1. Perché utilizzare dispositivi fotoaccoppiatori nel circuito?
Requisiti per l'isolamento elettrico. La trasmissione del segnale è richiesta tra i circuiti A e B, ma il livello di alimentazione tra i due circuiti è troppo grande, uno è di centinaia di volt e l'altro è solo di pochi volt. Due sistemi di alimentazione con enormi differenze non possono condividere l'alimentazione. Il circuito A è collegato a una forte elettricità e c'è il rischio di scosse elettriche quando viene a contatto con il corpo umano, quindi deve essere isolato. Il circuito B è la parte che il corpo umano tocca spesso e l'alta tensione pericolosa non deve essere mescolata insieme. Tra i due, è necessario completare la trasmissione del segnale, ma deve anche essere isolato elettricamente. L'uso di dispositivi ad alta impedenza come i circuiti dell'amplificatore operazionale e la trasmissione di deboli segnali di tensione analogica da parte del circuito, rendono l'elaborazione anti-interferenza del circuito una cosa più problematica: l'interferenza del rumore mescolata da vari canali può essere inversa , "Sommerso" il segnale utile. Oltre alla sicurezza del contatto umano, deve essere considerata anche la sicurezza dei dispositivi del circuito. Quando il lato di ingresso del fotoaccoppiatore è danneggiato da un forte impatto di tensione (campo), il circuito del lato di uscita può essere sicuro a causa dell'isolamento del fotoaccoppiatore.
Le quattro ragioni di cui sopra hanno contribuito alla ricerca, allo sviluppo e all'applicazione pratica dei dispositivi fotoaccoppiatori. La funzione di base del fotoaccoppiatore è quella di isolare efficacemente i circuiti lato ingresso e uscita; può trasmettere segnali sotto forma di luce; ha un buon effetto anti-interferenza; il circuito del lato di uscita può evitare l'introduzione di una forte tensione in una certa misura e shock.
2. Proprietà generali dei dispositivi di accoppiamento fotoelettrico:
1. Caratteristiche strutturali: il lato di ingresso utilizza generalmente diodi emettitori di luce e il lato di uscita utilizza fototransistor, circuiti integrati e altre forme per implementare la conversione elettrico-ottico-elettrica e la trasmissione dei segnali.
2. Vi è trasmissione della luce tra i lati di ingresso e di uscita, ma non vi è alcun collegamento diretto con l'elettricità. La presenza e la forza del segnale di ingresso controlla l'intensità luminosa del diodo emettitore di luce e il lato di uscita riceve il segnale luminoso ed emette un segnale di tensione o corrente in base all'intensità sensibile alla luce.
3. I lati di ingresso e di uscita hanno un elevato isolamento elettrico e la tensione di isolamento è generalmente superiore a 2000 V. Può trasmettere segnali CA e CC e il lato di uscita ha una certa capacità di uscita di corrente e alcuni possono pilotare direttamente piccoli relè. I dispositivi fotoaccoppiatori di tipo speciale possono trasmettere in modo lineare segnali CA e CC in millivolt e persino microvolt.
4. A causa delle caratteristiche strutturali del fotoaccoppiatore, i lati di ingresso e di uscita necessitano di alimentatori indipendenti isolati l'uno dall'altro, ovvero due alimentatori senza un punto di "massa comune". Il lato di ingresso dei seguenti primo e secondo tipo di fotoaccoppiatori fornisce il percorso della corrente di ingresso dalla tensione del segnale, ma in realtà il circuito del segnale di ingresso ha anche un ramo di alimentazione; mentre il fotoaccoppiatore lineare, il lato di ingresso e il lato di uscita sono direttamente collegati. Esistono due tipi di alimentatori isolati.
