Как проверить оптопару в блоке питания
Обновлено: 21.11.2024
Оптоизолятор содержит источник (излучатель) света, почти всегда светоизлучающий диод (LED) ближнего инфракрасного диапазона, который преобразует входной электрический сигнал в свет, закрытый оптический канал (также называемый диэлектрическим каналом) и фотодатчик. датчик, который обнаруживает входящий свет и либо непосредственно генерирует электрическую энергию, либо модулирует электрический ток, протекающий от внешнего источника питания. Датчик может быть фоторезистором, фотодиодом, фототранзистором, выпрямителем с кремниевым управлением (SCR) или симистором. Светодиоды могут воспринимать свет в дополнение к его излучению, поэтому возможна конструкция симметричных двунаправленных оптоизоляторов.
Твердотельное реле с оптронной развязкой содержит фотодиодный оптоизолятор, который управляет переключателем питания, обычно комплементарной парой полевых МОП-транзисторов. Щелевой оптический переключатель содержит источник света и датчик, но его оптический канал открыт, что позволяет модулировать свет внешними объектами, препятствующими прохождению света, или отражающими свет в датчик.
ОПТОРАЗВЯЗКА (4 контакта)
1. СВЕТОДИОДНЫЙ АНОД
2. СВЕТОДИОДНЫЙ КАТОД
3. ФОТОТРАНЗИСТОРНЫЙ КОЛЛЕКТОР
4. ФОТОТРАНЗИСТОРНЫЙ ИЗЛУЧАТЕЛЬ.
оптопара-4N35-техническое описание Нажмите здесь. фото-интерап-техническое описание
КАК ПРОВЕРИТЬ ОПТОПАРУ С ПОМОЩЬЮ ЦИФРОВОГО МУЛЬТИМЕТРА — ВЫБЕРИТЕ РЕЖИМ ДИОДА В МУЛЬТИМЕТРЕ
ТЕСТИРОВАНИЕ ОПТОПАРЫ: 6-КОНТАКТНЫЙ ТИП (СРЕДСТВА DMM (ЦИФРОВОЙ МУЛЬТИМЕТР)
ШАГ 1: Подсоедините положительный красный измерительный провод цифрового мультиметра к контакту 1 (АНОД СВЕТОДИОДА)
Отрицательный черный провод к контакту 2 (КАТОД СВЕТОДИОДА)
Показания дисплея показывают 0,983 В (983 мВ)< /p>
На дисплее отображается OL
Подключите положительный красный измерительный провод цифрового мультиметра к контакту 6 (БАЗА)
Отрицательный черный провод к контакту 5 = 0,618 В (КОЛЛЕКТОР)
Отрицательный черный провод к контакту -4 = 0,648 В (ИЗЛУЧАТЕЛЬ)
Отображение показаний показаний
ШАГ 3 . Подсоедините отрицательный черный тестовый провод цифрового мультиметра к контакту 6
положительный красный провод к контакту 5
положительный красный провод к контакту 4
На дисплее отображается OL
Контакт -3 Нет соединения (6-контактный оптопара)
Проверка: Если вы получаете показания при прямом смещении как 0000, OL или 1, а при обратном смещении как 0000 (или) низкие значения, оптрон может быть НЕИСПРАВНЫМ и нуждается в замене.
4 комментария
Я пытаюсь протестировать 6-контактный DIP-фотопараметр MOC 3020? в системе типа «музыка со светом». Мне нужно знать, как идентифицировать шесть контактов, и не лучше ли протестировать компонент, удаленный с печатной платы? У меня есть 3 сателлита (пульта), которые не питают подключенные источники света, и один основной питает 3 цепи освещения, из которых 2 постоянно включены, а один работает правильно (требуется вход). Всего 6 отдельных функций освещения. Нужна любая доступная информация, прежде чем я начну бросать детали (деньги) в эту систему.
Заранее спасибо за любую помощь!
Как протестировать R 2581 A QK407
Пожалуйста, помогите мне
спасибо, что поделились своим опытом.
Большинство оптронов имеют 4 контакта. Как вы тестируете оптопары 2 × 2 (4 контакта)?
Оставить ответ Отменить ответ
Этот сайт использует Akismet для уменьшения количества спама. Узнайте, как обрабатываются данные ваших комментариев.
Основное содержание этой статьи:
1.Описание оптопары
2.Как работает оптопара
3 .Каковы функции оптопары
4.Каковы методы проверки оптопары
5.Разработка оптопары
Описание оптопары
Фотоэлектрические продукты являются незаменимым устройством в нашей современной жизни. Он приносит много удобств в нашу жизнь. Фотогальванические изделия не могут нормально использоваться без оптоэлектронных устройств.
