Оптоизолятор: FOD817BSD, Оптоизолятор 5кВ, оптопара транзисторная [SMD-4], ON Semiconductor

Какие типы оптоизоляторов подходят для вашего сигнала?

Оптоизолятор – это электронный компонент, обеспечивающий передачу информации между двумя областями без использования электрического тока. Это достигается за счет использования светоизлучающего диода для преобразования входного электрического сигнала в световой сигнал, который затем преобразуется обратно в электрический сигнал светочувствительным устройством, таким как фотодиод, фототранзистор или фотодарлингтонный транзистор, в рамках одного устройства. Оптоизоляторы обеспечивают электрическую изоляцию в печатных платах, предотвращая протекание вредных электрических токов между входами и выходами.

Оптоизолятор действует как защитный механизм, обеспечивая барьер для переходных процессов напряжения или перенапряжения, которые потенциально могут повредить чувствительные полупроводниковые компоненты. Для предотвращения внешних световых помех компоненты запаяны в непрозрачный корпус.

Схемы оптоизоляторов широко используются в системах связи, управления и мониторинга, где сигналы данных могут быть уязвимы для вредных напряжений.

Они особенно полезны в сценариях, когда длинные кабели передачи данных подвержены индуцированным переходным процессам напряжения или скачкам напряжения на плоскости земли при входе в электронное устройство, содержащее чувствительные полупроводниковые компоненты.

Следует отметить, что термины оптопара и оптоизолятор иногда используются как взаимозаменяемые, но обычно оптопара относится к устройствам, которые могут изолировать напряжение приблизительно до 5000 В, в то время как оптоизоляторы могут изолировать напряжение свыше 5000 В. Однако из этого правила могут быть исключения. Кроме того, оптоизоляторы различаются по скорости, причем быстрые оптоизоляторы, такие как твердотельные реле, превосходят по скорости передачи данных более медленные варианты, такие как диодные оптоизоляторы. Для правильного выбора рекомендуется внимательно изучить спецификацию. На принципиальной схеме оптоизолятора или оптопары входы обычно располагаются слева, а выходы – справа.

При выборе оптоизолятора важно учитывать такие параметры, как напряжение изоляции, полоса пропускания, линейность, коэффициент передачи тока и требования к мощности. Эти факторы зависят от конкретного применения и желаемых характеристик.

Напряжение изоляции относится к максимально допустимой разнице напряжений между светодиодом и датчиком света в устройстве оптоизолятора. Этот номинал напряжения определяется конструкцией устройства, а также внешними факторами. Внутренний пробой может произойти, если напряжение на элементе источника света перейдет на элемент датчика света. Аналогично, внешний пробой может произойти, если напряжение на входном выводе переходит на выходной вывод. Определенную роль в этом играет конструкция печатной платы, поскольку маршрутизация и разделение входных и выходных дорожек могут повлиять на вероятность возникновения дуги. Факторы окружающей среды, такие как температура, влажность, расстояние между выводами, давление и загрязняющие вещества в воздухе, также могут влиять на напряжение дуги. Расстояние и влажность являются наиболее значительными факторами, влияющими на напряжение дуги.

Типичные оптоизоляторы, доступные на рынке, могут выдерживать разницу напряжения на входе и выходе до 10 кВ и переходные процессы напряжения около 25 кВ/мкс.
 читать далее:
https://resources.altium.com/p/which-type-opto-isolator-right-your-signal?utm_source=altium-designer-app&utm_medium=referral&utm_campaign=my-altium&utm_content=article

 

www.38i.ru

Световой электрический датчик Оптоизолятор Оптика, свет, электроника, свет png

Световой электрический датчик Оптоизолятор Оптика, свет, электроника, свет png

теги

• электроника,
• свет,
• микроконтроллер,
• оптика,
• оптоизолятор,
• фотоэлектрический датчик,
• датчик приближения,
• датчик,
• технология,
• природа,
• arduino,
• тензодатчик,
• кэш General Hardware Ltd,
• инфракрасный,
• оборудование,
• электроника Аксессуар,
• электронный компонент,
• термопара,
• png,
• прозрачный png,
• без фона,
• бесплатная загрузка

Скачать PNG ( 273. 09KB )

