повышении температуры окружающей среды рассеиваемая мощность (P _D , P _C ) снижается. Кроме того, подача энергии запрещается, когда фактическая температура окружающей среды выходит за пределы этого диапазона. В случае оптопар температура, при которой может подаваться питание, описывается не как «температура поверхности корпуса», а как «температура окружающей среды (температура воздуха вокруг устройства)».

Температура хранения: T

_stg (° C)

Допустимый диапазон температур при отключении питания (сохраненное состояние).

Светоизлучающий диод (светодиод): прямой ток: I

_F (мА)

Допустимый максимальный ток, при котором не происходит разрушения, в пределах допустимого диапазона рассеиваемой мощности (P _D ) светодиода на светоизлучающей стороне при температуре окружающей среды 25 ° C.

Светоизлучающий диод (LED): обратное напряжение: V

_R (V)

Обратите внимание, что обратное выдерживаемое напряжение светодиода на светоизлучающей стороне низкое.Когда обратное выдерживаемое напряжение превышено, внезапно протекает обратный ток. В этом случае светодиод не излучает свет. Кроме того, при протекании обратного тока снижается последующая светоизлучающая эффективность. Следовательно, когда обратное напряжение, превышающее это значение, применяется даже на мгновение, может произойти разрушение или неустранимая деградация. Однако в случае оптопар с входом переменного тока (переменного тока) такого значения нет, поскольку как положительное, так и отрицательное напряжения являются прямыми напряжениями.

Светоизлучающий диод: Рассеиваемая мощность: P

_D (мВт)

Допустимое рассеивание мощности светодиода на светоизлучающей стороне при температуре окружающей среды 25 ° C. Как правило, допустимая рассеиваемая мощность (P _D ) имеет тенденцию к снижению с повышением температуры окружающей среды, как показано на следующем рисунке.

Допустимая рассеиваемая мощность получается для фактической максимальной температуры окружающей среды из приведенной выше кривой «P _D -T _A ».В дополнение к абсолютному максимальному рейтингу «Светоизлучающий диод: прямой ток (I _F )», когда прямой ток (I _F ) превышает значение, полученное путем деления допустимой рассеиваемой мощности на прямое напряжение (V _F ) могут возникнуть потоки, разрушение или невосстановимая деградация.

Фототранзистор: Рассеиваемая мощность: P

_C (мВт)

Допустимая рассеиваемая мощность светопринимающего фототранзистора при температуре окружающей среды 25 ° C.Как правило, допустимая рассеиваемая мощность (P _C ) имеет тенденцию к снижению с повышением температуры окружающей среды, как показано на следующем рисунке.

Рассеиваемая мощность получается для фактической максимальной температуры окружающей среды из приведенной выше кривой «P _C -T _A ». В дополнение к абсолютному максимальному значению для «Фототранзистора: ток коллектора (I _C )», когда ток коллектора (I _C ) превышает значение, полученное путем деления этого значения на напряжение между коллектором и эмиттером ( V _CE ), может произойти разрушение или неустранимая деградация.

Фототранзистор: Напряжение коллектор-эмиттер: В

_CEO (В)

Допустимое максимальное напряжение, которое может быть приложено между коллектором и эмиттером фототранзистора на светопринимающей стороне, когда прямой ток не течет через светодиод на светоизлучающей стороне (когда светодиод не излучает свет). Обычно, когда напряжение источника питания приближается к этому значению, область переходного режима работы не может удерживаться в пределах допустимого диапазона рассеиваемой мощности для фактической максимальной температуры окружающей среды во время переключения, и разрушение из-за избыточных потерь мощности может произойти в момент операции переключения. Обратите внимание на это и поддерживайте напряжение источника питания в достаточном безопасном диапазоне, чтобы не возникало избыточных потерь мощности даже в такое переходное время.