Оптопары являются весьма важным оптоэлектронным устройством. Jotrin Electronics расскажет вам, что такое оптопара
Оптопары (сокращенно OC) также известны как оптоизоляторы или оптопары. Это устройство, которое передает электрические сигналы через среду света. Обычно излучатель света (инфракрасный светоизлучающий диод) и фоторецептор (светочувствительная полупроводниковая трубка) упаковываются в один корпус. Когда на входной конец добавляется электрический сигнал, светоизлучающее устройство излучает свет. Получив свет, светоприемное устройство генерирует световой ток, который вытекает из выходного конца, таким образом реализуя преобразование «электро-опто-электрическое».
Он может эффективно защитить цепь и провод, так что оптический сигнал и электрический сигнал не мешают друг другу, и каждый из них выполняет работу. Это обеспечивает нормальную и упорядоченную работу блока питания и источника света, оптопары имеют хорошую электрическую изоляцию и помехоустойчивость. Существует много типов оптопар, которые широко используются в повседневной жизни, например, фотодиоды, триоды, фоторезисторы и тиристоры, управляемые светом. Это очень хорошие оптопары.
Как работает оптопара?
Оптопара использует свет в качестве среды для передачи электрических сигналов. Он обладает хорошим эффектом изоляции входных и выходных электрических сигналов, поэтому широко используется в различных схемах. В настоящее время он стал одним из самых универсальных и универсальных оптоэлектронных устройств. Оптопары обычно состоят из трех частей: излучения света, приема света и усиления сигнала.
В части излучения (источника света) света, управляемого постоянным током, переменным током или импульсным источником питания, светоизлучающий диод преобразует электрическую энергию в световую энергию для излучения определенной длины волны света в условиях прямого напряжения, а также часть усиления сигнала и источник света.
Излучаемый свет принимается фотодетектором и создает фототок. После дальнейшего усиления выход завершает оптико-электрическое преобразование, действуя таким образом как вход, выход и изоляция. Среди фотоприемников используется фотодатчик.
На PN-переход подается обратное напряжение, а преобразование световой энергии в электрическую осуществляется по принципу большого обратного сопротивления при световом облучении. Поскольку вход и выход оптопары изолированы друг от друга, а передача электрического сигнала является однонаправленной, она имеет хорошую электрическую изоляцию и защиту от помех. Следовательно, он может значительно улучшить отношение сигнал-шум в качестве элемента изоляции терминала при долговременной передаче информации. В компьютерной цифровой связи и управлении в реальном времени в качестве интерфейсного устройства изоляции сигнала можно значительно повысить надежность работы компьютера. Поскольку вход оптопары представляет собой элемент с низким сопротивлением, работающий в режиме тока, он обладает сильной способностью подавления синфазного сигнала.
Каковы функции оптопары?
Применение оптопары очень обширно. Jotrin Electronics Limited считает, что роль оптопары можно резюмировать в шести аспектах:
(1) Применение в логических схемах
Оптопара может составлять множество логических схем, поскольку Характеристики защиты от помех и характеристики изоляции лучше, чем у транзистора, поэтому формируется логическая схема, которая более надежна.
(2) Применение в качестве твердотельного переключателя
При переключении цепи, часто требуется, чтобы цепь управления и переключатель имели хорошую электрическую изоляцию, которую трудно достичь для обычного электронного переключателя, но легко реализовать с помощью оптопары.
(3) Применение в цепи запуска
Оптопара используется в бистабильной выходной цепи. Поскольку светоизлучающие диоды могут быть соответственно подключены последовательно к двум цепям эмиттера, проблемы изоляции выхода и нагрузки могут быть эффективно решены.
(4) Применение в схемах импульсных усилителей
Оптопары используются в цифровых схемах для усиления импульсных сигналов.
(5) Применение в линейных цепях
Линейные оптопары используются в линейных цепях с высокой линейностью и отличной электрической изоляцией.
p>(6) Применение в особых случаях
Оптопары также можно использовать для управления высоким напряжением, замены трансформаторов, контактных реле, аналого-цифровых цепей и многих других приложений.
Какие существуют методы проверки оптопары?
Разработка оптопары
Оптопары имеют преимущества небольшого размера, длительного срока службы, сильной помехоустойчивости, изоляции между выходом и входом, односторонней передачи сигналов и т. д. Они широко используются в цифровых схемах. Кроме того, уровень использования оптронов по-прежнему резко увеличивается с каждым годом. Помимо самого оптрона, еще одной важной причиной является то, что в каждом программном контроллере используется от 20 до 30 или более оптронов. Оптопары имеют широкое рыночное пространство. Качество оптопары является проблемой, которая больше всего беспокоит всех пользователей. Jotrin Electronics Limited предлагает передовые программируемые источники питания, цифровые мультиметры и осциллографы.Он может точно измерять взаимосвязь между входом и выходом оптронов, предоставляя вам больше высококачественных оптронов.