Размер изображения

596x561px

Размер файла

273.09KB

MIME тип

Image/png

изменить размер PNG

ширина(px)

высота(px)

Некоммерческое использование, DMCA Contact Us

• Датчик пламени Датчик инфракрасного света Обнаружение пожара, свет, электроника, свет png 1100x1100px 932.58KB
• Arduino Портативная сетевая графика Электронная схема Проводка Электроника, резистор Arduino кнопки подтягивания, электроника, другие png 960x680px 188.23KB
• Ультразвуковой преобразователь Датчик приближения Arduino Range Finders, измерение ультразвукового расстояния, электроника, измерение png 600x420px 80. 78KB
• Микроконтроллер Датчик пламени Инфракрасный, пламя, электроника, данные png 750x500px 260.01KB
• Arduino Uno Одноплатный микроконтроллер ATmega328, Arduino Uno, электроника, печатная плата png 600x471px 118.07KB
• Пассивный инфракрасный датчик обнаружения движения Arduino, Captan, электроника, другие png 1007x889px 511.29KB
• Твердотельное реле Arduino Оптоизолятор Микроконтроллер, другие, Разное, электроника png 800x600px 313.38KB
• Датчик света электрический Баумер Холдинг АГ Оптика, метр, электроника, датчик положения png 600x450px 133.
  27KB
• Arduino Uno Печатная плата Электроника Микроконтроллер, Arduino Mega2560, электроника, компьютер png 768x598px 508.6KB
• Ультразвуковой преобразователь Датчик приближения Arduino Electronics, др., измерение, другие png 800x800px 538.97KB
• Резистор светового датчика, лазер, угол, оранжевый png 600x500px 21.71KB
• Breadboard Electronics Prototype Arduino Электронный компонент, электронная плата, электроника, другие png 1000x1000px 675.79KB
• Arduino Uno ATmega328 Микроконтроллер Atmel AVR, Arduino Mega2560, электроника, другие png 525x700px 246KB
• org/ImageObject”> иллюстрация черного компьютера установленная, компьютерное оборудование Портативное компьютерное программное обеспечение Dell, обслуживание, компьютерная сеть, электроника png 1345x993px 5.1MB
• Arduino Uno Печатные платы Микроконтроллер Электроника, программирование Arduino, электроника, электронное устройство png 800x445px 459.81KB
• Датчик приближения Индуктивный датчик Электрические выключатели электрический датчик, другие, Разное, электроника png 500x500px 226.86KB
• Обучение ремонту ноутбуков Dell Hewlett-Packard Техник по ремонту компьютеров, Ноутбук, электроника, компьютер png 650x550px 409.83KB
• Микроконтроллер Light Датчик пламени Датчик, Датчик пламени, электроника, свет png 750x500px 112. 26KB
• Микроконтроллер Электроника Датчик Электронный компонент Датчик пламени, Датчик пламени, электроника, цвет png 750x500px 276.2KB
• Игровой компьютер Intel Core i7 Настольные компьютеры, Настольные ПК, электроника, компьютер png 1200x1200px 1.41MB
• Датчик влажности почвы Содержание влаги, сырость, электроника, электронное устройство png 1100x1100px 801.13KB
• Световой резистор Датчик детектора, свет, электроника, мебель png 512x512px 74.35KB
• Socket FM2 + материнская плата для ноутбука ASUS, материнская плата, электроника, компьютер png 3000x2017px 1. 92MB
• Arduino Uno ATmega328 Одноплатный микроконтроллер, другие, электроника, другие png 800x557px 390.05KB
• Arduino Mega 2560 Pinout Arduino Uno Печатная плата, прочее, электроника, другие png 1024x1024px 1.04MB