Фототранзистор: Напряжение эмиттер-коллектор: В

_ECO (В)

Допустимое обратное напряжение, которое может быть приложено к фототранзистору на принимающей свет стороне. Обычно это напряжение зависит от обратного выдерживаемого напряжения между эмиттером и базой фототранзистора и является низким. Если приложено обратное напряжение, которое превышает это значение даже на мгновение, может произойти разрушение или неустранимая деградация.

Фототранзистор: Ток коллектора: I

_C (мА)

Допустимый максимальный ток коллектора, который может протекать через фототранзистор в пределах допустимого рассеяния мощности (P _C ), когда фототранзистор, принимающий свет, проводит ток при температуре окружающей среды 25 ° C.

Электрические характеристики

Текущий коэффициент передачи: CTR (%)

Значение, которое выражает отношение тока коллектора (I _C ) к заданному прямому току (I _F ), когда заданное напряжение коллектора к эмиттеру (V _CE ) прикладывается к свету. приемный фототранзистор.

CTR (%) = 100 x I _C / I _F

Даже в фотодиодном светоприемном устройстве, показанном на следующем рисунке, это значение определяется как отношение тока коллектора (I _C ) по отношению к заданному прямому току (I _F ), протекающему через светоизлучающий элемент. диод.

Обычно CTR изменяется в зависимости от прямого тока (I _F ), температуры окружающей среды (T _A ) или фактического напряжения коллектор-эмиттер (V _CE ).Он также изменяется со временем в зависимости от фактической температуры окружающей среды (T _A ) и прямого тока (I _F ) во время использования. При фактическом использовании оптопары получить минимальное значение прямого тока (I _F ), необходимое для проведения предписанного тока коллектора (I _C ) в фототранзистор, принимающий свет, для температуры окружающей среды (T _A ), коллектора напряжение от эмиттера (В _CE ) и общее время работы с использованием кривой CTR-I _F , кривой CTR-T _A , кривой V _CE -I _C и долгосрочного CTR кривую деградации, и рассчитайте значение прямого тока (I _F ), равное или большее этому минимальному значению.

Сопротивление изоляции: R

_I-O (Ом)

Начальное сопротивление изоляции, когда между входным и выходным контактами подается высокое постоянное напряжение. Поскольку сопротивление изоляции может снижаться в зависимости от условий эксплуатации, например, от влажности, или времени приложения напряжения, при проектировании и тестировании устройств следует учитывать фактические условия использования.

Изолирующая емкость: C

_I-O (пФ)

Емкость при подаче высокочастотного сигнала между входными и выходными контактами.Внезапное изменение разности электрических потенциалов между входным и выходным контактами может вызвать шум на выходе через эту емкость. Поэтому некоторые продукты предписывают невосприимчивость к таким переходным процессам, как спецификация «невосприимчивость к переходным процессам общего режима (CMTI)». Поскольку это значение может увеличиваться в зависимости от условий подключения и т. Д., Примите во внимание эти факторы при проектировании и тестировании устройств, а также во время фактического использования.

Устойчивость к синфазным переходным процессам: CM (кВ / мкс)

Когда между входным и выходным контактами подается внезапное изменение импульса, когда резистор нагрузки подключен к выходному фототранзистору и подключен источник питания, в напряжении между коллектором и эмиттером выходного фототранзистора может возникать некоторый шум. Это определяется как скорость нарастания / спада импульса.

Светоизлучающий диод: прямое напряжение: В

_F (В)

Межконтактное напряжение, когда прямой ток течет через светодиод на светоизлучающей стороне. Произведение этого значения на значение прямого тока выражает внутренние потери светоизлучающей стороны. Как правило, увеличение прямого тока или падение температуры окружающей среды вызывает повышение напряжения V _F .

Светодиод: обратный ток: I

_R (мкА)

Этот ток протекает, когда заданное обратное напряжение прикладывается в пределах максимального диапазона номиналов к светодиоду на светоизлучающей стороне. Как правило, увеличение обратного напряжения или повышение температуры окружающей среды вызывает увеличение этого тока. В случае схем, в которых к светодиоду прикладывается обратное напряжение, при проектировании схемы возбуждения следует учитывать, что это значение зависит от условий использования.