Оптопара регулирует напряжение в импульсном блоке питания
Как известно, в качестве импульсного источника питания питание оптопары в его цепи получается от вторичного напряжения высокочастотного трансформатора. Как только выходное напряжение уменьшается по разным причинам, соответственно увеличивается ток обратной связи и соответственно увеличивается коэффициент заполнения, что приводит к увеличению выходного напряжения. Если выходное напряжение увеличится, ток уменьшится, а коэффициент заполнения уменьшится, что приведет к уменьшению выходного напряжения. Если вторичная нагрузка высокочастотного трансформатора перегружена или схема переключения неисправна, оптопары не будет. В это время оптопара будет контролировать схему переключения от вибрации и, в конечном итоге, защитит трубку переключателя от поломки и перегорания. Таким образом, оптопара обычно играет три роли в импульсном источнике питания: изоляция, обеспечение сигналов обратной связи и переключение.
На следующем рисунке показана схема импульсного источника питания, состоящая из оптопары PC817 и трубки регулятора. Некоторые импульсные источники питания и TL431 вместе составляют схему с относительно высокой точностью. Обратите внимание, что эта фотопара обычно является линейной
Оптопара ДЕЙСТВУЕТ как переключатель при нагрузке переменного тока
Связь имеет одностороннюю передачу из-за света, а электрическая изоляция входа и выхода достигается, не может влиять на выходной сигнал входа, поэтому широко используется в различных типах изолирующих цепей, для силовой электроники, в применение нагрузки переменного тока вместе с двунаправленной тиристорной изоляционной схемой защиты от помех является сильным, на следующем рисунке указано увеличение токоограничивающего резистора, увеличение выходной нагрузки RC-цепи поглощения или параллельного варистора, что помогает защитить нагрузка.
Три, обнаружение пересечения нуля
Существует много способов достижения нуля на самом деле, есть метод двух последовательных диодов, также можно через световую связь преобразовать, как показано на диаграмме, две оптические связи, вход переменного тока, две развязки обратного параллельного света, в положительное и отрицательный полупериод электросети с двумя световыми проводами по очереди, когда сеть не проходит через нулевую точку, есть только одна световая проводка, низкий уровень выходного сигнала в это время, когда город Дяньчжуань до нуля, два проводят свет связь, в это время из-за эффекта R3, вывод высокого уровня, поэтому в конце цикла на выходе импульсного сигнала в течение 10 мс. Поскольку цепь изолирована оптроном, схема обнаружения пересечения нуля более надежна, чем схема с последовательным диодом.
<р>4. Другие приложения
Помимо этих трех, оптопары имеют и другие применения, такие как схемы запуска, логические схемы, импульсные усилители и т. д.
Существует множество различных применений цепей оптопары, поэтому существует множество различных требований к конструкции, но базовая конструкция оптопары, обеспечивающая изоляцию, например, между двумя цепями, просто включает в себя выбор соответствующих номиналов резисторов для двух резисторов R1 и R2. показано на рис. 5.2.1.
В этом примере показана оптопара PC817, которая изолирует цепь с помощью логики HCT через вентиль инвертора Шмитта 7414. Инвертор Шмитта на выходе выполняет несколько функций; он обеспечивает соответствие выходного напряжения спецификациям HCT по току и напряжению, а также обеспечивает очень быстрое время нарастания и спада для выходного сигнала и корректирует инверсию сигнала, вызванную работой фототранзистора в режиме с общим эмиттером. Каждое семейство логики (например, типы LSTTL или CMOS) может иметь разные уровни логического напряжения и разные требования к входному и выходному току, а оптопары могут обеспечить удобный способ сопряжения двух схем с разными логическими уровнями. Что необходимо, так это убедиться, что R1 создает соответствующий уровень тока от входной цепи для правильного управления светодиодной стороной оптопары, и что R2 создает соответствующие уровни напряжения и тока для питания выходной цепи через инвертор.
Рис. 5.2.1 Простой интерфейс оптопары для HCT
Проектирование интерфейсов оптопары
Основная цель интерфейса оптопары — полностью изолировать входную цепь от выходной, что обычно означает наличие двух полностью отдельных источников питания: одного для входной цепи и одного для выхода. В этом простом примере входные и выходные источники питания, скорее всего, будут одинаковыми по напряжению и току, поэтому интерфейс просто обеспечивает изоляцию без каких-либо значительных изменений уровней напряжения или тока.