• Light Technology Электронные компоненты Электрические сети, Blue Light эффективность технологии электронных компонентов схемы, синий текстиль, синий, угол png 650x650px 604.39KB
• серое и оранжевое здание рядом с грузовиком иллюстрации, складской склад логистики Forklift, склад, Разное, инфографика png 1024x1024px 416.98KB
• Arduino Mega 2560 Микроконтроллер Arduino Uno Atmel, Arduino Mega2560, электроника, другие png 500x500px 246. 43KB
• Интегральные схемы и микросхемы Технология поверхностного монтажа Электроника Электронная схема Электронный компонент, микросхема, Разное, другие png 1280x867px 210KB
• Ультразвуковой преобразователь Датчик приближения Range Finders, прочее, Разное, электроника png 2910x2225px 3.96MB
• Детектор газа Датчик Arduino Интернет вещей, Электрохимический датчик газа, электроника, другие png 588x482px 84.05KB
• Корпуса и корпуса для компьютеров Raspberry Pi 3 Secure Digital Материнская плата, значки Raspberry Pi, электроника, другие png 1024x1024px 754.22KB
• org/ImageObject”> Светодиод диодный ПИН диод Датчик резистор, А, электроника, свет png 1800x970px 167.18KB
• Микроконтроллер Электроника Проектирование изделий Встроенная система, дизайн, электроника, инжиниринг png 800x638px 422.4KB
• Пассивный инфракрасный датчик обнаружения движения датчики движения, другие, Разное, другие png 1000x1143px 396.54KB
• электрический датчик акселерометр гироскоп электроника, трехмерный датчик угла поворота оси акселерометр электронный гироскоп, угол, трехмерный png 600x600px 114.69KB
• RAM Компьютерное хранилище данных Электроника Интегральные микросхемы и микросхемы, оперативная память, компьютер, электронное устройство png 889x898px 720. 98KB
• Светодиодный светильник Arduino LED, свет, электроника, цвет png 530x498px 52.97KB
• Датчик влажности почвы Arduino Electronics Электронный компонент, разбрасывание почвы, электроника, печатная плата png 816x641px 151.55KB
• NodeMCU ESP8266 Wi-Fi Lua USB, USB, электроника, микроконтроллер png 700x525px 199.17KB
• NodeMCU ESP8266 Arduino Универсальный микроконтроллер ввода / вывода, wifi, разное, электроника png 616x519px 286.2KB
• электрический датчик Sick AG Light Automation, свет, электроника, свет png 1053x940px 448.54KB
• org/ImageObject”> Датчик приближения Ультразвуковой датчик Пассивный инфракрасный датчик Датчик парковки, магазин запчастей, электроника, электронное устройство png 500x500px 214.23KB
• Микрофон Arduino Uno Микроконтроллер Электроника, микрофон, синий, электроника png 1024x723px 37.36KB
• Корпус ноутбука Hewlett Packard Enterprise Материнская плата, Компьютерные аксессуары, компьютерная сеть, электроника png 800x695px 767.97KB
• Водоподготовка Очистка сточных вод Инфографика, вода, электроника, микроконтроллер png 768x481px 337.44KB
• Intel Arduino Uno Микроконтроллер ввода / вывода, Intel, электроника, intel png 558x458px 102. 03KB
• Схема подключения Предохранитель Электропроводка и кабель Проводка дома, звездочка, электроника, электрические провода png 2056x3648px 5.89MB
• Датчик приближения Емкостное зондирование Sick AG электрический датчик приближения, электроника, другие png 940x911px 103.71KB
• Наука и техника графика Технологические изменения, технологии, электроника, текст png 800x511px 63.69KB

Вывод оптоизолятора SparkFun — BOB-09118

4.4 из 5

На основании 14 оценок:

Сейчас просматриваются все отзывы покупателей.

Показаны результаты со звездным рейтингом.

2 из 2 нашел это полезным:

Отлично подходит для того, что это такое – описание немного вводит в заблуждение

около 4 лет назад от участника № 1490518 проверенный покупатель

Для преобразования напряжения на логическом уровне и изоляции двух цепей идеально подходит, и это хорошо, потому что для этого он и был разработан.

В описании и инструкциях отсутствуют сведения, которые необходимы для понимания новичками (я впервые пользуюсь и не понимаю этих вещей).

1. Сторона «высокого напряжения» оптоизолятора не предназначена для того, чтобы через нее проходила ваша главная «сильноточная» цепь. Вы не получите от него нужной силы тока. Это легко преодолеть, используя оптоизолятор для управления полевым транзистором, который управляет вашей «сильноточной» схемой.

2. Если вы используете оптоизолятор для понижения напряжения (т. е. считываете схему концевого выключателя 12 В с помощью Arduino 5 В), вам нужно будет поставить резистор на одной линии с вашими входами, чтобы не сжечь светодиоды внутри (они рассчитаны на 5В цепь). Вам нужно будет сделать некоторые математические расчеты, чтобы определить правильный размер резистора.

1 из 1 нашел это полезным:

Работал как чемпион!

около 6 лет назад от участника № 909435 проверенный покупатель

Возникла серьезная проблема с шумом при подключении внешних линий запуска трех отдельных систем сбора данных к общему источнику запуска. Шум варьировался от 3 до 5 вольт синусоиды, вызывая срабатывание DAQ. Подключил этого маленького парня между источником триггера и внешними входами триггера и все почистил. Шум был вызван контурами заземления. Без него не удалось бы завершить эксперименты. Также я измерил задержку всего в 4 микросекунды.

1 из 1 нашел это полезным:

Простота использования для преобразования сигнала — высокий (24 В пост. тока) в низкий (5 В пост. тока)

около 4 лет назад от Большого Папочки Майка проверенный покупатель

У меня было два входа 24 В постоянного тока, и мне нужно было переключать два логических сигнала 5 В постоянного тока. Эта плата работала идеально. Мне действительно пришлось добавить некоторое сопротивление на переднем конце, чтобы не сжечь оптроны, но через 1 кОм я был выключен и работал.

6 из 7 нашел это полезным:

Работает хорошо, ожидайте быстрых последовательных данных

около 7 лет назад от jokkebk проверенный покупатель

Нагрузочные резисторы номиналом 10 кОм на «выходной стороне» означают, что время переключения оптронных транзисторов близко к 100 мкс, что означает скорость передачи выше 9600 не получится. Это означает, что прорыв бесполезен для MIDI-приложения (которое представляет собой оптоизолированную передачу на скорости 31250 бод). Так хорошо для изоляции, а не для быстрой передачи сигналов.

1 из 2 нашел это полезным:

Отлично подходит для прототипирования

около 8 лет назад от участника #705352 проверенный покупатель

Мне нужно было отслеживать и эмулировать аварийные сигналы морских насосов с помощью микроконтроллера +3,3 В. Я просто добавил резисторы на 1,5 кОм последовательно, и все заработало, как и планировалось. Я смог обнаружить сигналы тревоги 12 В и легко передать сериализованные данные на системный монитор.

Отличная доска для изоляции

около 4 лет назад от пользователя #663105 проверенный покупатель

Я использую четыре из них в схемах сброса сервопривода Gecko G320x, управляемых платой Pokeys57CNC, и они работают отлично.

Прекрасно работает

около 2 лет назад от участника № 1619215 проверенный покупатель

Работает отлично, но просто обратите внимание на тех, кто использует библиотеку орла sparkfun, контакты (5,6) и (7,8) переставлены в символе.

https://github.com/sparkfun/SparkFun-Eagle-Libraries/issues/153

Также хорош для изоляции входов

около 2 лет назад от участника № 523872 проверенный покупатель

В документации описано, как использовать устройство для изоляции выходов контроллера от управляемого устройства. Но он одинаково хорошо работает и для защиты входов.

Работает хорошо

около 8 лет назад Ганнибал Смит проверенный покупатель

Используется для оптоизоляции моего Arduino от шагового двигателя, достаточно просто припаять к нему контакты и использовать.

Отличный маленький прорыв

около года назад от пользователя № 1728095 проверенный покупатель

Этот друг проделал отличную работу по отделению напряжения моего ШИМ-вентилятора от моей платы микроконтроллера, и у меня есть еще несколько для любых других целей, которые возникнут.

хорошая маленькая доска

около 8 лет назад от пользователя № 654226 проверенный покупатель

плата небольшая, поэтому пайка вручную требует осторожности. Я установил монтажные штифты на оптоплате, а затем припаял к основной плате — это было эффективно

Прекрасно работает

около 6 лет назад от jagy4321 проверенный покупатель

Упрощено подключение шумной стороны к чистой (ardunio).

Функциональность ШИМ неизвестна

около 6 лет назад от Нейромант2701 проверенный покупатель

Прекрасно работает с цифровым вводом-выводом, но я пытался использовать с ним ШИМ. И я ничего не получаю на выходе даже при 10 герцах. Рабочий цикл 50%.

Кто-нибудь пробовал использовать его с ШИМ? при удаче?

Работает

около 6 лет назад от пользователя № 456033 проверенный покупатель

Я использую это для преобразования логических сигналов 5 В от энкодеров на моем инструментальном револьвере во входы 24 В для моей карты Mesa. В настоящее время он висит на проводах, так как я не понял, как его установить.

Какие типы оптоизоляторов подходят для вашего сигнала? | Блог

Оптоизолятор — это электронное устройство, которое можно использовать для передачи информации между диодами без пропускания электрического тока. Поскольку нет необходимости напрямую передавать напряжение или ток между входами и выходами в схеме оптоизолятора, эти компоненты можно использовать для обеспечения гальванической развязки в двух областях печатной платы. Оптоизоляторы действуют как защитный механизм, гарантируя, что вредные электрические токи не пройдут через устройство.

Проще говоря, оптоизолятор работает, принимая входной электрический сигнал и преобразовывая его в световой сигнал с помощью светодиода, обычно работающего в ближнем инфракрасном диапазоне. Затем внутри того же устройства светочувствительное устройство, такое как фотодиод, фототранзистор или фотодарлингтон-транзистор, преобразует световой сигнал обратно в электрический сигнал. Это обеспечивает барьер для любых переходных процессов напряжения или уровней перенапряжения, которые появляются на входе и не влияют на электрическую цепь на выходе оптоизолятора. Компоненты запечатаны в непрозрачную упаковку для предотвращения помех от внешнего света.

Существует множество различных типов схем оптоизоляторов, которые широко используются в системах связи, управления и мониторинга, где сигналы данных могут стать точкой проникновения вредных напряжений, способных повредить устройство. Они особенно полезны, когда длинные кабели передачи данных, которые могут быть восприимчивы к индуцированным переходным процессам напряжения или скачкам заземления, входят в электронное устройство, содержащее чувствительные полупроводниковые компоненты.

Следует отметить, что термины «оптопары» и «оптоизоляторы» часто используются взаимозаменяемо; однако обычно принято считать, что оптопары — это устройства, которые могут изолировать напряжения примерно до 5000 В, а оптоизоляторы — это устройства, которые могут изолировать напряжения более 5000 В. Не удивляйтесь, если увидите исключения из этого соглашения. Есть также разные скорости оптоизоляторов, и быстрые оптоизоляторы, такие как твердотельное реле, будут превосходить что-то вроде диодного оптоизолятора с точки зрения передачи данных. Если сомневаетесь, изучите техпаспорт. На изображении ниже показана типичная принципиальная схема оптоизолятора или оптопары со входами слева и выходами справа.

Сейчас мы хотим сосредоточиться на различных типах оптоизоляторов. При выборе оптоизолятора ключевыми параметрами, которые следует учитывать, являются напряжение изоляции, полоса пропускания, линейность, коэффициент передачи тока и требования к мощности.

Напряжение изоляции

Напряжение изоляции — это максимальная номинальная разность напряжений, которая может присутствовать между светодиодом и датчиком освещенности. Это напряжение изоляции определяется конструкцией самого оптоизолятора и внешними факторами. Внутренний пробой произойдет, когда напряжение на элементе источника света устройства достигнет дугового разряда элемента датчика света. Точно так же внешний пробой произойдет, когда напряжение на входном контакте устройства достигнет дуги на выходном контакте. На это влияет конструкция печатной платы, то есть то, как проложены и разделены дорожки для входов и выходов, а также условия окружающей среды вокруг устройства. Напряжение, при котором возникает дуга, будет зависеть от температуры, влажности, разделительного расстояния, давления и наличия загрязняющих веществ в воздухе. Расстояние и влажность являются наиболее важными факторами. Типичные готовые оптоизоляторы могут выдерживать перепады входного и выходного напряжения до 10 кВ и переходные процессы напряжения около 25 кВ/мкс.

Полоса пропускания

Если схема оптоизолятора используется для развязки заземляющих слоев или входов датчиков напряжения, скорость изменения изолированного сигнала относительно не важна. Однако там, где оптоизолятор используется для развязки каналов передачи данных и линий связи, пропускная способность устройства становится существенной. Типичные приложения варьируются от относительно медленных последовательных каналов передачи данных, таких как I2C или SPI, работающих на десятках Мбит/с, до высокоскоростных протоколов, работающих на Гбит/с. Более простые оптоизоляторы обычно имеют полосу пропускания около 10 МГц (см. ниже), но есть устройства, специально разработанные для более высоких скоростей передачи данных. Имейте в виду, что достижимая скорость передачи данных для любой схемы оптоизолятора будет зависеть от того, как выход загружен и зависит от температуры. Внимательно изучите техническое описание, если вы изолируете быстрые каналы передачи данных.

Полоса пропускания отображается на кривой усиления оптоизолятора. Показанный здесь пример относится к HCPL-7840-000E от Broadcom.

Стоит отметить, что для проводных сетей Ethernet, в которых используется электромагнитная индукция, для создания непроводящего барьера без необходимости внешнего источника питания доступны стандартные пассивные сетевые изоляторы. Реализация схемы оптоизолятора не всегда может быть наиболее подходящим решением, но это решение будет зависеть от ваших индивидуальных обстоятельств.

Линейность

Как и в любом полупроводниковом устройстве, фотодиод, используемый в оптоизоляторе, будет иметь элемент нелинейности в соотношении между входом и выходом, который может искажать сигнал, проходящий через изолятор. Обеспечение смещения фотодиода и работы в его линейном диапазоне, избегая областей отсечки или насыщения, в некоторой степени уменьшит этот эффект. Любая остаточная нелинейность будет особенно заметна там, где оптоизоляторы используются для развязки аналоговых сигналов.

Специализированные аналоговые оптоизоляторы были разработаны с минимальной нелинейностью. Обычно в них используются два фотодиода, подключенных к операционному усилителю. Один фотодиод работает как обычно, в то время как второй элемент с идентичными характеристиками нелинейности находится в контуре обратной связи усилителя для компенсации, компенсируя нелинейности.

Коэффициент передачи тока

Коэффициент передачи тока (CTR) — это отношение между токами светодиода и датчика, эффективно усиливающее устройство и отражающее его эффективность. Оптоизоляторам с низким CTR потребуется больший ток для управления светодиодом, чтобы создать достаточный ток на фототранзисторе для конкретной выходной нагрузки.

CTR не является постоянным, а зависит от входного тока, поступающего на компонент. CTR также будет варьироваться в зависимости от каждого компонента, его температуры и возраста компонента, поэтому крайне важно выбрать устройство, которое обеспечивает требуемый CTR при максимальной номинальной температуре и максимальном сроке службы устройства, которое будет использовать оптоизолятор. Производственные допуски в компонентах могут привести к широкому диапазону CTR в пределах одной и той же партии компонентов, поэтому конструкция должна работать на основе минимального CTR, указанного в техпаспорте. Все эти факторы могут затруднить выбор оптимального устройства. Если вы сомневаетесь, добавьте разумный запас погрешности и смоделируйте схему, используя значения компонентов для наихудшего случая, чтобы убедиться, что схема будет работать правильно.

Мощность

Последним фактором, который необходимо учитывать, являются требования к мощности самой схемы оптоизолятора и управление теплом, выделяемым компонентом из-за потерь. Основные компоненты могут быть относительно неэффективными и генерировать значительные уровни тепловой энергии, с которыми необходимо обращаться надлежащим образом, особенно потому, что на работу самого оптоизолятора негативно влияют эффекты нагрева. При проектировании схемы помните, что входные дорожки схемы оптоизолятора должным образом отделены от всех других дорожек, особенно земли и силовых плоскостей, чтобы предотвратить емкостную или индуктивную связь переходных процессов между дорожками.