Светоизлучающий диод: конечная емкость: C

_т (пФ)

Емкость между выводами светодиода на светоизлучающей стороне. В основном, когда оптопара выключена, если электрический заряд, накопленный в этой емкости, быстро не разряжается, через светодиод непрерывно разряжается небольшой ток, и в результате отключение выхода задерживается. Если в схеме управления есть переключатель, включенный параллельно светодиоду, как показано на левом рисунке ниже, когда светодиод выключен, проблем нет, поскольку электрический заряд быстро разряжается через этот переключатель.С другой стороны, если переключатель размещен последовательно со светодиодом, как показано на правом рисунке, более быстрая характеристика выключения может быть получена путем размещения разрядного резистора параллельно светодиоду.

Если светодиод управляется логическим вентилем, переключатель предусмотрен как последовательно, так и параллельно. Поэтому в основном разряд происходит быстро. Однако в случае логического элемента с низкой мощностью возбуждения или затвора с высоким выходным напряжением насыщения может потребоваться параллельное подключение разрядного резистора.

Фототранзистор: Темновой ток между коллектором и эмиттером: I

_CEO (nA)

Ток утечки коллектора фототранзистора на светопринимающей стороне, когда прямой ток не течет через светодиод на светоизлучающей стороне (в этом случае светодиод не излучает свет). Как правило, увеличение напряжения источника питания или повышение температуры окружающей среды приводит к увеличению этого тока. Что касается номинала нагрузочного резистора, при проектировании устройств принимайте во внимание максимальное значение этого тока в пределах условий использования.

Фототранзистор: Напряжение насыщения коллектора: В

_{CE (насыщ.)} (В)

Напряжение между коллектором и эмиттером по отношению к заданному току коллектора (I _C ) фототранзистора на принимающей свет стороне, когда заданный прямой ток (I _F ) протекает через светодиод на свето- излучающая сторона. Поскольку это напряжение сильно изменяется в зависимости от прямого тока (I _F ), тока коллектора (I _C ) и индивидуальных изменений коэффициента передачи тока (CTR) и его ухудшения, значения прямого тока и тока коллектора должны быть разработан с учетом этих факторов.

Время нарастания / Время спада: t

_r , t _f (мкс)

Время переходного процесса изменения выходного напряжения, когда выход включается / выключается, когда прямой ток (I _F ) протекает через светодиод на светоизлучающей стороне в виде импульса. Число, обратное сумме этих двух значений, почти пропорционально максимальной рабочей частоте для условий привода.

Время задержки распространения: t

_P (мкс)

Время задержки от изменения прямого тока до изменения выходного напряжения, когда прямой ток (I _F ) протекает через светодиод на светоизлучающей стороне в виде импульса. Это похоже на «Время нарастания / Время падения», но определения другие. «Время задержки распространения» означает время от изменения входа до изменения выхода. Когда угол для цикла управляющего сигнала определен как 360 градусов (2π радиан), значение угла, соответствующее этому значению, почти равно фазовой задержке сигнала.

Механизм, с помощью которого генерируется время задержки распространения, такой же, как и для обычных транзисторов, но в случае оптопар в принципе невозможно временно преобразовать базовый потенциал в обратное смещение, чтобы уменьшить задержку при выключении. как это можно сделать с обычными транзисторами.В основном, вы должны выбирать продукт, исходя из достаточной скорости работы. Однако, если возникновение продуктов с медленной работой из-за вариаций возможно, это можно улучшить, ограничив ранжирование в случае продуктов с текущим рейтингом передаточного отношения (CTR).

