광커플러는 무엇을 의미하나요?
옵토커플러는 빛을 매개로 전기 신호를 전송합니다.
입력 및 출력 전기 신호에 대한 절연 효과가 좋기 때문에 다양한 회로에 널리 사용됩니다.
현재 가장 다양하고 널리 사용되는 광전자 장치 중 하나가 되었습니다.
광 커플러는 일반적으로 빛 방출, 빛 수신, 신호 증폭의 세 부분으로 구성됩니다.
입력된 전기 신호는 발광 다이오드(LED)를 구동하여 특정 파장의 빛을 방출하고, 이를 광검출기가 수신하여 광전류를 생성하고, 이 빛이 더욱 증폭되어 출력됩니다.
이것은 전기-광-전기의 변환을 완료하여 입력, 출력 및 격리 역할을 수행합니다.
옵토커플러의 입력과 출력이 서로 절연되어 있고 전기 신호 전송이 단방향이기 때문에 전기 절연성과 간섭 방지 기능이 좋습니다.
따라서 장기간 정보 전송 시 단말 격리 구성 요소로 신호 대 잡음비를 크게 향상시킬 수 있습니다.
컴퓨터
디지털 통신 및 실시간 제어의 신호 격리 인터페이스 장치로서 컴퓨터 작업의 신뢰성을 크게 향상시킬 수 있습니다.
그리고 광커플러의 입력단은 현재 모드에서 작동하는 저저항 부품이기 때문에 강력한 ***모드 억제 기능을 가지고 있습니다.
장점 광 커플러의 주요 장점은 다음과 같습니다. 단방향 신호 전송, 입력 끝과 출력 끝 사이의 완전한 전기 절연, 출력 신호가 입력 끝에 영향을 미치지 않음 , 강력한 간섭 능력, 안정적인 작동, 접점 없음, 긴 서비스 수명 및 높은 전송 효율에 강합니다.
옵토커플러는 1970년대에 개발된 새로운 유형의 장치로 현재는 전기 절연, 레벨 변환, 단간 결합, 구동 회로, 스위칭 회로 등에 널리 사용되고 있습니다. 초퍼. 발진기, 멀티바이브레이터, 신호 절연, 단간 절연
, 펄스 증폭 회로, 디지털 기기, 장거리 신호 전송, 펄스 증폭, 무접점 계전기(SSR), 계측기, 통신 장비 및 마이크로컴퓨터 인터페이스 중간.
단일 칩 스위칭 전원 공급 장치에서는 선형 광커플러를 사용하여 광커플러 피드백 회로를 형성할 수 있으며 제어 단자 전류를 조정하여 듀티 사이클을 변경하여 정밀한 전압 안정화를 달성할 수 있습니다.
옵토커플러 유형 옵토커플러는 두 가지 유형으로 구분됩니다. 하나는 비선형 옵토커플러이고 다른 하나는 선형 옵토커플러입니다.
비선형 광커플러의 전류 전송 특성 곡선은 비선형입니다.
이 유형의 광커플러는 스위칭 신호 전송에 적합하지만 아날로그 양 전송에는 적합하지 않습니다.
일반적으로 사용되는 4N 시리즈 광커플러는 비선형 광커플러입니다.
선형 광커플러의 전류 전송 특성 곡선은 직선에 가깝고 작은 신호에 대한 성능이 더 좋으며 격리될 수 있습니다. 선형 특성을 가지고 있습니다.
일반적으로 사용되는 선형 광커플러는 PC817A-C 시리즈입니다.
스위칭 전원 공급 장치에 일반적으로 사용되는 옵토커플러는 선형 옵토커플러입니다.
비선형 옵토커플러를 사용할 경우 발진 파형이 악화될 수 있으며 심한 경우 기생 발진이 발생하여 수 kHz의 발진 주파수가 수십 ~ 1000Hz의 저주파 발진으로 차례로 변조될 수 있습니다. 수백 헤르츠.
결과적으로 컬러 TV, 컬러 디스플레이, VCD, DCD 등에 간섭이 발생하게 됩니다.
동시에 전원 공급 장치에 부하가 걸립니다.
능력이 감소했습니다.
컬러 TV, 모니터 및 기타 스위칭 전원 공급 장치를 유지 관리할 때 광커플러가 손상된 경우 선형 광커플러로 교체해야 합니다.
일반적으로 사용되는 4핀 선형 광커플러에는 PC817A----C가 포함됩니다.
PC111
TLP521 및 기타 일반적으로 사용되는 6핀 선형 광커플러는 다음과 같습니다. LP632
TLP532
PC614
PC714
PS2031 등
일반적으로 사용되는 4N25
4N26
4N35
4N36은 이러한 4가지 유형의 광커플러 때문에 스위칭 전원 공급 장치에 사용하기에 적합하지 않습니다. 모두 비선형 광커플러입니다.