При выборе подходящих значений для R1 значение для токоограничивающего резистора устанавливается таким образом, чтобы обеспечить правильный прямой ток (IF) через инфракрасный светодиод в оптопаре. R2 — это нагрузочный резистор для фототранзистора, и значения обоих резисторов будут зависеть от ряда факторов.
Текущий коэффициент передачи
Ток в каждой половине цепи связан коэффициентом передачи тока или CTR, который представляет собой просто отношение выходного тока к входному току (IC/IF< /sub>) обычно выражается в процентах. Каждый тип оптопары будет иметь диапазон значений CTR, указанный в паспорте производителя. Значение CTR также зависит от ряда факторов, в первую очередь от типа оптопары, простые типы могут иметь значение CTR от 20% до 100%, в то время как специальные типы, такие как те, которые используют конфигурацию транзистора Дарлингтона для их выходной фототранзистор может иметь значения CTR в несколько сотен процентов. Также CTR любого конкретного устройства может значительно отличаться от типичного значения этого устройства на +/- 30%. Производители обычно указывают диапазон значений CTR для различных выходных напряжений коллектора фототранзистора (VC) и различных температур окружающей среды (TA). CTR также зависит от возраста оптопары, так как эффективность светодиодов снижается с возрастом (более 1000 часов работы). Поскольку можно ожидать, что CTR оптопары со временем уменьшится, общепринятой практикой является выбор значения IF несколько ниже максимального, чтобы предполагаемая производительность по-прежнему могла быть достигнута по сравнению с предполагаемой. срок службы цепи.
Хотя в этом примере описывается конструкция простого интерфейса, связывающего две логические схемы HCT, разница между результатами, полученными здесь, и результатами, необходимыми для любой другой оптронной пары, заключается в том, что аналогичные расчеты могут быть выполнены только с использованием данных, соответствующих другим напряжениям и токам и другие оптопары.
Расчет номиналов резисторов оптопары
Рис. 5.2.2 CTR и прямой ток для PC817
Начало процесса проектирования заключается в определении входных и выходных условий, с которыми должна быть связана оптопара. Типичные оптопары могут обрабатывать входные и выходные токи от нескольких микроампер до десятков миллиампер. На рынке представлено множество оптронов, и чтобы найти наиболее подходящий для конкретной цели, следует изучить каталоги поставщиков и спецификации производителей.
Однако в этом случае популярная оптопара PC817 от Sharp будет использовать напряжения и токи, доступные в логике HCT. Предполагая, что один выход HCT питает только эту оптопару, можно предположить, что напряжение логической единицы составляет около 4,9 В.
Выходной ток, доступный от затвора HCT для управления входом оптопары, ограничен 4 мА, что довольно мало для управления оптопарой. Затем PC817 должен быть способен выдавать необходимый выходной сигнал при таком малом входном токе.
График на рис. 5.2.2 показывает, что CTR для PC817 с прямым (входным) током IF в 4 мА будет примерно от 80 до 150 %, допуская ±30 % для всех упомянутые выше переменные). В идеале оптопара в этом случае должна вести себя так, как будто она невидима, то есть вентиль HCT, подключенный к выходу оптрона, должен видеть доступный ток до 4 мА, как если бы он был подключен к выходу другого вентиля HCT. Следовательно, выходной ток PC817 в идеале также должен составлять около 4 мА, а прямой ток (IF) управляет входным светодиодом при 4 мА (при 100% CTR).
Найдя приблизительную цифру для CTR, из которой следует, что входные и выходные условия должны быть одинаковыми, при 4 мА, следующая задача — рассчитать значения R1 и R2.
Используя данные в таблице 5.2.1 и предполагая минимальное входное напряжение от 4,9 до 5 В на выходе затвора HCT, можно рассчитать подходящее значение сопротивления для R1 на рис. 5.2.3.
Рис. 5.2.3 Оптопара HCT-HCT
Прямое напряжение на инфракрасном светодиоде при прямом токе всего 4 мА должно составлять около 1,2 В
5 В – 1,2 В = 3,8 В будет вырабатываться на резисторе R1
Поэтому R1 = 3,8 В÷4 мА = 950 Ом
Использование следующего более высокого предпочтительного значения резистора R1 = 1 кОм
График зависимости CTR от IF на рис. 5.2.2 показывает, что в идеале CTR для PC817 должен составлять около 115 % при прямом токе 4 мА, что предполагает, что оптический выход ток должен быть около 4 мА x 115% = 4,6 мА
Чтобы насытить фототранзистор и получить логический 0 (менее 0,2 В) на выходе, резистор R2 должен развивать напряжение от 4,9 до 5 В при пропускании тока 4,6 мА (при условии, что значение CTR равно 115 %).