Выбор оптопары и ее использование для изоляции широтно-импульсной модуляции

Оптопара (или оптоизолятор) — это устройство, которое гальванически разделяет цепи и не только отлично развязывает, но и позволяет подключаться к цепям с разными плоскостями заземления или работающим при разном напряжении. уровни.Оптопары являются «отказоустойчивыми» в том смысле, что при воздействии на них напряжений выше максимального номинального значения они, как известно, разрываются как разомкнутые цепи. Оптопара обеспечивает эту изоляцию, принимая сигналы, которые он принимает на свой вход, и передавая сигналы с помощью света на свой выход. Оптопара преобразует сигнал на своем входе в инфракрасный световой луч с помощью инфракрасного светоизлучающего диода (LED). Инфракрасный луч проходит через щель внутри корпуса оптопары и попадает в светочувствительное устройство (например,g., фотодиод, фототранзистор и т. д.), который снова преобразует свет в сигнал и отправляет его из оптопары в качестве выходного сигнала. Оптопара имеет воздушный зазор или изолирующее стекло внутри для пересечения луча, поэтому нет электрического соединения между входной и выходной сторонами оптопары. Обычно используется оптопара ON Semiconductor 4N25 (ранее Fairchild), как показано на рисунке 1.

Рисунок 1. ON Semi 4N25 — хороший базовый пример, но официально он устарел. Тем не менее, существует множество вариантов оригинального номера детали.(Источник: технический паспорт ON Semiconductor) Оптопары

обеспечивают полную гальваническую развязку между цепями на входных и выходных клеммах оптопары. Выход оптопары отражает входной сигнал, и подключение оптопары похоже на управление светодиодом, для чего может потребоваться использование ограничивающего ток резистора (см. Техническое описание оптопары). Хотя оптопары ограничены частотой, на которой они могут работать (которая в основном зависит от типа фоторецептора внутри), оптопары обеспечивают защиту от перенапряжения, переходных процессов высокого напряжения и могут использоваться для устранения шума за пределами рабочего диапазона оптопары.Кажется, что оптопары лучше всего использовать в цифровой среде, однако можно использовать оптопары для изоляции сигналов с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Однако скорость оптрона является ключевым моментом; минимальная ширина импульса ШИМ должна быть больше, чем скорость переключения оптопары. Но как вы извлекаете эту информацию из таблицы данных оптопары?

Проще говоря, частота ШИМ (F _PWM ) (Гц) связана с максимальным числом шагов, которое должна достигать оптопара.Возможно, лучше всего сначала провести некоторые расчеты, чтобы поэкспериментировать с возможностями на бумаге, что более эффективно, чем угадывать и покупать оптопары, чтобы увидеть, работают ли они.

Быстрый расчет может быть выполнен, если вы знаете частоту ШИМ (F _PWM ) и время нарастания (t _R ) и время спада (t _F ) оптопары: F _PWM = 2 / n (t _R + t _F ), где n — количество дискретных шагов, которые может выдержать оптопара.Решите относительно n:

n = 2 / [F _PWM (t _R + t _F )]

, и у вас есть количество шагов, которое оптопара должна быть способна выдержать, в зависимости от заданного времени нарастания и спада в таблице данных оптопары.

Пример 1: 4N25

Списки 4N25 включаются и выключаются только при 2 мкс и 10 мкс (макс.). Решив для n, вы обнаружите, что при частоте ШИМ 2 кГц оптопара 4N25 может видеть максимум 83 шага. Если вы не захотите снизить частоту вашего ШИМ до гораздо более низкой частоты, количество шагов, которые сможет разрешить оптопара 4N25, будет недостаточным.Однако 4-битный ШИМ дает 16 шагов (2 ⁴ = 16), и поскольку 4N25 может достигать до 83 шагов, эти параметры могут работать вместе. Но если вы хотите работать с более высокой частотой или разрешением, лучше использовать высокоскоростной оптрон.

