ב- 2024/08/28 336

צילומים מצולמים, צוללים אופטו ואחסנים אופטיים הסבירו

בעולם האלקטרוניקה, חשוב באמת לוודא שאותות יכולים לנוע בצורה חלקה ובטוחה ממעגל אחד למשנהו, במיוחד כאשר מעגלים אלה עובדים עם רמות מתח שונות או מושפעים מרעש חשמלי.צילומי צילום, הנקראים גם מצמידים אופטואליים או אסולטורים אופטיים, עוזרים לגרום לזה לקרות.מכשירים קטנים אלה משתמשים באור כדי לשלוח אותות בין מעגלים תוך שמירה על נפרדותם, מה שמסייע בהגנה על חלקים רגישים מפני נזק.במאמר זה נחקור כיצד פועלים מצולמים, היכן הם משתמשים, ומדוע הם כל כך מועילים באלקטרוניקה כיום.

קָטָלוֹג

איור 1: רכיב לצילום

הבנת צילומי צילום

צילומים מצולמים, המכונים גם צמד אופטיקלי או Optoisolators, הם מכשירים המאפשרים לאותות לעבור ממעגל חשמלי אחד למשנהו תוך שמירה על נפרדות זה מזה.התפקיד העיקרי של צילום צילום הוא לוודא כי לאותות ממעגל אחד אינם מפריעים לאחר, במיוחד כאשר למעגלים יש רמות מתח שונות או כאשר מעגל אחד עשוי להיות בעל רעש חשמלי.הפרדה זו נעשית באמצעות אור, כך שניתן להעביר את האות ללא חיבור חשמלי ישיר.

איור 2: מבט חתך רוחב וסמל של צילום

חלקים מצילום

לצילום יש שני חלקים עיקריים:

דיודה פולטת אור (LED): החלק הראשון הוא ה- LED, שנמצא בצד הקלט.LED זה לוקח את האות החשמלי והופך אותו לאור, בדרך כלל בטווח האינפרא אדום.לעתים קרובות משתמשים באור אינפרא אדום מכיוון שהוא עובד היטב למטרה זו וקל לחלק הבא לזהות.

גלאי פוטו: החלק השני הוא גלאי הפוטו, שנמצא בצד הפלט.גלאי הצילום מקבל את האור מה- LED ומופך אותו חזרה לאות חשמלי.גלאי הצילום יכול להיות סוגים שונים של מכשירים, כמו Phototransistor, Photodiode או Photodarlington.סוג הפוטו -גלאר המשמש משפיע על כמה מהר האות מעובד, כמה הוא רגיש וכמה חזק יהיה אות הפלט.

גם LED וגם PhotoDectore נמצאים בתוך חבילה אחת, שנראית בדרך כלל כמו מעגל משולב קטן (IC).ה- LED ו- PhotoDectore מופרדים פיזית, וזה חשוב מאוד מכיוון שהוא מבטיח כי מעגלי הקלט והפלט אינם מחוברים ישירות.הפרדה זו שומרת על המעגלים מבעיות חשמליות כמו מתח גבוה או רעש העלולים לפגוע בחלקים רגישים.

איך צילומים עובדים?

צילום צילום הוא מכשיר המאפשר לאות לנוע בין שני מעגלים נפרדים תוך שמירה על זה מזה בחשמל זה מזה.הפרדה זו מועילה מאוד בהגנה על חלקים עדינים ומתח נמוך מפני קוצים מתח גבוה והפרעות חשמליות.התהליך מתחיל כאשר מתח מתח על מעגל הקלט, המפעיל LED (דיודה פולטת אור) בתוך הצילום.LED זה נדלק, בדרך כלל מפטיר אור אינפרא אדום, שפחות סביר להפריע להשפעות חיצוניות.לאחר מכן האור עובר על מחסום מבודד כדי להגיע אל גלאי הצילום בצד הפלט.גלאי הצילום, שיכול להיות פוטודיוד, פוטו -טרניסטור או פוטו -טירסטור, תופס את האור הזה ומשנה אותו בחזרה לאות חשמלי.לאחר מכן נשלח אות חשמלי חדש זה למעגל הפלט.