옵토커플러 옵토커플러의 종류와 유형이 다양하기 때문에 광전자공학 DATA 매뉴얼에는 수천 개가 넘는 모델이 있으며 일반적으로 다음 방법에 따라 분류할 수 있습니다. ⑴ 광 경로에 따라, 이는 외부 광로 광전 커플러(광전 불연속 검출기라고도 함)와 내부 광로 광전 커플러로 나눌 수 있습니다.
외부 광로 광전 커플러는 투과형과 반사형 광전 커플러로 구분된다.
⑵ 출력 형태에 따라 a. 포토 다이오드 출력 유형, 포토 트랜지스터 출력 유형, 광전지 출력 유형, 포토 사이리스터 출력 유형 등을 포함한 감광 장치 출력 유형으로 나눌 수 있습니다.
b. AC 입력 유형, DC 입력 유형, 보완 출력 유형 등을 포함한 NPN 트랜지스터 출력 유형
c. AC 입력 유형과 DC 입력 유형을 포함한 달링턴 트랜지스터 출력 유형.
d. 게이트 출력 유형, 슈미트 트리거 출력 유형, 3상태 게이트 출력 유형 등을 포함한 논리 게이트 출력 유형.
e. 낮은 전도 출력 유형(낮은 수준의 밀리볼트 출력).
f. 광 스위치 출력 유형(온 저항 10Ω 미만).
g. 전원 출력 유형(IGBT/MOSFET 등 출력).
⑶ 포장 형태에 따라 동축형, 듀얼 인라인형, TO 포장형, 평면 포장형, 패치 포장형, 광섬유 전송형 등으로 나눌 수 있습니다.
⑷전송 신호에 따라 디지털 광전 커플러(OC 게이트 출력형, 토템폴 출력형, 3상 게이트 회로
출력형 등)로 나눌 수 있습니다. 및 선형 광전 커플러 커플러 (저 드리프트 유형, 고 선형성 유형, 광대역 유형, 단일 전원 공급 장치 유형, 이중 전원 공급 장치 유형 등으로 나눌 수 있음).
⑸속도에 따라 저속 광전 커플러(감광 트랜지스터, 광전지 및 기타 출력 유형)와 고속 광전 커플러(신호 처리 회로가 있는 감광 다이오드 또는 감광 집적 회로 출력)로 나눌 수 있습니다. 유형).
⑹ 채널에 따라 단일 채널, 이중 채널 및 다중 채널 광 커플러로 나눌 수 있습니다.
⑺절연 특성에 따라 일반 절연 광전 커플러(일반적으로 광학 접착제 포팅은 5000V 미만, 공기 밀봉은 2000V 미만)와 고전압 절연 광전 커플러(분할 가능)로 나눌 수 있습니다. 10kV, 20kV, 30kV 등으로).
⑻ 작동 전압에 따라 저전원 전압 포토 커플러 (일반적으로 5 ~ 15V)와 고전력 전압 포토 커플러 (일반적으로 30V 이상)로 나눌 수 있습니다.
구조적 특징 광전 결합의 주요 특징은 다음과 같습니다. 1. 입력단과 출력단 사이의 절연은 일반적으로 10000MΩ보다 크고 내전압은 일반적으로 1kV를 초과할 수 있으며 일부는 더 이상 도달할 수도 있습니다. 10kV 이상.
2. 광 수신기는 광원으로부터 정보만 수신할 수 있고 그 반대는 불가능하므로 신호가 광원에서 광 수신기로 단방향으로 전송될 때 피드백이 없습니다. 출력 신호는 입력 끝에 영향을 미치지 않습니다.
3. 발광소자(갈륨비소적외선다이오드)는 임피던스 전류 구동 소자이기 때문에 노이즈는 내부저항이 높은 미세전류 전압신호이다.
따라서 광전 결합 장치의 모드 억제율이 매우 크기 때문에 광전 결합 장치는 간섭을 억제하고 잡음을 매우 잘 제거할 수 있습니다.
4. 논리회로와의 협력이 용이하다.
5. 빠른 응답.
옵토커플러 장치의 시간 상수는 일반적으로 밀리초 또는 마이크로초 수준입니다.
6. 비접촉, 긴 수명, 작은 크기, 충격 저항.
성능 특성 광 커플러의 주요 장점은 단방향 신호 전송, 입력 끝과 출력 끝 사이의 완전한 전기 절연, 강력한 간섭 방지 기능, 긴 서비스 수명 및 높은 전송 효율입니다.