Оптоизоляторы Конструкция

Оптоизоляторы обычно используют светодиод ближнего инфракрасного диапазона для преобразования входного электрического сигнала в эквивалентный световой сигнал. Свет содержится в закрытом канале оптической изоляции, также называемом диэлектрическим каналом. Фотодатчик в конце канала оптической изоляции либо непосредственно генерирует электрический сигнал из полученного света, либо использует полученный свет для модуляции электрического тока, протекающего от внешнего источника питания. Фоточувствительным устройством может быть фоторезистор, фотодиод, фототранзистор, кремниевый выпрямитель (SCR) или симистор. Поскольку фоторезисторы можно использовать как в качестве источника света, так и в качестве фоточувствительного устройства, можно сформировать двунаправленный оптоизолятор с использованием двух фоторезисторов, по одному на каждом конце канала оптической развязки. Проблемы с производительностью и эффективностью ограничивают доступность и применение двунаправленных оптоизоляторов. Эквивалентная схема может быть реализована с использованием двух однонаправленных оптоизоляторов в обратной конфигурации за счет необходимости использования большего количества дискретных компонентов с гораздо большей занимаемой площадью.

Четыре типа компонентов оптоизолятора (слева направо): буфер Шмитта, симистор, фототранзистор и тринистор. Эти устройства также могут быть настроены на несколько каналов.

Физическая компоновка оптоизоляторов зависит прежде всего от желаемого напряжения изоляции. Устройства, рассчитанные менее чем на несколько кВ, обычно имеют плоскую конструкцию. Матрица датчика покрыта листом стекла или прозрачного пластика, на который сверху наложен кристалл светодиода. Спектр поглощения датчика будет соответствовать выходному спектру светодиода. Толщина канала оптической изоляции определяет номинальное напряжение пробоя устройства. Устройства, рассчитанные на более высокие напряжения пробоя, обычно имеют силиконовую купольную конструкцию. Светодиод и кристалл сенсора размещены на противоположной стороне корпуса, разделены зазором, образованным прозрачным силиконовым куполом. Купол имеет такую ​​форму, чтобы направлять максимально возможное количество света от светодиода к датчику.

Заявка

Электронное оборудование и линии передачи сигналов и электроэнергии могут регулярно подвергаться скачкам напряжения, вызванным молнией и электростатическими разрядами, радиочастотными помехами и импульсами, генерируемыми изменениями нагрузки. Как обсуждалось в предыдущей статье, удаленные удары молнии могут вызывать выбросы в несколько киловольт в протяженных линиях связи и линиях электропередач. Оптоизоляторы могут обеспечить решение для предотвращения воздействия скачков напряжения на входах устройства на более чувствительные компоненты внутри этого устройства. Существуют также приложения, в которых устройство включает в себя элементы, использующие высокое напряжение как часть конструкции. В проекте вполне может потребоваться интерфейс между высоковольтными элементами схемы и стандартными низковольтными элементами. В этом случае оптоизоляторы также могут помочь безопасно разделить различные элементы.

Если оптоизоляторы используются для управления цифровыми логическими уровнями, необходимо учитывать конфигурацию выхода. Если требуется, чтобы выход оптоизолятора колебался от нуля вольт до шины питания, чтобы приспособиться к цепи нагрузки, потребуется оптоизолятор с конфигурацией выхода Totem-Pole. В противном случае можно выбрать более распространенную конфигурацию Push-Pull.

Главной особенностью оптоизоляторов, отличающей их от эквивалентных разделительных трансформаторов, является отсутствие потоков энергии через устройство. Они работают, модулируя электрическую энергию, подаваемую на выход, чтобы отразить уровень энергии, достигающей входа. Однако одно существенное преимущество оптоизоляторов перед изолирующими трансформаторами заключается в том, что они могут передавать очень низкочастотные сигналы вплоть до уровня постоянного тока. Их также проще внедрить в схему, поскольку входное и выходное сопротивления независимы и не требуют дополнительных компонентов для согласования импедансов.

Типы датчиков в оптоизоляторах

Фоторезисторы

Фоторезисторы представляют собой неполярные устройства, используемые как в цепях постоянного, так и переменного тока. Они работают, изменяя свое сопротивление обратно пропорционально интенсивности полученной световой энергии. Рабочий диапазон сопротивления может быть от нескольких сотен Ом до разомкнутой цепи. Традиционно используемые в телефонии и промышленной автоматизации, они в основном были вытеснены, за исключением нишевых приложений для усиления музыкальных инструментов.

Фотодиоды

Когда световая энергия падает на фотодиод, генерируется заряд, пропорциональный интенсивности полученной световой энергии. Этот небольшой заряд можно использовать для управления нагрузкой с высоким импедансом, а фотодиод работает в фотогальваническом режиме. Когда фотодиод смещается в обратном направлении с использованием внешнего источника напряжения, полученная световая энергия увеличивает обратный ток, протекающий через диод, модулируя поток энергии от внешнего источника. Скорость потока энергии прямо пропорциональна интенсивности полученной световой энергии при работе в этом фотопроводящем режиме. Путем включения драйверов светодиодов и выходных усилителей в устройство оптоизоляторов фотодиод, работающий в этом фотопроводящем режиме, может быть оптимизирован для работы на относительно высоких скоростях. Это тип датчика, который вы найдете в высокофункциональной, быстрой схеме оптоизолятора.

Фототранзисторы

Фототранзисторы по своей природе медленнее фотодиодов и должны быть правильно смещены и нагружены для достижения скоростей в десятки кГц. Однако их выход с открытым коллектором означает, что они имеют преимущество в том, что могут генерировать большие выходные токи и являются более чувствительными. Они больше подходят для использования в цепях постоянного тока, где более медленное время отклика не имеет значения. Использование зажима Шоттки на выходе фототранзистора с открытым коллектором может обеспечить относительно хорошую линейность отклика устройства.

Фотодарлингтон — это вариант фототранзистора, в котором пара транзисторов в конфигурации «пара Дарлингтона» обеспечивает гораздо более высокие уровни усиления и чувствительности, чем стандартный фототранзистор, за счет более низкой скорости отклика.

Выпрямители с фотокремниевым управлением

Оптоизоляторы с кремниевым выпрямителем (SCR) представляют собой тип изолятора на основе тиристора, предназначенный для приложений управления питанием переменного тока. Также известные как фототиристоры, они обеспечивают полную изоляцию помех и скачков напряжения, присутствующих в линии электропитания переменного тока. Ограничения производительности из-за работы только в положительной половине основного цикла переменного тока делают их использование менее распространенным, чем устройства с фототриаками.

Фото-триак

Фото-триак (триод для переменного тока) оптоизоляторы, как и фототиристоры, оптимизированы для использования в твердотельных реле для управления нагрузками, питаемыми от сети переменного тока. Симисторный оптоизолятор может безопасно работать от источника переменного тока высокого напряжения от простого коммутируемого входа постоянного тока. В отличие от фототиристоров, симисторный оптоизолятор может работать на протяжении всего цикла сети переменного тока с обнаружением пересечения нуля, что позволяет схеме подавать полную мощность на нагрузку с минимальным пусковым током при переключении индуктивных нагрузок.

Photo-MOSFET

Photo-MOSFET (полевой транзистор металл-оксид-полупроводник) Реле представляют собой менее распространенный тип оптоизоляторов, предназначенный для устройств с быстрым переключением, где требуется высокая надежность и длительный срок службы в сложных условиях окружающей среды. Эти полупроводниковые устройства, способные эффективно коммутировать 1,5 кВ и обрабатывать токи до 5 А без дребезга контактов, используются в системах управления батареями последнего поколения для солнечных электростанций и электромобилей.

Заключение

Выбирая между типами оптоизоляторов, не останавливайтесь только на том устройстве, которое соответствует вашему бюджету и есть в наличии у вашего любимого поставщика. Оптоизоляторы бывают самых разных типов, оптимизированных для конкретных приложений. Начните процесс выбора с рассмотрения ключевых факторов;

• Какое максимальное напряжение необходимо для защиты?
• Вам требуется более высокая скорость передачи данных, обеспечиваемая быстрой схемой оптоизолятора?
• Какова полоса пропускания сигнала, который вы хотите изолировать?
• Вам нужно изолировать постоянный или переменный ток, или вы хотите изолировать высокоскоростную линию передачи данных?
• Как вы питаете выход и какую нагрузку он управляет?
• Зная это и характеристики входа, какой текущий коэффициент передачи вам потребуется?
• Тогда как вы будете включать оптоизолятор(ы) в свою конструкцию и какие меры по управлению тепловым режимом вам необходимо будет предусмотреть?

Урок здесь заключается в том, что простое подключение оптоизолятора к вашей плате не так просто, как может показаться на первый взгляд.