Пример 2: FOD8012A

Давайте посмотрим на более дорогую оптопару, такую ​​как ON Semi FOD8012A, у которой t _R и t _F вместе 13 нс, с тем же ШИМ 2 кГц. Решение для n дает нам 7 692 шага.Следовательно, эта оптопара может разрешить 7 692 шага от ШИМ, работающего на частоте 2 кГц. Если у вас есть 10-битный ШИМ, который имеет 1024 шага (2 ¹⁰ = 1024), эта высокоскоростная оптопара будет излишней, поскольку оптопара может обрабатывать более 7000 шагов на этой частоте ШИМ 2 кГц. Дело в том, что следующим шагом является поиск более дешевой оптопары и повторный расчет, пока вы не найдете оптопару с наименьшей стоимостью, но все еще значительно превышающую ваше разрешение ШИМ на вашей конкретной частоте. (Мне всегда казалось, что «цена» — это «спецификация», но производители не любят так думать.В качестве альтернативы вы можете увидеть, что если вы увеличите частоту ШИМ до 20 кГц, вы получите 769 шагов от Fairchild FOD8012A. После нескольких итераций вычислений вы начинаете понимать, что может сработать.

Имейте в виду, что оптопары сильно различаются во многих отношениях, в том числе по характеристикам устройств от производителя к производителю. Выше показан эскиз того, как сузить выбор перед тестированием оптопары в вашей схеме.

Приложения

Оптопары

используются в регуляторах питания, в качестве защиты входов микропроцессоров и других чувствительных устройств, а также во многих других приложениях. Оптопары также интегрируются в другие устройства, такие как переключатели и реле (и продаются как изолированные переключатели и изолированные реле) для использования в измерениях, контрольно-измерительных приборах, промышленном управлении и испытательном оборудовании.

Рис. 2. Vishay VOR2142 — это твердотельное реле с оптической развязкой и пиковым напряжением нагрузки 400 В. Корпус оптопары выглядит как типичная интегрированная микросхема (слева). (Источник: vishay.com.)

Что такое оптоизолятор (оптический соединитель или оптрон)?

Оптоизолятор (также известный как оптический соединитель , оптопара и оптоизолятор ) представляет собой полупроводниковое устройство, которое использует короткий оптический путь передачи для передачи электрического сигнала между цепями или элементами цепи, сохраняя их электрически изолированы друг от друга.Эти компоненты используются в большом количестве систем связи, управления и мониторинга, в которых используется свет для предотвращения воздействия высокого электрического напряжения на систему с низким энергопотреблением, принимающую сигнал.

В своей простейшей форме оптоизолятор состоит из светодиода (LED), IRED (инфракрасного излучающего диода) или лазерного диода для передачи сигнала и фотодатчика (или фототранзистора) для приема сигнала. При использовании оптопары, когда на светодиод подается электрический ток, излучается инфракрасный свет, который проходит через материал внутри оптоизолятора.Луч проходит через прозрачный зазор и улавливается приемником, который преобразует модулированный свет или ИК-излучение обратно в электрический сигнал. В отсутствие света входная и выходная цепи электрически изолированы друг от друга.

Электронное оборудование, а также линии передачи сигналов и электропередачи подвержены скачкам напряжения из-за радиочастот, ударов молний и скачков напряжения в электросети. Чтобы избежать сбоев, оптоизоляторы предлагают безопасный интерфейс между высоковольтными компонентами и низковольтными устройствами.

Оптоизолятор заключен в единое устройство и имеет вид интегральной схемы (ИС) или транзистора с дополнительными выводами. Оптопары могут использоваться для изоляции цепей малой мощности от цепей большей мощности и для удаления электрических помех из сигналов.

Оптоизоляторы наиболее подходят для цифровых сигналов, но могут также использоваться для передачи аналоговых сигналов. Изоляция любой скорости передачи данных более 1 Мбит / с считается высокой скоростью. Наиболее распространенная скорость, доступная для цифровых и аналоговых оптоизоляторов, составляет 1 Мбит / с, хотя также доступны цифровые скорости 10 Мбит / с и 15 Мбит / с.Оптоизоляторы считаются слишком медленными для многих современных цифровых применений, но исследователи создали альтернативы с 1990-х годов.