레벨 변환, 신호 절연, 단간 절연, 스위칭 회로, 장거리 신호 전송, 펄스 증폭, 솔리드 스테이트 릴레이(SSR), 계측, 통신 장비 및 마이크로컴퓨터 인터페이스에 널리 사용됩니다. .
포토커플러의 입력 임피던스는 일반 간섭원의 임피던스보다 작기 때문에 포토커플러 입력단에서 분배되는 간섭 전압도 작고, 감당할 수 있는 전류도 크지 않기 때문에 반도체 다이오드는 빛을 방출합니다. 광커플러의 쉘은 밀봉되어 있으므로 광커플러의 절연 저항은 매우 크고(약 1012Ω) 절연 용량은 매우 작습니다. 몇 pF)이므로 회로 고장을 방지할 수 있습니다. 커플링으로 인한 전자파 간섭.
선형 방식으로 작동하는 포토 커플러는 포토 커플러의 입력단에 제어 전압을 추가하고 출력단에는 비례하여 전압이 생성되어 다음 단계의 회로를 추가로 제어합니다.
선형 옵토커플러는 발광다이오드와 감광성 트랜지스터로 구성된다. 발광다이오드가 켜져 빛을 방출하면 감광관이 전류 구동된다. 입력 신호가 너무 작으면 LED가 켜지지 않고 출력 신호가 왜곡됩니다.
스위칭 전원 공급 장치, 특히 디지털 스위칭 전원 공급 장치에서.
포토트랜지스터 옵토커플러를 사용하면 CTR 범위는 대부분 20~300(예: 4N35)인 반면, PC817은 80~160입니다. 달링턴형 옵토커플러(예: 4N30)는 최대 100~5000까지 가능합니다.
이는 동일한 출력 전류를 얻기 위해 후자의 경우 더 작은 입력 전류만 필요하다는 것을 보여줍니다.
따라서 CTR 매개변수는 트랜지스터의 hFE와 어느 정도 유사합니다.
선형 광 커플러와 일반 광 커플러의 일반적인 CTR
-IF 특성 곡선.
일반 광커플러의 CTR-IF 특성 곡선은 비선형이며 IF가 작을 때 비선형 왜곡이 특히 심각하므로 아날로그 신호 전송에 적합하지 않습니다.
선형 광커플러의 CTR-IF 특성 곡선은 선형성이 좋으며 특히 작은 신호를 전송할 때 AC 전류 전달 비율(ΔCTR=ΔIC/ΔIF)이 DC 전류 전달 비율 CTR 값에 매우 가깝습니다. .
따라서 아날로그 전압이나 전류 신호를 전송하는 데 적합하며 출력과 입력 간의 관계를 선형으로 만들 수 있습니다.
이것이 중요한 기능입니다.
다음 원칙을 따라야 합니다. 선택한 광커플러는 영국 Isocom Company 및 미국 Motorola Company에서 생산한 4N×× 시리즈(예: 4N25) 절연 항복 전압에 대한 국제 표준을 준수해야 합니다. >
, 4N26, 4N35) 광커플러 기술 매개변수 1. 입력 특성 광커플러의 입력 특성은 실제로 내부 발광 다이오드의 특성입니다.
공통 매개변수는 다음과 같습니다. 1.
순방향 작동 전압 Vf(순방향
전압) Vf는 주어진 작동 전류 압력 강하 하에서 LED 자체를 나타냅니다.
일반적인 저전력 LED는 일반적으로 순방향 작동 전압을 테스트하기 위해 If=20mA를 사용합니다. 물론 테스트 조건과 테스트 결과는 LED마다 다릅니다.
2.
역전압 Vr(역
전압
)은 LED가 견딜 수 있는 최대 역전압을 나타냅니다. 이 역전압으로 인해 LED가 손상될 수 있습니다.
AC 펄스를 사용하여 LED를 구동하는 경우 역전압을 초과하지 않도록 특별한 주의가 필요합니다.
3.
역전류 Ir(Reverse
Current)은 일반적으로 최대 역전압 하에서 LED에 흐르는 역전류를 말합니다.
4.
허용 전력 소비 Pd(최대
전력
소모) LED가 견딜 수 있는 최대 전력 소비 값입니다.
이 소비전력을 초과하면 LED가 손상될 수 있습니다.
LED에서 방출되는 빛의 중심 파장 값을 나타냅니다.
파장은 빛의 색상을 직접 결정합니다. 2색 또는 다중 색상 LED의 경우 여러 가지 중심 파장 값이 있습니다.
6.
순방향 동작 전류 If(Forward
Current)If는 LED가 정상적으로 발광할 때 흐르는 순방향 전류 값을 말합니다.
