옵토커플러 - 특성, 장치, 애플리케이션
옵토커플러란?
광 커플러는 광전자 장치로, 주요 기능 부품은 광원과 광 검출기로 갈바닉 전기적으로 서로 연결되어 있지 않지만 공통 밀폐 하우징에 있습니다. 옵토커플러의 작동 원리는 그것에 적용된 전기 신호가 송신측에서 발광을 일으키고 이미 빛의 형태로 신호가 광검출기에 의해 수신되어 수신측에서 전기 신호를 시작한다는 사실에 기반합니다. 옆. 즉, 전자부품 내부에서 광통신을 통해 신호를 송수신한다.
옵토커플러는 가장 간단한 유형의 옵토커플러입니다. 송신부와 수신부로만 구성되어 있습니다. 보다 복잡한 유형의 옵토커플러는 하나 이상의 매칭 또는 증폭 장치에 연결된 여러 옵토커플러를 포함하는 광전자 칩입니다.
따라서, 옵토커플러는 광자가 전기적으로 중성인 것으로 알려져 있기 때문에 신호원과 수신기 사이의 갈바닉 결합 없이 회로에서 광 신호의 전송을 제공하는 전자 부품입니다.
광커플러의 구조와 특성
옵토커플러는 근적외선 및 가시광선 영역에서 민감한 광검출기를 사용합니다. 스펙트럼의 이 부분은 냉각 없이 광검출기로 작동할 수 있는 강한 방사원이 특징이기 때문입니다. 실리콘 기반의 pn 접합(다이오드 및 트랜지스터)이 있는 광검출기는 보편적이며 최대 분광 감도 영역은 0.8μm에 가깝습니다.
옵토커플러는 주로 전류 전송 비율 CTR, 즉 입력 전류와 출력 전류의 비율이 특징입니다. 다음 매개변수는 전송된 펄스의 상승 시간 tr 및 차단 tf와 관련된 신호 전송 속도, 실제로 광커플러 작동의 차단 주파수 fc입니다. 마지막으로 갈바닉 절연의 관점에서 광커플러를 특성화하는 매개변수는 절연 저항 Riso, 최대 전압 Viso 및 처리량 Cf입니다.
옵토커플러 구조의 일부인 입력 장치는 동작점을 I-V 특성의 선형 영역으로 이동하기 위해 이미터(LED)에 대한 최적의 동작 조건을 생성하도록 설계되었습니다.
입력 장치는 충분한 속도와 넓은 범위의 입력 전류를 가지고 있어 낮은(임계값) 전류에서도 정보 전송의 신뢰성을 보장합니다. 광학 매체는 빛이 이미 터에서 광 검출기로 전송되는 하우징 내부에 있습니다.
제어된 광 채널이 있는 옵토커플러에는 전기적 또는 자기적 수단을 사용하여 광 매체의 특성에 영향을 줄 수 있는 추가 제어 장치가 있습니다.광검출기 측에서 신호는 높은 광-전기 변환 속도로 복구됩니다.
광검출기 측면의 출력 장치(예: 회로에 포함된 광트랜지스터)는 신호를 표준 전기 형식으로 변환하도록 설계되어 옵토커플러 다음 블록에서 추가 처리에 편리합니다. 옵토커플러는 종종 입력 및 출력 장치를 포함하지 않으므로 특정 장치의 회로에서 정상 작동을 설정하려면 외부 회로가 필요합니다.
옵토커플러의 적용
광 커넥터가 널리 사용됨 갈바닉 절연을 위한 회로 저전압 및 고전압 회로가있는 다양한 장비 블록, 제어 회로는 강력한 트라이 액 및 사이리스터 제어, 릴레이 회로 등 전원 회로와 분리됩니다.
다이오드, 트랜지스터 및 저항 광커플러는 무선 엔지니어링 변조 및 자동 이득 제어 회로에 사용됩니다. 광학 채널을 노출함으로써 회로가 비접촉식으로 제어되고 최적의 작동 모드로 전환됩니다.
광 커넥터는 다용도로 사용되어 다양한 산업에서 사용되며 단순히 갈바닉 절연 및 비접촉식 제어 요소와 같은 많은 고유한 기능에 사용되므로 모두 나열하는 것은 불가능합니다.
다음은 컴퓨터, 통신 기술, 자동화, 무선 장비, 자동 제어 시스템, 측정 장비, 제어 및 규제 시스템, 의료 기술, 시각적 표시 장치 등 그 중 일부입니다.
광커플러의 장점
인쇄 회로 기판에 옵토커플러를 사용하면 저항 측면에서 고전압 및 저전압, 입력 및 출력 회로의 절연 요구 사항이 매우 높을 때 이상적인 갈바닉 절연을 달성할 수 있습니다. 널리 사용되는 PC817 옵토커플러의 송신 회로와 수신 회로 사이의 전압은 예를 들어 5000V입니다. 또한 광 절연에 의해 약 1pF의 극히 낮은 대역폭이 달성됩니다.
옵토커플러를 사용하면 비접촉식 제어를 구현하기가 매우 쉬우면서도 직접 제어 회로 측면에서 고유한 설계 솔루션을 위한 여지를 남길 수 있습니다. 여기에서 소스에 대한 수신기의 반응이 전혀 없다는 것, 즉 정보가 단방향으로 전송된다는 것도 중요합니다.
광 커플러의 가장 넓은 대역폭은 저주파로 인한 제한을 제거합니다. 빛의 도움으로 적어도 일정한 신호, 심지어 펄스를 전송할 수 있으며 펄스 변압기를 사용하여 구현하는 것이 근본적으로 불가능한 매우 가파른 에지로 전송할 수 있습니다. 옵토커플러 내부의 통신 채널은 전자기장의 영향을 완전히 받지 않으므로 신호가 간섭 및 캡처로부터 보호됩니다. 마지막으로 광커플러는 다른 전자 부품과 완벽하게 호환됩니다.