В области связи высокоскоростные оптоизоляторы используются в источниках питания для серверов и телекоммуникационных приложений — например, технология Power over Ethernet (PoE) для проводных локальных сетей Ethernet. Компоненты оптоизоляторов также могут защитить Ethernet и оптоволоконные кабели от скачков напряжения. В телефонах VoIP электрические сигналы могут быть изолированы с помощью транзисторной выходной оптопары.

Хотя это уже не распространено, когда модемы используются для подключения к телефонным линиям, использование оптоизоляторов позволяет подключать компьютер к телефонной линии без риска повреждения из-за скачков напряжения или скачков напряжения. В этом случае в аналоговой части устройства используются два оптоизолятора: один для восходящих сигналов, а другой — для нисходящих сигналов. Если в телефонной линии произойдет скачок напряжения, это не повлияет на работу компьютера, поскольку оптический зазор не проводит электрический ток.

См. Также диод .

% PDF-1.5
%
351 0 объект
> / Метаданные 381 0 R / PageLayout / OneColumn / Pages 348 0 R / StructTreeRoot 56 0 R / Тип / Каталог >>
эндобдж
381 0 объект
> поток

конечный поток
эндобдж
348 0 объект
>
эндобдж
56 0 объект
>
эндобдж
57 0 объект
>
эндобдж
58 0 объект
>
эндобдж
59 0 объект
>
эндобдж
60 0 объект
[null 329 0 R 330 0 R 331 0 R 332 0 R 333 0 R 334 0 R 335 0 R 336 0 R 337 0 R 338 0 R 339 0 R 340 0 R 341 0 R 342 0 R 343 0 R 344 0 R 345 0 R 346 0 R 347 0 R]
эндобдж
61 0 объект
[315 0 R 316 0 R 317 0 R 318 0 R 319 0 R 320 0 R 321 0 R 322 0 R 323 0 R 324 0 R 325 0 R 326 0 R 327 0 R 328 0 R]
эндобдж
62 0 объект
[null 287 0 R 288 0 R 289 0 R 290 0 R 291 0 R 292 0 R 293 0 R 294 0 R 295 0 R 296 0 R 297 0 R 298 0 R 299 0 R 300 0 R 301 0 R 302 0 R 303 0 R 304 0 R 305 0 R 306 0 R 307 0 R 308 0 R 309 0 R 310 0 R 311 0 R 312 0 R 313 0 R 314 0 R]
эндобдж
63 0 объект
[254 0 R 255 0 R 256 0 R 257 0 R 258 ​​0 R 259 0 R 260 0 R 261 0 R 262 0 R 263 0 R 264 0 R 265 0 R 266 0 R 267 0 R 268 0 R 269 0 R 270 0 R 271 0 R 272 0 R 273 0 R 274 0 R 275 0 R 276 0 R 277 0 R 278 0 R 279 0 R 280 0 R 281 0 R 282 0 R 283 0 R ноль 284 0 R 285 0 R 286 0 Р]
эндобдж
64 0 объект
[115 0 R 116 0 R 117 0 R 118 0 R 119 0 R 120 0 R 121 0 R 122 0 R 123 0 R 124 0 R 125 0 R 126 0 R 127 0 R 128 0 R 129 0 R 130 0 R 131 0 R 132 0 R 133 0 R 134 0 R 135 0 R 136 0 R 137 0 R 138 0 R 139 0 R 140 0 R 141 0 R 142 0 R 143 0 R 144 0 R 145 0 R 146 0 R 147 0 R 148 0 R 149 0 R 150 0 R 151 0 R 152 0 R 153 0 R 154 0 R 155 0 R 156 0 R 157 0 R 158 0 R 159 0 R 160 0 R 161 0 R 162 0 R 163 0 R 164 0 165 0 R 166 0 R 167 0 R 168 0 R 169 0 R 170 0 R 171 0 R 172 0 R 173 0 R 174 0 R 175 0 R 176 0 R 177 0 R 178 0 R 179 0 R 180 0 R 181 0 R 182 0 R 183 0 R 184 0 R 185 0 R 186 0 R 187 0 R 188 0 R 189 0 R]
эндобдж
65 0 объект
[68 0 R 69 0 R 70 0 R 71 0 R 72 0 R 73 0 R 74 0 R 75 0 R 76 0 R 77 0 R 78 0 R 79 0 R 80 0 R 81 0 R 82 0 R 83 0 R 84 0 R 85 0 R 86 0 R 87 0 R 88 0 R 89 0 R 90 0 R 91 0 R 92 0 R 93 0 R 94 0 R 95 0 R 96 0 R 97 0 R 98 0 R 99 0 R 100 0 R 101 0 R 102 0 R 103 0 R 104 0 R 105 0 R 106 0 R 107 0 R 108 0 R 109 0 R 110 0 R 111 0 R 112 0 R 67 0 R 66 0 R 67 0 R 113 0 R 114 0 Р]
эндобдж
66 0 объект
>] / P 67 0 R / Pg 26 0 R / S / Ссылка >>
эндобдж
67 0 объект
>
эндобдж
26 0 объект
> / Шрифт >>> / Повернуть 0 / StructParents 6 / Тип / Страница >>
эндобдж
46 0 объект
[54 0 R]
эндобдж
27 0 объект
> поток
HW [o ~ ϯ p * 1-6-6 = SĊn «\ HGȹ ~ 3lv2 ^ wkz] = 4sq3 = I9 =; ~ YT, î ת ӿw ݺ y] Ջ e [] +> ~ / wt6KI» D ٝ Xzr1I` / = Z *: 2TclDw 񤌺XtԊnxGL / yͧ2sIBVJI $ & * CYvMG? 4Jd $ 4 + CZIdv% (%, MX @ (TZK & g2iVt
98 + v: Σ
8T󯑓R: 9Va3lO +] | ԤVdOiL2Ơy ‘: V- Ո 9 lG> Dxb ވ D: j: M {7 + ZY0dҌ86TsP
Дх4Зв * ‘ЗЛ. @ 6}