LED마다 흐르도록 허용되는 최대 전류가 다릅니다.
7.
순방향 펄스 작동 전류 Ifp(피크
순방향
전류)Ifp는 LED를 통해 흐르는 순방향 펄스를 나타냅니다. .펄스 전류 값.
수명을 보장하기 위해 LED는 일반적으로 펄스 형태로 구동됩니다. 일반적으로 LED 사양서에 나와 있는 Ifp는 펄스 폭이 0.1ms이고 듀티 사이클이 1/10인 펄스 전류를 기준으로 계산됩니다. .
2. 출력 특성 광 커플러의 출력 특성은 실제로 내부 포토 트랜지스터의 특성으로 일반 삼극관과 유사합니다.
공통 매개변수는 다음과 같습니다. 1.
컬렉터 전류 Ic(컬렉터
전류)는 포토트랜지스터의 컬렉터를 통해 흐르는 전류로, 일반적으로 최대값을 나타냅니다. .
2.
컬렉터-이미터 전압 Vceo(C-E
전압) 컬렉터-이미터가 견딜 수 있는 전압입니다.
3.
이미터-컬렉터 전압 Veco(E-C
전압) 이미터-컬렉터가 견딜 수 있는 전압 4.
역방향 차단 전류 Iceo5.
C-E 포화 전압 Vce(sat)(C-E
포화
전압) 4. 전송 특성: 1. 전류 전송 비율 CTR(전류
전송
무선) 2. 상승 시간 Tr
(Rise
Time) 5.0mA), 일반적으로 모놀리식 스위칭 전원 공급 장치 IC의 듀티 사이클을 제어하면 광커플러의 전력 소비가 증가합니다.
CTR200을 사용하는 경우 회로를 시작할 때 또는 부하가 갑자기 변할 때 단일 칩 스위칭 전원 공급 장치가 실수로 트리거되어 일반 출력에 영향을 미칠 수 있습니다.
2. 포토커플러를 구동하기 위해 증폭기 회로를 사용하는 경우 커플러의 온도 불안정성과 드리프트를 보상할 수 있도록 주의 깊게 설계해야 합니다.
2. 선형 광 커플러를 사용하는 것이 좋습니다. 이는 CTR 값이 특정 범위 내에서 선형적으로 조정될 수 있다는 특징이 있습니다.
위에 사용된 포토커플러는 선형 모드에서 작동합니다. 포토커플러의 입력단에 제어 전압이 추가되면 다음 레벨 회로의 추가 제어를 위해 출력단에 전압이 비례적으로 생성됩니다. , 마이크로컨트롤러는 폐쇄 루프 조절 제어를 수행하고 전력 출력을 안정화합니다.
간섭 신호가 시스템으로 유입되는 것을 완전히 차단하려면 신호 경로를 절연해야 할 뿐만 아니라 입력 또는 출력 회로와 시스템 전원 공급 장치도 절연해야 합니다. 즉, 이러한 회로는 반드시 절연되어야 합니다. 독립적인 절연 전원 공급 장치를 사용하십시오.
***모드 간섭의 경우 절연 기술을 사용합니다. 즉, 변압기나 선형 광커플러를 사용하여 입력 접지를 출력 접지에서 분리하여 루프 없이 간섭을 억제합니다.
스위칭 전원 공급 장치에서 광커플러는 매우 중요한 주변 장치입니다. 설계자는 입력 및 출력 절연 기능을 최대한 활용하여 마이크로 컨트롤러에 대한 간섭 방지 설계를 수행하고 폐쇄 루프 안정화를 수행할 수 있습니다. 변환기.
기능 다양한 광커플러, 독특한 구조 및 탁월한 장점으로 인해 주로 다음과 같은 상황에서 사용됩니다. ⑴
논리 회로의 응용 ⑵
무접점 스위치 응용으로 ⑶
트리거 회로에 응용 ⑷
펄스 증폭기 회로에 응용.
옵토커플러는 디지털 회로에서 펄스 신호를 증폭하는 데 사용됩니다.
⑸
선형 회로에 적용 ⑹
특별한 경우에 적용.
선형 옵토커플러 선택 원리 옵토커플러 피드백 스위칭 전원 공급 장치를 설계할 때 선형 옵토커플러의 모델과 매개변수를 올바르게 선택해야 합니다. 선택 원리는 다음과 같습니다. 광커플러 허용 범위는 50~200입니다.
이것은 CTR0이 특정 IF의 작용하에 있을 때 해당 IC는 기본적으로 VCE와 아무런 관련이 없기 때문입니다.
IC와 IF의 변화는 선형적으로 관련되어 있습니다.