Поэтому R2 должен быть не менее 5 В÷4,6 мА = 1087 Ом или R2 = 1,2 кОм (следующее предпочтительное значение).
Рис. 5.2.4a Выход с R2 = 1,2 кОм
Если используется значение выше 1,2 кОм, увеличение этого значения на несколько кОм может обеспечить максимальное размах напряжения на выходе, однако увеличение этого значения снижает скорость, с которой оптопара может реагировать на быстрые изменения напряжения. из-за сочетания нагрузки с высоким сопротивлением и высокой емкости перехода фототранзистора, что приводит к округлению формы выходного сигнала, как видно из сравнения форм сигналов на рис. 5.2.4 а и б.
Оба показанных сигнала были получены с одним и тем же входом, прямоугольным сигналом с частотой 2 кГц, но с двумя разными значениями R2, 1,2 кОм на рис. 5.2.4a и 10 кОм на рис. 5.2.4b.< /p>
Влияние округления на время нарастания импульсов хорошо видно на рис. 5.2.4b. Также на более высоких частотах заметно снижается амплитуда выходного сигнала. Поэтому для лучшей производительности значение R2 должно быть как можно меньше, но выше 1 кОм.
Рис. 5.2.4b Выход с R2 = 10 кОм
Работа схемы оптопары, показывающая результат использования расчетных значений, показана на рис. 5.2.4. Обратите также внимание на эффект использования инвертора Шмитта 74HCT14 на выходе; исключается любое округление прямоугольных импульсов, и хотя выходное напряжение оптопары падает только до 0,18 В, когда фототранзистор насыщается, выходное напряжение вентиля Шмитта фактически изменяется между +5 В и 0 В.
Добавление инвертора Шмитта также повторно инвертирует выходной сигнал, который был инвертированной версией входного сигнала на коллекторе фототранзистора.
Конечно, у оптопары есть более полезные применения, чем просто изоляция одной логической ИС от другой. Распространенной проблемой является управление нагрузкой с выходного порта компьютера. Компьютеры дороги и легко выходят из строя из-за ошибок, допущенных при подключении их к внешним схемам. Проблема уменьшается, если внешняя цепь полностью изолирована от компьютера, а оптопара, такая как PC817, является дешевым и эффективным (при условии отсутствия серьезных ошибок пользователя) решением.
Рис. 5.2.5 Цепь привода двигателя PC817
Схема привода двигателя PC817
Рис. 5.2.6 иллюстрирует типичный пример, когда требуется управлять двигателем постоянного тока 12 В, требующим тока 40 мА от логической схемы (или типичного компьютерного порта), который может поддерживать ток всего в несколько мА при напряжении 5 В или меньше.
Поскольку ток, доступный от типичных портов ввода/вывода компьютера, может составлять всего несколько мкА, поскольку линии компьютерного порта обычно предназначены для управления некоторым типом логического ввода, вход в эту схему привода двигателя осуществляется через вентиль инвертора Шмитта HCT. , для которого требуется только входной ток 1 мкА, а двигатель 12 В 40 мА управляется транзистором 2N3904. Инфракрасный светодиод оптопары управляется током около 4 мА через резистор 1 кОм с выхода IC1. Поскольку CTR PC817 составляет около 115%, фототранзистор может подавать около 9 мА, так как питание на выходе фототранзистора теперь берется от 12-вольтового источника питания двигателя. Это больше, чем минимум 5 мА, необходимый для насыщения 2N3904. Важно, чтобы транзистор был полностью насыщен, чтобы свести рассеиваемую мощность в 2N3904 к минимуму, поэтому, хотя ток транзистора (ICE) составляет 40 мА, на входе будет только около 0,3 В. насыщенный транзистор, поэтому рассеиваемая мощность на транзисторе будет 0,3 В x 40 мА = 12 мВт, а максимальное рассеивание для 2N3904 составляет 1,5 Вт. Хотя этот базовый интерфейс позволяет только включать и выключать двигатель, его можно легко адаптировать, изменив IC1, включив в него управление скоростью с широтно-импульсной модуляцией либо с компьютера, либо с помощью аппаратного обеспечения, как описано в модуле генераторов 4.6.
Этот простой интерфейс имеет еще одну функцию безопасности. диод D1, подключенный к двигателю, эффективно предотвратит любые неприятные всплески обратной ЭДС, создаваемые индуктивной нагрузкой (двигателем), которые могут повредить интерфейс.
Читайте также: