Vad är en optokoppling?
Vad är en optokoppling?
Definition av optokoppling
En optokoppling (även känd som en optoisolator eller optisk isolator) definieras som en elektronisk komponent som överför elektriska signaler mellan två isolerade kretsar med hjälp av ljus.
Arbetsprincip
Inmatningskretsen består av en variabel spänningskälla och en LED. Utmatningskretsen består av en fototransistor och en belastningsresistor. LED:n och fototransistorn är inneslutna i ett ljussäkert paket för att förhindra extern störning.
När ingångsspänningen tillämpas på LED:n emittar den infraröd strålning proportionell mot ingångssignalen. Denna strålning korsar dielektriska barriären och träffar den omvänt polariserade fototransistorn. Fototransistorn konverterar ljuset till elektrisk ström, som flödar genom belastningsresistorn och skapar en utgångsspänning. Denna utgångsspänning är omvänt proportionell mot ingångsspänningen.
In- och utmatningskretsarna är elektriskt isolerade av dielektriska barriären, som kan tåla höga spänningar upp till 10 kV och spänningstransienter med hastigheter upp till 25 kV/μs. Detta betyder att eventuella surger eller brus i inmatningskretsen inte kommer att påverka eller skada utmatningskretsen.
Elektrisk isolering
Optokopplingar använder en dielektrisk barriär för att ge elektrisk isolering mellan in- och utmatningskretsar, skyddande mot höga spänningar och spänningstransienter.
Parametrar och specifikationer för optokopplingar
Strömsöverföringsförhållande (CTR)
Isoleringsvoltage
Ingångs-utgångskapacitans
Växlingshastighet
Typer av optokopplingar
LED-fotodiod
LED-LASCR
Lampa-fotovidståndspar
Tillämpningar
Effektelektronik
Kommunikation
Mätning
Säkerhet
Fördelar
De ger elektrisk isolering mellan in- och utmatningskretsar.
De förhindrar höga spänningar eller strömmar.
De förhindrar höga spänningar eller strömmar från att skada eller störa lågspännings- eller lågströmkretsar.
De möjliggör kommunikation mellan kretsar som har olika spänningsnivåer, jordpotentialer eller bruskaraktärer.
De kan hantera höga växlingshastigheter och datahastigheter.
Nackdelar
De har begränsad bandbredd och linjäritet jämfört med andra isoleringsmetoder, såsom transformatorer eller kondensatorer.
De har temperatur- och åldringseffekter som kan försämra deras prestanda över tid.
De har variationer i strömsöverföringsförhållandet och ingångs-utgångskapacitansen som kan påverka deras noggrannhet och stabilitet.
Slutsats
Optokopplingar är användbara enheter som kan överföra elektriska signaler mellan isolerade kretsar genom att använda ljus. De har många fördelar, såsom att ge elektrisk isolering, förhindra höga spänningar, ta bort elektriskt brus och möjliggöra kommunikation mellan oförenliga kretsar. De har också vissa nackdelar, såsom begränsad bandbredd, åldringseffekter, variationer i prestanda och växlingshastighet. Optokopplingar har olika parametrar och specifikationer som bestämmer deras lämplighet för olika tillämpningar. Optokopplingar används vidt och bredt inom effektelektronik, kommunikation, mätning, säkerhet och andra områden.