반도체 튜브 특성 그래픽 기기로 측정한 포토커플러의 출력 특성은 일반 수정의 출력 특성과 동일합니다.
트랜지스터 출력 특성은 비슷합니다.
3. 포토 커플러는 선형 커플러로 사용하여 발광 다이오드에 바이어스 전류를 가한 다음 저항을 통해 신호 전압을 발광 다이오드에 연결하여 포토 트랜지스터를 만들 수 있습니다. 증가하거나 감소하는 광 신호의 경우 출력 전류는 입력 신호 전압에 따라 선형적으로 변경됩니다.
포토커플러는 스위칭 상태에서도 작동하고 펄스 신호를 전송할 수 있습니다.
펄스 신호를 전송할 때 입력 신호와 출력 신호 사이에는 일정한 지연 시간이 있습니다. 구조가 다른 포토 커플러의 입력 및 출력 지연 시간은 크게 다릅니다.
실용 팁 광커플러는 광신호를 매체로 사용하여 전기 신호의 결합과 전송을 실현합니다. 입력과 출력은 완전히 전기적으로 절연되어 있으며 강력한 간섭 방지 성능을 갖추고 있습니다
.
약전류 제어 부품과 강전류 제어 부품을 모두 포함하는 산업용 애플리케이션 측정 및 제어 시스템의 경우 광커플러 절연을 사용하면 약한 전류와 강한 전류를 효과적으로 분리하고 간섭 방지 목적을 달성할 수 있습니다.
그러나 옵토커플러 절연을 사용할 때는 다음 사항을 고려해야 합니다. ① 옵토커플러를 직접 사용하여 아날로그 수량을 절연하고 전송하는 경우 옵토커플러의 비선형 문제를 고려해야 합니다. 디지털 수량을 분리하고 전송하는 데 사용됩니다. 광커플러의 응답 속도를 고려해야 합니다. ③ 출력에 전력 요구 사항이 있는 경우 광커플러의 전력 인터페이스 설계도 고려해야 합니다.
1: 광커플러는 비선형성을 극복합니다. 광커플러의 입력단은 발광 다이오드이므로 출력단의 전압-암페어 특성으로 표현할 수 있습니다. 감광성 트랜지스터이므로 감광성 삼극관의 볼트 암페어 특성은 출력 특성입니다.
옵토커플러는 작업 영역이 비선형적이며 아날로그 수량을 전송하는 데 직접 사용할 경우 정확도가 떨어지는 것을 볼 수 있습니다.
한 가지 해결책은 동일한 비선형 전송 특성을 갖는 두 개의 광전 커플러(T1 및 T2)와 두 개의 이미터 팔로워 A1 및 A2를 사용하는 것입니다.
T1과 T2가 동일한 모델 및 배치의 옵토커플러인 경우 이들의 비선형 전송 특성은 완전히 일관적이라고 볼 수 있습니다. 즉, K1(I1) = K2(I1)이면 전압은 증폭기 이득 G=Uo/U1=I3R3/I2R2=(R3/R2)
=R3/R2.
T1과 T2의 전류 전달 특성의 대칭성과 피드백 원리를 이용하면 원래의 비선형성이 잘 보상될 수 있음을 알 수 있습니다.
아날로그 전송을 위한 또 다른 솔루션
VFC(전압 주파수 변환) 방법을 사용하는 것입니다.
현장 송신기는 아날로그 신호(전압
신호로 가정)를 출력하고, 전압 주파수
변환기는 송신기에서 보낸 전압 신호를 펄스 시퀀스는 광 커플러에 의해 절연된 후 전송됩니다.
호스트 측에서는 주파수-전압 변환 회로를 통해 펄스 시퀀스를 아날로그 신호로 복원합니다.
이때, 옵토커플러 절연과 동등한 것은 옵토커플러 비선형성의 영향을 제거할 수 있는 디지털 양입니다.
이것은 효과적이고 간단하며 쉬운 아날로그 전송 방법입니다.
물론 정밀 선형 광커플러 TIL300, 고속 선형 광커플러 6N135/6N136과 같은 설계용 선형 광커플러를 선택할 수도 있습니다.
리니어 옵토커플러는 일반적으로 일반 옵토커플러에 비해 가격이 비싸지만, 사용이 간편하고 설계가 간단하여 기기 가격이 낮아지면서 선형 옵토커플러를 사용하는 추세가 될 것입니다.
2: 옵토커플러의 전송 속도를 향상시킵니다. 제어 시스템 설계에 옵토커플러 절연 디지털 신호를 사용할 때 옵토커플러의 전송 특성, 즉 전송 속도가 최대치를 결정하는 요인이 되는 경우가 많습니다. 시스템의 데이터 전송 속도.