THE שכבת בידוד בין LED לבין גלאי הצילום הוא זה שמאפשר את מעגלי הקלט והפלט זה מזה.הפרדה זו מסייעת בהגנה על חלקי המתח הנמוך מפני פגיעה על ידי קוצים במתח גבוה או רעש חשמלי.האור העוברת בשכבת הבידוד מאפשר לאות לנוע מצד אחד לצד השני ללא מגע פיזי או חשמלי, מה שהופך אותו לבטוח למעגלים לתקשר זה עם זה.

ברגע ש- Photodectore מקבל את האור מה- LED, הוא ממיר את האור חזרה לאות חשמלי.אות פלט זה זהה באופן אלקטרוני לאות הקלט, אך הוא עשוי להיות מוגבר או מותאם, תלוי למה הוא נחוץ.לאחר מכן משתמשים באות על ידי מעגל הפלט לביצוע המשימה הנדרשת.

יישומים של צילומי צילום

צילומים מצולמים נמצאים בשימוש נרחב במכשירים אלקטרוניים שונים מכיוון שהם מספקים בידוד וגם העברת אותות ברורים.

בהגנה על בטיחות, צילומי צילום משמשים מחסום בין מעגלי מתח גבוה ומעגלי מתח נמוך.בידוד זה מפסיק את נחשולי המתח הגבוה מפגיעה בחלקים רגישים, וזה שימושי מאוד בהגדרות בהן דוקרני כוח נפוצים.

כשמדובר בהפחתת רעש, צילומי צילום מועילים להפליא.הם עוזרים למזער את ההשפעות של הפרעות חשמליות, וודא שהאות שנשלח נשאר ברור ויציב.

במעגלי ממשק, צילומי צילום מאפשרים לחלקים שונים של מערכת העובדים ברמות מתח שונות כדי לתקשר בבטחה.על ידי שימוש בצילום צילום, אתה יכול לחבר מעגלים ללא סיכון לנזק מהבדלי מתח.

צילומים הם גם חלק מרכזי במיתוג ספקי חשמל.ביישומים אלה הם שומרים את חלקי הבקרה נפרדים מיציאות המתח הגבוה, ומבטיחים כי אותות הבקרה יישארו יציבים ואמינים אפילו בתנאים חשמליים קשים.

חבילות אופטו-מצמד ואופטו-אסולטור

איור 3: חבילות אופטו-מצמד ואופטו-אסולטור

צילומים מצולמים, הידועים גם בשם מצמד אופטו או אסולטורים אופטיים, הם חלקים אלקטרוניים המשתמשים באור כדי לשלוח אותות חשמליים בין שני מעגלים שצריך לשמור עליהם נפרדים.הפרדה זו מסייעת במניעת מתחים גבוהים לפגוע במעגל המקבל את האות.העיצוב והאריזה של חלקים אלה משתנים תלוי אם הם משמשים במצבים במתח נמוך או במתח גבוה.

יישומי מתח נמוך: בהגדרות מתח נמוך, צוללים אופטיים נמצאים בדרך כלל בחבילות שנראות כמו מעגלים משולבים כפול-קו (DIL) (ICS) או חבילות מעגל משולב מתאר קטן (SOIC).פורמטים אלה משמשים בדרך כלל בטכנולוגיית הרכבה על פני השטח (SMT), מה שמקל עליהם להתאים לעיצובים אלקטרוניים מודרניים וקומפקטיים.האריזה מאפשרת לכלול בקלות את החלק בלוחות מעגלים מודפסים (PCB) תוך שמירה על קטעים שונים במעגל נפרדים.

יישומי מתח גבוה: עבור מצבים במתח גבוה, לעתים קרובות מעצבים אופטו-אסולטורים עם אריזה חזקה יותר כדי להתמודד עם מתחי בידוד גבוהים יותר.חבילות אלה עשויות להיות מלבניות או גליליות ונועדו לספק הגנה רבה יותר מאשר חבילות IC סטנדרטיות.תכונה זו שימושית במערכות חשמל או בהגדרות אחרות בהן ההבדל המתח בין מעגלים יכול להיות גדול, הדורש אמצעי בטיחות נוספים.