Поведенческая модель оптопары в виде светодиода, датчика тока и контролируемого тока.
источник

Описание

Этот блок представляет оптрон, использующий модель, которая состоит из следующих компонентов:

Выходной ток течет от коллекторного перехода к эмиттеру.
соединение. Имеет ценность
CTR · I _d , где
CTR — это значение параметра Коэффициент передачи тока и
I _d — ток диода.

Используйте блок оптопары для сопряжения двух электрических
цепей без прямого электрического подключения. Распространенная причина для этого заключается в том, что
две схемы работают при очень разных уровнях напряжения.

Примечание

Каждая электрическая цепь должна иметь свою собственную электрическую
Справочный блок.

Если выходная цепь представляет собой фототранзистор, типичные значения для Current
Передаточное отношение параметра составляет от 0,1 до 0,5. Если выходной каскад состоит из Дарлингтона
пара, значение параметра может быть намного выше этого.Текущий перевод
значение коэффициента также меняется в зависимости от тока светодиода, но этот эффект не
моделируется фотодиодным блоком.

Некоторые производители предоставляют максимальную скорость передачи данных для оптопар. На практике максимум
скорость передачи данных зависит от следующих факторов:

Блок Optocoupler позволяет вам определять только
емкость на светодиоде. Вы можете использовать перекресток
Параметр емкости для добавления вашей собственной емкости между коллектором и эмиттером
соединения.

Блок Optocoupler позволяет моделировать температурную зависимость
нижележащего диода. Для получения дополнительной информации см. Справочную страницу по диодам.

Тепловой порт

Блок имеет дополнительный тепловой порт, по умолчанию скрытый.