많은 버스 구조의 산업용 측정 및 제어 시스템에서 통신 속도를 줄이지 않고 모듈 간의 상호 간섭을 방지하기 위해
고속 광커플러를 사용해야 합니다
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모듈 간의 상호 격리를 달성합니다.
일반적으로 사용되는 고속 광커플러로는 6N135/6N136 및 6N137/6N138이 있습니다.
그러나 고속 광커플러의 가격은 상대적으로 높기 때문에 설계 비용이 증가합니다.
일반 광커플러의 스위칭 속도를 향상시키는 두 가지 방법은 다음과 같습니다
.
전송 속도에 영향을 미치는 옵토커플러 자체의 분산 정전 용량으로 인해
포토 트랜지스터 내부에는 분산 정전 용량 Cbe 및 Cce가 있습니다.
광커플러의 전류 전송이 상대적으로 낮기 때문에 콜렉터 부하 저항이 너무 작아서는 안 됩니다. 그렇지 않으면 출력 전압 스윙이 영향을 받습니다.
단, 부하 저항
이 너무 커서는 안 됩니다. 부하 저항 RL이 클수록 옵토커플러의 주파수 특성이 악화되고 존재로 인한 전송 지연이 길어집니다. 분산 용량이 길다.
두 개의 광커플러 T1과 T2를 사용하여 보완적인 푸시풀 회로를 형성하면 광커플러의 스위칭 속도를 높일 수 있습니다.
펄스가 "1" 레벨로 상승하면 T1이 꺼지고 T2가 켜집니다.
반대로 펄스가 '0' 레벨이면 T1이 켜지고 T2가 꺼진다.
이 보완적인 푸시풀 회로의 주파수 특성은 단일 광커플러의 주파수 특성보다 훨씬 좋습니다.
또한 포토트랜지스터의 감광성 베이스에 포지티브 피드백 회로를 추가하면 포토커플러의 스위칭 속도를 크게 높일 수 있습니다.
트랜지스터 1개, 저항 4개, 커패시터 1개를 추가하면 이 회로가 옵토커플러의 최대 데이터 전송 속도를 약 10배 증가시킬 수 있다는 실험 결과가 나왔습니다.
3: 광커플러 전력 인터페이스 설계 마이크로컴퓨터 측정 및 제어 시스템에서 전력 인터페이스 회로는 DC 서보 모터, 스테퍼 모터 및 다양한 솔레노이드 밸브와 같은 다양한 유형의 부하를 구동하는 데 사용되는 경우가 많습니다.
이러한 인터페이스 회로는 일반적으로 부하 용량이 크고 출력 전류가 크며 작동 전압이 높은 특성을 가지고 있습니다.
엔지니어링 실습에 따르면 전원 인터페이스의 간섭 방지 기능을 향상시키는 것이 산업 자동화 장비의 정상적인 작동을 보장하는 열쇠입니다.
간섭 방지 설계 측면에서
많은 경우 포토커플러 절연 드라이브 또는 릴레이 절연 드라이브를 사용할 수 있습니다.
일반적으로 매우 높은 응답 속도가 필요하지 않은 시작-정지 작업의 경우 빠른 응답 시간이 필요한 제어 시스템의 전원 인터페이스를 설계하기 위해 릴레이 절연을 사용하고 전원 인터페이스에 광전 커플러를 사용합니다. .회로 설계.
이것은 릴레이의 응답 지연 시간이 수십 밀리초가 소요되는 반면, 옵토커플러의 지연 시간은 일반적으로 10us 이내이기 때문입니다. 전력 처리에는 옵토커플러를 사용합니다. 드라이버 인터페이스 회로 설계는 회로 설계를 단순화하고 열 방출을 줄일 수 있습니다.
AC 부하의 경우 TLP541G, 4N39와 같은 절연 드라이브 설계에 광전 사이리스터 드라이버를 사용할 수 있습니다.
광전 사이리스터 드라이버
는 높은 내압과 낮은 구동 전류가 특징입니다
. AC 부하 전류가 작을 때 직접 구동할 수 있습니다. .
부하 전류가 큰 경우 외부 전원 트라이악을 연결할 수 있습니다.
그 중 R1은 전류 제한 저항으로 광전 사이리스터의 전류에 사용되며 R2는 커플링 저항으로 그 분압은 전력 트라이액을 트리거하는 데 사용됩니다.
출력 전력을 제어해야 하는 경우 MOC3010과 같은 광전 트라이액 드라이버를 사용할 수 있습니다.
