Kako radi Optocoupler?

Uvod

Optospojnik, koji se još naziva i optički izolator ili opto-izolator, je elektronska komponenta koja se koristi za izolaciju jednog kola od drugog, dok omogućava da informacije prolaze od jednog do drugog. Optocoupler se koristi za razne primjene, uključujući izolaciju signala, pomjeranje nivoa napona, ograničavanje struje, smanjenje šuma i još mnogo toga. U ovom članku ćemo razgovarati o tome kako optocoupler radi i kako se koristi.

Šta je optokapler?

Optocoupler se sastoji od dva dijela; LED (dioda koja emituje svjetlost) i fototranzistor, fotodioda ili fotootpornik koji su razdvojeni na maloj udaljenosti i smješteni u kućište otporno na svjetlost. LED dioda je na jednoj strani kućišta, a fototranzistor, fotodioda ili fotootpornik na drugoj strani.

Kada se napon dovede na LED, on emituje svetlost, koja zatim obasjava fototranzistor, fotodiodu ili fotootpornik. Ovo svjetlo pokreće fototranzistor, fotodiodu ili fotootpornik i omogućava struji da teče kroz njega. Kontrolom količine svjetlosti koju emituje LED, optokapler može kontrolirati protok struje kroz fototranzistor, fotodiodu ili fotootpornik.

Kako radi Optocoupler?

Optokapler je dizajniran tako da omogući prolazak informacija iz jednog kola u drugo dok potpuno izoluje dva kola jedno od drugog. LED i fototranzistor, fotodioda ili fotootpornik smješteni su unutar kućišta, tako da nisu u fizičkom kontaktu jedan s drugim. Ovo čini optokapler odličnim alatom za izolaciju jednog kola od drugog.

Kada se napon dovede na LED, on emituje svjetlost koja putuje kroz zračni otvor i obasjava fototranzistor, fotodiodu ili fotootpornik. Ovo svjetlo pokreće fototranzistor, fotodiodu ili fotootpornik i omogućava struji da teče kroz njega. Kontrolom količine svjetlosti koju emituje LED, optokapler može kontrolirati količinu struje koja prolazi kroz fototranzistor.

Optocoupler radi tako što pretvara električni signal u svjetlosni signal, koji zatim pokreće fototranzistor. Kada se fototranzistor aktivira, dozvoljava struji da teče između dva kola. Ovaj strujni tok se može koristiti u različite svrhe, uključujući promjenu nivoa napona, ograničavanje struje, izolaciju signala, smanjenje šuma i još mnogo toga.

Vrste optokaplera

Postoji nekoliko vrsta optokaplera, uključujući:

1. Fototranzistorski optospojnici – Ovi optokapleri koriste fototranzistor za detekciju svjetlosti i omogućavanje struji da teče kroz nju.

2. Fotodiodni optokapleri - Ovi optokapleri koriste fotodiodu za detekciju svjetlosti i omogućavanje struji da teče kroz nju.

3. Optokapleri za fotootpornike - Ovi optospojnici koriste fotootpornik za detekciju svjetlosti i omogućavanje struji da teče kroz nju.

4. Solid-State releji - Ovi optokapleri koriste kombinaciju LED-a i jednog ili više MOSFET-a za uključivanje i isključivanje struje.

5. Nizovi optokaplera – Ovi optokapleri sadrže više fototranzistora, fotodioda ili fotootpornika na jednom čipu.

Primjena optokaplera

Optokapleri imaju širok spektar primjena u raznim elektronskim sistemima. Neke uobičajene primjene optokaplera uključuju:

1. Izolacija signala - Optocoupleri se koriste za izolaciju signala od jednog kola do drugog. Ovo je posebno korisno u sistemima u kojima postoji velika razlika napona između kola.

2. Ograničavanje struje - Optocoupleri se mogu koristiti za ograničavanje količine struje koja teče između kola. Ovo je korisno za zaštitu osjetljivih komponenti u kolu.

3. Promena nivoa napona – Optokapleri se mogu koristiti za prebacivanje nivoa napona signala iz jednog kola u drugo.

4. Smanjenje buke - Optocoupleri se mogu koristiti za smanjenje količine buke koja se unosi u kolo.

5. Prekidanje napajanja - Optocoupleri se mogu koristiti za uključivanje i isključivanje napajanja u kolu.

Prednosti optokaplera

Postoji nekoliko prednosti upotrebe optokaplera u elektronskim sistemima, uključujući:

1. Otpornost na buku – Optokapleri su imuni na električnu buku, što ih čini idealnim za upotrebu u bučnim okruženjima.

2. Izolacija - Optokapleri pružaju potpunu električnu izolaciju između kola, što ih čini idealnim za upotrebu u visokonaponskim sistemima.

3. Niska potrošnja energije - Optokapleri zahtijevaju vrlo malo energije za rad, što ih čini idealnim za sisteme na baterije.

4. Velike brzine prebacivanja - Optocoupleri se mogu uključiti i isključiti vrlo brzo, što ih čini idealnim za upotrebu u sistemima velike brzine.

5. Mala veličina - Optokapleri su obično vrlo male veličine, što ih čini idealnim za upotrebu u aplikacijama sa ograničenim prostorom.

Nedostaci optokaplera

Postoje i neki nedostaci upotrebe optokaplera u elektronskim sistemima, uključujući:

1. Ograničeni propusni opseg – Optocoupleri imaju ograničen propusni opseg, što može ograničiti njihovu korisnost u visokofrekventnim aplikacijama.

2. Temperaturna osjetljivost - Optocoupleri mogu biti osjetljivi na promjene temperature, što može utjecati na njihove performanse.

3. Troškovi – Optokapleri mogu biti skuplji od drugih vrsta elektronskih komponenti, što ih može učiniti manje atraktivnim iz perspektive troškova.

Zaključak

Optokapleri su važna komponenta u mnogim elektronskim sistemima. Pružaju pouzdanu izolaciju bez buke između kola, što ih čini idealnim za upotrebu u visokonaponskim i bučnim okruženjima. Također su brzi, mali i zahtijevaju vrlo malo energije za rad. Sve u svemu, optokapleri nude moćan alat za izolaciju, pomicanje i ograničavanje električnih signala u elektronskim sistemima.