3. Nel circuito del convertitore di frequenza, ci sono tre tipi di dispositivi di accoppiamento fotoelettrico che vengono spesso utilizzati:
1. Un fotoaccoppiatore a triodo, come PC816, PC817, 4N35, ecc., Viene spesso utilizzato nel campionamento della tensione di uscita e nel circuito dell'amplificatore della tensione di errore del circuito di alimentazione a commutazione e viene utilizzato anche nel circuito di ingresso del segnale digitale dell'inverter terminale di controllo. La struttura è la più semplice, il lato di ingresso è composto da un diodo emettitore di luce e il lato di uscita è composto da un triodo fotosensibile, che viene utilizzato principalmente per l'isolamento e la trasmissione dei segnali di commutazione;
2. Il secondo tipo è un fotoaccoppiatore a circuito integrato, come 6N137, HCPL2601, ecc. Il tubo luminoso sul lato di ingresso adotta un nuovo tipo di materiale luminescente con un basso effetto di ritardo e il lato di uscita è composto da un circuito di gate e un transistor Schottky , che migliora notevolmente il miglioramento delle prestazioni. La velocità di risposta in frequenza è molto più alta di quella del fotoaccoppiatore a triodo e viene utilizzata anche nel circuito di rilevamento guasti del convertitore di frequenza e nel circuito di alimentazione a commutazione;
3. Il terzo tipo è fotoaccoppiatore lineare, come A7840. La struttura e le prestazioni sono abbastanza diverse dai primi due dispositivi fotoaccoppiatori. Nel circuito, viene utilizzato principalmente per la trasmissione lineare di segnali analogici deboli a livello mV. Nel circuito del convertitore di frequenza, viene spesso utilizzato per il campionamento e l'amplificazione dell'elaborazione della corrente di uscita e per l'elaborazione del campionamento e dell'amplificazione della tensione CC dell'anello principale.
4. Misurazione e ispezione in linea del primo tipo di dispositivo fotoaccoppiatore:
Il primo tipo di fotoaccoppiatore ha una caduta di tensione di lavoro di circa 1.2 V in ingresso, una corrente di ingresso massima di 50 mA e un valore di applicazione tipico di 10 mA; la corrente di uscita massima è di circa 1 A, quindi può pilotare direttamente piccoli relè e la caduta della tensione di saturazione in uscita è inferiore a 0.4 V. Può essere utilizzata per la trasmissione di segnali a frequenza più bassa e segnali CC di decine di kHz. Esistono requisiti di polarità per la tensione / corrente di ingresso. Quando si forma un percorso di corrente diretta, i due pin sul lato di uscita presentano uno stato di percorso. Quando la corrente diretta è inferiore a un certo valore o sopporta una certa tensione inversa, i due pin sul lato di uscita sono in uno stato aperto.
Metodi di misurazione:
L'ingranaggio del diodo del misuratore digitale, la caduta di tensione diretta del lato dell'ingresso di misurazione è 1.2 V e il contrario è infinito. Le cadute di tensione positiva e negativa o i valori di resistenza sul lato di uscita sono tutti prossimi all'infinito.
Il file di resistenza x10k del misuratore puntatore, ha misurato i suoi 1 ° e 2 ° pin, c'è un'ovvia differenza di resistenza positiva e negativa, la resistenza diretta è di circa decine di kΩ, la resistenza inversa è infinita; i perni 3 e 4 hanno una resistenza infinita in avanti e indietro.
Metodo di misurazione a due metri. Utilizzare il file di resistenza x10k del multimetro analogico (che può fornire 15 V o 9 V, decine di μA di corrente in uscita), collegare i pin 1 e 2 in direzione positiva (penna nera con 1 pin) e utilizzare il file di resistenza di un altro metro per misurare x1k 3 Il valore di resistenza del pin 4, quando il pin 1 e il pin 2 sono collegati, il valore di resistenza tra i pin 3 e 4 sarà di circa 20kΩ. Se il pin 1 e il pin 2 sono scollegati, la resistenza tra i pin 3 e 4 sarà infinita.
È possibile collegare in serie un alimentatore CC per limitare la corrente di ingresso a meno di 10 mA. Quando il circuito di ingresso è acceso, la resistenza dei pin 3 e 4 è nello stato del percorso e quando il circuito di ingresso è aperto, il valore di resistenza dei pin 3 e 4 è infinito.
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