제품 테스트 1. 멀티미터를 사용하여 양호 여부를 판단하고 입력단에서 전원 공급 장치를 분리한 다음 R×1k 기어를 사용하여 핀 1과 2의 저항을 측정합니다. 순방향 저항은 수백 옴이고 역방향 저항은 수십 킬로옴이므로 핀 3과 4 사이의 저항은 무한대여야 합니다.
핀 1과 2, 핀 3과 4 사이의 모든 그룹의 저항은 무한대입니다. 입력 끝이 전원 공급 장치에 연결된 후에는 핀 3과 4의 저항이 매우 작습니다.
RP를 조정하면 핀 3과 4의 저항이 변경되어 장치가 양호함을 나타냅니다.
참고: R×10k 장비는 사용할 수 없습니다. 그렇지 않으면 발사관이 파손될 수 있습니다.
2. 간단한 테스트 회로. 전원을 켰을 때 LED가 켜지지 않습니다. SB를 누르면 LED가 켜지고 LED의 광도가 변경됩니다. 테스트중인 광전 커플러가 좋습니다.
응용 사례 다양한 광커플러, 독특한 구조 및 탁월한 장점으로 인해 주로 다음과 같은 경우에 사용됩니다. ⑴ 논리 회로의 응용 ⑵ 무접점 스위치로의 응용 ⑶ 트리거 회로의 응용 응용 (4) 펄스 증폭 회로의 응용 광커플러는 디지털 회로에서 펄스 신호를 증폭하는 데 사용됩니다.
⑸선형 회로에서의 응용 ⑹특별한 경우의 응용 개발 현황
광전 커플러 시장은 그리 크지 않지만 연간 40%의 성장률을 보이고 있는 것이 가장 큰 이유입니다. 하나의 프로그램 컨트롤러에는 20~30개 이상의 포토커플러가 사용된다는 점입니다.
옵토커플러는 초대용량, 고속화 방향으로 뚜렷한 발전 추세를 보이고 있다.
미국과 일본에서 생산되는 옵토커플러는 주로 적외선 발광다이오드와 감광소자 튜브로 구성된다. 이런 종류의 장치는 미국과 일본에서 생산되는 전체 옵토커플러의 약 10%를 차지한다. 60.
이러한 유형의 장치는 높은 전류
전송 효율(일반적으로 7~30)을 가질 뿐만 아니라 상대적으로 빠른 응답 속도(2~5μs)를 갖기 때문에 대부분의 응용 프로그램을 충족할 수 있습니다.
Yokogawa Electric Company는 GaAsP 적외선 발광 다이오드
를 입력단으로 사용하고 PIN 포토다이오드를 수신단으로 사용합니다. 3개의 고속 포토커플러의 절연 전압은 3000V 이상입니다. 그 중 5082-43610 초고속 디지털 광커플러와 5082-4361 하이 모드 억제 광커플러의 응답 속도는 10Mb/s에 도달할 수 있으며 현재 전송 효율은 60 이상입니다.
미국 모토로라사에서 생산하는 4N25, 4N26, 4N27 광전커플러는 3극관 출력형 광전커플러이다.
이런 종류의 광전커플러는 입출력 절연 성능, 주파수가 높다. 응답은 300kHz에 도달할 수 있지만 스위칭 시간은 몇 마이크로초에 불과합니다.
NEC가 생산하는 고속 광커플러 중 PS2101 포토커플러는 비소 알루미늄 갈륨 적외선 발광 다이오드를 사용하는 범용 4핀 평면 부품이다
실리콘 광전 트랜지스터
튜브는 4×4.4×2 입방 밀리미터의 부피로 포장되어 있으며 응답 속도는 10μs입니다.
PS2041 및 PS2042 포토커플러는 알루미늄 갈륨 비소 발광 다이오드와 포토트랜지스터를 동일한 기판에 통합한 6핀 패키지 구성 요소로, 크기는 7.08×7.6×3.5 입방밀리미터입니다. .
중국 국내 관련 단위에서는 다양한 광전자 결합 장치를 연구하고 개발하는 데 많은 인력과 물적 자원을 투자했습니다.
상하이 반도체 소자공장 8호, 상하이 라디오 17공장 등
시장의 요구를 충족시키기 위해 충칭 광전자 기술 연구소는 고속 응답 광전 소자로 구성된 후막 일체형 이중 채널 고속 광학 장치를 개발했습니다. 발광 장치 및 논리
출력형 광 수신 증폭기 이득 전기 커플러.
이 광커플러의 입력단은 GaAIA 측면 발광관 2개로 구성되어 있으며, 출력단은 Si-PIN 광검출기 2개와 고속 고이득 선형 증폭기 회로 2개로 구성되어 있습니다.
또한 충칭 광전자 기술 연구소는 고속 및 고전압 광전 커플러, GG2150I 무선 주파수 신호 광전 커플러 및 GG2060I 고전압 펄스 측정 광전 커플러도 개발했습니다.
, GH1204U형 고전압 광전송 광커플러와 GH1201Y형 및 GOHQ-I형 광커플러 등
일반적인 응용 분야: 무접점 계전기로 사용되는 광전 커플러를 무접점 계전기로 사용하면 작은 크기, 긴밀한 결합, 작은 구동력, 빠른 동작 속도 및 넓은 작동 온도 범위라는 장점이 있습니다.< /피><피>
그림 3은 솔리드 릴레이로 사용되는 포토 커플러의 실제 회로도를 보여줍니다. 회로의 왼쪽 절반은 입력 전기 신호 Vi를 발광 다이오드에서 방출되는 광 신호로 변환하는 데 사용할 수 있습니다. 포토 커플러에서; 회로의 오른쪽 절반은 광 커플러의 포토 트랜지스터를 사용하여 광 신호를 전기 신호로 복원하므로 매우 우수한 전기 광학 및 광전 결합 변환 장치입니다.
포토커플러의 전류 전달비는 20, 내압은 150V, 구동 전류는 8~20mA이다.
실제 사용에서는 일반 전자기 계전기의 공통된 실제 접점이 없기 때문에
따라서 접촉 불량 및 아크 현상이 발생하지 않으며 영향을 받지 않습니다. 외부 힘이나 기계적 충격으로 인해 오작동이 발생할 수 있습니다.
그래서 성능이 비교적 안정적이고 작업도 매우 안정적입니다.
전화 보안 장치에 적용 병렬 기계에 의한 전화선 도난이나 통화용 전화기 도난을 방지하기 위해 광전 커플러를 사용하여 다음과 같은 간단하고 실용적인 전화 보안 회로를 설계할 수 있습니다. VD1 ~ VD4 변환 회로.
본 보안장치를 전화선에 연결할 때 전화선 피드백 전압의 극성을 구분할 필요가 없기 때문에 본 보안장치를 사용하면 설치가 매우 편리합니다.
선형 회로의 오디오 변압기 대신 오디오 변압기는 2단 증폭기 간의 결합에 일반적으로 사용됩니다.
이 커플링의 단점은 변압기 코어의 전력 일부가 손실되고 약간의 왜곡이 발생할 수 있다는 것입니다.
오디오 트랜스포머 대신 옵토커플러를 선택하면 위의 단점을 극복할 수 있습니다.
입력 신호 Vi가 전단의 트랜지스터 BG1, BG2에 의해 증폭되면 포토커플러 좌측의 LED를 구동해 빛을 내고, 단의 감광관에 완전히 흡수된다. 이 신호는 다음 단계의 회로를 통과하여 증폭되고, 진공관의 이미터는 커패시터 C3을 통과하여 왜곡되지 않은 증폭 신호 V0를 출력합니다.
이 회로는 전면 및 후면 앰프를 완전히 분리하기 때문에 접지 루프로 인해 발생할 수 있는 간섭을 제거합니다.
동시에 회로에 잡음 제거 기능도 있으므로 신호 왜곡을 방지합니다
.
전체 회로의 총 이득은 20dB 이상이 될 것으로 예상되며, 대역폭은 약 120kHz이다.
논리 회로에의 응용 광커플러는 다양한 논리 회로를 형성할 수 있습니다. 광커플러는 트랜지스터보다 간섭 방지 성능과 절연 성능이 우수하기 때문에 이들로 구성된 논리 회로의 신뢰성이 더 높습니다.
스위칭 회로에 사용되는 견고한 스위치로 제어 회로와 스위치 사이에 양호한 전기적 절연이 요구되는 경우가 많으며, 이는 일반 전자 스위치로는 달성하기 어려운 일이지만 광전 결합으로는 가능합니다. 구현하기 쉽습니다.
트리거 회로의 응용에서는 쌍안정 출력 회로에 광전 커플러가 사용됩니다. 발광 다이오드를 두 개의 이미터 회로에 직렬로 연결할 수 있으므로 출력 및 부하 절연 문제를 효과적으로 해결할 수 있습니다.
펄스 증폭 회로에서의 응용 옵토커플러는 디지털 회로에서 펄스 신호를 증폭하는 데 사용됩니다.
선형 회로에 적용 선형 옵토커플러는 선형 회로에 사용되며 접지 선형성이 높고 접지 전기 절연 성능이 우수합니다.
특별한 경우의 애플리케이션 광커플러는 고전압 제어, 변압기 교체, 접점 릴레이 교체 및 A/D 회로 및 기타 경우에도 사용할 수 있습니다.