טרמינולוגיה וסמלים לצילומים

איור 4: סמל תרשים מעגלים של צילום

בעוד ש"המצמד אופטו "ו"אופטו-אסולטור" משמשים לרוב כדי להתכוון לאותו הדבר, ישנם הבדלים קטנים ביניהם על סמך אופן השימוש בהם:

Opto-Captle בדרך כלל מתייחס לחלקים המשמשים במערכות בהן הפרש המתח בין מעגלים אינו עובר מעל 5,000 וולט.חלקים אלה משמשים לרוב לשליחת אותות אנלוגיים או דיגיטליים על פני מעגלים נפרדים בהגדרות אלקטרוניות שונות.

אסולטורים אופטיים מיועדים במיוחד לשימוש במערכות בעלות עוצמה גבוהה בהן הפרש המתח יכול להיות יותר מ -5,000 וולט.התפקיד העיקרי דומה - כדי לשלוח אותות תוך שמירה על הפרדה חשמלית - אך חלקים אלה מיועדים לטפל במערכי החשמל התובעניים יותר שנמצאים בהפצת חשמל ומערכות תעשייתיות.

בתרשימי מעגלים, הסמל למצמד אופטו מציג בדרך כלל LED (המשמש כמשדר) מצד אחד ופוטוטראנזיסטור או פוטודרלינגטון (המשמש כמקלט) מצד שני.סמל זה מראה כיצד החלק עובד מבפנים, ומראה כיצד משתמשים באור ליצירת קשר חשמלי בין המעגלים הנפרדים.ה- LED מפטיר אור כאשר הזרם זורם דרכו, אשר לאחר מכן נאסף על ידי ה- Phototransistor, ומאפשר לאות לעבור תוך שמירה על המעגלים נפרדים באופן חשמלי.

מפרט מפתח של צילומי צילום

איור 5: איור 5: תזמון קלט-פלט צילום ומאפייני מתח אספן-פולט

בבחירת צילום צילום, מועיל להבין את תכונות המפתח שלה כדי לוודא שהוא מתאים לצרכים שלך.

יחס העברה נוכחי (CTR): זהו היחס בין זרם הפלט לזרם הקלט.במונחים פשוטים יותר, זה מראה כמה זרם בצד הקלט מועבר לצד הפלט.ערכי CTR יכולים להשתנות באופן נרחב, מ -10% ליותר מ -5,000%, תלוי בסוג הצילום.CTR גבוה יותר פירושו שהמכשיר יעיל יותר להעביר את האות מכניסה לפלט, וזה חשוב ליישומים בהם יש צורך בבקרת אות מדויקת.

רוחב פס: תכונה זו אומרת לך את המהירות המרבית בה הצמד יכול להתמודד עם נתונים.לצילומים מבוססי Phototransistor בדרך כלל יש רוחב פס של כ -250 קילו הרץ, מה שהופך אותם מתאימים לשימושים נפוצים רבים.עם זאת, אם אתה זקוק למשהו מהיר יותר, היה מודע לכך שצילומי צילום מבוססי פוטודרלינגטון עשויים להיות איטיים יותר בגלל העיצוב שלהם, מה שמשפיע על כמה מהר הם מגיבים.

זרם קלט: הכוונה לכמות הזרם הדרושה להפעלת ה- LED בצד הקלט של הצילום.זרם הקלט הוא גורם חשוב מכיוון שהוא משפיע על כמה כוח המכשיר משתמש וכמה טוב הוא עובד עם החלקים האחרים במעגל שלך.

מכשיר פלט מתח מקסימלי: עבור צילומי צילום מבוססי טרנזיסטור, זהו המתח הגבוה ביותר שטרנזיסטור הפלט יכול להתמודד איתו.חשוב להבטיח שדירוג מתח זה יהיה גבוה יותר מהמתח המרבי שבהם יישום היישום שלך, כדי להימנע מפגיעה במכשיר.

הבדלים בין צילומים לצילומים למסרים של מצב מוצק

איור 6: צילום מצמד וממסר במצב מוצק

צילומי צילום ו ממסרי מצב מוצק (SSRs) שניהם משתמשים באור כדי לבודד אותות, אך הם משמשים בדרכים שונות על בסיס העיצוב שלהם.

בדרך כלל משתמשים בצילומים מצולעים במצבים בעלי עוצמה נמוכה שבהם המטרה העיקרית היא להעביר ולבודד אותות.הם אידיאליים להגנה על חלקים אלקטרוניים רגישים מפני קוצים או רעש מתח גבוה, וודא שהאות מועבר בצורה נקייה מחלק אחד של המעגל למשנהו.

ממסרי מצב מוצק (SSR), לעומת זאת, נועדו להחליף רמות כוח גבוהות יותר.בניגוד לצילומי צילום, לרוב SSRs יש חלקים נוספים כמו הגנה על מתח ומיתוג חוצה אפס (עבור אותות AC), המסייעים בהפחתת רעש חשמלי וגורם לממסר להימשך זמן רב יותר.SSRs בדרך כלל גדולים יותר, ומכיוון שהם מטפלים בזרמים גבוהים יותר, הם זקוקים לעיתים קרובות לכיורי חום כדי לנהל מסופי חום ובורג לחיבורים מאובטחים.

מַסְקָנָה

צילומי צילום עוזרים לשמור על מעגלים בטוחים ועובדים היטב על ידי מתן האותות לעבור תוך שמירה על מעגלים מופרדים.הם מגנים על מעגלי מתח נמוך מפני קוצים מתח גבוה ומפחיתים רעש חשמלי, מה שהופך אותם מועילים מאוד במכשירים אלקטרוניים רבים.בין אם הם משמשים פשוט להעביר אותות בין מעגלים או במערכות חשמל מורכבות יותר, בחירת הצילום הנכון-בין אם מדובר במצמד אופטו סטנדרטי או מבסס אופטי-קולט חזק יותר-יכול לעשות את ההבדל הגדול עד כמה מערכת אלקטרונית עובדת.ככל שהטכנולוגיה ממשיכה להתקדם, מכשירים אלה ימשיכו להיות מועילים מאוד, ומשמשים כמגנים על המכשירים האלקטרוניים שלנו.

שאלות נפוצות [שאלות נפוצות]

1. מה היישום של מבסס אופטו?

היישום של מבסס אופטו הוא להפריד בין חלקים שונים במעגל תוך מתן אפשרות לאותות לעבור ביניהם.זה עוזר להגן על חלקים רגישים במעגל מפני קוצים מתח גבוה או רעש חשמלי.בדרך כלל משתמשים במאזורים אופטיים באספקת חשמל, ממשקי בקר מיקרו ומערכות בקרה תעשייתיות כדי למנוע נזק לרכיבי מתח נמוך.

2. מתי כדאי להשתמש במבדל אופטו?

עליכם להשתמש במבדל אופטו כאשר עליכם להגן על חלקי מתח נמוך במעגל מפני מתח מתח גבוה או רעש חשמלי.זה שימושי גם כאשר חלקים שונים במערכת שלך צריכים לעבוד יחד מבלי להיות מחוברים ישירות.זה מועיל כאשר למעגלים יש רמות קרקע שונות או כאשר הם צריכים להישאר נפרדים באופן חשמלי מסיבות בטיחותיות.

3. מהי המטרה העיקרית של צמד אופטיקלי?

המטרה העיקרית של צמד אופטי הוא לאפשר לאותות לעבור בין שני מעגלים נפרדים באמצעות אור, תוך שמירה על המעגלים זה מזה.זה מונע מעגלי מתח גבוה להשפיע על מעגלי מתח נמוך, ועוזר להגן על חלקים עדינים מפני פגום.

4. מדוע תשתמש ב- OptoCoupler במקום ממסר?

היית משתמש ב- OptoCoupler במקום ממסר כשאתה זקוק למיתוג מהיר יותר, תוחלת חיים ארוכה יותר ותפעול שקט יותר.שלא כמו ממסרים, לאופטוקלנים אין חלקים נעים, כך שהם יכולים לעבור במהירות רבה יותר ולהימשך זמן רב יותר.הם גם תופסים פחות מקום ומספקים בידוד חשמלי טוב יותר.

5. מהם החסרונות של צמידים אופטוקיים?

החסרונות של צמד אופטי -צמד כולל את יכולתם המוגבלת להתמודד עם זרם ומתח גבוה בהשוואה למסרים.חלק מהצמדות האופטימיות, במיוחד אלה עם פוטו -טרנזיסטורים, יכולים להיות איטיים יותר להגיב.הם יכולים גם להישחק לאורך זמן מכיוון שה- LED בפנים משפיל.ייתכן שהאופטוקאלים אינם הבחירה הטובה ביותר לשליטה בכוח גבוה מאוד, כאשר ממסרים או ממסרים במצב מוצק יעבדו טוב יותר.